Введение к работе
Актуальность темы диссертации. В настоящее время получили широкое распространение такие технологии, как радиочастотная идентификация и передача данных по сотовым каналам связи. Их применение для задач мониторинга подконтрольных лиц позволяет повысить эффективность мониторинга за счёт непрерывности и устойчивости контроля.
Изменения в законодательстве РФ, разрешающие применение сотрудниками органов государственной власти специальных технических средств для мониторинга за подконтрольными лицами, дают новые возможности по повышению эффективности такого труда, а также приводят к качественным изменениям в организации труда.
10 января 2010 г. вступил в силу Федеральный закон РФ от 27 декабря 2009 г. № 377-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с введением в действие положений Уголовного кодекса Российской Федерации и Уголовно-исполнительного кодекса Российской Федерации о наказании в виде ограничения свободы».
31 марта 2010 г. было подписано Постановление Правительства РФ № 198 «Об утверждении перечня аудиовизуальных, электронных и иных технических средств надзора и контроля, используемых уголовно-исполнительными инспекциями Федеральной службы исполнения наказаний для обеспечения надзора за осужденными к наказанию в виде ограничения свободы».
С 1 июня 2011 года вступил в силу Федеральный закон РФ от 06.04.11 N 64-ФЗ «Об административном надзоре за лицами, освобожденными из мест лишения свободы».
Организация мониторинга подконтрольных лиц (ПЛ) осуществляется на базе развёртываемых систем электронного мониторинга подконтрольных лиц (СЭМПЛ). Кроме указанных выше сфер применения элементы СЭМПЛ могут быть использованы в других организациях и ведомствах: в Государственной фельдъегерской службе Российской Федерации; в Пограничной службе Федеральной службы безопасности Российской Федерации; в Министерстве чрезвычайных ситуаций; в Министерстве здравоохранения и социального развития Российской Федерации.
В условиях современного развития технологий передачи данных развёртывание СЭМПЛ в районах с развитой инфраструктурой сетей передачи данных не представляет большой сложности. Это убедительно доказывает опыт применения подобных систем за рубежом. Но, учитывая большую территориальную протяжённость Российской Федерации, нужно принимать во внимание, что во многих районах, где может возникнуть необходимость развёртывания СЭМПЛ, зачастую отсутствует и развитая инфраструктура и какие-либо каналы связи. При отсутствии проводных, сотовых и дороговизне спутниковых каналов связи, развёртывание СЭМПЛ возможно на базе радиосетей различной конфигурации.
В этом случае процесс развёртывания СЭМПЛ можно разделить на два направления, различающихся как возможным диапазоном используемых радиочастот, так и применяемым аппаратным обеспечением.
В качестве первого направления выступает организация мониторинга подконтрольных лиц в локализованной площадной зоне, называемой объектом мониторинга (ОМ).
На втором направлении рассмотрению подлежит район мониторинга, включающий несколько объектов мониторинга. И в этом случае для обеспечения непрерывности мониторинга необходимо рассмотреть вопрос организации надёжных радиоканалов между ОМ и центром управления мониторингом.
При развёртывании СЭМПЛ на объекте мониторинга механизм организации радиосети подобен сетям сотовой связи: несколько зон контроля образуют соту, соты объединяются между собой и обеспечивают непрерывное покрытие целого района, в рамках которого осуществляется контроль местоположения объектов мониторинга.
Но, учитывая специфические особенности и требования к СЭМПЛ, применение разработанного математического аппарата расчёта сетей сотовой связи напрямую невозможно. К таким особенностям относятся: использование узкого диапазона частот (433,075 - 434,775 МГц); применение только симплексных каналов связи с короткими сообщениями; обслуживание абонентов не по запросу, т.е. наличие постоянного потока сообщений; ряд других особенностей, обусловленных функциональными требованиями к СЭМПЛ.
В свою очередь, использование в СЭМПЛ на объекте мониторинга указанного выше диапазона частот приводит к необходимости учёта распространения радиоволн в этом диапазоне в условиях неравномерной плотности застройки площади ОМ. А отсутствие зависимостей, в достаточной мере описывающих распространение радиоволн в рассматриваемых условиях функционирования СЭМПЛ, выступает в качестве недостатка существующего математического аппарата описания радиообмена.
В рамках второго направления при организации межобъектовой связи для нескольких ОМ и вышестоящего центра мониторинга в условиях отсутствия развитых сетей передачи данных актуальными становятся вопросы применения разнообразных систем радиодоступа (WiFi, WiMax) и средств подвижной связи (D-AMPS, GSM, CDMA, SmarTrank, TETRA, ED ACS, 3G/UMTS и т.д.). Для этих систем характерно использование УКВ диапазона радиоволн.
Вопросам планирования систем связи на основе моделей распространения радиоволн УКВ диапазона, посвящены исследования учёных: Б.А. Введенского, А.И. Калинина, А. Лонгли, П. Раиса, Окомуро, Хата, Икегами и др. Модели распространения подразделяются на теоретические, эмпирические и гибридные.
Общим недостатком всех моделей является отсутствие математического описания рельефа радиотрассы, использование усредненных значений для разных типов местности, снижение точности при снятии геометрических характеристик радиотрасс. В условиях обеспечения непрерывности и устойчивости мониторинга указанные недостатки влияют на точность моделирования пространственного распределения электромагнитного поля с учетом рельефа подстилающей поверхности, что будет влиять на определение мест установки элементов СЭМПЛ.
Исходя из вышесказанного, актуальность работы определяется необходимостью обоснования рациональной структуры СЭМПЛ в условиях её развертывания на базе радиосети передачи данных.
В работе под рациональной структурой СЭМПЛ понимается научно-обоснованный вариант состава и взаимного местоположения элементов системы,
обеспечивающий эффективный мониторинг ПЛ с меньшими временными и ресурсными затратами.
Эффективность мониторинга определяется его непрерывностью. Непрерывность мониторинга - свойство СЭМПЛ, характеризующее способность получения информации об местоположении ПЛ с заданной периодичностью. При этом считается, что принимаемая информация является достоверной.
Непрерывность мониторинга при использовании радиосети передачи данных зависит от количества аппаратных средств, обеспечивающих полное покрытие объекта мониторинга. Вместе с тем избыточность аппаратных средств приведет к необоснованному повышению затрат при развертывании и эксплуатации СЭМПЛ.
В рассматриваемых условиях применения СЭМПЛ возникает противоречие между необходимостью обеспечения заданного уровня непрерывности мониторинга ПЛ при развертывании СЭМПЛ на основе радиосети передачи данных, с одной стороны, и сложностью учета большого количества факторов, влияющих на непрерывность мониторинга, с другой стороны. Исходя из этого, выбраны объект и предмет исследования.
Объект исследования - система мониторинга подконтрольных лиц.
Предмет исследования - научно-методический аппарат построения систем мониторинга подконтрольных лиц на базе радиосетей передачи данных.
Цель диссертационной работы - обеспечение непрерывности мониторинга путем обоснования рациональной структуры СЭМПЛ на базе радиосети передачи данных.
Научная задача состоит в разработке научно-методического аппарата обоснования рациональной структуры СЭМПЛ на основе радиосети передачи данных.
Результаты, выносимые на защиту:
-
Методика расчёта рационального состава оборудования системы мониторинга подконтрольных лиц на базе радиосетей передачи данных.
-
Методика оценки вариантов размещения элементов СЭМПЛ на базе радиосетей передачи данных с применением геоинформационных технологий.
Научная новизна результатов заключается в том, что впервые:
в методике расчёта рационального состава оборудования системы мониторинга подконтрольных лиц при выборе варианта размещения и состава аппаратных средств СЭМПЛ на объекте мониторинга в комплексе учитываются топология застройки объекта мониторинга, суточные изменения зонирования подконтрольных лиц при случайном характере их перемещения;
в методике оценки вариантов размещения элементов СЭМПЛ в качестве нового решения предлагается применение нового алгоритма преобразования нерегулярной цифровой модели местности в регулярную на основе метода средневзвешенной интерполяции с ограничением радиуса, учётом высот и характеристик объектов электронной карты.
Научная значимость результатов состоит в разработке научно-методического аппарата, позволяющего обосновать рациональный состав оборудования СЭМПЛ при развёртывании на базе радиосетей узкого диапазона частот с учётом особенностей конкретных районов развёртывания и специфики использования СЭМПЛ.
Практическая значимость заключается в разработке методик и рекомендаций позволяющих: рассчитать и выбрать рациональный состав оборудования СЭМПЛ при
развёртывании на базе радиосетей с учётом экономической целесообразности и заданных требований непрерывности мониторинга; при расчёте радиотрасс повысить точность определения мест установки радиосредств на 10-18%.
Методы исследования. Решение поставленных задач проводилось на основе методов системного анализа, построения радиотрасс, оценки распространения радиосигналов, теории систем массового обслуживания, теории графов.
Достоверность научных и практических результатов подтверждается: применением современных научных методов; непротиворечивостью представленных научных результатов, известным в данной области знаний; результатами экспериментальных исследований, проведенных применительно к реальным объектам мониторинга в структуре ФСИН.
Реализация и внедрение результатов. Результаты исследований использовались в виде моделей, методик и алгоритмов программного обеспечения в ЗАО КБ «Панорама», Воронежском институте ФСИН России, Научно-исследовательском институте ФСИН России.
Апробация. Основные результаты диссертационных исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях межведомственного, межрегионального и Всероссийского уровней (г. Серпухов, г. Протвино, г. Москва, г. Воронеж, г. Прага).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, 8 статей в научно-технических сборниках и трудах конференций, одна монография, 2 статьи опубликованы в журнале, входящем в перечень журналов ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, списка литературы, насчитывающего 117 наименований. Работа изложена на 138 страницах, содержит 36 рисунков и 7 таблиц.
