Beveiligingssystemen met grote beschikbaarheid

REPORTAGE
Beveiligingssystemen met grote beschikbaarheid
ontwikkelen
B
edrijven die over kritieke infrastructuur beschikken, denk maar aan elektrische centrales of nutsbedrijven, moeten hun terreinen en lokalen beschermen tegen brand,
indringers, vandalisme, terroristische aanslagen enzoverder. Naast een uitgebreid
beveiligingsconcept spelen technische systemen een essentiële rol in het garanderen van
die veiligheid. Doordat hun activiteiten zo kritiek zijn, moeten dergelijke bedrijven er, meer
nog dan andere, voor zorgen dat de technische systemen steeds werken.
Operatoren van bijvoorbeeld krachtcentrales, waterzuiveringsstations of zelfs grote
internetexchangepunten staan steeds
voor het dilemma om de juiste techniek
en oplossing te kiezen inzake dekking,
flexibiliteit om te veranderen, schaalbaarheid van het systeem, bruikbaarheid en
operationele veiligheid. Daarenboven stellen zij veel hogere eisen dan de meeste
andere operatoren. Dit met betrekking tot
de beschikbaarheid van hun veiligheidssystemen. In dergelijke kritieke omgevingen kunnen zelfs kortstondige storingen
zware gevolgen hebben: een brand kan in
enkele seconden tijd een ravage aanrich-
28
Top Security
ten, net zoals een indringer niet veel tijd
nodig heeft om zich toegang te verschaffen als de toegangscontrole of de videobewaking faalt, of misschien zelfs wordt
gemanipuleerd. Ontwerpers van complexe beveiligingsoplossingen die ruim
beschikbaar moeten zijn, hebben op dit
moment meestal maar één mogelijkheid
voor de onderliggende technologie: het
TCP/IP-protocol. Hoewel dit protocol, dat
het fundament vormt van het internet en
ook algemeen wordt gebruikt in datanetwerken van ondernemingen, aanvankelijk
is ontwikkeld als een mechanisme zonder
gewaarborgde dienstkwaliteit, hebben de
vele ontwikkelingen er de voorbije decennia een degelijke technologie van gemaakt
voor zelfs de zwaarste beschikbaarheidsvereisten. We denken aan telefoonnetwerken, medische apparatuur en beveiligingssystemen. Dat is waarom zelfs de markten
voor branddetectie- en inbraaksystemen,
die traditioneel onder EN54- en UL-regels
vallen en gebaseerd zijn op veldbussen die
werken op eigen protocollen zoals het Local Security Network, dat door Bosch werd
geïntroduceerd in de jaren 1980, steeds
meer op IP vertrouwen. Vandaag speelt
IP ook een belangrijke rol in verbindingen
tussen branddetectie- en evacuatiesyste-
men, wat cruciaal is in noodgevallen. In
het verleden gebeurde dat via relais, waardoor de verbinding niet echt veilig was,
omdat de status van de verbinding niet
wordt gemonitord en er zich op die manier
dus makkelijk storingen kunnen voordoen.
In het algemeen is zo'n storing inherent
aan de technologie. Technische systemen
kennen nu eenmaal af en toe storingen.
Maar gezien de bijzonder kritieke aard
van zowel private nutsbedrijven als energieleveranciers, zijn storingen geen optie.
Onderbrekingen van veiligheids- en beveiligingssystemen moeten steeds worden
vermeden, en er mag geen enkele alarmvoorwaarde worden gemist. Anderzijds is
een vals alarm niet alleen vervelend, maar
vaak heel duur. Soms moeten er gebouwen worden geëvacueerd, moet het veiligheidspersoneel worden ingeschakeld
en moet de productie misschien zelfs tijdelijk worden stilgelegd. Een hoge mate
van beschikbaarheid, nauwkeurigheid en
betrouwbaarheid moeten dus essentiële
bekommernissen zijn bij de ontwikkeling
van veiligheids- en beveiligingssystemen
voor nutsbedrijven en energieleveranciers.
Terwijl nauwkeurigheid voornamelijk een
functie is van de individuele componenten zoals sensoren of camera's, wordt beschikbaarheid in de eerste plaats bepaald
door de architectuur van de oplossing.
Hoe meer redundantie er in de oplossing
is ingebouwd, hoe groter de beschikbaarheid ervan zal zijn. Betrouwbaarheid, ten
slotte, hangt in grote mate af van de productieprocessen en de kwaliteitscontrole
van de leverancier, maar wordt ook beïnvloed door het ontwerp van individuele
componenten.
Redundantie is essentieel
Als over redundantie wordt gesproken,
gaat de discussie over alle verschillende
niveaus van de beveiligingsoplossing: de
sensor, het systeem en het netwerk en de
infrastructuur. Een van de mooie zaken
aan het IP-protocol is dat het een technologie is die haar deugdelijkheid al heeft
bewezen voor redundante infrastructuren.
In heel kritieke omgevingen wordt een
redundante IP-backbone sterk aanbevolen om alle verschillende systemen in
een netwerk te brengen en ze te verbinden met de centrale servers waarop het
beheersysteem loopt. Zo'n infrastructuur
bouwen, is iets wat een IT-afdeling doorgaans goed begrijpt, aangezien zij vaak al
gelijkaardige constructies gebruiken voor
kritieke IT-toepassingen. De veiligheidsbeheerder zal dit met andere woorden niet
moeten ontwerpen. Dit type redundantie
zal waarschijnlijk al meer dan bekend zijn.
In een redundante netwerkarchitectuur
zal een defecte switch of router automatisch worden overbrugd door alle of alleen door het belangrijke verkeer, dat zijn
bestemming nog steeds zal bereiken. Op
die manier kunt u ervoor zorgen dat een
alarm niet verloren gaat tussen de brand-
detector en de console van de operator.
De beschikbaarheid van de netwerkinfrastructuur kan ook worden verbeterd door
zogeheten Virtuele LAN's voor beveiligingsapplicaties te implementeren en dit
verkeer prioriteit te geven, waardoor snelle
aflevering mogelijk is, zelfs in een netwerk dat aan zijn volle capaciteit zit. Virtuele LAN's verbeteren ook de veiligheid,
omdat ze het niet-gemachtigd personeel
moeilijker maken om rond te snuffelen en
misschien zelfs het verkeer van de veiligheids- en beveiligingsapplicaties te manipuleren. In sommige omgevingen kan het
zelfs aangeraden zijn om volledig gescheiden IP-netwerken te gebruiken voor IT- en
beveiligingsapplicaties. Dat zou natuurlijk
een van de grootste voordelen tenietdoen
van het gebruik van IP voor veiligheidssystemen, maar anderzijds kunnen de
veiligheidsapplicaties niet slechter gaan
presteren als andere systemen op het
gemeenschappelijke netwerk piekverkeer
genereren.
Beveilig de servers
Wat geldt voor de IP-backbone, geldt ook
voor de servers waarop het beheersysteem
en andere kritieke veiligheidsapplicaties
draaien. Op zijn minst de kritieke componenten van deze servers, zoals de harde
schijf, de stroomtoevoer en de netwerkinterface, moeten redundant zijn, zodat de
server gewoon kan blijven draaien tot een
defecte component wordt vervangen. Als
deze componenten vervangbaar zijn zonder het toestel uit te schakelen, kan die
vervanging gewoon worden gedaan terwijl
het blijft werken, zonder onderbrekingen.
Een ononderbroken stroomtoevoer is
een absolute vereiste voor dergelijke kritieke servers, om ze te beschermen tegen
stroomonderbrekingen. In heel kritieke
omgevingen moet worden voorzien in een
kopie van de servers in een datacenter
op een externe locatie, met een automatische omschakeling. In zo'n configuratie
kan een secundaire server in het externe
datacenter de volledige activiteit binnen
enkele seconden overnemen als de productieserver om welke reden dan ook zou
uitvallen. Dit zal de beveiligingssystemen
ook beschermen in geval van een natuurof door mensen veroorzaakte ramp zoals
een overstroming.
29
Top Security
REPORTAGE
Redundantie op lokaal niveau
Redundantie inbouwen in de servers en
de netwerkarchitectuur zal ervoor zorgen
dat de veiligheidsapplicaties elk alarm ontvangen dat wordt verzonden door de lokale
controlesystemen die de detectoren beheren, zoals branddetectoren, kaartlezers of
inbraakdetectoren. De hoge beschikbaarheidsgraad van de volledige oplossingen
vereist echter ook redundantie binnen de
individuele alarmsystemen. Hier is een
redundante IP-architectuur meestal niet
de oplossing, omdat - voornamelijk door
het kostenplaatje - maar weinig sensoren
en detectoren IP ondersteunen. In plaats
daarvan wordt een dubbele ringtopologie
met andere technologie zoals het Bosch
Local Security Network (LSN) gebruikt om
detectoren met elkaar en met de lokale
controlemodule te verbinden. Als één ring
wordt onderbroken, kunnen de berichten
van de detectoren nog steeds via de an-
dere ring op hun bestemming komen. Om
de betrouwbaarheid en beschikbaarheid
van de transmissiepaden in LSN-omgevingen verder te verbeteren, heeft Bosch
ook een reeks actieve end-of-linemodules
(EOL). Zij treden op als regelbeëindigers
die permanent 2- en 4-draadstransmissiepaden testen op sluimerende openingen
en kortsluitingen volgens de aanvaardingsprocedures en -criteria zoals vermeld in de
norm EN 54-13. EN54 legt ook op dat een
brandsysteem één enkel redundantieconcept moet hebben als verscheidene vuurpanelen in grotere installaties aan elkaar
worden geschakeld. Als de verbinding
tussen twee brandsystemen verbroken is,
moet de communicatie tussen de panelen actief blijven. Als het netwerk echter
verstoord is aan beide zijden van een paneel, wordt dit paneel uit het resterende
systeem gehaald. Brandalarmen kunnen
worden weergegeven op dat paneel alleen, maar niet gerelayeerd naar
de rest van het systeem. Hier kan
een bijkomende IP-netwerkverbinding als back-up dienen voor
het CAN-netwerk, dat gewoonlijk
wordt gebruikt om brandpanelen
met elkaar te verbinden. Deze
techniek zorgt voor een bijzonder hoog niveau van operationele
veiligheid en verhoogt de functionele stabiliteit en betrouwbaarheid van het systeem aanzienlijk.
Maar op een betrouwbare manier
brand detecteren, begint natuurlijk bij de detector zelf. Ook
hier kan redundantie helpen om
brand op te sporen en de nauwkeurigheid fors te verbeteren. Zo
kunt u dubbele optica gebruiken
om rookdeeltjes beter te onderscheiden van andere deeltjes zoals stof, waterdamp of sigarettenrook en op die manier het aantal
alarmen sterk te reduceren. Een
combinatie van optische, thermische en chemische sensoren
met intelligente beoordelingselektronica
is een andere manier om hetzelfde doel
te bereiken. De recentste ontwikkelingen
houden zelfs rekening met elektromagnetische straling, die steeds meer valse alarmen veroorzaakt in bepaalde omgevingen.
Enkele van de recentste detectoren meten
constant de elektromagnetische blootstelling van elke detector en berekenen
de middellangetermijn- en langetermijn
gemiddelden. Deze worden gebruikt om
de overschrijding van drempelwaarden te
voorspellen nog vóór er valse alarmen kunnen afgaan.
De architectuur van het Bosch Video Management System (BVMS) is bedoeld om
de ingebouwde veerkracht van het systeem te optimaliseren. Daarmee kan het
systeem blijven werken, ook als de beheerserver of de opnameserver (VRM) uitvallen. Dat kan doordat de operator cliënt
onafhankelijk loopt van de beheerserver
en rechtstreeks streamt van de camera's
naar de opslag. De camera's hebben een
intelligentie die de beelden onmiddellijk
opslaat, wat permanente opnames garandeert, ook als de VRM-server uitvalt. Dat
biedt een extra veiligheidslaag zonder dure
bijkomende investeringen in serverredundantie of redundante opnamecapaciteit.
Verder wordt de opname met BVMS bij
een netwerkstoring automatisch gebufferd
in de camera's. Uiteindelijk worden de opnames overgezet naar de centrale opslag
zodra het netwerk opnieuw werkt.
Een andere manier om redundantie toe te
voegen, is verschillende veiligheids- en beveiligingssystemen te combineren om alarmen te controleren of te vervalsen. Zo kunnen videocamera's worden gebruikt aan
deuren, poorten en andere toegangspunten om toegangspogingen en alarmen te
controleren. Op dezelfde manier kan video
worden gebruikt om bij een brandalarm
rook en de bron ervan te zoeken of om een
indringer in te sluiten die door het inbraakdetectiesysteem werd gedetecteerd.
Verder dan redundantie
Redundantie is waarschijnlijk de meest
veelbelovende manier om de beschikbaarheid en betrouwbaarheid te verbeteren, maar er zijn nog een aantal aspecten
om rekening mee te houden. Denk aan
een volledig operationeel netwerk dat alle
videobeelden verzendt en ze op een betrouwbare manier opslaat op uw centrale
of gedistribueerde servers. Maar wat zijn
we hiermee als de camera geen aanvaardbare kwaliteit levert, wat makkelijk het geval kan zijn als er weinig licht is? In zo'n
situatie werken alle technische systemen
goed, maar is de videobewaking niettemin
onbeschikbaar.
Met de ontwikkeling van zijn Starlighttechnologie heeft Bosch Security Systems
dit probleem willen aanpakken en een
gamma van camera's ontwikkeld specifiek voor hoge prestaties in omstandigheden met extreem weinig licht. Zij vormen
een doorbraak in de lichtgevoeligheid van
camera's, kleurenbeelden tonen waar andere enkel monochrome beelden kunnen
tonen, en monochrome video doorsturen
waar andere camera's helemaal geen
beeld opleveren. Met hun hoge gevoeligheid in zowel kleuren- (0,017 lux) als
monochrome (0,0057 lux) modus werken
de HD-camera's met minimaal omgevingslicht, waarmee ze duidelijke beelden kunnen maken in een multitude van
applicaties, zelfs waar slechte belichting
het grootste probleem is. Deze applicaties omvatten bewaking van de perimeter
zonder bijkomende verlichting, evenals
een controle van externe faciliteiten zoals
tankstations, windturbines of zonnepanelen, die doorgaans ver van de bewoonde
wereld worden geplaatst zonder enige verlichting. Om komaf te maken met weinig
verlichte omstandigheden gebruikt Content-Based Imaging Technology (CBIT) de
Intelligent Video Analysis (IVA) van Bosch
om de beeldkwaliteit te verbeteren. CBIT
detecteert automatisch belangrijke voorwerpen—zoals gezichten, mensen en
voertuigen—en stelt de beeldinstellingen
dynamisch bij om ervoor te zorgen dat de
bruikbaarste, best gedetailleerde videobeelden van belangrijke voorwerpen worden gemaakt. Bovendien verbetert de Intelligent Auto Exposure (iAE) het contrast
van belangrijke voorwerpen in de scène op
zowel heldere als donkere plekken.
Intelligent Dynamic Noise Reduction
(iDNR) analyseert actief de inhoud van
een scène om de bandbreedte en de opslagvereisten te beperken. Daardoor is
voor de 720p-starlightcamera's tot 30 procent minder bandbreedte nodig dan voor
andere 720p- en SD-camera's, terwijl de
beeldkwaliteit en de vloeiende beelden
behouden blijven. De compressieparameters voor maximaal acht door de gebruiker
definieerbare regio's kunnen eveneens
worden ingesteld. Daardoor kunnen weinig interessante regio's sterk worden gecomprimeerd, terwijl belangrijke plekken
worden aangemerkt voor de beste beeldkwaliteit. Zo kunnen klanten bandbreedte
toewijzen aan belangrijke delen van de
locatie.
lende manieren om de beschikbaarheid
van veiligheids- en beveiligingssystemen
in kritieke omgevingen te garanderen,
waarbij redundantie de belangrijkste bijdrage levert. Maar er is nog een andere
factor waarmee rekening moet worden gehouden bij de ontwikkeling van dergelijke
systemen, die zowel de veiligheid als efficiëntie ten goede komen: de integratie van
alle beveiligingssystemen in een overheersend beheersysteem is geschikt om de
veiligheid in kritieke faciliteiten aanzienlijk
te verbeteren. Dit opent de mogelijkheid
om alarmen en andere informatie van de
individuele subsystemen automatisch te
correleren. Indien nodig kunnen ook heel
snel gerichte maatregelen worden getroffen om op gevaarlijke situaties of incidenten te reageren. Bijkomend heeft het
centrale beheer de eerste verantwoordelijkheid om ervoor te zorgen dat zo'n complexe installatie zowel efficiënt als zuinig
kan werken. Tenslotte moeten dagelijks
duizenden meldingen en alarmen van alle
beveiligingsdomeinen en technologische
faciliteiten worden beheerd en gecoördineerd.
Alles is één en één is alles
Zoals we gezien hebben, zijn er verschil-
8www.boschsecurity.nl
31
Top Security

Download Report