Universitatea Politehnica din București

Facultatea de Automatică și Calculatoare Departamentul de Automatică și Ingineria Sistemelor

PROIECT DE DIPLOMĂ

Sisteme de monitorizare și control pentru supravegherea și securizarea

spațiilor publice

Coordonator ştiinţific: Prof. univ.dr.ing.Dumitru Popescu

Absolvent: Dumitru Toma

BUCUREŞTI

2013

2

Mulțumiri

Cele mai sincere mulțumiri celor care mi-au fost mentori, m-au sprijinit și mi-au

acordat sprijin permanent pe toată durata realizării acestei lucrării, domnului profesor

indrumător dr.ing. Dumitru Popescu, domnului inginer Apolodor Gheorghiu și doamnei

Bădiță Cecilia, din cadrul firmei SC IPA SA .

Această lucrare de diplomă conchide cei patru ani pe care i-am petrecut în această

instituție și pe această cale țin sa multumesc tuturor profesorilor, colegilor și familiei, ce m-

au calauzit și inspirat pe tot parcursul perioadei de studiu.

3

Listă figuri

Figura 4.1. Diagnoza defectelor bazate pe model 39

Figura 4.2. Configuratia cauzal-arborescenta pentru instalație 45

Figura 4.3. Evaluarea defectelor și cauzelor de defect pentru instalatie 47

Figura 5.1. Configurația cauzal-arborescenta în aplicație 48

Figura 5.2. Evaluarea defectelor si cauzelor de defect pentru exemplu 1 49

Figura 5.3. Evaluarea defectelor și cauzelor de defect pentru exemplu 2 49

4

Listă tabele

Tabel 3.1. Echipamente subsistem incendiu 32

Tabel 3.2. Echipamente subsistem anti-efracție 33

Tabel 3.3. Echipamente subsistem TVCI alimentate din sursa UPS1 35

Tabel 3.4. Echipamente subsistem TVCI alimentate din sursa UPS2 35

Tabel 3.5.Echipament subsistem TVCI alimentate din sursa de 12Vc.c 36

Tabel 4.1.Exemplu masuratori 46

Tabel 4.2.Verificarea stărilor parametrilor 46

5

Listă Abrevieri

TVCI -Televiziune cu Circuit Închis

TTL -Time Lapse Recorder

TCP/IP -Transmission Control Protocol/Internet Protocol

HD SDI -High Definition Serial Digital Interface

UTP -Unshielded Twisted Pair

FO -Fibră Optică

IP -Internet Protocol

GSM-GPR -Global System for Mobile-General Packet Radio Service

LED -Light-emitting diode

LCD -Liquid-crystal display

NC -Normal Close

PIR -Passive Infrared sensor

DVR -Digital Video Recorder

HDD -Hard Disk Drive

VGA -Video Graphics Array

SNR - Signal to Noise Ratio

DNR -Digital Noise Reduction

WDR -Wide Dynamic Range

CCD -Charged Coupled Device

AGC -Automatic Gain Control

TVL -Television Lines

PTZ -Pan Tilt Zoom

GUI -Graphical User Interface

6

Cuprins

1.INTRODUCERE ................................................................................................................................................. 7

2.CONFIGURAȚIA ȘI FUNCȚIILE SISTEMELOR DE SECURITATE ........................................................... 8

2.1.IMPORTANȚA SISTEMELOR DE SECURITATE ..................................................................................................... 8 2.2. EVOLUŢIA SISTEMELOR DE SECURITATE ........................................................................................................ 9 2.3. FUNCŢIILE SISTEMELOR DE SECURITATE...................................................................................................... 11 2.4.SISTEME DE SECURITATE INTEGRATE............................................................................................................ 13 2.5.FIABILITATE, DISPONIBILITATE ȘI MENTENABILITATE ................................................................................... 15

3.PROIECTAREA SISTEMULUI INTEGRAT DE SECURITATE ................................................................... 17

3.1BAZA DE PROIECTARE ................................................................................................................................... 17 3.2.CERINȚE GENERALE ..................................................................................................................................... 18 3.3.SISTEMUL INTEGRAT DE SECURITATE ........................................................................................................... 20

3.3.1.Subsistem de detecție si semnalizare la incendiu ................................................................................ 20 3.3.2.Subsistem de securitate antiefracție și de control electronic al accesului ........................................... 22 3.3.3.Subsistem de supraveghere cu televiziune cu circuit inchis (TVCI) ...................................................... 26 3.3.4. Subsistem de management integrat .................................................................................................. 30 3.3.5.Medii de transmisie a informaţiei ....................................................................................................... 31

3.4.CALCULE SPECIFICE ..................................................................................................................................... 32 3.4.1.Calculul energetic pentru fiecare subsistem ........................................................................................ 32 3.4.2.Calculul capacitatii de arhivare pentru sistemul TVCI ......................................................................... 37

4.SOLUTII PENTRU DETECTIA SI DIAGNOZA PARAMETRILOR DIN INSTALATIE ............................ 39

4.1 PREZENTARE ALGORITM CAUZAL PENTRU DETECŢIE ŞI DIAGNOZĂ ............................................................... 41 4.2. PROCEDURI LOGICE FOLOSITE PENTRU IMPLEMENTARE ............................................................................... 44 4.3. DETECŢIE ŞI DIAGNOZĂ-IMPLEMENTARE ÎN SISTEMULUI INTEGRAT DE SECURITATE .................................... 45

4.3.1.Determinarea modelului cauzal pentru detecţie şi diagnoză .............................................................. 45 4.3.2. Analiza rezultatelor de detecţie şi diagnoză ....................................................................................... 46

5.REZULTATE ÎN SIMULARE .......................................................................................................................... 48

6.CONCLUZII ...................................................................................................................................................... 50

7.BIBLIOGRAFIE .............................................................................................................................................. 51

8.ANEXA A –AMPLASAREA ECHIPAMENTELOR SUBSISTEMELOR....................................................... 52

9.ANEXA B-APLICAȚIE SOFTWARE ............................................................................................................ 55

7

1.Introducere

În prezent recesiunea economică a condus la scăderea nivelului de trai determinând

creșterea nivelului de infracționalitate și mărind astfel vulnerabilitatea clădirilor publice sau

private, a oamenilor și a bunurilor materiale.

În acest context am ales să dedic această lucrare studierii, întelegerii și proiectării

sistemelor ce asigură securitatea și integritatea persoanelor, bunurilor acestora și desfășurarea

în condiții de siguranță a tuturor activităților conexe acestora.

În cadrul lucrării sunt tratate 4 capitole majore.

Primul capitol , Configurația și funcțiile sistemelor de securitate este o prezentare

teoretică a structurii unui sistem de securitate cu funcțiile și proprietățile specifice fiecărui

subsistem în parte.

Al doilea capitol, Proiectarea sistemului integrat de securitate, face trecerea de la

vizunea teoretică de ansamblu la un sistem de securitate pentru un anumit obiectiv.În acest

capitol se face proiectarea sistemului de securitate pentru un hyper-market.

Al treilea capitol, Soluții pentru detecția și diagnoza parametrilor din instalație,

prezintă mai multe soluții pentru detecția și diagnoza parametrilor defecți din instalație, se

alege o anumită soluție și se tratează un algoritm de detecție și diagnoză a defectelor pentru

un singur subsistem din cadrul sistemului integrat de securitate proiectat în cadrul capitolului

2, și anume subsistemul de detecție și alarmare la incendiu.În cadrul acestui subcapitol se face

prezentarea teoretica a algoritmului, cu un exemplu numeric pentru a susține partea teoretică.

Al patrulea capitol, Rezultate în simulare, susține capitolul precendent , unde se

implementează algoritmul folosind un mediu de programare vizual pentru a putea fi

prezentate rezultatele în simulare.

8

2.Configurația și funcțiile sistemelor de securitate

2.1.Importanța sistemelor de securitate

Conceptul de securitate

Într-o lume în care insecuritatea (nesinguranța și instabilitatea) atinge numeroase

aspecte ale vieții cotidiene (sociale, economice, politice, militare ș.a.), acțiunile practice

pentru asigurarea regimului normal de funcționare au fost asociate cu eforturi teoretice,

susținute, pentru definirea și implementarea unor noi concepte în materie. Securitatea este

capacitatea unui sistem de a-și conserva caracteristicile constructiv- funcționale sub acțiunea

unor factori distructivi care ar putea să-l transforme în pericol pentru mediul înconjurator și

viața oamenilor aflați în zona de risc , ori să provoace pagube materiale, informaționale sau

morale.[1]

Securitatea este singurul concept care poate răspunde cerințelor de siguranță și

stabilitate necesare pentru buna functionare a sistemelor in condițiile actuale. Ca process in

devenire securitatea are ca principal obiectiv stabilitatea sistemelor.

Practic, noțiunea de securitate poate fi asociată cu ideea de “absența pericolului”, chiar

dacă in sine pericolul există, dar nu poate acționa impotriva sistemului protejat, iar noțiunea

opusă, de insecuritate, poate fi asociată cu ideea de “prezența pericolului”, care, in aceste

condiții poate acționa asupra sistemului, periclitând securitatea acestuia.[1]

Conceptul de sistem de securitate

Sistemul de securitate este componenta tehnică a răspunsului la amenințările și

vulnerabilitățile precizate (incendiu, dezastre naturale, efracție, vandalism, terorism) într-un

obiectiv la care se impune asigurarea protecției. Din punct de vedere structural printr-un

sistem de securitate se înțelege ansamblul de echipamente, dispozitive si subsisteme specifice,

interconectate constructiv si funcțional , care indeplinesc funcții de protecție pentru persoane

si bunuri, într-un obiectiv dat.[1]

Necesitatea asigurării securității

Nevoia de siguranță stă la baza formării fiecarui individ. Securitatea individuală și a

bunurilor, a căpătat o nouă importanță nu numai pentru că există amenințări identificate și

cuantificate , prin alocarea unei anumite valori ale riscului evidențiat dar si pentru că este

reglementată prin norme naționale si internaționale. Cadrul legal de asigurare a protecției

obiectivelor, valorilor, datelor de importanță națională și a informațiilor clasificate este stabilit

prin anumite reglementări ale unor legi, în care se precizează cerințele de realizare a

securității.

9

2.2. Evoluţia sistemelor de securitate

Din cele mai vechi timpuri omul a încercat să se protejeze contra pericolelor

(fenomene naturale) sau ameninţărilor (animale, duşmani), să-şi creeze un climat de siguranţă.

Ca urmare a evoluţiei tehnologice nivelul de protecţie a crescut de la simple adăposturi sau

locuinţe cu pază umană până la sistemele actuale de securitate, complexe şi eficiente.

În anul 1853, americanul August Pope a creat primul sistem de alarmă domestic:

contacte magnetice la uşi şi ferestre. Incercarea de intrare prin efracţie declanşa o sirenă.

Cu timpul, principalele dezavantaje (alarme false, lipsă facilităţi de monitorizare la

distanţă) au putut fi surmontate. Odată cu îmbunătăţirea infrastructurii electrice sistemele de

securitate au devenit din ce în ce mai avansate.

S-a trecut la producţia de serie mare, ceea ce a condus la scăderea substanţială a

preţurilor şi a permis unui număr tot mai mare de familii din clasa de mijloc să-şi protejeze

locuinţele.

În timp, sistemele de securitate au evoluat rapid în urma optimizării performanţelor

echipamentelor, aparatelor şi dispozitivelor componente:

creşterea vitezei de procesare

mărirea gradului de precizie

creşterea eficienţei

Introducerea camerelor de luat vederi analogice (1942 - Siemens la Peenemunde) cu

funcţie de supraveghere (captare imagini şi arhivarea acestora) a însemnat un pas urias în

evoluţia sistemelor de securitate.

A trebuit să treacă circa 30 de ani pentru ca sistemele de televiziune în circuit închis

(CCTV) să fie utilizate pe scară largă şi să abordeze zonele publice : pieţe, instituţii, clădiri

comerciale, etc.

Tehnologia modernă a permis realizarea unor funcţii deosebit de importante:

multiplexarea: echipamentul TLR (Time Lapse Recorder) înregistrează

semnalele de la mai multe camere simultan.

detecţia de mişcare: echipamentele de înregistrare cu capacitate de a detecta

mişcarea în câmpul supravegheat şi de a optimiza perioadele de înregistrare cu

consecinţe imediate asupra cantiţăţii de informaţie arhivată.

creşterea calităţii şi preciziei informaţiei vizuale datorată apariţiei camerelor

TV Color.

Cu circa 4,5 milioane de camere TV instalate, Marea Britanie deţine primul loc în

Europa, la mare distanţă de a doua ţară Germania, care are circa 1,5 milioane camere instalate.

Pentru a răspunde la creşterea gradului de ameninţare, de la simpla intrare prin efracţie

până la actele de terorism, tehnologia de realizare a sistemelor de securitate a evoluat

continuu.

10

Dacă la început prin sistem de securitate se înţelegea un sistem de protecţie la efracţie,

evoluţia tehnologiei şi a logisticii în domeniu a făcut posibilă apariţia şi dezvoltarea unor

subsisteme cu funcţii specifice ce pot funcţiona independent: efracţie, control acces, TVCI,

protecţie perimetrală, monitorizare la distanţă, etc.

Sistemele de securitate implică un volum de cheltuieli considerabil şi nu pot asigura

protecția completă. Cu alte cuvinte nu elimină complet riscurile.

Pentru creşterea eficacităţii se aplică principiul protecţiei (apărării) în adâncime, care

constă în implementarea mia multor nivele de protecție, prin realizarea unor „obstacole” cu

grad de protecţie din ce în ce mai eficient dinspre exterior spre centrul obiectivului securizat:

descurajare, detectare/identificare, reacţie.

Ca urmare, este necesară realizarea unei instalații care cuprinde mai multe tipuri de

echipamente cu funcţii specifice şi integrarea acestora, pentru a funcţiona ca un sistem unitar.

11

2.3. Funcţiile sistemelor de securitate

Funcţiile de bază ale sistemelor de securitate se identifică cu principalele măsuri ce

trebuie luate pentru a proteja obiective, bunuri sau persoane:

Descurajarea pătrunderii potenţialilor intrusi în zona protejată: împrejmuiri, uşi cu

încuietori, alarme sonore de mare putere.

Restricţionarea accesului neautorizat: coduri, cartele.

Detectarea incidentelor şi monitorizarea acestora: identificarea, înregistrarea şi

arhivarea evenimentelor.

Transmiterea alarmei la centrul de supraveghere şi intervenţia forţelor specializate.

Pentru îndeplinirea acestor funcţii au fost dezvoltate aparate, echipamente şi proceduri

care pot funcţiona de sine stătător ca subsisteme de securitate, sau în combinaţii de două sau

mai multe subsisteme.

În continuare sunt prezentate principalele subsisteme cu funcţiile lor specifice:

a) Subsistem de detectare, semnalizare şi alarmare la incendiu

Principalele funcţii ale subsistemului sunt:

Detectarea începuturilor de incendiu prin preluarea semnalelor de la senzorii din

teren

Preluarea semnalelor din teren

Semnalizarea acustică şi / sau optică la nivel local pentru atenţionarea persoanelor

din zonă

Semnalizarea şi alarmarea la distanţă în vederea intervenţiei

Comanda instalațiilor de stingere automate acolo unde acestea există

Interfaţa cu operatorul: programare, configurare / reconfigurare sistem

Memorare evenimente în vederea unor analize ulterioare

b) Subsistem de detectare şi alarmare la efracţie

Principalele funcţii ale subsistemului sunt:

Detectarea tentativelor de intruziune în zonele protejate

Analiza informaţiilor în vederea stabilirii tipului de eveniment, a zonei / zonelor

afectate precum şi a filtrării erorilor (alarme false)

Alarmare acustică şi / sau optică local şi la distanţă

Interfaţa cu operatorul: programare, configurare / reconfigurare dinamică (activare

/ dezactictivare zone în funcţie de planul de securitate)

Memorare evenimente în vederea unor analize ulterioare

c) Subsistem de control al accesului

Principalele funcţii ale subsistemului sunt:

Restricţionarea dreptului de acces pentru persoane sau vehicule : prin utilizare cod

PIN, card, caracteristici biometrice (amprentă, greutate, recunoaştere iris, etc.).

Detectarea şi înregistrarea evenimentelor legate de punctele de acces inclusiv data

şi ora.

12

Informaţii sintetice pe baza analizei evenimentelor pe diferite perioade (zi, lună, an

sau la cerere pe un inteval de timp) pe persoane sau grupuri de persoane.

Majoritatea subsistemelor de acces permit realizarea pontajului.Întrucât unele funcţii

ale ultimelor subsisteme prezentate (efracţie şi control acces) sunt complementare, unii

producători le oferă ca un singur sistem integrat.

d) Subsistem de televiziune cu circuit închis (TVCI)

Este subsistemul cu cea mai rapidă evoluţie şi cel mai eficient în domeniile :

Retail

Transport

Educaţie

Industrial

Instituţii guvernamentale

Sanatate

Banci şi finanţe

Principalele funcţii ale subsistemului sunt:

Captarea de imagini cu o cameră TV (fixă / mobilă (pan-tilt-zoom/speed-dome),

alb-negru / color, cu parametri ficşi reglabili/nereglabili, în spectru vizibil sau

infraroşu etc.).

Transmiterea acestor imagini către o destinaţie (semnal analogic, semnal video, IP,

pe TCP/IP sau semnal HD-SDI High Definition pe diferite suporturi: coaxial, UTP,

FO, microunde sau reţele publice).

Managementul informaţiei primite cu ajutorul echipamentelor şi programelor

specializate pentru prelucrare, afişare, înregistrare şi arhivare imagini.

Introducerea camerelor IP cu rezoluţii mari (uzual 1MP-5MP) a impus utilizarea unor

soluții hardware și software complexe.

În afara celor 4 subsisteme prezentate, care acoperă un spectru larg de aplicaţii, se mai

întâlnesc câteva subsisteme destinate unor aplicaţii speciale:

a) Subsistem de protecţie perimetrală - utilizat în cazul unor incinte împrejmuite, de

mari dimensiuni (de la câteva sute de metri până la zeci de kilometri), pentru

detectarea şi alarmarea tentativelor de efracţie. Prin intermediul unor cabluri

(coaxial, fibră optică) de construcţie specială, instalate pe gardul de protecţie,

subsistemul detectează vibraţiile induse de forţarea trecerii peste sau prin gard.

Semnalele sunt transmise la distanţă unde, prin intermediul unei unităţi

inteligente, sunt prelucrate, afişate şi înregistrate.

b) Subsistem de sonorizare („Public Address”) - utilizat în principal pentru

monitorizarea situaţiilor de urgenţă (generate de incendiu, explozii etc.), în care

este necesară avertizarea şi îndrumarea pesoanelor pentru evacuarea din zonă în

condiţii optime.

13

c) Subsistem apelare de urgenţă („Nurse Call”) - utilizat în spitale cu următoarele

funcţii:

apelare personal medical

monitorizare bolnavi

localizare personal medical

înregistrare evenimente

2.4 Sisteme de securitate integrate

O analiză a subsistemelor prezentate evidenţiază următoarele:

Fiecare subsistem are funcţii specifice şi poate funcţiona de sine stătător.

Există şi funcţii comune (ex. pătrunderea într-o zonă restricţionată poate fi detectată şi

de sistemul de efracţie şi de cel de control acces).

În mare parte funcţiile subsistemelor analizate sunt complementare.

Pentru aplicaţii de mică anvergură cerinţele de securizare pot fi acoperite cu unul sau

două subsisteme.

Există însă aplicaţii a căror importanţă este dată de gradul de securitate (aeroporturi,

porturi, apărare) importanţa valorilor de securizat (bănci, muzee) sau aglomerări de persoane

(complexe comerciale, spitale, instituţii de învăţământ) iar cerinţele de securitate şi protecţie

devin din ce în ce mai complexe. În cazul acestora nu se poate asigura un grad de protecţie

acceptabil decât prin utilizarea a doua sau mai multor subsisteme din cele prezentate.

Însă, fără o coordonare între subsisteme, cantitatea mare de informaţii oferită nu poate

fi utilizată în mod optim şi, în consecinţă, nici măsurile şi acţiunile ce trebuie întreprinse nu

vor avea efectul scontat.

Experienţa a dovedit că prin integrarea subsistemelor se potenţează funcţiile acestora

şi se obţine un sistem eficient.

Avantajele sistemelor integrate sunt următoarele:

creşterea eficienţei şi implicit a nivelului de protecţie;

scăderea preţului de cost;

flexibilitatea sistemului;

scalabilitatea.

Într-un astfel de sistem, un eveniment detectat de subsistemul de efracţie sau de acces

poate determina poziţionarea unei camere mobile pe zona în alarmă.

Sistemele integrate pot înteracţiona cu alte instalaţii aferente obiectivului

supravegheat. De exemplu, in cazul declanşării unui incendiu se deschid trapele şi se pornesc

ventilatoarele de desfumare, iar subsistemul de control acces deblochează uşile pentru a

permite evacuarea persoanelor din zonele securizate. Concomitent sistemul de sonorizare

oferă anunţuri şi ghidează persoanele spre căile disponibile.

14

În comparaţie cu subsistemele independente, ca o consecinţă directă a integrării, apar

două cerinţe suplimentare:

necesitatea prelucrării unui volum mare de informaţii preluate de la mai multe

subsisteme;

rezolvarea interconectării subsistemelor : suport fizic, proceduri şi protocoale de

comunicaţie.

În prezent, producătorii importanţi (precum Tico-GE Security, Bosch Security,

Honeywell, s.a.) au capacitatea de a oferi echipamente integrabile şi software-ul aferent.

Marea majoritate a furnizorilor de sisteme de securitate oferă echipamente şi software

pentru unul sau mai multe subsisteme care, în general nu sunt integrabile.

Ca urmare, multe firme (în general instalatori) şi-au elaborat propriile instrumente,

hardware şi software pentru integrarea aparatelor, echipamentelor și subsistemelor de

securitate.

15

2.5 Fiabilitate, disponibilitate și mentenabilitate

“Dezvoltarea rapidă a aparaturii electronice a condus la preocupări susținute în

domeniul fiabilității produselor, de cîteva zeci de ani fiabilitatea reprezentând o ramură

separată a științei. Definirea fiabilității comportă două aspecte: unul cantitativ și unul

calitativ.”[2]

„Din punct de vedere cantitativ, fiabilitatea unui dispozitiv (sistem) reprezintă

probabiliatatea P(t) ca aceasta să își îndeplinească funcțiile pentru care a fost conceput, în

mod corespunzător, până la momentul de timp t, în condiții de utilizare specificate.În mod

normal, un produs este însoțit de un manual tehnic, în care sunt specificate condițiile în care

produsul poate fi folosit (temperatura, umiditate, șocuri, tensiune de alimentare, etc.).În

studiul fiabilității unui produs trebuie respectate condițiile specificate de fabricantul

produsului.”[2]

„Din punct de vedere calitativ, fiabilitatea reprezintă proprietatea, aptitudinea unui

produs de a-și îndeplini în mod corespunzător funcțiile pentru care a fost proiectat, o anumită

perioadă de timp, în condiții de utilizare specificate.”[2]

„Obiectivele fiabiliății sunt:

studiul defectelor apărute în sistem (mecanisme de defectare, cauze, înfluența

defectelor, combaterea lor).

aprecierea comportării sistemelor în funcționare, în raport cu condițiile de exploatare.

realizarea de modele fiabilistice ale produselor, pe baza cărora se calculează

fiabilitatea lor, existând astfel posibilitatea comparării diferitelor variante și

structuri.”[2]

Noțiunea de bază cu care fiabilitatea lucrează este defectul.În urma apariției unui

defect în sistem acesta poate sa îsi piardă total capacitatea de funcționare (defectarea

microprocesorului central la un microcalculator), sau să își înrautățească performanțele

(defectarea unei unități de disc flexibil al un sistem cu mai multe unități).Din punct de vedere

probabilistic, un defect reprezintă un eveniment a cărui realizare conduce la modificarea

performanțelor sistemului, în sensul înrăutățirii lor.

Dacă sistemul poate fi reparat, sistemul trece printr-un proces de restabilire, fiind

implicat conceptul de mentenabilitate, care reprezintă aptitudinea sistemelor, exprimată

calitativ sau cantitativ, de a fi reparate, după apariția unui defect, ca urmare a unor acțiuni de

mentenanță.Mentenabilitatea se referă la module și sisteme și mai puțin la componente.

Conceptul de disponibilitate înglobează atât fiabilitatea, cât și mentenabilitatea,

caracterizând starea de funcționare sau defectare a unui sistem.

„Din punct de vedere cantitativ, disponibilitatea reprezintă probabilitatea ca un sistem

cu restabilire să se afle în funcțiune la momentul de timp t, în condiții de exploatare și de

mentenanță specificate.”[2]

„Din punct de vedere calitativ, disponibilitatea reprezintă aptitudinea unui sistem cu

restabilire de a fi în funcțiune la un moment dat, în condiții de exploatare și de mentenanță

specificate.”[2]

16

Fără un plan de mentenanță un sistem de securitate se va deteriora în timp.Trebuie

decise de la început tipurile de acțiuni și perioadele de intevenție pentru:

Acțiuni preventive: curățăre echipamente, verificare funcționalități de bază

(încadrarea unghiurilor de vizualizare, pozițiile camerelor în raport cu proiectul

inițial,verificarea calității imaginilor afișate și înregistrate, verificarea comenzilor șî a

interconectării sistemelor).

Acțiuni corective, ca urmare a defectării unor echipamente defecte ce necesită reparare

sau înlocuire.

Pentru verificarea disponibilității trebuie ținute înregistrări ale unor defecte apărute în

cadrul sistemelor și a verificărilor efectuate asupra sistemului de securitate.

Înregistrarea fiecărui defect trebuie să cuprindă:

Data și ora înregistrării acestuia.

Ultima data și oră când se știa că sistemul funcționează în parametrii normali.

Cât dureaza defectul și numărul de sisteme care au fost afectate.

Înregistrările trebuie arhivate cel puțin doi ani, ele fiind utilizate pentru determinarea

disponibilității sistemului.[3]

Durata defectului este determinată după formula:

NA TR)+(DF=FT (2.1)

unde: FT- durata defectului (minute)

DF-durata remedierii (minute)

TR-timpul de raportare a defectului (minute)

NA-numărul de sisteme afectate

Disponibilitatea lunară se calculează dupa formula:

M=1- 10043800

NC

SF (2.2)

unde: MA-disponibilitatea lunară (%)

SF- timpii de defect însumați (minute)

NC-numărul de sisteme conectate (constant pe toată durata lunii)

43800-numărul de minute dintr-o lună

Disponibilitatea anuală se calculează dupa următoarea formulă:

MA=12

M12)..…M2+(M1 (2.3)

unde: MA-disponibilitatea anuală (%)

M1,M2…M12-disponibilitatea pe fiecare lună (%)

17

3.Proiectarea sistemului integrat de securitate

În continuare lucrarea trateaza proiectarea unui sistem integrat de securitate, de

monitorizare și control, pentru supravegherea și securizarea unui spațiu public: un magazin

de tip “hipermarket”, unde se vand produse de larg consum atat in sistem de autoservire, cat si

in mod clasic in spatii comerciale separate (farmacie, banca, magazin aparate electrocasnice si

altele). Totodata in cladire se desfasoara si activitati conexe: aprovizionare si depozitare

marfuri, prelucrare produse alimentare, casierie, birouri personal, spatii tehnice.

3.1Baza de proiectare

La realizarea proiectului s-a tinut seama de urmatoarele documente și normative[4]

:

Legea 333/2003 privind paza obiectivelor, bunurilor, valorilor si protectia persoanelor

cu modificarile si completarile ulterioare (OUG 16/2005, Legea 9/2007 si Legea

40/2010) si normele de aplicare conform HG 301/2012

Legea 307/2006 privind apărarea impotriva incendiilor cu modificările și completările

ulterioare. OMAI 163/2007 - Norme generale de apărare împotriva incendiilor P118/99 - Norme tehnice de proiectare si realizare a constructiilor privind protectia la actiunea

focului,

NP I7-2011:Normativ pentru proiectarea , execuția și exploatarea instalațiilor electrice

pentru clădiri;

NP I18/1-2001:Normativ pentru proiectarea, și executarea instalațiilor electrice

interioare de curenți slabi aferente clădirilor civile si de producție;

NP I18/2-2002: Normativ pentru proiectarea , și executarea instalațiilor de semnalizare

a incendiilor și a sistemelor de alarmare contra efracției în clădiri;

NTE007/08/00: Normativ pentru proiectarea și executarea rețelelor de cabluri.

Standarde românești pentru sisteme de alarmă:

SR EN 50131 - Sisteme de alarma impotriva efracției;

SR EN 50132 - Sisteme de supraveghere TVCI (televiziune în circuit închis);

SR EN 50133 - Sisteme de control al accesului

utilizate în aplicații de securitate;

SR EN 54 1÷24 - Sisteme de detectare și alarmare la incendiu.

Planurile de arhitectură ale construcției cu configurația incintelor. (Anexa A.1-2).

Indicațiile din documentațiile tehnice ale echipamentelor și aparatelor prevăzute

(manuale, prospecte, specificații)

18

3.2.Cerințe generale

Dimensionarea fiecărui subsistem se va face având în vedere faptul că sistemul

integrat de securitate va trebui să monitorizeze şi gestioneze în timp real toate funcţiile sale.

De asemenea sistemul trebuie să permită extinderea ulterioară şi reconfigurarea în

funcţie de schimbarea destinațiilor unor zone din hipermarket.

În continuare se vor prezenta cerințele pentru fiecare subsistem în parte:

a) Subsistem de detectare, semnalizare şi alarmare la incendiu

Principalele cerințe ce subsistemul trebuie sa le îndeplinească sunt:

Alegerea tipului detectoarelor (de fum, de temperatura, tip bariera, cu aspiratie

pentru tubulatura de ventilatie) adecvate destinației/activității spațiului protejat;

Determinarea numarului optim de detectoare și butoane de semnalizare care sa

acopere in totalitate aria supravegheata;

Retransmiterea către subsistemul antiefracție a stărilor de alarmă incendiu;

Funcționare in regim de zi/noapte( cu/fără personal);

Calculul energetic al subsistemului pentru a asigura autonomia in functionare in

cazul caderilor de tensiune.

b) Subsistem de alarmare la efracție

Principalele cerințe ce subsistemul trebuie sa le îndeplinească sunt:

Posibilitatea de transmisie către dispeceratul de monitorizare a tuturor datelor

relevante, folosind subsistemul de intercomunicație;

În cazul deschiderii neautorizate a ușilor protejate , va fi semnalata sonor și vizual

starea de alarmă (în timpul zilei alarmele vor fi de tip silențios pentru a nu creea

panică sau disconfort clienților);

Se va permite dezactivarea locală (pe bază de cheie, cod sau card) pentru activități

autorizate.

Pentru indeplinirea acestor deziderate, sistemele locale vor avea următoarea structură:

Detector de prezenţă în infrarosu în zonele cu acces restricţionat

Contact de supraveghere a stării ușii (închis/deschis)

Contact de supraveghere a blocării ușii

Element de semnalizare sonoră și luminoasă a alarmelor

Activarea /dezactivarea sistemului, la terminarea/ începerea programului, se va face

din exteriorul clădirii, cu card și cod, folosind un dispozitiv de activare instalat în vecinătatea

ușii de acces pentru personal.

Se va realiza calculul energetic al subsistemului pentru fiecare sursă folosită.

19

c) Subsistem de control al accesului

Se cere o soluție cu posibilități de extindere (număr de puncte de acces controlate,

număr de persoane , număr de orare și/sau agende de funcționare etc.);

Subsistemul va controla mai multe puncte de acces:

Intrarea personalului (punctul de acces va fi controlat bidirecțional, cu cartela de acces

în anumite intervale prestabilite).

Intrarea în spațiile tehnice și intrarea în sala de aprovizionare ATM (punctele de acces

vor fi controlate unidirecțional ).

Intrarea în spațiul de birouri, în sala de decontări, în caserie (punctele de acces vor fi

controlate bidirecțional).

d) Subsistem de televiziune în circuit închis (TVCI)

Principala cerință ce subsistemul trebuie sa o îndeplinească este supravegherea

următoarelor locații:

perimetrul exterior al clădirii

zonele de intrare pentru clienți si personal

spaţiul deschis, cu autoservire, de desfacere a produselor

zona caselor de marcat

zonele de manipulare și stocare marfă/valori

ATM-ul

Se va realiza calculul energetic al subsistemului pentru fiecare sursă folosită.

e) Subsistem de management integrat

Principalele cerințe ce subsistemul trebuie sa le îndeplinească sunt:

Asigurarea căilor și echipamentelor de transmitere a semnalizărilor de la sistemul

de securitate la dispeceratul de monitorizare, folosind cel puțin două canale

alternative dintre cele enumerate mai jos:

Pe linie telefonică fixă

Prin Ethernet

Prin rețeaua GSM-GPRS

Radio

Transmiterea nu doar de semnale de alarmă, ci şi de informații de stare ale

sistemului și de activare/dezactivare a partițiilor.

Asigurarea compatibilității între subsistemul de intercomunicație și echipamentele

din dispeceratul de monitorizare. Comunicația va fi protejată.

20

3.3.Sistemul integrat de securitate

Sistemul de securitate propus include mai multe subsisteme de securitate( ce vor fi

prezentate pe larg în subcapitolele următoare):

Subsistemul de detecție si semnalizare la incendiu

Subsistemul de securitate antiefracție și de control electronic al accesului

Subsistemul de supraveghere cu televiziune cu circuit inchis (TVCI)

Subsistemul de management integrat

3.3.1.Subsistem de detecție si semnalizare la incendiu

Toate echipamentele utilizate în sistemele de detecție și alarmare incendiu trebuie să

dețină certificate de conformitate EN 54 corespunzătoare categoriei din care fac parte.

Pentru îndeplinirea cerințelor menționate în subcapitolul 3.2, privind subsistemul de

detecție și semnalizare incendiu, se folosesc următoarele echipamente :

a) Centrala de detectare şi avertizare la incendiu (FP)

Principalele caracteristici ale centralei de incendiu sunt:

Centrala este analog adresabilă cu 2 bucle, cu maxim 128 adrese pe buclă.

S-a ales o centrală adresabilă deoarece se poate identifica cu uşurință locul unde se

află potențialul incendiu, datorită faptului ca fiecare dispozitiv local (detector de

fum, de temperatură, buton manual de alarmare, sirenă, modul de interfaţă) are

adresă proprie.

Asigură alimentarea şi monitorizarea stării elementelor locale de detectare,

semnalizare și alarmare;

Modulele de interfaţă asigură conectarea detectoarelor convenţionale

(neadresabile) și a semnalelor intrări/ieşiri de tip contact;

Interfaţa intuitivă de operare; panoul operator dispune de un ecran LCD cu 8x40

caractere alfanumerice;

Indicaţii optice cu LED pe panoul frontal pentru 16 zone;

Istoric de evenimente cu memorarea de pana la 1000 evenimente;

Funcţii booleene (operaţii logice) prin intermediul cărora se pot comanda /

semnaliza stările unor dispozitive externe;

Centrala se amplasează in camera de paza, unde se afla permanent personal care poate

urmări funcţionarea sistemului de detectare şi alarmare la incendiu.

b) Detectoare optice de fum și de temperatură adresabile (F)

Principalele caracteristici ale detectoarelor de fum sunt:

Detectează acumulările de fum, respectiv căldură rezultate în urma unui început de

incendiu.

Sunt prevăzute cu un LED propriu care semnalizează starea în care se găsesc

(culoare roşie în alarmă).

21

Detectoarele de temperatura se utilizează acolo unde detectoarele optice de fum pot

genera alarme false : zone cu praf, fum (altul decât cel generat de incendiu).[5]

c) Declansatoarele manuale de semnalizare incendiu adresabile (FA)

Se utilizează pentru semnalizarea manuală a unui început de incendiu.Butonul este

prevăzut cu geam care prin apăsare se sparge producând declanşarea alarmei.

Declansatoarele se amplasează în locuri ușor accesibile, pe traseele/căile de evacuare şi la fiecare ieşire spre exterior.

d) Sonerii

d1) Sonerii de interior adresabile, culoare roşie (FH)

Se utilizează pentru avertizarea sonoră în scopul evacuării persoanelor prezente în

zonele afectate de incendiu.

La stabilirea numărului şi locului de amplasare a soneriilor s-a avut în vedere:

să asigure un semnal sonor cu intensitate suficientă pentru a putea fi auzit;

să se monteze în apropierea sau pe căile de evacuare.

d2) Soneria de exterior, culoare roşie (FH0) cu flash şi autoalimentare (prin

acumulator propriu)

Se amplasează în zona intrării principale, pe peretele exterior, la o înălţime adecvată

pentru a putea fi auzită şi observată și de la distanță.

Sistemul mai include şi urmatoarele module auxiliare:

e) Izolatoare de buclă (N)

Acestea împart bucla în mai multe segmente şi în cazul unui defect este izolat numai

segmentul dintre 2 izolatoare, restul buclei funcţionând în continuare.La împărţirea

dispozitivelor adresabile se ţine cont să nu se depăşească 20 dispozitive pe un segment

(între două izolatoare).

f) Module de interfaţă de intrări/ieşiri (U)

Module adresabile sunt utilizate pentru interconectarea dintre centrala de incendiu şi

alte echipamente. Acestea pot prelua informaţii privind starea unor dispozitive şi pot

transmite comenzi către acestea prin intermediul unor contacte de releu. Prin

intermediul acestor module se pot conecta elemente neadresabile (care oferă

informația sub formă de contact), sau se pot da comenzi pentru pornire/oprire

instalaţie ventilaţie sau desfumare şi deschiderea unor uşi sau trape acţionate electric.

În anexa A.1 este prezentată amplasarea echipamentelor subsistemului de detecție si

semnalizare la incendiu în incinta hipermarket-ului.

22

3.3.2 Subsistem de securitate antiefracție și de control electronic al accesului

Pentru îndeplinirea cerințelor menționate in subcapitolul 3.2, privind subsistemul de

securitate antiefracție si de control electronic al accesului, se folosesc următoarele

echipamente:

Subsistem de securitate antiefracție:

a) Centrala de efracție (BP)

Principalele caracteristici ale centralei de efracție sunt:

16 zone, extensibilă la 256 prin intermediul modulelor de extensie cu 8 zone,16

partitii, maxim 16 tastaturi și 16-64 usi pentru control acces.

Monitorizarea stărilor tuturor elementelor de detecţie din subsistem.

Memorie de evenimente de pana la 1000 de alarme și 1000 de evenimente de acces

și cu pana la 11.000 utilizatori.

Posibilități de realizare sisteme integrate complexe (efractie-acces, incendiu,

TVCI).

b) Tastatura inteligenta (RK)

Principalele caracteristici ale tastaturii inteligente sunt:

Afisaj LCD alfanumeric;

Buzer încorporat;

Utilizarea pentru programarea sistemului, pentru operațiile de armare/dezarmare si

pentru identificarea elementelor de detecţie în stare de alarmă/defect.

Exista două astfel de tastaturi , una in camera de paza si una în apropierea uşii de

intrare pentru reducerea temporizării de intrare la cel mult 10 secunde.

c) Contact magnetic (CM)

Contactul magnetic este un senzor activ, format dintr-un releu REED fix si un

magnet mobil montat rigid pe partea mobilă a uşii.[6]

Prin modificarea poziției acestuia, câmpul magnetic care acționează releul și îl

“ține” în poziția închis (N.C.) scade în intensitate până când contactul se deschide,

semnalizând o stare de alarmă.Este util ca un element suplimentar de control deoarece

poate fi sabotat, relativ ușor, prin utilizaea unui magnet exterior puternic.[2]

Aceste contacte magnetice sunt montate pe uşile de acces în unitate, pe uşile de

acces în incaperile unde trebuie sa intre doar personal autorizat si la geamurile cu

deschidere, care nu sunt protejate cu grilaj.

23

d) Detector de prezenţă PIR (P)

Principalele caracteristici ale PIR-ului sunt:

Este un senzor pasiv în infrarosu, dual, volumetric; utilizează un dispozitiv sensibil

la radiația infraroșie din spectrul termic (8-14µm) numit piroelement și detectează

deplasarea cu minim 10-15cm/s a unui corp, cu diferența de temperatură fața de

mediu de minim 3-50C;

Utilizează un ansamblu de lentile Fresnel pentru concentrarea radiației infraroșii;

PIR-ul prezintă mai multe avantaje[6]

:

Elementele de delimitare a pereților (pereți, geamuri, uși) sunt opace la radiația IR,

astfel încât senzorul nu detectează mișcare în exteriorul spațiului protejat;

Datorită flexibilității ce o oferă construcția oglinzilor Fresnel, există tipuri variate

de detectoare PIR cu unghiul si aria de acoperire diferite: volumetric, cortina, raza;

Cost scăzut.

e) Detector PIR cu protecţie la mascare (P)

Principalele caracteristici ale PIR-ului antimasking sunt:

Este un detector special, cu dubla tehnologie care sesizeaza obturarea zonei

supravegheate cu un obiect plasat în proximitatea senzorului și semnalizează

acţiunea de sabotaj prin intermediul unui contact separat de cel pentru alarmă.

Rata redusă a alarmelor false și siguranță in exploatare oferită de funcția anti-

masking.

Acest tip de detector antimasking se utilizează la ATM si în camera cu valori

(casierie).

f) Detector de şoc / vibraţii (S)

Principalele caracteristici ale detectorului de șoc sunt:

Are încorporat un traductor de tip piezoelectric, care transformă semnale de tip

șoc/vibrații în semnale electrice;

Distanţă de detecție variabilă, în funcție de natura materialului din care este

contruit peretele protejat (1,5 m pentru ciment; 2,5 m pentru cărămidă);

Este posibilă reglarea sensibilității, însa senzorul nu trebuie să fie extrem de

sensibil pentru a elimina pe cât posibil alarmele false datorate zgomotului din

mediul ambiant;

Este folosit pentru protecția unor zone importante cum ar fi: ATM-ul si casa de

bani din casierie.

g) Detector de geam spart (BG)

Principalele caracteristici ale detectorului de geam spart sunt:

Funcționarea pe principiul analizei spectrale a sunetului produs de spargerea

suprafeței vitrate (spectrul între 1 si 5 Khz).

24

Sunetul produs are în componența sa armonici superioare la o anumită intensitate

sonoră ceea ce face ca sunetul să poată fi distins de alte zgomote din mediu;

O arie de acoperire de până la 6 metri.

Atât detectoarele de șocuri cât și cele de geam spart au limitări în utilizare. Un geam

poate fi taiat fără a genera zgmotul specific spargerii geamului. De aceea se recomandă

utilizarea celelor două tipuri de detectoare în conjuncție cu alte elemente de detecție

volumetrică (PIR-uri).

h) Buton de panică cu blocare mecanică (PA)

Acest tip de buton se află în birourile unde se lucrează cu bani, în general în casierii.

În urma activării butonul se blochează pentru a putea identifica locul activării, urmând ca

deblocarea să se facă cu o cheie specială pentru a putea identifica locul activării.

i) Buton de panică radio (PAr)

Are incorporată o baterie litiu de 3,6V.Fiecare casier de la casele de marcat va avea

câte un buton de panică tip telecomandă pentru a putea anunța paza în situația apariției unei

amenințări. Raza de acțiune a butonului este de 100 m.

j) Sonerie de interior (H)

Semnalizează sonor (110 dB/1m) situaţiile de alarmă detectate de centrala de

efracţie.În timpul zilei sunt programate în mod silențios pentru a nu creea disconfort/panică

clienţilor.

La centrala de efractie se contecteaza pe interfata RS485, controlerul de acces (CA),

elementul central al subsistemului de control acces.

Subsistemul de securitate control acces:

a) Controlerul inteligent de acces (CA)

Principalele caracteristici ale controlerului de acces sunt:

Supervizeaza 4 uşi si maxim 16 cititoare (câte 2 pe sens pe fiecare uşă)

Este prevăzut cu 4 ieșiri pe relee, extensibile la 52 si 1 iesire pentru sirena

Suportă o gamă diversificată de tipuri de cititoare si de cartele

Până la 11.000 de utilizatori (cartele)

Sursă de comutație de 2,5A și sursă separată pentru zăvoare.

Functii extinse de control acces: antipassback, controlul regiunilor, numarator intrari/iesiri.

b) Cititoare de cartele Smart Card cu tastatura (PKR)

Principalele caracteristici ale cititoarelor de acces sunt:

Restrictionează accesul în zonele protejate, intrarea fiind permisa doar

personalului desemnat care este in posesia unei cartele Smart valide.

25

Cititorul cu tastatură ofera posibilitea utilizarii unui cod de acces combinat (cod

cartela +cod PIN). Distanţa de citire este de 6-10 cm.

c) Cartele inteligente Smart Card

Principalele caracteristici ale cartelei Smart Card sunt[7]

:

Cardurile sunt codate folosind echipamente speciale și au un grad de rezistență

medie/mare privind modalitatea de transfer/copiere a informației stocate;

Accesul se face pe baza citirii de catre cititor a unui Smart Card, identificându-se

ID-ul credențial, unic pentru fiecare card în parte;

Sunt bazate pe tehnologia RF 13.56 MHz;

Au în componență un circuit în care sunt stocate informațiile de autentificare prin

care se face accesul la zona de memorie protejată în care se află ID-ul credențial;

Permite utilizarea zonelor de memorie pentru mai multe aplicații, comunicarea

dintre card și cititor se face criptat folosind algoritmi avansați.

Pentru blocarea/deblocarea usilor de acces s-au prevazut zăvoare, bolțuri electrice sau

electromagneți de forță in functie de tipul usii (din geam, metal, lemn) si de greutate.

Spre deosebire de încuietoarea mecanică obișnuită, o incuietoare electrică (yală) are

elementul de acționare al bolțului comandat de o bobina în care se induce un curent electric,

câmpul electromagnetic astfel creat acționând asupra elementului de blocare/deblocare a

bolțului.

Bolțul electric este cu acționare electromagnetică, cu temporizare selectabila (0, 3, 6 ,9

sec) şi cu monitorizare stare ușă. Este indicat în special pentru ușile care se deschid în ambele

direcții. Modul de lucru este de tip fail-safe, adică este alimentat în momentul cand uşa este

blocată şi pentru deblocarea uşii alimentarea este întreruptă. Acest mod de funcţionare permite

deschiderea uşilor în caz de incendiu (situatie care in care se impune oprirea alimentarii cu

energie electrica).Zăvoarele si electromagnetii alesi pentru aplicatia de fata rezistă la o forță

de maxim 300 kgf.

În anexa A.2 este prezentată amplasarea echipamentelor subsistemului de securitate

antiefracție și de control electronic al accesului în incinta hipermarket-ului.

26

3.3.3.Subsistem de supraveghere cu televiziune cu circuit inchis (TVCI)

Prin tipul de echipamente propuse, prin amplasarea lor și datorita modului de operare

rapid al elementelor subsistemului, acesta va permite urmărirea și documentarea tentativelor

de sustragere de marfuri cât și asigurarea integrității personalului si a clienților.[9]

Pentru îndeplinirea dezideratelor menționate în subcapitolul 3.2, privind subsistemul

de supraveghere cu televiziune cu circuit inchis (TVCI) se folosesc următoarele echipamente:

a) Echipamentul de înregistrare video digitală (Digital Video Recorder- DVR)

Se folosesc 4 astfel de echipamente ce asigură preluarea imaginilor de la camerele TV.

Înregistratorul folosit este de tip stand-alone, adică este un echipament de calcul

dedicat, utilizand o placă de baza cu procesor industrial în care sunt înglobate funcțiile de

conversie analog-digitală, compresie, interfață cu utilizatorul. Pe această structură este instalat

un sistem de operare LINUX Embedded.

Modul de operare se poate face fie cu ajutorul tastaturii de pe panoul frontal, fie cu un

mouse si/sau o telecomanda.

DVR-ul utilizat executa simultan 5 funcții (pentaplex) specifice unui echipament de

inregistrare video:vizualizare, înregistrare, redare, arhivare și comunicație.

a1) Vizualizarea în timp real a zonelor de interes

Principalele caracteristici ale DVR-ului aferente aceastei funcții sunt:

Numărul de intrari video este 16

Ieșirile video (către monitoare) sunt: un conector de tip VGA și 2 conectori

BNC

Echipamentul permite vizualizarea in timp real a uneia sau mai multe imagini

(canale video) simultan (1 ,4 ,8 ,9 și 16) cu o rezoluție de 400 fps-uri (cadre pe

secundă)

a2) Înregistrarea imaginilor pe suport (HDD)

Principalele caracteristici ale DVR-ului aferente aceastei funcții sunt:

Rezoluțiile de înregistrare (calitatea imaginii) selectabile sunt:

4CIF(704x576), 2CIF(704x288), CIF(352x288), corespunzand cu o viteză de

înregistrare de 100 fps, 200 fps, maxim 400 fps-uri, și cu o calitate a

înregistrărilor ce poate fi reglabilă în 3 trepte;

Modalitățile de înregistrare sunt de doua tipuri: după eveniment (detecție de

mișcare sau alarmă) și după program; detecția de miscare permite declanșarea

înregistrării în momentul sesizării unei mișcări. Se mai poate regla

sensibilitatea (performanța camerei în condiții de iluminare slabă) și aria de

detecție pentru fiecare canal în parte;

Memoria de evenimente contine informatii despre : alarme, detecție miscare,

pierderea semnalului video, conectare/deconectare alimentare,

activare/dezactivare înregistrare;

Tipul de compresie folosit este H264 (1,5-12Kb/imagine) si implică mai

multe avantaje :costuri de stocare mai mici fără diminuarea calităţii imaginii, a

vitezei de rulare şi a timpului de retenţie.

27

Capacitatea maximă de stocare, care este de 8 unități HDD tip SATA ( 2TB/

unitate); echiparea se face în conformitate cu calculul de arhivare efectuat în

subcapitolul 3.4.2, astfel încât sa se asigure arhivarea imaginilor pe o perioadă

de minim 20 de zile.

a3) Redarea (vizualizarea imaginilor înregistrate)

Principalele caracteristici ale DVR-ului aferente aceastei funcții sunt:

Cautare inregistrare după dată și oră, după eveniment (detecţie mişcare,

alarma).

Vizualizarea înregistrării (playback) se poate face cu viteză variabila de

derulare sau pas cu pas şi permite utilizarea unui zoom digital (x2).

a4) Salvarea imaginilor (back-up) pe un dispozitiv extern conectat pe port USB sau

intern CD/DVD R/W (opțional).

a5) Comunicația cu rețeaua Ethernet permite accesarea DVR-ului in rețea (pentru

vizualizare în timp real sau vizualizare inregistrari) prin intermediul unui software client cu

maxim 16 utilizatori conectați simultan.

b) Camere video folosite

b1. Cameră color de luat vederi (TV) fixă de interior

Senzorul de imagine este de tip CCD (Charged Coupled Device )[8]

color, ales datorită

sensibilității ridicate față de senzorul de imagine CMOS rezultând astfel o calitate mai buna a

imaginii în condiții de iluminat scăzut (sensibilitate sporită prin functia WDR-Wide Dynamic

Range care este abilitatea camerei de a converti lumina in mod optim, dintr-o scenă cu

porțiuni iluminate diferit) , cu un format de 1/3’ și o rezoluție de 530 linii TV .

Raportul semnal zgomot (SNR-ul) este un parametru care descrie comportamentul

camerei si capacitatea ei de a compensa influența perturbatoare a „zgomotului” (semnalului

parazit) care se suprapune peste semnalul util[8]

. Pentru camerele selectate este mai mare de

50 dB. Încorporând și functia DNR -Digital Noise Reduction rezultă o capacitate mare de a

reduce zgomotul, obtinându-se astfel o imagine de calitate ridicată .

Camera este prevazută cu lentilă autoiris (AI). Acest tip de obiectiv este controlat în

mod automat și constant de cameră pentru obținerea unui nivel de iluminare optim pe

senzorul de imagine și varifocală (VF), cu distanță focală reglabilă, cu valoarea deschiderii de

3,5..8mm.

b2. Cameră color de luat vederi (TV) fixă de exterior cu carcasa si infrarosu

Senzorul de imagine este de tip CCD (Charged Coupled Device ) color, cu un senyor

de imagine de 1/3’, funcția WDR încorporată, cu regim Day/Night şi rezoluție înaltă de 650 TVL.

Camera are o construcție compactă (cameră, carcasă termostatată şi iluminatorul IR

cu LED-uri în construcţie comună).

28

Este prevăzută cu lentilă autoiris (AI) și varifocală (VF), de 9-22mm sau 6-50mm, în

funcție de distanța de vizualizare;

LED-urile IR încorporate asigură vizibilitate până la 60m pe timp de noapte.

b3. Camerele color de luat vederi (TV) mobilă de interior tip speed dome

Senzorul de imagine este de tip CCD (Charged Coupled Device ) color, cu un standard

de imagine de 1/3’, funcția WDR încorporată, cu regim Day/Night , cu o rezoluție înaltă de

650 TVL.

Raportul semnal zgomot (SNR-ul) este mai mare de 52 dB, de unde rezultă o

capacitate mare de a reduce zgomotul (încorporând și functia de reducere zgomot DNR -

Digital Noise Reduction), furnizând astfel o imagine de calitate bună .

Zoom-ul optic este de x27 iar cel digital 10x.Sunt permise doua tipuri de rotație: rotatie orizontală 360º și pe verticală 10~92º; viteza de rotatie maximă de 180º/s ;

Comunicația are la bază un protocol serial de distanță mare (RS-485), ce folosește cablul UTP ca mediu de transmisie a semnalului video.

Camera are încorporata funcția AGC (Automatic Gain Control ) care are rolul de a

compensa fluctuațiile de iluminat care duc la scăderea semnalului video. [8]

b4) Camere video mobile instalate în tub tip rail (culisante)

Camera este montata pe un carucior, care culisează pe o șina din aluminiu cu viteza de

la 2÷6 m/s. Șina și camera sunt mascate de un tub pentru o supraveghere discretă a zonelor cu

autoservire.

Camera permite un zoom digital de până la zom x12, co rezoluție înaltă de 625TVL și

este prevăzută cu lentilă varifocală de 4-88 mm;

Camera încorporează și funcțiile AGC și BLC (Back Light Compensation), utile

atunci când marea parte a luminii vine din spatele obiectului/persoanei vizate.

Echiparea cu una sau două camere mobile culisante montate în tub este o soluție

ideală pentru supravegherea unui punct de vânzare mare (hipermarket). Datorită mișcării sale

rapide, fără zgomot și funcțiilor avansate de care dispune, oferă vizibilitate instantanee pe

zone foarte mari. Sistemul permite configurarea și controlul direct de la tastatura de

comanda.

c) Monitoarele video folosite, sunt în număr de 8 (LED, 19’), cu o rezoluție de

1920x1080, asigurând interfața subsistemului TVCI cu personalul de pază. Ele sunt

montate pe perete in camera de paza pentru a permite urmarirea lor in timp real.

d) Tastaturile de comandă și control pentru camere video mobile au următoarele funcții:

selectarea camerei ce se doreşte a fi controlată;

comanda orientării acesteia în plan vertical şi orizontal;

29

comanda apropierii/depărtării planului de vizualizare (zoom);

programarea parametrilor camerelor video mobile (pozitii prestabilite,

repozitionare la semnale de alarma, etc.).

e) Sursele UPS de 2000VA/1800W, vor asigura alimentarea DVR-urilor, monitoarelor, a

camerelor de mobile speed-dome și a celor doua camere de tip rail, în perioadele în

care cade reţeaua de alimentare.

f) Sursele de 12Vcc pentru camerele de luat vederi fixe și pentru camerele TV cu IR și

carcasă.

În anexa A.3 este prezentată schema bloc cu modul de interconectare a componentelor și in anexa A.2 amplasarea echipamentelor aferente subsistemului TVCI.

30

3.3.4. Subsistem de management integrat

Cerințele ce s-au impus privind sistemul integrat de securitate sunt: acesta trebuie sa

lucreze concertat: echipamentele ce compun sistemul integrat trebuie sa fie compatibile între

ele pentru a putea comunica optim,să utilizeze un produs software cu capacitate de a gestiona

un volum mare de informații și să permită monitorizarea subsistemelor și a parametrilor

acestora în timp real.

Platforma sofware de tip GUI folosită pentru monitorizarea și administrarea unitară a

sistemelor antiefracție, control acces, detecție incendiu si TVCI este o aplicație multi user ce

permite acces simultan operatorilor la baza de date cu următoarele caracterisitici:

Structura client – server (MS SQL Server), cu pana la 5 clienti

Maxim 128 centrale efractie ATS și 16 DVR-uri;

Maxim 5 sisteme de incendiu formate din centrale de incendiu interconectate

in retea;

Permite accesarea imaginilor video inregistrate folosind markeri generati de

evenimentele de alarma sau control acces.Permite verificarea prin TVCI a oricarui eveniment

generat de sistemul de securitate.

Interfata grafica permite definirea unor hărți pentru localizarea ușoară a alarmelor.

Detectoarele componente ale sistemului sunt reprezentate simbolic si amplasate pe hartile cu

locatiile din teren. Culoarea detectorului ne indica starea in care acesta se gaseste: verde –

stare normala de functionare, galben – defect tehnic, rosu – alarma, albastru –dezactivat.

În cazul in care apare un eveniment programul de monitorizare afiseaza automat

fereastra de “Notificare Alarma” si harta asociata; alarmele sunt insotite si de o semnalizare

sonora care va inceta in momentul in care alarma este confirmata de operator in fereastra de

monitorizare.

Programul permite vizualizarea istoricului evenimentelor, utilizand diverse filtre

pentru alarme, probleme tehnice, etc) si generarea de rapoarte (configurate de operator sau

predefinite anterior).

În anexa A.4, este prezentată arhitectura sistemului integrat de securitate cu toate

subsistemele si echipamentele folosite.

31

3.3.5.Medii de transmisie a informaţiei

Echipamentele componente ale subsistemelor sunt conectate între ele prin diferite

medii de transmisie a informațiilor și schimbă permanent sau periodic informații între ele.

Mediile de transmisie a informațiilor în sistemul de securitate propus sunt:

Cablurile electrice (cablul de incendiu, cablul coaxial, cablul de alimentare,

cablul de semnalizare netorsadat si cablul UTP ).

Undele radio.

Cablurile electrice de comunicaţie traversează de cele mai multe ori zone în care sunt

prezente câmpuri electromagnetice care pot perturba semnalul util.

Dacă se impune o imunitate ridicată la zgomote în circuitele electrice de curenți slabi,

se folosesc impreună torsadarea și ecranarea (în special pentru cablurile de exterior).

Cablul UTP (Unshielded Twisted Pair) este folosit pentru transmisia semnalelor video

la distanțe care depășesc 150 m sau pentru legarea echipamentelor în reţea (maxim 1200m) și

are următoarele avantaje: costuri mult mai mici decât fibra optică, imunitate ridicată la

perturbații de joasă frecvență.[10]

Cablul coaxial RG59 se utilizează în sistemul de supraveghere cu televiziune cu

circuit închis (TVCI) pentru distanţe de până la 150 m. Este un cablu electric ce se compune

dintr-un fir conductor înconjurat de un material izolator, utilizat pentru transmisii de înaltă

frecvență sau pentru semnale de bandă largă de frecvență.

O problemă care poate afecta negativ transmisia semnalului video prin cablul coaxial

apare când se realizează legături la pamânt diferite pentru camera video și pentru DVR. Apare

fenomenul de buclă între cele doua legături care constă în producerea unei diferențe de

tensiune între cele două legături la pământ și implicit a unui curent prin buclă care poate

distruge echipamentele. Soluția constă în folosirea unei singure legături la pământ sau

utilizarea unor sisteme de izolare galvanică cu optocuploare care separă electric cele două

echipamente.[10]

Transmisia prin Unde Radio se utilizează în acele locuri unde nu pot fi executate

trasee de cabluri din motive tehnice si/sau estetice .În aplicatia de fata acest tip de

comunicatie (radio) este folosit de catre butoanele de panica mobile cu care sunt dotaţi

operatorii de la casele de marcat, pentru a chema personalul de pază în caz de necesitate.

Pentru interconectarea dispozitivelor sistemului de efractie si control acces se

utilizeaza interfata RS485 pe care vitezele de transmisie sunt următoarele[10]

:

35 Mbit/s pentru distanțe până la 10 m;

100 kbit/s pentru distanțe până la 1200 m.

32

3.4.Calcule specifice

Calculele specifice sistemului integrat de securitate sunt:

Calculul energetic pentru fiecare subsistem;

Calculul capacității de arhivare pentru sistemul TVCI.

3.4.1.Calculul energetic pentru fiecare subsistem

Calculul energetic al sistemelor de securitate se efectuează pentru stabilitea capacității

acumulatorului din sursa de alimentare de rezervă, necesară pentru a asigura autonomia

funcționării sistemului de securitate în cazul întreruperii alimentării din sursa de bază.

Calculul energetic pornește de la ipoteza că acumulatoarele sunt noi și încărcate la

capacitatea maximă. Pentru a preintampina aceasta diminuare in timp a caracteristicilor

acumulatoarelor în calcul se ia in considerare obtinerea unor valori acoperitoare.

Calculul energetic se efectuează pentru fiecare sursă de alimentare de rezervă în parte,

aferentă părții din sistem pe care o alimentează.

Din calculul energetic trebuie să rezulte capacitatea acumulatorului electric care

asigură timpul de funcționare reglementat pentru fiecare sursă de rezervă, în funcție de tipul

de sistem alimentat și tipul de obiectiv protejat.

Dacă se optează pentru utilizarea mai multor surse de alimentare de rezervă, atunci ele

vor alimenta părți distincte ale sistemului de securitate, fără a fi conectare în paralel.[10]

.

a) Subsistem de detecție şi semnalizare incendiu

Conform I18/2-2002 pentru instalaţiile de semnalizare a incendiilor trebuie să asigure

o durată de funcţionare pe sursa de rezervă de 48 ore în stare normala şi 30 de minute în

alarmă.

Centrala de incendiu : Q = 2 x 18 Ah (conectate in serie)

Nr.

crt. Echipament / aparat

Cant.

(buc.)

Consum (mA) Observati

i Standby Alarma

Unit. Total Unit.

1. Centrala incendiu adresabila 1 250 250 1500

2. Detector de fum/temp.

adresabil

68 0,15 10.20 2 2 în

alarma

3. Module adresabile 2 0,35 0.70 0,42

4. Sonerie de interior 14 0,31 4.34 5,1

5. Sirena de exterior cu flash 1 50 50 1400

Consum total : 315.24

Tabel 3.1. Echipamente subsistem incendiu

33

Pentru calculul consumului adiţional în stare de alarmă se estimează un consum

suplimentar pentru 2 detectoare în stare de alarmă :

2 detectoare de fum 3.70 mA [2x(2-0,15)mA]

2 sonerii incendiu interior 9,58 mA [2x(5,1-0,31)mA]

Sonerie incendiu exterior 1.350,00 mA [1400-50mA]

Total: 1.363,28 mA

Nota: S-au scazut consumurile normale (stand-by) pentru elementele luate in calcul

Consum total (stare normală + stare alarmă) :

315,24 mA + 1363,28 mA = 1678,52 mA

Cerinţe privind asigurarea independenţei de alimentare:

48 h stare normală + 30 min. (0,5h) stare de alarmă

Se aleg acumulatoare cu capacitatea (Q) de 18 Ah (18.000 mAh) .

T = timp independenţă stare normală h

Q = capacitate baterie (Ah)

I = consum subsistem (mA)

hT 54

315,24

52,16780,5100018

I

II0,5Q

sb

sbal

(3.1)

Timpul de independenţă energetică T = 54 h in repaus si 0,5h in alarmă

b) Subsistemul de securitate anti-efracție și de control electronic al accesului

b1. Subsistem de securitate anti-efracție

Atât centrala de alarma cât și cele trei surse auxiliare necesită acumulatori de backup

cu tensiunea de 12V si capacitatea de 18Ah pentru a alimenta sistemul în cazul căderii

tensiunii de rețea și a realiza autonomia energetică pentru 24 ore de funcţionare în stare

normală şi 30 minute în stare de alarmă.

Nr.

crt. Echipament / aparat

Cant.

(buc)

Consum [mA]

Observaţii Repaus Alarmă

Unitar Unitar Total

1. Unitate centrală ATS4099 1 110 110 110 Ac.18Ah

2. Modul extensie ATS 1202 8 75 600 75 Ac.18Ah

3. Modul extensie ATS 1203 3 75 25 75 Ac.18Ah

4. Tastatura efractie ATS1111 2 26 52 95 Ac.18Ah

5. Sirena efractie de exterior 1 50 50 1200

6. Sirena efractie de interior cu flash 1 0 0 450

7. Detector PIR EV105 11 5 55 10

8. Detector PIR EV525P 1 4 4 8

9. Detector PIR EV565P 7 4 28 8

10. Detector PIR EV1012AM 4 5 20 10

11. Detector PIR DD455 5 14 70 22

12. Modul receptor radio 24 50 1200 50

Consum total : 2214

Tabel 3.2. Echipamente subsistem anti-efracție

34

Rezulta:

consum normal : 2214 mA

consum adiţional în stare de alarmă luând în considerare elementele în stare de

alarmă cu consumul cel mai mare şi anume:

1 detector de prezenta DD455 8 mA (22mA-14mA)

Tastatura efractie 138 mA (2x69 mA = 95mA-26mA)

Sonerie exterior 1150 mA (1400mA-50mA)

Lampa flash 450 mA

Total: 1946 mA

Consum total (stare normală + stare alarmă) :

2214 mA + 1946 mA = 4160 mA

Cerinţe privind asigurarea independenţei de alimentare:

24 h stare normală + 30 min. (0,5h) stare de alarmă

Se aleg urmatoarele acumulatoare (Q0,Q1,Q2,Q3) cu capacitatea 18Ah (18.000 mAh)

T = timp independenţă stare normală [h]

Q = capacitate baterie Ah = Q0+Q1+Q2+Q3= 4x18 = 72Ah (72.000 mAh)

I = consum subsistem mA

hT 6,31

2214

41600,5100072

I

II0,5Q

sb

sbal

(3.2)

b2. Subsistem control ACCES

Pentru alimentarea subsistemului de control acces și blocare usi se utilizeaza surse de

curent continuu 12V/3A prevăzute cu acumulator.

1) Sursa 12Vcc pentru alimentare electromagneți forță (3buc.)

Consum in stare normala (de standby) = 0mA

Blocarea uşilor se realizează cu electromagneţi de blocare cu consum de

550mA/12Vcc.

Capacitatea acumulatorului de 12Ah.

Rezultă o independenţă în funcţionare [T] de :

T = Q / I2 = 12.000mAh/1650mA = 7,2h

2) Controlerele de acces (CA1 şi CA2) sunt prevăzute 1 acumulator de 12 Vcc/12Ah.

Pe fiecare sursă avem urmatoarele consumuri maxime:

1 zavor electromagnetic : 550mA

1 bolt electromagnetic : 900mA

1 tastatura cu cititor smart : 80mA

1 cititor smart : 110mA

35

La o utilizare cu frecventa mare a usilor se poate lua in considerare o incarcare medie

de 90%, adica circa : 1500mA

Se alege un acumulator de 12Ah (12.000 mAh).

Q = 12Ah = 12.000 mAh

T = Q / Imed = 12.000/1.500 = 8h

c) Subsistem TVCI

Conform cu H.G. 301/2012 UPS-ul trebuie sa asigure o autonomie de minim 15

minute de functionare a sistemului de supraveghere in cazul in care este intrerupta alimentarea

cu energie electrica.Se utilizează grila de calcul a sursei UPS Eaton 9130 Rackmount.

c1 . Subsistem TVCI alimentat din UPS1 de 2000 VA/1800W

Nr.

Crt.

Tip echipament/aparat Cantitate (buc.) Consum [W]

Unitar Total

1. Unitate înregistrare digitală

video-DVR

2 126 252

2. Monitor color SVGA 19" 2 18,4 36,8

3. Camera mobilă speed-dome

UltraView

1 16 16

5. Rail camera Sensor RailTV 1 100 100

Consum total : 404,8

Tabel 3.3. Echipamente subsistem TVCI cu sursă UPS1

Consum total : 404,8 W

Rezerva 10% : 1,1 404,8 = 445,28W ≈ 450W reprezentand 25% din incarcarea

maxima

Independenta asigurata: circa 24 min conform grila de calcul

c2 . Subsistem TVCI alimentat din UPS2 de 2000 VA/1800W

Nr.

Crt.

Tip echipament/aparat Cantitate (buc.) Consum [W]

Unitar Total

1. Unitate înregistrare digitală

video-DVR

2 126 252

2. Monitor color SVGA 19" 2 18,4 36,8

3. Camera mobilă speed-

dome UltraView

1 16 16

5. Rail camera Sensor RailTV 1 100 100

Consum total : 404,8

Tabel 3.4. Echipamente subsistem TVCI sursă UPS2

36

Consum total : 404,8 W

Rezerva 10% : 1,1 404,8 ≈ 450W reprezentand 25% din incarcarea maxima

Independenta asigurata: circa 24 min conform grila de calcul

Pentru optimizarea pretului, in locul UPS2 se poate folosi o extensie de aceeasi putere

(2000VA), care este mai ieftina deoarece nu mai include partea de monitorizare si

comunicatie.

c3 . Subsistem TVCI alimentat din SU1 (12Vcc, 20A):

Pentru calculul independetei energetice a surselor care alimenteaza camerele TV se ia

in considerare consumul maxim al camerei de exterior cu infrarosu si carcasa termostatata și a

camerelor fixe simple de interior :

Consumul unitar pentru o camera TV cu puterea (P) de 2,4 W este:

I=U

P=

12

4,2=0,2 A (3.3)

Nr.

crt. Tip Echipament / aparat Cant.

(buc.)

Consum [A]

Unitar Total

1. Cameră TV cu IR si carcasa 13 0,3 3,9

2. Camera de interior fixă 35 0,2 7

Consum total : 10,9

Tabel 3.5.Echipament subsistem TVCI cu sursă de c.c.

Sursa se echipeaza cu un acumulator cu capacitatea de Q = 18 Ah.

Timp de independenta energetică : T = Q / P = 18 / 10,9 = 1,65 h, mai mult decât

independenta functionala a DVR-ului.

37

3.4.2.Calculul capacitatii de arhivare pentru sistemul TVCI

Pentru a determina capacitatea de arhivare a echipamentelor DVR se iau in

considerare valorile specifice echipamentului ales pentru urmatorii parametri:

Tipul compresiei : H.264

Tehnologia de comprimare fisiere video in formatul H.264 este cea mai noua si

performanta in acest moment. Aceasta performanta se traduce print-un raport excelent

de comprimare/spatiu utilizat al fisierelor video si utilizarea unei latimii de banda

pentru transmiterea datelor prin internet, cu mult mai mica fata de urmatorul tip de

compresie, MPEG-4, diferenta dintre acestea, in procente, fiind de aproximativ 30%.

Rezoluţia video [pixel] / viteza de înregistrare [f/s] :

- 4CIF(704x576) / maxim 100 f/s

- 2CIF(704x288) / maxim 200 f/s

- CIF (352x288) / maxim 400 f/s

Calitatea inregistrarii video : mica, medie, mare

Consumul de memorie pentru 1 frame este in functie de cei trei parametri mentionati

anterior: 1,5kB/f (H.264/CIF/calitate mica)÷12kB/f (H.264/4CIF/calitate mare).

Tinand cont de programul de functionare al spatiului supravegheat se estimează pentru

fiecare cameră o activitate (intervale cu detecţie de mişcare) de maxim 16 ore pe zi.

Conform HG 301/2012 DVR-ul trebuie sa stocheze imaginile minim 20 zile.

a) Evaluare capacitate arhivare DVR1

La echipamentul DVR1 sunt conectate conform schemei bloc prezentate in anexa A3 ,

15 camere.

Echipamentul DVR1 se programează pentru toate camerele astfel:

Rezoluţia : 704 x 576 [pixeli]

Calitate inregistrare : mare

Tinând cont de parametrii aleși rezultă un consum de memorie de : 12 kB

Vom seta viteza de înregistrare pe fiecare canal tinand cont de rezolutia aleasa :

6 f/s pentru camerele fixe si 12 f/s pentru camera mobila

Se configurează pentru toate camerele inregistrarea la detecţie de mişcare.

În calcule vom tine cont ca 1h = 60 min = 3600 s

Capacitatea de stocare necesară pentru înregistrarea a 20 zile :

12kB/f x (14x6+1x12)f/s x 20zile x16h/zi x 3600s/h = 1.327.104kB ≈ 1,4TB

Echipand DVR-ul cu 2HDD x1TB se asigură o capacitate de arhivare de peste 28 zile.

38

b) Evaluare capacitate arhivare DVR2

Vom ține cont că la DVR2 se conectează 14 camere video, iar restul parametrilor sunt

identici cu cei de la DVR1.

Capacitatea de stocare necesară pentru înregistrarea a 20 zile :

12kB/f x (13x6+1x12)f/s x 20zile x16h/zi x 3600s/h = 1.244.160kB ≈ 1,3TB

Echipând DVR-ul cu 2HDD x1TB se asigură o capacitate de arhivare de peste 30 zile.

c) Evaluare capacitate arhivare DVR3 si DVR4

Vom ține cont că la DVR3, respectiv DVR4 se conecteaza 13 camere video, iar restul

parametrilor sunt identici cu cei de la DVR1.

Capacitatea de stocare necesară pentru înregistrarea a 20 zile :

12kB/f x (12x6+1x12)f/s x 20zile x16h/zi x 3600s/h = 1.161.216kB ≈ 1,2TB

Echipând DVR-ul cu 2HDD x1TB se asigură o capacitate de arhivare de peste 33 zile.

39

4.Solutii pentru detectia si diagnoza parametrilor din instalatie

Pentru detecția și diagnoza parametrilor din instalație se pot aborda următoarele

soluții[11]

:

Diagnoză bazată pe modelul sistemului;

Diagnoză bazată pe inteligență artificială;

Diagnoză bazată pe analiza cauzală.

Diagnoză bazată pe modelul sistemului

O metodă de diagnoză des implementată este metoda de verificare a pragului, prin

care se monitorizează evoluția unui semnal specific din instalație, și se ia o măsură atunci

când semnalul a atins și depășit un prag dat. Această metodă, deși este o metodă simplu de

implementat prezintă si unele dezavantaje. Unul dintre ele este acela că pot apărea alarme

false atunci când este prezent zgomotul, variații ale intrării sau chiar când are loc schimbarea

punctului static de funcționare. Un alt dezavantaj este acela a apariției defectelor multiple

acest lucru datorându-se faptului că un singur defect prezent poate duce la depășirea valorilor

limită a mai multor semnale, făcând izolarea defectului mai dificilă.[11]

Pentru evitarea confruntării cu aceste dezavantaje se folosesc metode de diagnoză

bazate pe modelul sistemului. Un avantaj major al acestei abordări este acela că pentru

implementarea software a algoritmului de diagnoză nu este necesar un echipament hardware

suplimentar, software-ul poate fi implementat pe echipamentele inițiale ale instalației.Acest

tip de diagnoză este o metodă de localizare și determinare a defectelor unui sistem prin

compararea masurătorilor realizate a-priori pe instalație, deci prin generare de reziduuri

(indicator de defect sau măsură a stării de defect sau de funcționare corectă a procesului

monitorizat) și analiza acestora.[11]

Stuctura generală a unui sistem de diagnoză bazată pe model (sugerată inițial de către

[Chow EY, Wilsky AS, 1984])[15]

cuprinde două funcții principale:

Modelarea sistemelor cu defect;

Generarea reziduurilor pentru diagnoză.

Schema de principiu a metodei este[11]

:

Intrare Ieșire

reziduuri

Figura 4.1. Diagnoza defectelor bazate pe model

Sistem

Generare reziduuri

Decizie

40

Diagnoză bazată pe inteligență artificială

Acest tip de diagnoză bazat pe inteligență artificială folosește rețelele neuronale.

Rețelele nuronale s-au dovedit a fi foarte capabil în realizarea controlului și supervizarea

procelesor neliniare.Un dezavantaj major al aceste abordări cu rețele neuronale este acela că

modelul obținut este de tip black-box, neavând legătură cu realitatea fizică a procesului,

făcându-l dificil de interpretat. Soluția cea mai cunoscută în studierea comportamentului

neliniar al procesului, este aceea că procesul este impărțit în mai multe zone și se găsește câte

un model local liniar ce caracterizează fiecare zonă in parte. Aceste zone (regiuni) se numesc

regiuni fuzzy. Modelul global este obținut la final prin regruparea proporțională a ieșirilor

modelelor locale.[11]

Clasificarea modelor fuzzy:

Modele relaționale fuzzy sunt cele mai folosite pentru generarea de reziduuri și consta

în descrierea privind comportamentul procesului prin intermediul unei matrici

relaționale fuzzy.

Modele funcționale fuzzy ce au la bază submodelele locale pentru descrierea

comportamentului procesului în diverse puncte statice de funcționare.

Modele calitatice fuzzy.

Diagnoză bazată pe analiza cauzală

Pentru orice proces industrial se dorește funcționarea în condiții de siguranță și de

exploatare ușoară, ce sunt obținute prin adaugarea în funcționalitatea sistemului a unor

metode de supervizare avansate. Funcțiile acestor metode servesc la indicarea stărilor

procesului nedorite si nepermise cu scopul de a evita accidentele și pagubele materiale.[11]

O astfel diagnoză, bazată pe analiza cauzală (cauză-eveniment-defect) folosește

tehnici de detecție și diagnoză a defectelor cu arbori de defect, tehnici ce se aplică pe toată

durata funcționării sistemului, permițând o evaluare continuă a modelelor deduse din

arhitectura sistemului funcțional[17]

.

Testarea este reprezentată de un set de acțiuni si experimente, care sunt necesare

pentru măsurarea parametrilor caracteristici ai sistemului cu scopul de a decide dacă

parametrul măsurat se află intr-un domeniu setat inițial.Pe baza masurătorilor făcute pentru

intrările și ieșirile procesului și a modelului, reziduurile sunt generate și testele de detectare a

defectelor sunt bazate pe aceste reziduuri. Scopul principal este acela de a detecta defectele

dar și de a le localiza.[12]

Trebuie sa știm ce componentă a sistemului a fost afectată, care sunt efectele în cadrul

sistemului supravegheat , cum evoluează sistemul în cazul în care defectul nu este evitat, și

care sunt comenzile ce trebuie trimise la elementele de acționare pentru a avita apariția unor

reale pagube în sistem. Diagnoza defectelor este faza ce succede faza de testare, ceea ce

înseamna că trebuie determinat tipul defectului și cauza, după ce acesta a fost detectat și

localizat.[12]

În cadrul acestei lucrării, pentru diagnoză se folosește diagnoza bazată pe analiza

cauzală.

41

4.1 Prezentare algoritm cauzal pentru detecţie şi diagnoză

În cadrul anumitor procese, relația dintre cauze si defecte este una cunoscută sau

aproape cunoscută.Aceste informații a-priori pot fi reprezentate ca niște relații de cauzalitate:

cauze-evenimente-defecte.[17]

Pentru stabilirea cauzelor defectelor, trebuie efectuată analiza arborelui de defect,

începând cu defectele, trecând prin evenimentele intermediare pentru a ajunge la simptome,

sau efectuăm analiza arborelui de evenimente, începând cu motivele apariției defectelor.[16]

Analiza arborelui de defect propusă presupune că cauzele, evenimentele intermediare

și defectele pot fi reprezentate ca variabile binare ce caracterizează evoluția procesului și se

bazează pe o structură arborescent-cauzală asociată procesului supervizat și pe un operator de

parcurgere logică a structurii în vederea evaluării defectelor, exploatând astfel relațiile dintre

variabilele procesului.[13]

Algoritmul respectă următoarele ipoteze matematice prezentate și în [Alexandru

Fanea,2009-Teză de doctorat][11]

:

a) O variabilă a procesului este considerată in stare de defect atunci când valoarea

depășește valoarea maximă Lm, sau este sub valoare minima lm ( aparține intervalului

[lm,Lm]).

b) Variabilele ce definesc structura arborescent-cauzală au o reprezentare binară. O

variabilă fără defect are atribuită valoarea logică binară „0” iar o variabilă considerată

cu defect are atribuită valoarea logică binară „1”.

c) Existența a două sau mai multe cauze pentru un singur defect este aproape zero și

poate fi ignorată.

d) Schimbarea stării unui parametru aduce implicit schimbarea stării pentru toți

parametrii care depind cauzal de el.

e) Valori normale pentru un set de parametrii implica valori normale pentru parametrii

derivați din aceștia .

Considerând că instalația tehnologică este supervizată de echipamentul de detecție si

diagnoză de defecte, mulțimea variabilelor de instalație este v, unde :

v = u U x U y (4.1)

unde:

Vectorul u = (u1, ..., up) reprezintă variabilele de intrare care sunt cauzele posibile

de defect.

Vectorul x = (x1, ..., xn) reprezintă variabilele intermediare (evenimentele prin care

cauzele se propagă până la defecte).

Vectorul y = (y1, ..., ym) reprezintă variabilele de ieşire (defectele posibile).

Variabilele de intrare sunt cauze pentru variabilele de defect, variabilele intermediare

pot fi cauze sau defecte care definesc relații între toate variabilele procesului.Toate variabilele

procesului sunt determinate din cunoștințele a-priori despre procesul supervizat, realizându-se

astfel structura arborescent-cauzală.

42

Ecuația (4.1) poate fi scrisă mai pe larg astfel :

(v1,v2,....,vk)= (u1, ..., up) U (x1, ..., xn) U (y1, ..., ym) (4.2)

Pe multimea variabilelor v din instalatie , se introduce operatorul definit astfel:

Г(v)={vj / j=1,2,...s, s<k, k=dim(v)} (4.3)

Cuplul ),( vG este asociat cu procesul supervizat, astfel încât mulţimea de variabile

v reprezintă nodurile implicate în relaţia cauzală definită de . Pentru fiecare nod,

următoarele stări logice sunt asociate: "0" dacă variabila vi nu este în defect şi "1" dacă

variabila vj este în defect, unde:

)( iv reprezentă mulţimea de noduri determinată cauzal de starea variabilei vi.

)(1

jv reprezentă mulţimea de noduri care determină cauzal starea variabilei vj.

Starea nodului xi, care influenţează o colecţie de noduri (y1, y2, ..., yl), se stabilește

folosind relaţia :

xi=y1∩y2∩…∩yl (4.4)

Considerând funcţia )(1

ix , starea nodului reprezentat de variabila xi poate fi

evaluată cu relaţia:

xi=u1 U u2 U…U ul (4.5)

Relaţiile care pot fi evaluate aplicând relaţia de inter-influenţă dintre nodurile de

recepţie şi nodurile sursă sunt următoarele:

yj=n

i 1 xi , cu mj ,1 (4.6)

xl=p

r 1 ur , cu nl ,1 (4.7)

Relaţiile cauzale dintre variabilele procesului folosind calculul matricial sunt

următoarele:

x = B u (4.8)

y = A x (4.9)

unde :

uT = [u1 u2 … up ];

xT = [x1 x2 … xn ] ;

yT = [y1 y2 … ym ].

43

Matricile echilibrate de ponderare A şi B se reprezintă astfel:

matricea A corespunde funcţiei )(1

iy , unde i = (1,2,…,m) pe linie şi )( jx , cu

j = (1,2,… ,n) pe coloană.

matricea B corespunde funcţiei )(1

ix , unde i = (1,2,… ,n) pe linie şi )( ju , cu

j = (1,2,… ,p) pe coloană.

Elementele din A sunt :

1, DACA xj→yi

aij= (4.10)

0, ALTFEL

Elementele din B sunt :

1, DACA uj → xi

bij= (4.11)

0, ALTFEL

Algoritmul astfel prezentat este tratat teoretic pe un exemplu matematic în

subcapitolul 4.3.1 și implementat software vizual cu rezultatele în simulare prezentate în

capitolul 5.

44

4.2. Proceduri logice folosite pentru implementare

Procedura de diagnoză și detecție a defectelor determină cauza care a produs defectele

în instalație și îi da posibilitatea operatorului uman să intervină asupra parametrilor ce se află

în alarmă.[12]

Algoritmul implementat și folosit pentru diagnoza și detecția defectelor în instalație

urmărește următoarele etape[11]

:

Varibilele de ieșire [y1 y2 … ym ] (cu stările binare:”0”-normal, “1”-anormal sau defect)

se măsoară și se compară cu limitele date de modelul procesului.Evaluarea se face

ciclic.

Evaluarea ciclică continuă dacă procesul nu prezintă defecte pe instalație adică yi=0

( mi ,1 ).

Dacă yi=0 ( mi ,1 ) , stările nodurilor din )(1

iy sunt verificate și nodurile xj sunt

localizate.

Prin calcularea lui )(1

ix =ul ,se determină cauzele ul iar valorile astfel determinate

primesc valoarea “1”.

Algoritmul se oprește după ce se verifică toate variabilele ul( pl ,1 )

și dacă sistemul de supervizare decide oprirea instalației.

45

4.3. Detecţie şi diagnoză-implementare în sistemului integrat de securitate

Pentru o susținere practică a algoritmului teoretic prezentat mai sus și pentru

prezentarea rezultatelor obținute când algoritmul este aplicat sistemelor reale, am integrat

algoritmul în subsistemul de detecție și semnalizare incendiu din cadrul capitolului 3.

Echipamentele supervizate vor fi detectoarele optice de temperatură, ce detectează

acumulările de căldură rezultate în urma unui început de incendiu. Supervizând acești

parametrii se dorește supervizarea temperaturilor precizate în modelul procesului, pentru a

evita eventualele incendii din cadrul supermarket-ului.În cadrul capitolului 3, când s-a realizat

proiectarea subsistemului de detecție, alarmare și semnalizare incendiu s-au folosit 36 de

detectoare de temperatură.Pentru o simplificare a numărului de variabile o sa folosim doar 8

dintre aceste detectoare (1F16-1F24).

4.3.1.Determinarea modelului cauzal pentru detecţie şi diagnoză

Vectorul variabilelor de ieșire este: y=[y1 y2 … y8 ].Aceste valori se măsoară cu o

anumită perioadă de eșantionare aleasă corespunzător și pentru fiecare set de valori, se poate

calcula valoarea reziduurilor și defini o valoare de prag.Depășirea acestei valori va indica un

defect identificat în model.

Structura cauzală a modelului ales pentru procesul supervizat (subsistemul de detecție

și semnalizare incendiu) cu un arbore de defect se poate reprezenta ca în figura 4.1.

Figura 4.2. Configurația cauzal-arborescentă pentru instalație

46

4.3.2. Analiza rezultatelor de detecţie şi diagnoză

Se ia un exemplu de măsurători:

y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8

26 31 23 25 25 18 25 26

Tabel 4.1.Exemplu măsurători

Detectoarele de temperatură alese, conform specificațiilor tehnice detectează

temperaturi în intervalul -10-700C. Temperatura din zona supervizată trebuie să fie pe toată

durata zilei în jur de ~250C. Modelului definit determină valori anormale ale reziduurilor ,

pentru un prag al reziduurilor de 5. Se poate observa și din tabel când un parametru are o

valoare normală sau nu.Rezultatul comparației dintre pragul rezidual si valoarea variabilei

masurate este dat în tabelul următor:

1 2 3 4 5 6 7 8

N A N N N A N N

Tabel 4.2.Verificarea stărilor parametrilor

În tabelul 4.2, primul rând reprezintă numărul specific fiecărei variabile care este

comparată cu pragul rezidual, iar al doilea rând reprezintă rezultatul comparației: N -Normal,

A-Anormal. Analizând tabelul ne dăm seama că parametrii (2) și (6) sunt afectați de erori iar

ceilalți parametrii sunt în stare normală.

Putem astfel reprezenta starea vectorului ieșirilor:

yT=[0 1 0 0 0 1 0 0] (4.14)

Făcând analiza arborelui de defect pe structura (4.2), se pot scrie următoarele matrici

ce caracterizează configurația:

A=

0001

0011

0101

0010

0010

1000

1100

1000

B=

001

101

010

100

Matricea A stabilește relația dintre variabilele supervizate de ieșire y și variabilele

intermediare x.Valoarea „1” a unui element aij înseamnă că relația dintre două elemente din y

și x există.

47

Matricea B stabilește relația dintre variabilele intermediare x și cauzele ce pot provoca

defectele din vectorul y și anume u.

Ca rezultat în urma parcurgerii algoritmului , folosindu-ne de informațiile date de

vectorul y, și de matricile A și B, se poate scrie vectorul matricilor intermediare:

xT=[0 1 0 0] (4.15)

și cu un nivel mai sus, se poate scrie vectorul cauzelor:

uT=[0 1 0] (4.16)

Figura 4.3. Evaluarea defectelor și cauzelor de defect pentru instalație

Algoritmul ne permite deci să stabilim cauza unică de avarie u2 (partea de diagnoză)

pentru starea de avarie a ieșirilor y2 și y6 identificate ca ieșiri cu defect (partea de detecție),

prin prelucrarea algebrică a reprezentării cauzale din Figura 4.1.

Rezultatele au fost obținute și în simulare, folosind un program de supervizor elaborat

pentru funcția de diagnoză prezentat în capitolul 5.

48

5.Rezultate în simulare

Algoritmul prezentat este implementat software folosind un mediu de programare

vizual din pachetul Visual Studio 2010 și anume C#.

Variabilele supervizate din vectorul y , returnate de algoritmul de diagnoză a defectelor

sunt datele de intrare pentru algoritmul de detectie a defectelor.

În cadrul aplicației, inițial pe instalație nu există nici un defect, aceasta funcționeaza în

parametri normali, valorile pentru variabilele din vectorul de defecte y sunt setate inițial cu

valoare 250C (valoarea temperaturii normale din incintă), pagina aferentă este:

Figura 5.1. Configurația cauzal-arborescentă în aplicație

Se pot observa cei 3 vectori: y (orange), x (verde) și u (albastru), care inițial au

valoarea binară 0 (valoare în stare “normală).Se pot schimba valorile variabilelor vectorului

de defecte y folosind căsuțele de up and down și pentru a actualiza valorile variabilelor se

apasă butonul Actualizare. În momentul când un defect este localizat (valoarea initiala –

valoarea actualizată depășește pragul rezidual de 5) algoritmul găsește cauza defectului

folosind structura arborescent cauzală.

De exemplu (1), au fost setate valorile din subcapitolul 4.3.2 , aplicația generând

urmatorul rezultat:

49

Figura 5.2. Evaluarea defectelor și cauzelor de defect pentru exemplu 1

După cum se poate observa, valorile vectorilor y, x și u sunt aceleași ca și în calcule.

Se detectează cauza ce a adus la apariția defectelor y2 și y3 și anume u2 cu x2 variabilă

intermediară.

Un alt exemplu (2) ar putea fi:

Figura 5.3. Evaluarea defectelor și cauzelor de defec pentru exemplu 2

50

6.Concluzii

În cadrul lucrării am tratat 2 subiecte majore și anume: proiectarea sistemului integrat

de securitate pentru un hyper-market, având în componența sa mai multe subsisteme

(subsistemul de detecție și semnaliare la incendiu, subsistemul de securitate anti-efracție și de

control al accesului, subsistemul de supraveghere cu televiziune cu circuit închis și

subsistemul de management integrat) și gasirea de soluții pentru detecția și diagnoza

parametrilor defecți din instalație.

Am prezentat în mod general noțiunile teoretice și apoi le-am exemplificat prin

metodele și echipamentele folosite pentru proiectare.

Am abordat, pe scurt mai multe soluții pentru detecție si diagnoză a parametrilor

defecți din instalație (Diagnoză bazată pe modelul sistemului, Diagnoză bazată pe inteligență

artificială, Diagnoză bazată pe analiza cauzală ) și am ajuns la concluzia că diagnoza bazată

pe model este o metodă preferată pentru detecția defectelor având doua etape principale:

generarea reziduurilor și luarea deciziilor.

Funcția de detecție și diagnoză a defectelor, pentru orice proces tehnologic , este

asignată nivelului ierarhic superior de decizie.

Am prezentat teoretic algoritmul de detecţie şi diagnoză propus și în lucrarea

[Alexandru Fanea,2009-Teză de doctorat], bazat pe o structură arborescent-cauzală asociată

procesului supervizat şi pe utilizarea unui operator de parcurgere logică a structurii , cu

ajutorul căruia se găsesc parametrii defecți din instalație.

După o tratare a algoritmului și o abordare matematică pe baza unui exemplu, am

implementat ideea de bază a algoritmului într-un program software realizat într-un limbaj de

programare vizual (C#) care respectă algoritmul și detectează defectele din instalație în timp

real.

51

7.Bibliografie

[1]Adrian Rocșa,2012- Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Sistemul de

securitate.

[2]Ingineria Calculatoarelor-O abordare o abordare din punct de vedere fiabilistic a științei

calculatoarelor.

[3]Silviu Clep ,2012 -Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Proiectarea sistemelor

de monitorizare a echipamentelor de detecție a alarmelor.

[4]Aurel Catrinoiu,2012- Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Proiectant sisteme

de securitate, Cunoașterea Legislației Incidente.

[5]Cristian Șoricuț ,2012- Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Reglementări

tehnice: Instalații de detecție și alarmare la incendiu principiu de proiectare.

[6]Laurențiu Popescu,2012-Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Sisteme de

Securitate antiefracție și protecție perimetrală.

[7]Viorel Tuleș, 2012-2,2012- Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Noțiuni

introductive:Curs Control Acces Proiectant.

[8]Viorel Tuleș, 2012-1,2012- Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Noțiuni

introductive:Sisteme de televiziune cu circuit inchis.

[9] Viorel Tuleș, 2012-3,2012- Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Curs

Proiectare:Sisteme de televiziune cu circuit inchis.

[10]Daniel Popescu,2012- Manual de curs Proiectant Sisteme de securitate, Norme generale

pentru instalațiile de curenți slabi.

[11]Alexandru Fanea,2009-Teză de doctorat: Contribuţii la conducerea eficientă a proceselor

termoenergetice. Comandă supervizată şi diagnoză de proces.

[12] Ciubotaru B, Fanea A, 2005-1,2005 – Fault diagnosis for alarm management in

industrial processes, Proceedings of IMACS 2005.

[13] Ciubotaru B, Fanea A, 2005-2,2005 – Fault diagnosis in industrial processes,

Proceedings of IMAACA 2005.

[14] Condur G, Ciubotaru B, Fanea A, 2009 – Gestion des alarmes et diagnostic dans les

installations industrielles, CIFA, Bucarest.

[15] Chow EY, Wilsky AS, 1984-Analytical Redundancy and the Design of Robust Failure

Detection Systems, IEEE Trans. On Automatic Control Vol. 29.

[16] Åslund J, Biteus J, Frisk E, Krysander M şi Nielsen L, 2005– A systematic inclusion of

diagnosis performance in fault tree analysis, Proceedings IFAC 16th Triennial World

Congress.

[17] Papadopoulos Y, Grante C, Grunske L şi Kaiser B, 2005- Continuous Assessment of

Designs & Re-use in Model-based Safety Analysis, Proceedings IFAC 16th Triennial World

Congress.

[18] Lupu C, Petrescu C, Alexandru M, Mateescu M, Popescu D, 2004 – Sisteme de

conducere a proceselor industriale, Ed. Printech.

[19] Tertişco M, Popescu D, Jora B, 1984 – Automatizări industriale continue, Ed.

Politehnica.

[20]Tertişco M, Popescu D, Jora B, Russ I, 1991- Automatizări industriale continue, Ed.

Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

[21] Isermann R, 1997 – Supervision, fault-detection and fault-diagnosis methods – an

introduction, Control Engineering.

[22] Isermann R, 2006 – Fault-Diagnosis Systems, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

52

8.ANEXA A –Amplasarea Echipamentelor subsistemelor

ANEXA A1- Amplasarea echipamentelor subsistemului de detecție și

semnalizare incendiu

53

ANEXA A2- Amplasarea echipamentelor subsistemului de securitate

antiefracție și de control electronic al accesului și TVCI

54

ANEXA A3- Schema Bloc Subsistem de Televiziune cu Circuit Închis

55

ANEXA A4- Arhitectura Sistemului Integrat de securitate

56

9.Anexa B- Aplicație software

Aplicația implementată conține clasele: Circle, GrapfPanel, MaineFrame și clasa

principală Program. În această anexă au fost adaugate părți din cod cu anumite rutine.

Clasa Circle:

1. using System; 2. using System.Collections.Generic; 3. using System.Linq; 4. using System.Text; 5. using System.Drawing; 6. using System.Windows.Forms; 7. 8. namespace DiplomaAgain 9. { 10. class Circle 11. { 12. private int radius; 13. 14. /* Coordonatele cercului */ 15. private Point origin; 16. 17. private int value; 18. 19. private int penWidth; 20. private Color color, startColor; 21. private Brush brush; 22. 23. private Panel panel; 24. private Graphics g; 25. 26. 27. public Circle(Point origin, int radius) 28. { 29. this.origin = origin; 30. this.radius = radius; 31. this.color = Color.Black; 32. this.brush = new SolidBrush(this.color); 33. this.penWidth = 5; 34. this.value = 0; 35. 36. } 37. 38. public void setColors(Brush brush, Color color) 39. { 40. this.brush = brush; 41. this.color = color; 42. } 43. 44. public void setColor(Color color) 45. { 46. this.brush = new SolidBrush(color); 47. this.color = color; 48. } 49. 50. public Point getOrigin() 51. { 52. return origin; 53. } 54. 55. public int getRadius() 56. { 57. return radius; 58. }

57

59. 60. public void setPenWidth(int width) 61. { 62. this.penWidth = width; 63. } 64. 65. public void setValue(int value) 66. { 67. this.value = value; 68. } 69. 70. public void redraw() 71. { 72. panel.Refresh(); 73. } 74. 75. public void draw(Graphics g, Panel panel) 76. { 77. Pen myPen = new Pen(color, penWidth); 78. Pen xPen = new Pen(color); 79. 80. Font drawFont = new Font("Arial", 8, FontStyle.Bold); 81. StringFormat sf = new StringFormat(); 82. 83. this.g = g; 84. this.panel = panel; 85. sf.LineAlignment = StringAlignment.Center; 86. sf.Alignment = StringAlignment.Center; 87. 88. g.DrawEllipse(myPen, origin.X, origin.Y, radius, radius); 89. g.FillEllipse(brush, origin.X, origin.Y, radius, radius); 90. g.DrawString("" + value, drawFont, Brushes.White, new Rectangle(this.get

Origin(), new Size(this.getRadius(), this.getRadius())), sf); 91. } 92. 93. 94. } 95. }

Clasa GraphPanel:

1. using System; 2. using System.Collections.Generic; 3. using System.Linq; 4. using System.Text; 5. using System.Drawing; 6. using System.Windows.Forms; 7. using System.Drawing.Drawing2D; 8. 9. namespace Diploma 10. { 11. class GraphPanel : System.Windows.Forms.Panel 12. { 13. private static int[,] A = new int[,]{ 14. {1, 0, 0, 0}, 15. {1, 1, 0, 0}, 16. {1, 0, 0, 0}, 17. {0, 0, 1, 0}, 18. {0, 0, 1, 0}, 19. {0, 1, 0, 1}, 20. {0, 0, 1, 1}, 21. {0, 0, 0, 1} 22. }; 23. 24. private static int[,] B = new int[,]{ 25. {1, 0, 0},

58

26. {0, 1, 0}, 27. {1, 0, 1}, 28. {0, 0, 1} 29. }; 30. 31. private static double[,] invA = new double[,]{ 32. {0.4194, 0.1613, 0.4194, -0.0323, -0.0323, -

0.1613, 0.0645, 0.0968}, 33. {-0.2581, 0.5161, -0.2581, 0.0968, 0.0968, 0.4839, -0.1935, -

0.2903}, 34. {-0.0323, 0.0645, -0.0323, 0.3871, 0.3871, -0.0645, 0.2258, -

0.1613}, 35. {0.0968, -0.1935, 0.0968, -0.1613, -

0.1613, 0.1935, 0.3226, 0.4839} 36. }; 37. 38. private static double[,] invB = new double[,]{ 39. {0.6667, 0, 0.3333, -0.3333}, 40. {0, 1, 0, 0}, 41. {-0.3333, 0, 0.3333, 0.6667} 42. }; 43. 44. private static int U_SIZE = 3; 45. private static int X_SIZE = 4; 46. private static int Y_SIZE = 8; 47. 48. private static Color U_COLOR = Color.Blue; 49. private static Color X_COLOR = Color.Green; 50. private static Color Y_COLOR = Color.Orange; 51. 52. private static int Y_DEFAULT_VALUE = 25; 53. 54. private int[] u; 55. private int[] x; 56. private int[] y; 57. private int[] yValues; 58. private NumericUpDown[] ySpinners; 59. private Circle[] circles; 60. 61. private Pen arrowPen; 62. 63. private MainFrame frame; 64. private Button validateButton; 65. 66. private int radius = 20; 67. 68. 69. public GraphPanel(MainFrame frame) 70. : base() 71. { 72. this.frame = frame; 73. this.DoubleBuffered = true; 74. 75. u = new int[U_SIZE]; 76. x = new int[X_SIZE]; 77. y = new int[Y_SIZE]; 78. yValues = new int[Y_SIZE]; 79. 80. 81. 82. 83. private void yValuesChanged(object sender, EventArgs e) 84. { 85. var spinner = sender as NumericUpDown; 86. yValues[Int32.Parse(spinner.Name)] = (int)spinner.Value; 87. } 88. 89. private double[,] matrixMultiplication(double[,] a, double[,]b)

59

90. { 91. double[,] result = new double[a.GetLength(0), b.GetLength(1)]; 92. 93. for (int i = 0; i < a.GetLength(0); i++) 94. { 95. for (int j = 0; j < b.GetLength(1); j++) 96. { 97. result[i, j] = 0; 98. for (int k = 0; k < b.GetLength(0); k++) 99. { 100. result[i, j] += a[i, k] * b[k, j]; 101. } 102. Console.WriteLine(); 103. } 104. } 105. 106. return result; 107. } 108. 109. private void printMatrix(double[,] matrix) 110. { 111. for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++) 112. { 113. for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++) 114. { 115. Console.Write("{0} ", matrix[i, j]); 116. } 117. Console.WriteLine(); 118. } 119. } 120. 121. 122. 123. } 124. }

Clasa Program:

1. using System; 2. using System.Collections.Generic; 3. using System.Linq; 4. using System.Windows.Forms; 5. 6. namespace Diploma 7. { 8. static class Program 9. { 10. static void Main() 11. { 12. Application.Run(new MainFrame()); 13. } 14. } 15. }