Испытательная лаборатория. К вопросу об измерениях
Испытательная лаборатория. К вопросу об измерениях
Автор: Кондратьев А.В.
Как неизменно и неизбежно следует из всего, что было сказано ранее (и в этой серии публикаций, и в многочисленных дискуссиях на профильных форумах, и т.д.) все вопросы контроля защищённости информации основываются на одном – на измерениях.
Если говорить языком более профессиональным, то давайте поговорим об измерениях физических величин. И не просто физических величин, а тех самых, о которых написано в Законе №102-ФЗ от 26 июня 2008 «Об обеспечении единства измерений».
Цитата:
Статья 9. Требования к средствам измерений
1. В сфере государственного регулирования обеспечения единства
измерений к применению допускаются средства измерений утвержденного типа,
прошедшие поверку в соответствии с положениями настоящего Федерального
закона, а также обеспечивающие соблюдение установленных законодательством
Российской Федерации об обеспечении единства измерений обязательных
требований, включая обязательные метрологические требования к измерениям,
обязательные метрологические и технические требования к средствам
измерений, и установленных законодательством Российской Федерации о
техническом регулировании обязательных требований. В состав обязательных
требований к средствам измерений в необходимых случаях включаются также
требования к их составным частям, программному обеспечению и условиям
эксплуатации средств измерений. При применении средств измерений должны
соблюдаться обязательные требования к условиям их эксплуатации.
…
Статья 14. Метрологическая экспертиза
…
2. Обязательная метрологическая экспертиза стандартов, продукции,
проектной, конструкторской, технологической документации и других
объектов проводится также в порядке и случаях, предусмотренных
законодательством Российской Федерации. Указанную экспертизу проводят
аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства
измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.
…
И дальше процитируем Приказ ФСТЭК от 26 февраля 2009 года N 65
Цитата:
Особых комментариев всё процитированное не требует, в общем и целом каждому специалисту и так понятно, что измерять нужно средством измерения, включённым в гос. реестр средств измерений и с не истекшим периодом поверки. Но вот что понимать в данном контексте под средством измерения – об этом поговорить имеет смысл.
В традиционном понимании средство измерения (прибор) – это устройство, предназначенное для измерения одной (или нескольких) физических величин. Причём это «средство» работает как поёт акын – что вижу, о том и пою. В том смысле, что собрался измерять напряжение – получил на выходе вольты. Измеряешь напряжённость поля – получаешь В/м. Любая дальнейшая обработка результатов, их интерпретация (тем более расчёт на основании результатов измерений и неких, совсем других величин), уже за пределами средства измерения.
На сегодняшний день такие средства измерения по-прежнему находят применение. И производятся, и покупаются, и применяются, в том числе и в области ТЗИ.
Однако человек ленив, не склонен к выполнению рутинной работы, да и ему, как говорили мудрые, «свойственно ошибаться». Посему всё большее применение находят измерительные системы (комплексы), во-первых автоматизирующие большую часть именно рутинных (а хорошие системы – и не очень рутинных!) операций и, кроме того, включающих в себя и создание тех или иных тестовых сигналов, и измерение не одной, а нескольких физических величин одновременно, и процедуру вычисления на основании измеренных величин того, что нам, собственно и нужно. Того самого «показателя защищённости», который и является нашей целью.
Появление первых таких систем (комплексов) именно в нашей профессиональной области относится к 2002-2003 годам и прошедшие 10 лет вполне достаточный срок для того, чтобы попытаться «оглянуться» на пройдённый путь и попытаться сформулировать некоторые выводы, тенденции и, возможно, прогнозы.
Первый вопрос, который неизбежно возникал перед разработчиками таких систем был сакраментальный: «Что делать?». Что делать, или «как делать» в том смысле, как строить систему, разрабатывать нужное базовое средство измерения «с нуля» или воспользоваться уже имеющимися на рынке средствами измерения наиболее подходящего типа?
У каждого из этих подходов есть свои «плюсы» и «минусы».
Проблемно – ориентированная разработка всегда удобнее для конструктора. Зачастую – дешевле. Её функциональные возможности строго определены и «заточены» под решение конкретных задач. Ничего лишнего. Но для многих направлений измерений это весьма сложная разработка, требующая очень немалого технологического потенциала от фирмы-разработчика. Кроме того не будем забывать, что это средство измерения. А именно метрологические требования к «железу» такого рода весьма и весьма жёстки. Разработка будет стоить немало…
Применение готового прибора много проще. Надо, по сути, только выбрать из имеющегося то, что предоставляет необходимые метрологические параметры, требуемую систему интерфейсов управления и передачи данных и … всё. Но и тут не без «подводных камней». Универсальные приборы широкого применения (такие, как типовые анализаторы спектра) обладают весьма впечатляющим набором встроенных функций. И, как обычно и выясняется, 90 % этого для работы в системе никак не востребовано. Зато все эти функции очень даже «эффективно» отражены в цене изделия!
Вот и приходится разработчику лавировать между Сциллой и Харибдой… И тогда, в «двухтысячных», чаша весов практически однозначно склонялась в сторону использования готовых средств измерения. Только недавно, фактически на исходе первого десятилетия 21-го века, начали появляться специализированные разработки на базе своего «железа». Пусть не самые сложные технологически (конкурировать на рынке типовых анализаторов спектра с ведущими западными фирмами нам ещё не по силам), и не так много, но тенденция радует :)
Итак – комплексирование готового «железа», связанного как чисто аппаратными, так и программными средствами в единую измерительную систему. Звучит несложно, но именно тут и начинаются реальные различия между изделиями различных производителей.
Методики, в соответствии с которыми должны работать эти системы, для всех одни и те же. Физические величины должны измеряться тоже одинаковые. Но и тут не всё просто…
Здесь, для понимания проблемы, придётся немного углубиться в основы метрологии.
Как постулат, начальную аксиому, примем без доказательств утверждение, что большая часть наших измерений должна выполняться … а в каких условиях? Вот с этого места по-подробнее!
Фактически в подавляющем числе вариантов измерений должны выполнять измерения:
- величины (значения) некого тест-сигнала, искусственно вводимого в некую среду и распространяющегося в ней;
- величины (значения) сигнала, возникающего в измеряемом объекте в процессе его штатного функционирования
В первом случае с некой степенью вероятности можно подобрать величину тест-сигнала такой, чтобы в точке измерения она превышала уровень помех на требуемые, минимум, 10 дБ. Но в остальных случаях варианта 1, и в подавляющем числе случаев варианта 2 значения сигнала весьма близки к уровню помех. Но и тут надо задуматься о том, а что является источником этого уровня помех?
И здесь тоже возможны два варианта:
- уровень помех определяется их внешними источниками;
- уровень помех определяется собственными шумами тракта измерения.
С первым из перечисленных вариантов мы ничего сделать не можем (пока, ниже поговорим и об этом). А вот вариант два вызывает к жизни сакраментальный вопрос из анекдота «А сколько Вам надо?». И ответ на него совсем не однозначен.
По идее ответ на этот вопрос должен был бы содержаться в нормативных материалах. Так ведь нет и нет! Во многих из них (по крайней мере, на сегодняшний день) нет абсолютных цифр, а задано, например, отношение сигнал/шум. Правда с привлечением других НМД удаётся, всё же, перейти к абсолютным цифрам. Но этот переход не радует, потому что выясняется, что измерять надо значения (не во всех, но во многих случаях!), которые измерить крайне сложно ввиду их малости. Вот тут-то и начинает играть свою роль собственные шумы каждого элемента тракта измерения. От микрофона и/или акселерометра до собственно, вольтметра (не будем забывать, что, по сути, практически без исключений, любое применяемое средство измерения есть именно вольтметр, измеряющий напряжение на выходе первичного преобразователя).
Таким образом, возникает одна из главных дилем для разработчика – проектировать измерительную систему надо исходя из необходимости минимального уровня собственных шумов тракта измерения. Прибавьте к этому ещё и требования к динамическому диапазону и ряд иных, тоже существенных, но понятных только тем, кто очень «в теме». А это всегда недёшево. Как пример, анализатор спектра «бюджетного» уровня с отношением сигнал/шум в тракте не хуже -160 дБм стоит порядка 370-380 т. р. А измерительный приёмник с уровнем шумов в три раза меньше и рядом дополнительных преимуществ (на самом деле – почти уникальных) «дотягивает» до 1,4 миллиона. Вот цена возможностей прибора…
Единственный разумный выход из положения в отсутствии однозначных требований к реальной чувствительности средств измерений (да и потом, когда они появятся – тоже) это предлагать пользователю и бюджетные системы и сложные, с большими возможностями.
Будем считать, что с этим вопросом разобрались. Поговорим теперь о другом и не менее важном. Какую систему проектировать? С точки зрения её функциональных возможностей? Только исполняющую некий минимальный набор задач, предусмотренных действующими методиками или достаточно гибкий, настраиваемый инструмент для пытливого исследователя? Вопрос совсем не лишний… Есть сторонники и «телеги», пусть и с «нейтронным приводом». Есть и сторонники именно инструмента исследователя.
Мы, в своё время, решили этот вопрос для себя не теоретически, а в реальной практике. Работая с собственной системой «Сигурд», кочуя с ней с объекта на объект, мы всё время выдавали задания нашим разработчикам, добавить ту или иную функцию. Свою лепту внесли и многочисленные пользователи наших систем, мнение и предложения которых всегда принимались во внимание. Посему мы, естественным путём, пришли к универсальному решению – наша система (прежде всего именно «Сигурд») стала именно многофункциональным инструментом. Но получила и несколько основных режимов работы – профилей, уровней использования. Можно применять «на конвейере», как «телегу». Быстро, с минимумом настроек, простенько, для стандартной, типовой работы (режим «Оператор»). Можно увеличить количество доступных настроек системы для более углублённого анализа (режим «Опытный оператор»). И можно включить всю «мощность» системы, воспользоваться всеми её возможностями (режим «Эксперт»). Тем более, что на цене изделия это никак не сказывается ;)
Вернёмся немного в самое начало и рассмотрим в чём же ещё плюсы и минусы измерительных систем по сравнению с некими наборами отдельно взятых средств измерений.
И тот, и другой вариант позволяет решить подавляющее большинство встречающихся на практике задач специальных исследований.
Для решения больших объёмов измерительных задач (выполнения больших объёмов СИ), особенно «на выезде», автоматизированные системы, несомненно, удобнее, технологичнее и производительнее. К тому же они, выполняя большую часть операций без участия оператора, позволяют уменьшить количество обслуживающего персонала и обеспечить параллельно выполнение специальных исследований по разным направлениям. Разумеется, этот персонал должен иметь соответствующую подготовку и владеть средствами измерения в полной мере.
Для лабораторных СИ, особенно «инновационных», проводимых впервые (для объектов, оценка защищённости которых ещё не выполнялась), эффективность «конструктора» из отдельных средств измерений может оказаться и выше. Если его «сборкой» под конкретную измерительную задачу занимается истинный профессионал, «съевший не одну собаку» в вопросах измерений вообще и измерений в области ТЗИ – в частности. Впрочем, частенько и автоматизированная система, если она грамотно спроектирована такими же профессионалами, во многих случаях сработает не хуже. Оценим объём задач, которые типовым оборудование не решить в принципе для обычного лицензиата в не более, чем 1-2%, а для аккредитованой испытательной лаборатории (сертификационные испытания средств защиты, например) в 5-7 %. Где-то близкие объёмы «нетиповых» задач могут возникнуть и у разработчиков средств защиты (для собственной оценки перед сертификационными испытаниями).
И необходимо упомянуть ещё об одном «минусе» собственного «конструктора», собираемого из того, что есть. У такого «средства измерения» нет и не может быть официализации в соответствии с требованиями 102-ФЗ. Если что – единственная (вполне официальная!) возможность вписывать в Протокол каждое из входящих в общий тракт измерений прибор со своим Свидетельством о поверке. Ну и отстаивать, в случае чего, перед представителями регулятора, свою правоту. Если же для измерений применена система, зарегистрированная как тип средства измерения и имеющая соответствующие сертификаты ФСТЭК, то таких вопросов просто не возникает.
Итак, будем считать, что уважаемый читатель (коллега «СИ-шник») уже вполне проникся мыслью о неоспоримых преимуществах специализированных автоматизированных измерительных систем (введём, для экономии места аббревиатуру «САИС») перед средствами измерения общего применения, пусть и скомплексированных в некоторые временные «комплексы» под каждую отдельную измерительную задачу. Тем не менее, всё перечисленное в предыдущей публикации отнюдь не исчерпывает всех (только весьма существенных!) преимуществ САИС. Посему, продолжим рассмотрение.
Как уже упоминалось в самом начале изложения, при выполнении работ, входящих в понятия «специальные исследования» и/или «инструментальный контроль защищённости объекта», кроме процедуры измерения основной физической величины входят, в ряде случаев, и измерения вспомогательных физических величин.
Но вначале постараемся закончить с измерениями «основных» величин. И с ними не всё просто и однозначно.
Возьмём, например, измерения звукового давления при контроле акустики и вибраций. Как раз измерения значений зв. давления самого акустического тест-сигнала абсолютно тривиальны и никаких сложностей не вызывают. Если, конечно, прийти к всеобщему согласию в вопросе того, а с применением какого именно типа детектора это выполнять, и с какой именно постоянной времени (детектором F [Fast], S [Slow] или I [Impuls]). Читателя, интересующегося этим вопросом подробнее, отошлём к предыдущим публикациям цикла. Вопрос очень существенный, но находящийся за рамками данной публикации.
А вот необходимость измерять уровень звукового давления «фоновых шумов» и по сей день вызывает горячие споры. Нет, не сама необходимость «это» измерять, а как именно измерять! Не углубляясь в проблему (она уже не раз достаточно подробно обсуждалась и в периодике, и на форумах, и т. п.), отметим только, что, например, выбор минимумов измеряемой величины (чего прямо требует действующий НМД) в течение периода измерения (как и длительность самого периода измерения) недопустимо оставлять на усмотрение оператора. Это как раз тот самый случай, когда субъективизм, пресловутый «человеческий фактор» напрямую «встраивается» в измерительный тракт (при измерениях «вручную» или если такую задачу не решает «автоматизация» комплекса). Такой выбор должен быть строго регламентирован, быть единым для всех, а это возможно только в случае возложения его на автоматику. «Тупую», но всегда работающую одинаково! Несмотря на ряд серьёзных попыток (а их с 2003 года было немало) ревизовать алгоритм именно такого выбора (по сути – уже «постизмерительной» обработки данных) в САИС «Шёпот» он остался незыблемым, поскольку точно соответствует требованиям НМД. И не случайно именно эта система является штатным средством измерения для органов контроля ФСТЭК.
Теперь немного вернёмся назад, к началу раздела. Упоминалось, что для некоторых задач оценки защищённости необходимо измерение не одной, а нескольких физических величин. Достаточно разнородных. К таким случаям относятся, например, задача контроля НЧ или ВЧ АЭП, где требуется измерение и электрического (электромагнитного) сигнала, и звукового давления акустического тест-сигнала и фонового уровня акустических же шумов.
Читателю очевидно, что эти измерения должны выполняться разными средствами измерения. Вывод совершенно понятный и … не полностью верный. Как было принято говорить в армейской среде: «Вы правы, но ошибаетесь!». Как обычно, «дьявол прячется в деталях» - в данном случае в терминологии. Что называется «средством измерения»? В соответствии с положениями 102-ФЗ: «средство измерений - техническое средство, предназначенное для измерений» (Статья 2 Основные понятия, п. 21). Честно признаюсь, для меня - невразумительно… Поищем дальше, на что опереться, что «по духу и по букве» ближе к рассматриваемой области.
ГОСТ Р 8.596-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
Раздел 3. Определения:
…
3.1 измерительная система (ИС): Совокупность измерительных, связующих,
вычислительных компонентов, образующих измерительные каналы, и вспомогательных устройств (компонентов измерительной системы), функционирующих как единое целое, предназначенная для:
- получения информации о состоянии объекта с помощью измерительных преобразований в общем случае множества изменяющихся во времени и распределенных в пространстве величин, характеризующих это состояние;
- машинной обработки результатов измерений;
- регистрации и индикации результатов измерений и результатов их машинной
обработки;
- преобразования этих данных в выходные сигналы системы в разных целях.
П р и м е ч а н и е - ИС обладают основными признаками средств измерений и являются их разновидностью.
3.2 измерительный канал измерительной системы (измерительный канал ИС): Конструктивно или функционально выделяемая часть ИС, выполняющая законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерений, выражаемого числом или соответствующим ему кодом, или до получения аналогового сигнала, один из параметров которого – функция измеряемой величины.
…
Вот это уже значительно интереснее и ближе к делу! Особенно определение измерительного канала (или тракта измерений, как это встречалось в данном тексте ранее).
Кроме всего прочего, определение доказывает правильность применения термина «измерительная система» (в отличие от довольно часто встречающегося термина «программно-аппаратный комплекс», который не несёт этой важнейшей нагрузки. САИС – средство измерения!).
Приведённое определение чётко показывает, что изменение измерительного преобразователя (или, в другой терминологии – первичного измерительного преобразователя) приводит к возникновению нового канала измерения и новой ИС – нового средства измерения. А вот как именно это изменение осуществляется, мы и рассмотрим несколько подробнее.
Итак, с первичным преобразователем всё достаточно однозначно. «Беда, коль сапоги начнёт печи пирожник, а пироги тачать сапожник». Посему напряжение между двумя проводниками надо измерять пробником, ток в проводнике – пробником или токовым трансформатором (токоизмерителем), напряжённость поля – измерительной антенной, а виброускорение – акселерометром и т.д. С этим всё понятно.
Но ведь на выходе у любого из этих первичных преобразователей – напряжение! Точнее, – «напряжение переменного тока» (строго по ГОСТ). А оно измеряется вольтметром, любое. Так-то оно так, да не совсем :) Вольтметр – это не только то, что измеряет напряжение. А то, и только то, шкала чего «оцифрована» в единицах напряжения (соответственно в абсолютных, в «В» или в относительных, в «дБ»). А если шкалу оцифровать , например, в единицах виброускорения, то это уже не вольтметр, а «вибромер». Если в В/м – получится «измеритель напряжённости поля» и т.д.
А кто же нам мешает проделывать это «на ходу», просто изменяя с помощью специализированного ПО параметры «вольтметра»? И превращая его в то средство измерения, которое нам нужно в данный момент? Да никто… Другое дело, что строго выполняя требования 102-ФЗ КАЖДЫЙ «такой канал измерения» должен пройти соответствующие испытания и в сертификате об утверждении типа должны быть перечислены ВСЕ его «ипостаси». Тогда и только тогда это будет законно (как это и делается для каждой из наших САИС).
Но тогда появляется возможность, кстати, абсолютно недостижимая для обычных средств измерения «аппаратного» построения – снизить стоимость САИС за счёт того, что его «измерительное ядро», тот самый «вольтметр», гибко и совершенно незаметно для оператора, переключается автоматикой из режима в режим. Один, а не несколько. Или даже несколько (если необходима реально параллельная, одновременная их работа). Но они часто могут быть аппаратно одинаковыми и, следовательно, более дешёвыми (как в нашей САИС «Талис-НЧ-М1).
Продолжим анализ преимуществ и недостатков САИС.
Прежде чем закончить с собственно процедурой измерения, присмотримся к ещё некоторым существенным параметрам этой операции.
Почти для всех измерений, которые приходится выполнять в области ТЗИ, прежде чем измерить значение физической величины необходимо «найти сигнал». Не просто некий произвольный, а именно тот, который подлежит измерению. Причём (об этом упоминалось выше) среди впечатляющего количества помех, многие из которых весьма похожи на искомые сигналы, а по величине – частенько и превосходят. То есть первая задача – найти «нужные» сигналы в сонме иных, помеховых. Вот это более чем достойная задача для автомата.
Распознавание сигналов область бесконечная… На эту тему написаны сотни учебников, статей, монографий. Сломано немало копий. Углубляться в эти теоретические дебри мы не будем. Отметим только, что на сегодняшний день методы распознавания «свой/чужой», применяемые в существующих САИС достаточно разнообразны и вполне эффективны. Но вот что мы считаем важным и принципиальным!
При вероятностной оценке правильности распознавания некого сигнала теория рекомендует установить три зоны значений вероятности правильного решения – зона уверенного «да» (обычно с вероятностью порядка 0,9-0,95); промежуточную зону, в которой решение да/нет приблизительно равновероятны и зону уверенного «нет» (с такой же высокой вероятностью 0,9-0,95). Если саму автоматизацию распознавания «свой/чужой» мы считаем необходимой, то вот сокращать это до «бинарной задачи» (то есть до однозначного «да» или «нет») мы считаем неверным. Именно поэтому в наших САИС присутствуют (реализованы) все три решения. Причём для «пограничного» решения окончательный выбор возлагается на оператора. Интерфейс системы предоставляет возможность оператору увидеть «сомнительный» сигнал именно таким, каким его «видит» система и одним кликом выбрать решение окончательное. Аппарат принятия решения простой, но весьма эффективный. Что и подтверждается практикой применения САИС «Сигурд» и «Талис».
Несколько иная интерпретация этой же задачи применена в САИС «Шёпот». Поскольку опознавание тест-сигнала на фоне помех осуществляется по существенной разности амплитуд (опять же отнюдь не волюнтаристски, а на основании требования метрологических ГОСТ-ов), то система автоматически оценивает эту разность. И, если она ниже заранее заданной, то выводит оператору предупреждающее сообщение. Более того, система вычисляет и сообщает оператору насколько именно, и в каких октавах надо увеличить тест-сигнал, чтобы условия измерения были корректными. Ну и для «защиты от дурака» система не зарегистрирует в итоговой таблице измерения выполненные в некорректных условиях. Насколько нам известно, это свойство САИС «Шёпот» и по сей день является уникальным и, несмотря на свою кажущуюся простоту, весьма эффективным средством предотвращения типовых ошибок измерений.
Рассматривая всё уже перечисленное, нетрудно прийти к однозначному выводу, что уже освещённые возможности и функции, весьма существенные при выполнении измерения в области ТЗИ, при работе вручную реализовать просто невозможно. Они могут быть реализованы только в автоматизированных (добавим – правильно автоматизированных!) системах.
Прежде чем совсем «распроститься» с рассмотрением процесса собственно измерений, обратимся ещё к двум аспектам.
В самом начале этой темы я упоминал о трёх основных (естественно, на мой взгляд – специалиста и практика с приличным стажем) направлениях применения любых средств измерения в области ТЗИ для основных «игроков» – лицензиатов ФСТЭК (и не только ФСТЭК!), аккредитованных испытательных лабораториях и части производителей (в частности – производителей «доработанных» ТС. Для них характерна либо работа «на конвейере» с большими объёмами одинаковых измерений, либо работа на объектах с также немалыми объёмами, но весьма разных, хотя и часто повторяющихся измерений, либо небольшими количествами, но весьма сложных, зачастую уникальных измерений.
Так вот, для первых двух типов работ весьма существенным подспорьем оказывается возможность сохранения и использования информации о полном наборе настроек всего измерительного оборудования для отдельно взятого, конкретного вида измерений (для конкретного оцениваемого ТС). Эдакая «шпаргалка» для системы и оператора. Так вот именно САИС группы компаний МАСКОМ такую возможность для своих систем и предоставляют. Существуют (для САИС «Сигурд», «Талис» и «Талис-НЧ-М1») файлы «заданий», которые могут быть сохранены (точнее – сохраняются автоматически) и перенесены куда угодно и когда угодно. Достаточно загрузить этот файл в систему – и она уже настроена точно так, как это необходимо для измерения именно такого ТС или типа сигналов. Просто и эффективно. И никаких ошибок оператора не может возникнуть в принципе. Излишним будет напоминать, что для любого «конструктора» из отдельных приборов это неосуществимо.
И, пожалуй, последнее, о чём считаю необходимым упомянуть.
Как правило, именно при наших измерениях, прежде всего ПЭМИН, ВЧ и НЧ АЭП, оператору крайне полезно видеть анализируемый участок спектра и/или форму искомого сигнала. Простейшее решение – посмотреть на экран анализатора. Да вот беда, возможностей у него маловато. Да и те, что есть управляются последовательным нажатием множества кнопок (не «электронных», совершенно реальных!).
А вот на «экране» САИС и показать можно куда больше, и курсором воспользоваться для изменения целого набора параметров, и «электронную шумоочистку» включить, да мало ли что! Реально удобство и возможности хорошо проработанного графического интерфейса может оценить только тот, кто начал работать с, например, «Сигурд» после работы вручную, даже на самых «крутых» анализаторах или приёмниках. Это как после «Жигулей» сесть в BMW представительского класса :) Я прекрасно помню, как работая в Барнауле, тогда ещё куда менее совершенным «Сигурд»-ом (системы «Талис» ещё не существовало), смог увидеть на экране одну из гармоник гетеродина тюнера ТВ-приёмника, модулированную (прекрасно были видны обе боковые частоты!!!) частотой строчной развёртки. И всё это при отношении сигнал/помеха не более 0,7 (сигнал был ниже помех!). Вот после «накопления» и обработки «вайвлет-фильтром» помехи «задавило» не менее, чем на 20 дБ и спектр АИМ предстал во всём своём хрестоматийном изяществе! Поверьте, для меня, как инженера, это было по-настоящему красиво!
Обратимся, наконец, к процедуре расчёта результатов измерений и к расчётной задаче.
Вообще говоря, для именно этого этапа работы каких-либо существенных преимуществ именно САИС немного. Понятно же, что и при измерениях «вручную» всё равно придётся измерить всё, что нужно и занести «на вход» расчётной задачи. И реализация этого весьма мало зависит от того, откуда, собственно, поступают данные. С «выхода» некой измерительной системы или заносятся вручную, «с бумажки».
Вот именно с занесения данных и начнём…
Обратимся к практике работы по контролю защищённости в области ТЗИ. Как правило, организация работ такова, что на самом объекте дай бог успеть всё измерить… О полном расчёте результатов в режиме «Real-time» заказчики, как правило, могут только мечтать :) Максимум, на что можно рассчитывать (проверено на себе многими годами на сотнях объектов!), это режим «утром деньги – днём стулья, днём деньги – вечером стулья…». То есть отработали на объекте – в нерабочее время наскоро прикинули, что и как получается. А всё остальное, подробное, с написанием многочисленных протоколов уже «дома», на работе. Естественно, уже что-то «перемерить» нереально. А вот «посмотреть» на то, что «видела» система в момент измерений – вполне реально. Именно вечером, быстро, пока ещё на объекте и что-то можно «перемерить» назавтра. Да и уже дома, на работе, бывает нелишним. И, порою, снимает серьёзные проблемы. Разумеется для того, для кого уровень, качество работы не пустой звук!
Именно и только САИС в качестве «выходных» данных может сохранить и позднее дать возможность оператору просмотреть весьма реалистичную картину того, что происходило в момент измерений. Могут быть сохранены спектры разной степени деталировки, виды огибающей сигналов («осциллограммы») и т.д. Часть этого можно сохранить и при работе современными средствами измерения вручную. Но это же надо вспомнить и сделать, что в горячке множества дел на объекте регулярно забывается. А САИС делает это «на автомате», не занимая мысли и время оператора. И совсем не случайно (и не зря!) в составе ПО САИС «Сигурд» и «Талис» присутствуют специальные «вьюеры» для просмотра этой, автоматически сохранённой информации. Кстати в САИС «Талис-НЧ-М1» это же можно просмотреть прямо в интерфейсе пользователя. Поверьте личному опыту, не очень часто, но уж если выручает, то ничто другое не смогло бы помочь!
Дальше немного коснёмся общих требований к расчётному модулю, как для «ручной» обработки, так и для автоматизированной.
Совершенно понятно, что коэффициенты передачи первичных измерительных преобразователей обязаны присутствовать в составе расчётного модуля в любом случае. Все данные поверок, калибровок, хорошо знакомые всем таблицы «Ка», мВ/Па, мВ·с2/м и т. д. обязаны быть. Как и даты поверки (и отдельно взятых первичных преобразователей, и отдельных средств измерения, и САИС в целом).
Но вот для САИС возможна некая «обратная» операция. Когда строится некое изображение в графическом интерфейсе пользователя, система может учитывать и параметры первичного преобразователя (считывая его из данных, занесённых в расчётный модуль). То есть, например, спектр будет построен уже в единицах мкВ/м. Такая возможность есть и в ряде типовых средств измерений общего применения (например, у анализаторов спектра IT или R&S). Но не у всех. И её ещё надо «включить», меню у этих приборов достаточно сложное. Кроме того, хорошо спроектированная система учитывает и дополнительные возможности, например, применение отдельного, нештатного фидера для антенны (во всяком случае, в САИС «Сигурд» и «Талис» всё вышеперечисленное предусмотрено).
Чем же ещё может и должен отличаться расчётный модуль для САИС от варианта автономной расчётной задачи?
Разумеется, наличием интерфейса передачи данных от ПО управления измерением в ПО расчётной задачи. Может быть, не очень бросающаяся в глаза функция. Но оценить её по достоинству может только тот, кому приходилось вручную заносить (записывать!) тысячи цифр без права на ошибку. А они случаются, и не так уж редко :( В том случае, когда расчётное ПО входит в состав САИС - такое исключено. И времени, практически, не занимает никакого. Причём никто не запрещает и не мешает предусмотреть в расчётной задаче и «ручной» ввод данных. И, кстати, загрузку данных, предварительно подготовленных в неком формате (не столь уж и существенно, будет это *.txt, *.xls или иной формат файла). Важно, чтобы расчётная задача «на входе» проверяла введённые данные на наличие типичных ошибок, которые, увы, появляются при подготовке данных вручную с удручающим постоянством, и «умела», хотя бы частично, их исправлять. Предупреждая напрашивающийся вопрос, отвечу. Расчётные задачи наших САИС это могут. Как и работать в качестве совершенно автономных расчётных модулей.
Дополнительным свойством хорошей расчётной задачи является, на наш взгляд, возможность просмотреть изменение финишного результата при корректировке (изменении) некого входного значения. Как измениться оценка защищённости, если мы изменим «нечто» вот на столько-то дБ? Вот расчётная задача САИС «Шёпот» это позволяет.
В заключение изложения я бы хотел напомнить вот о чём.Особый смысл разработка и применение САИС получает в том случае, когда на рынок выводится не одно изделие, а целая «линейка» от одного производителя. Связанная и совместимая как по «железу», так и по интерфейсам управления. Это позволяет конечному пользователю весьма существенно экономить при наращивании средств измерений. Аппаратная совместимость САИС «Сигурд», «Стентор» и «Талис» весьма заметна. О совместимости ПО я уже не говорю, оно совпадает, порою, не менее, чем на 80%. То же самое можно сказать и о САИС «Талис-НЧ-Лайт», аппаратная часть которой полностью входит в САИС «Талис-НЧ-М1», а программная, по сути, полностью совпадает. Часть «железа» САИС «Шёпот», как и часть ПО, также вошли в «Талис-НЧ-М1».
На этом можно было бы и закончить рассмотрение вопроса. Разумеется, за пределами изложения осталось довольно много конкретных частностей. Для кого-то весьма существенных. Но объять необъятное невозможно, и поэтому приходится останавливаться. Во всяком случае, в этой публикации.
Всё вышеизложенное - это мнение конкретного специалиста, участвовавшего в разработке упомянутых систем и отработавший с их помощью на разнообразных объектах много лет. До этого ничуть не меньшее количество лет измерявшего всё и вся вручную самыми разнообразными приборами, как отечественными, так и зарубежными. Приходилось иметь дело и с разработками коллег. Естественно меньше, но тоже у большинства изделий «крутил ручки» сам. Именно поэтому не оценивал и не ставил себе задачи сравнения САИС разработки ООО “ЦБИ «МАСКОМ»” с конкурирующими моделями. Это задача тех, кто выбирает, что именно приобрести, чем работать. Я этот выбор давно сделал? Ведь участвуя в проектировании и разработке всех этих систем я делал их и для себя, и «под себя» тоже :)
В этом обзоре автор старался сформулировать, какой должна бы быть наилучшая, несколько идеализированная система. И почему и чем именно она лучше отдельно применяемых средств измерений (и по отдельности и в неком «конструкторе).
Если кто-то с чем-то не согласен – как говорили в позапрошлом веке: «Прошу к барьеру!». Дискуссии всегда полезны. Если они ведутся для того, чтобы отыскать истину, то она и находится!
