Применение терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов в интегрированных системах безопасности

В настоящее время построению эффективных интегрированных систем безопасности (ИСБ) уделяется значительное внимание. Это обусловлено интенсивным развитием методов, способов и технических решений, используемых злоумышленниками для создания диверсионно-террористических средств. Так, современные технологии предоставляют возможность изготовления различных изделий, в том числе образцов оружия из нестандартных материалов (керамики, полимеров и др.).

Результаты анализа изделий, конструктивно схожих с холодным и огнестрельным оружием, позволяют заключить, что пластиковые и керамические ножи имеют достаточную прочность для нанесения колотых и резаных ран на теле человека, а пистолеты (ружья) из термопластика обладают такими допустимыми показателями, как эффективная дальность стрельбы (до 8-12 м), ресурс ствола (до 10 выстрелов) и емкость магазина/барабана (на 5-6 патронов), для совершения террористических актов ^[1-4]. Следует отметить, что технологии изготовления данных образцов средствами 3D-печати характеризуются достаточной простотой и невысокой стоимостью, что определяет их доступность для потенциальных нарушителей.

Между тем используемые средства персонального досмотра граждан в составе современных ИСБ не в полной мере обеспечивают обнаружение скрытно проносимого оружия, самодельных взрывных устройств из нестандартных материалов, в том числе изготовленных с использованием технологии 3D-печати, и иных запрещенных предметов (веществ) ^[5]. В этой связи развитие ИСБ в направлении внедрения технических решений по обнаружению таких предметов является актуальной задачей.

Для решения этой задачи предлагается комплексное применение в составе ИСБ металлодетекторов, рентгеновских систем, а также систем персонального досмотра, работа которых основана на принципах ближнего радиовидения в терагерцовом (субтерагерцовом) диапазоне частот ^{[1, 5, 6]}. Данные комплексы характеризуются уникальными особенностями, при этом различные типы данных устройств обладают своими достоинствами и недостатками ^{[1, 7]}. Такие технические средства персонального досмотра обеспечивают возможность дистанционного определения местоположения и контуров предметов, скрытых под одеждой на теле объекта досмотра ^[8-9].

Результаты сравнительного анализа досмотровых комплексов терагерцового (субтерагерцового) диапазона позволяют выделить группы технических средств в соответствии с существующей классификацией ^[1]:

– пассивные субтерагерцовые изделия блочного типа, приемники излучения которых функционируют в диапазоне частот 70-100 ГГц;

– пассивные терагерцовые изделия блочного типа, приемники излучения которых функционируют в диапазоне частот 230-270 ГГц;

– активные субтерагерцовые изделия блочного типа, работа источников (генераторов) излучения которых осуществляется в диапазоне частот 10-100 ГГц;

– активные субтерагерцовые изделия портального типа, работа источников (генераторов) излучения которых осуществляется в диапазоне частот 3-80 ГГц.

В таблице 1 представлено распределение указанных комплексов по классификационным признакам: используемый диапазон частот источника или приемника излучения (субтерагерцовые и терагерцовые), вид источника сканирующего излучения (пассивные и активные), тип исполнения (блочные и портальные). Знак «+» в ячейке означает наличие серийных изделий одного или нескольких производителей в данной группе, знак «–» – готовые изделия отсутствуют или находятся на стадии разработки.

Таблица 1 – Распределение существующих досмотровых комплексов по классификационным признакам

Это обусловлено значительным научно-техническим заделом в области проектирования и производства элементной базы предприятиями промышленности, требуемой для создания систем радиовидения в субтерагерцовом диапазоне частот (от 3 до 100 ГГц). Между тем результаты исследования ^{[8, 10]} показывают, что с увеличением рабочей частоты (от 100 ГГц до 10 ТГц) стремительно растет себестоимость разрабатываемых досмотровых комплексов. Кроме того, отмечается недостаточность исследований терагерцового диапазона частот, что негативно сказывается на ассортименте элементной базы, объемах ее производства и количестве участников производственного процесса.

Важно отметить, что в настоящее время наиболее широкая номенклатура образцов имеется в группе пассивных субтерагерцовых и терагерцовых досмотровых комплексов блочного типа, а также активных субтерагерцовых изделий портального типа. В этой связи рассмотрим предложения по применению данных средств в составе современных ИСБ.

1. Предложения по применению пассивных терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов блочного типа

Выделенные в ^{[1, 7]} достоинства и недостатки терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов блочного типа позволили сформировать предложения по их применению в составе ИСБ. Данные комплексы следует использовать для предварительного обследования потока людей с целью выявления оружия, самодельных взрывных устройств из нестандартных материалов, в том числе изготовленных с использованием технологии 3D-печати, и иных запрещенных предметов (веществ), скрытых под одеждой объекта досмотра, в условиях, при которых требуется обеспечить высокую пропускную способность. В существующих системах блочного типа значение данного показателя составляет 720-2000 человек/час ^[7]. Такие устройства могут размещаться на контрольно-пропускных пунктах, в вестибюлях административных зданий и других сооружениях (строениях), а также в местах массового скопления людей (входы в метро, вокзалы, стадионы и т.д.) при соблюдении мер по поддержанию оптимальных климатических параметров работы устройств (температуры окружающей среды, влажности и др.).

На имеющемся техническом уровне терагерцовые (субтерагерцовые) досмотровые комплексы блочного типа позволяют производить обследование людей в движении в режиме реального времени. Результаты сканирования выводятся на экран автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора в виде нескольких изображений (фронтальное, тыльное и др.), на которых все выявленные неоднородности отображаются в виде монохромных (цветных) пятен соответствующей формы, подсвеченных цветной рамкой, сформированной с помощью алгоритмов интеллектуальной обработки информации для обозначения местоположения скрытых предметов. Размытость изображения обнаруженных неоднородностей на экране зависит от технических характеристик применяемого изделия.

Рассмотрим предлагаемые исследовательские варианты применения терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов блочного типа в составе современных ИСБ.

1.1 Предложения по применению пассивных терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов блочного типа в составе ИСБ для расширения возможностей подсистемы видеонаблюдения

В ходе решения задачи видеонаблюдения на наиболее уязвимых участках маршрутов преодоления системы защиты с целью выявления потенциальных нарушителей (террористов, психически неуравновешенных лиц и др.) целесообразно рассмотреть возможность совместного использования видеокамер и терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов блочного типа. В таком случае видеокамера позволяет осуществлять наблюдение и сопровождение потенциальных нарушителей на значительном удалении, а досмотровый комплекс блочного типа обеспечивает возможность предварительного обследования (сканирования) объектов досмотра на наличие опасных предметов (веществ), скрытых под одеждой на расстоянии до 10 м. При необходимости данные комплексы могут дополнительно оборудоваться тепловизионной камерой (например, такую возможность имеют изделия THERZ-7A и БИОСКАН производства АО «ОКБ «Астрон» ^[11]). Кроме того, в состав таких комплексов имеется возможность внедрения дистанционных систем контроля психоэмоционального состояния человека.

Следует подчеркнуть, что совместное использование штатных видеокамер и терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов с дополнительным оборудованием (тепловизионной камерой, дистанционной системой контроля психоэмоционального состояния) позволит повысить информативность видеонаблюдения в интересах выявления потенциальных нарушителей и принятия своевременных мер по пресечению противоправных действий.

1.2 Предложения по применению пассивных терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов блочного типа в составе ИСБ для расширения функциональных возможностей подсистемы выявления диверсионно-террористических средств

Пассивные терагерцовые (субтерагерцовые) досмотровые комплексы блочного типа предусматривают несколько вариантов их применения для расширения функциональных возможностей подсистемы выявления диверсионно-террористических средств.

Вариант 1 предполагает такой порядок проведения процедуры досмотра (рисунок 1), при котором объект досмотра самостоятельно (или по предварительной просьбе сотрудника службы безопасности) выкладывает личные вещи (включая пакеты, сумки и др.) в контейнер для ручной клади и ставит его на ленту комплекса досмотра багажа и ручной клади для проведения обследования. Далее он перемещается между радиопрозрачными перегородками по S-образной траектории. При этом происходит поочередное сканирование фронтальной и боковых поверхностей тела объекта досмотра и, как следствие, поиск неоднородностей, скрытых под одеждой. Затем с личными вещами он следует от комплекса досмотра багажа и ручной клади к турникету. В случае обнаружения посторонних предметов на теле объекта досмотра производится его детальный досмотр сотрудником службы безопасности.

Рисунок 1 – Варианты применения досмотровых комплексов блочного типа

Для организации процедуры дистанционного досмотра по варианту 1 необходимо задействовать изделие, способное производить обследование на расстоянии до 8-10 м, обладающее приемлемой по ширине и высоте областью досмотра. Следует отметить, что при таком варианте использования комплексов данного типа тыльная поверхность тела объекта досмотра остается малообследованной.

Вариант 2 применения терагерцовых (субтерагерцовых) досмотровых комплексов блочного типа, реализация которого, в отличие от варианта 1, обеспечивает обследование всех поверхностей тела (фронтальной, тыльной и боковых), однако требует организации более сложной траектории движения объекта досмотра (рисунок 1).

Вариант 3 предполагает такой порядок проведения процедуры досмотра, при котором объект досмотра выкладывает личные вещи на ленту комплекса досмотра багажа и ручной клади для обследования. Далее он самостоятельно или по предварительной команде сотрудника службы безопасности объекта проходит в зону досмотра, делает оборот вокруг своей оси и направляется к турникету (рисунок 2).