CC BY
24
УДК 621.396
Мурашкина Т.И., Савочкина М.М,
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМ ДАТЧИК ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ РЕЗЕРВУАРОВ С НЕФТЕПРОДУКТАМИ
гидростатическое давление, дифференциальный преобразователь, атте-
Ключевые слова:
волоконно-оптический датчик нюатор, оптическое волокно
При финансовой поддержке в форме гранта РФФИ, проект 15-08-02675
Развитие рыночных отношений выдвигает возрастающие требования к достоверности учета количества нефтепродуктов на всех стадиях их производства и распределения, приводит к повышению роли измерительной техники и требований к ней. В связи с повышением цен на энергоносители резко повышается спрос на высокоточные средства учета их количества.
Контроль и учет количества нефтепродуктов усложняется ввиду измерений в «агрессивной» среде. Так электрические датчики практически не применимы из-за вероятности мгновенного воспламенения в случае возникновения искры. Поэтому необходима разработка принципиально новых приборов и устройств, которые отвечали бы всем требованиям по точности и безопасности [1].
Авторы статьи предлагают осуществлять измерение малого гидростатического давления в резервуарах с нефтепродуктами с помощью дифференциального волоконно-оптического датчика (ВОДГД) с концентратором.
На рисунке 1 приведена упрощенная конструктивная схема волоконно-оптического датчика избыточного давления (ВОДИД) аттенюаторного типа [2] , который является прототипом разрабатываемого дифференциального волоконно-оптического датчика давления (ВОДГД) с концентратором.
Мембрана 1 жестко соединена со штуцером 2. В центре мембраны жестко закреплен дифференциальный предельный аттенюатор 3 с круглым отверстием на расстояниях 1 и 12 относительно излучающего торца подводящего оптического волокна ПОВ 4 и приемных торцов отводящих оптических волокон ООВ 5 первого и второго измерительных каналов соответственно. ПОВ 4 и ООВ 5 жестко закреплены в корпусе 6. Юстировка волокон относительно отверстия в аттенюаторе 3 осуществляется с помощью металлической прокладки 7, толщина которой подбирается в процессе настройки датчика.
относительно отверстия в аттенюаторе 3 осуществляется с помощью металлической прокладки 8, толщина которой подбирается в процессе настройки датчика.
Рисунок 1 - Упрощенная конструктивная схема ВОДИД аттенюаторного типа
Работает ВОДИД аттенюаторного типа следующим образом: измеряемое давление воспринимается мембраной 1, при этом аттенюатор 3 смещается относительно ПОВ и ООВ, что ведет к изменению интенсивности световых потоков, поступивших в ООВ [3, 4] .
На рисунке 2 изображена упрощенная конструктивная схема разрабатываемого дифференциального ВОДГД с концентратором.
Мембрана 1 жестко соединена со штуцером 2. В центре мембраны жестко закреплен дифференциальный предельный аттенюатор 3. ПОВ 4 и ООВ 5 жестко закреплены в корпусе 6. Концентратор 7 соединен с корпусом с помощью сварки. Юстировка волокон
Рисунок 2 - Упрощенная конструктивная схема ВОДИД с концентратором
Использование концентратора необходимо в данном техническом решении для того, чтобы максимально сосредоточить измеряемое малое гидростатическое давление в центральной части мембраны. Это обеспечивает высокую чувствительность датчика при изменении уровня нефтепродуктов в резервуаре высотой 20 м на незначительную величину порядка 1 мм.
Разработана обобщенная структурная схема дифференциального ВОДГД с концентратором, приведенная на рисунке 3.
ВОДГД с концентратором работает следующим образом.
Часть светового потока ИИ Фо' по ПОВ подается в зону измерения. Измеряемое давление, действуя на концентратор, воспринимается мембраной. Под действием давления мембрана прогибается, соответственно смещается в направлении 2 аттенюатор (шторка), жестко на ней закрепленный. В соответствии с заложенным в аттенюаторе алгоритмом преобразования происходит преобразование оптического сигнала Ф''о. Часть оптического излучения Ф1(Р) поступает в ООВ1 первого измерительного канала, другая часть светового потока Ф2(Р) - в ООВ2 второго измерительного канала. По ООВ1 и ООВ2 световые потоки направляются на приемники излучения ПИ1, ПИ2 первого и второго измерительного канала соответственно. ПИ1 и ПИ2 преобразуют оптические сигналы Ф1М(Р) и Ф2,Т(Р) в электрические сигналы Р1(Р) и Р2 (Р) соответственно, которые далее поступают на вход блока преобразования информации БПИ.
В БПИ осуществляется операция суммирования и вычитания сигналов Р1(Р) и Р2(Р), а затем - операция деления разности сигналов на их сумму: [Р1(Р) - Р2(Р)]/[Р1(Р) + Р2(Р)].
Таким образом, разработанный ВОДГД с концентратором обладает рядом преимуществ над существующими датчиками для измерения гидростатического давления в резервуарах с нефтепродуктами. Во-первых, он имеет высокую чувствительность преобразования. Во-вторых, абсолютная искро-, взрыво-, пожаробезопасность. А также высокая точность измерений, сравнительно низкая цена, высокая надежность работы.
LtJ О
Is?
БОПД - волоконно-оптический преобразователь давления; ИИ - источник излучения; УЮ1, УЮ2, УЮЗ- узлы зэстировки; OPl, ОР2,ОРЗ болоконно-оптический кабель; ПОВ — подводящее оптическое волокно; OOBl,ООВ2 — отводящие оптические волокна; ОЭБ — оптико-электронный блок;
приемники излучения; БПИ — блок преобразования информации; ВУ — вычитающее устройство; 2 — сумматор; Д — делитель
оптические разъёмы; БОК ПИ 1, ПИ2
Рисунок 3 - Структурная схема дифференциального ВОДТД а концентра торoij
ЛИТЕРАТУРА
1. Технологические основы проектирования волоконно-оптические датчики давления для искро-, взрыво-, пожароопасных инженерно-технических объектов / Е.А. Бадеева, А.Г. Пивкин, Т.И. Мурашкина // Надежность и качество: Тр. Междунар. симп.- Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2011. - Т. 2., стр. 130-135.
2. Волоконно-оптические датчики давления аттенюаторного типа для летательных аппаратов / Е.А. Бадеева, В.А. Мещеряков, Т.И. Мурашкина, А.Г. Пивкин //Датчики и системы.-2003.-№.4. - С. 11-14.
3. Патент РФ № 2308677, МПК6G01 В 11/00 Волоконно-оптический преобразователь перемещения/ А. Г. Пивкин, Т. И. Мурашкина, Т.Ю.Крупкина /0публ.20.10.2007 Бюл. №29.
4. Пивкин А. Г., Мурашкина Т. И. Волоконно-оптические датчики давления аттенюаторного типа для ракетной техники: Монография. - Пенза: изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. - 150 с.
Липилин О.В.
УДК 004.056
Зефиров С.Л., Щербакова А.Ю
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОБРАБОТКИ ИНЦИДЕНТОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТА
В настоящей работе предлагается подход к оценке результатов управления инцидентами ИБ различных видов: внедрения вредоносного программного обеспечения, несанкционированного доступа, отказа в обслуживании и сбора информации. При оценке учитыг-вается возможность объекта по предотвращению инцидентов ИБ с помощью применяемые превентивныгх защитныгх мер, выгбранныгх на основании оценки рисков, и возможность объекта по реагированию на инциденты информационной безопасности, которое осуществляется непосредственно при возникновении нештатной ситуации на объекте и зависит от уровня дефицита персонала и компетентности обработчиков инцидентов информационной безопасности. Оценка производится на основе взвешенныгх оценок вероятностей результатов обработки инцидентов информационной безопасности относительно их значимости. Предлагаемый подход к оценке результатов обработки инцидентов информационной безопасности может быть использован для оценки защищенности объекта.
Ключевые слова:
оценка, инцидент информационной безопасности, обработка инцидентов информационной безопасности
Оценка защищенности объекта с точки зрения информационной безопасности (ИБ) может производиться различными способами. Например, для оценки ИБ организаций применяются подходы, описанные в [1]. О защищенности объекта можно также судить по эффективности управления инцидентами ИБ, которые неизбежно возникают во время реализации основной деятельности объекта и влекут за собой негативные последствия, такие как, например, нарушения конфиденциальности, целостности или доступности активов объекта, прерывание бизнес-процессов, материальный ущерб, ущерб репутации объекта и другие. Величина ущерба от реализации инцидентов ИБ во многом зависит не только от применения превентивных защитных мер, направленных на их предотвращение, но и от эффективности процессов управления инцидентами ИБ. Процессы управления инцидентами ИБ включают стратегии по обнаружению и анализу инцидентов, их сдерживанию и устранению, восстановлению систем объекта после инцидентов и применение «антикризисных» мер в случае бесконтрольного развития инцидентов. Поэтому при оценке защищенности необходимо учитывать способность объекта к своевременной и эффективной реализации стратегий обработки инцидентов ИБ.
В [2] была исследована возможность анализа деятельности по обработке инцидентов информационной безопасности. Были исследованы зависимости вероятностей результатов обработки инцидентов ИБ от таких параметров, как вероятность актуальных для объекта инцидентов ИБ, результативность превентивных защитных мер, эффективность процесса управления инцидентами ИБ, коэффициент дефицита персонала группы реагирования на инциденты ИБ (ГРИИБ).
Актуальные для объекта инциденты ИБ могут быть определены по наличию факторов нежелательных событий, ведущих к инцидентам ИБ. Фактор нежелательного события ИБ - признак события ИБ, указывающий на возможное нарушение ИБ или аварию защитных мер (средств), а также возникновение ранее неизвестной ситуации, которая может быть связана с безопасностью. Факторы событий могут быть выявлены обработчиками инцидентов ИБ в результате мониторинга систем, плановых проверок или сотрудниками организации в ходе выполнения ими основной деятельности или техническими средствами. По выявленным факторам моделируются сценарии инцидентов ИБ [3] и определяются их вероятности.
Результативность превентивных защитных мер представляет собой их адекватную способность осуществлять требуемые действия, в данном слу-
чае, предотвращать нежелательные события инцидентов ИБ. Результативность определяется для совокупности защитных мер, направленных на предотвращение инцидентов ИБ определенного вида. Пример определения результативности превентивных защитных мер для предотвращения инцидентов внедрения вредоносного программного обеспечения с помощью ранжирования их по уровням возможностей приведен в [4]. Эффективность процедур обработки инцидентов ИБ, а также уровень дефицита и уровень компетентности персонала ГРИИБ могут быть оценены, например, с помощью определения их соответствия нормативным документам, регламентирующим данный вид деятельности, или статистически, если производится сбор и обработка данных о произошедших на объекте инцидентах ИБ.
Для анализа взаимного влияния перечисленных параметров объекта было применено имитационное моделирование обработки инцидентов ИБ [5]. Результатами имитационного моделирования являются вероятности достижения каждого из результатов обработки инцидентов ИБ.
Из полученных значений формируется матрица А,
обработки инцидентов ИБ, где i = 1,N , N -
коли-
чество видов инцидентов, у = 1,М - количество возможных вариантов результатов обработки инцидентов:
^ О]^ О] д О-])
A =
"12
"13
U1M
21
а
22
а
23
а
2M
Различные виды инцидентов ИБ имеют свои особенности, оказывают разное влияние на объект, различаются по сложности их обработки, приводят к различным негативным последствиям для объекта. Это дает возможность установить влияние каждого из них на защищенность объекта и их значимость. Сделать это можно, например, с помощью анализа статистических данных об ущербах, нанесенных различными инцидентами ИБ. Примерами источников таких данных являются аналитические отчеты об инцидентах, например [6,7].
Выразить влияние видов инцидентов ИБ на объект можно с помощью определения для них коэффициентов важности А1. Совокупность коэффициентов важности различных видов инцидентов ИБ представляем в виде вектора-столбца А :
в которой элементы а^ - вероятности результатов
а
а
а
а
