CC BY
181
ТЕРЕХОВ1 Кирилл Григорьевич ЖУРИН2 Сергей Игоревич, кандидат технических наук, доцент
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ОСНАЩЕНИЮ КПП СФЗ СРЕДСТВАМИ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ ПОИСКА
В статье рассмотрен системный подход к оснащению КПП СФЗ автоматическими средствами контроля ОП, сформулирована задача комплексирования в составе шлюза КПП разнородного автоматического измерительного оборудования. На примере интегрирования, металлообнаружителя (МО) в состав КПП СФЗ даны, практические рекомендации по решению технических вопросов выбора и совмещения оборудования КПП СФЗ.
Ключевые слова: Металлообнаружитель, металлодетектор, обнаружение металлов, предмет, поиска, типы металлоде-текторов, системный подход, контрольно-пропускной пункт, классы, аппаратуры, обнаружения, классификация, объектов поиска, рентгеновские установки, детекторы, взрывчатых веществ, детекторы, отравляющих веществ, детекторы, радиоактивных веществ детекторы, радиоэлектронной аппаратуры, детекторы, людей, досмотровое оборудование.
Keywords: Metal Detector, metal detector, metal detection, object search, type metal, a systematic approach, checkpoint, class hardware detection, classification search, x-ray machines, explosive detectors, detectors of toxic substances, radioactive detectors detectors electronic equipment, detectors, people screening equipment.
Контрольно-пропускные пункты (КПП) являются ключевым звеном в системе физической защиты (СФЗ) ядерных объектов (ЯО). Стандартная функция КПП — идентификация личности и досмотр персонала объекта с последующим пропуском на/с объект или задержанием. Для исключения проноса запрещенных объектов поиска (ОП) КПП ЯО оснащают средствами автоматического металлообнару-жения, радиационного контроля, анализа опасных веществ и т.д. Обеспечение автоматического обнаружения предметов, запрещенных к проносу с/на территорию ЯО, является одной из важнейших задач по пре-
дупреждению хищений и диверсион-но-террористических актов. Для обеспечения этой важной задачи КПП ЯО оснащают средствами автоматического металлообнаружения, радиационного контроля, средствами обнаружения опасных веществ и т.д. В условиях выбора большого количества соответствующих средств обнаружения, с учетом сложности их интеграции в существующую (действующую) СФЗ и требований различных документов, необходимо использовать системный подход к выбору каждого средства для решения задачи по оснащению КПП СФЗ средствами автоматического контроля объектов поиска.
КПП СФЗ
КПП СФЗ — специально оборудованное место, через которое осуществляется доступ в соответствии с установленным пропускным режимом [1] и с использованием системы контроля и управления доступом (СКУД). По назначению КПП делятся на:
♦ людские контрольно-пропускные пункты (ЛКПП);
♦ автомобильные контрольно-пропускные пункты (АКПП);
♦ железнодорожные контрольно-пропускные пункты (ЖКПП).
Также существуют совмещенные КПП. Наиболее часто встречаются на практи-
' — инженер 2-ой кат., ФГУП «СНПО» Элерон»;
2 — начальник лаборатории разработки информационных систем ФГУП «СНПО «Элерон».
ке совмещенные ЛКПП и АКПП, реже - АКПП и ЖКПП.
На объекте может быть расположено большое количество КПП для обеспечения решения разных задач. При этом эти КПП отличаются как своими параметрами — пропускной способностью, перечнем объектов поиска и т.д., — так и номенклатурой и свойствами установленного на них оборудования. Одной из основных задач, решаемых СКУД КПП, является «исключение несанкционированного проноса (провоза) через КПП запрещенных предметов (оружия, взрывчатых, радиоактивных веществ и т.п.)» [2]. Для формализации задач обнаружения ОП, решаемых СКУД КПП, и определения технических требований к ней, рассмотрим систему в виде «черного ящика» [3], который имеет вход, выход, управление и ограничение в виде набора переменных (рис. 1): Обозначения на рис. 1:
♦ А — вход (люди, входящие/выходящие с охраняемого объекта, объекты поиска и т.д.);
♦ В — выход (открывание, закрывание дверей, выдача сигнала тревоги, подача сигнала неисправности системы);
♦ С — ограничения (пропускная способность, типы металлообнару-жителей, детекторов взрывчатых веществ, разрешенные нормативными документами проектно-кон-структорские решения и т.д);
♦ Б — набор отличительных признаков (тип металла, допустимый порог радиации, команды оператора и т.д).
На основании данного представления СКУД и составляющих ее элементов далее будем выбирать параметры качества средств автоматического контроля (САК) объектов поиска (ОП), но вначале определим системный подход к оснащению КПП СФЗ средствами автоматического контроля ОП.
Системный подход к оснащению КПП СФЗ средствами автоматического контроля объектов поиска
Для предупреждения проноса запрещенных ОП на объект (выноса с объекта) необходимы следующие действия. Л Определить перечень и параметры ОП для каждой зоны (отдельно
А
В
Рис. 1. СКУД в виде «черного ящика»
для вноса и выноса), чтобы отличать их от предметов личного пользования (ПЛП).
12 Определить для каждого КПП каждой зоны пиковые нагрузки и необходимую пропускную способность, что позволит определить необходимое количество САК на конкретном КПП исходя из требуемой пропускной способности.
13 Определить классы САК для каждого КПП: металлообнаружители, рентгеновское оборудование, детекторы взрывчатых и отравляющих веществ, ядерных и радиационных материалов, радиоэлектронной аппаратуры.
14 Определить возможность (необходимость) интеграции САК в одном шлюзе, что позволит минимизировать габариты шлюза и повысить пропускную способность.
15 Определить необходимость участия часового в процедуре досмотра, использования системы учета времени входящих/выходящих лиц с (на) объект, персональные правила прохода и т.п.
16 Выбрать для каждого КПП САК, соответствующие требуемым характеристикам: вероятности обнаружения ОП, пропускной способности, размерам КПП и др.
^ Составить несколько вариантов оснащения КПП, сравнить их по стоимости и эффективности и выбрать наиболее оптимальный, удовлетворяющий потребностям заказчика. 18 При невозможности «вписаться» в имеющийся бюджет, необходимо начать с п.1 и скорректировать параметры ОП (исключить маловероятные ОП). Также можно выбрать более де-
шевую аппаратуру, уменьшить количество КПП, ввести на некоторых КПП выборочный досмотр маловероятных ОП, а также пойти на другие компромиссные решения исходя из специфики ситуации.
Классификация объектов поиска
Запрещенные к проносу/провозу объекты поиска (ОП), которые необходимо идентифицировать, делятся на: предметы хищения, диверсионно-тер-рористические средства, технические средства хищения информации и людей. Рассмотрим приведенные категории более подробно. К предметам хищения относятся:
♦ дорогостоящие нерадиоактивные металлы: золото, платина...;
♦ дорогостоящие радиоактивные металлы: плутоний, уран.;
♦ малогабаритные производимые изделия (ножи, канцелярские това-
ры.-'К
♦ металлические части производимых изделий (например, оружия), элементов производства (сверла, гвозди.).
К диверсионно-террористическим средствам относятся:
♦ взрывчатые вещества (тротил, гек-соген...);
♦ взрывные устройства, гранаты;
♦ холодное оружие;
♦ огнестрельное оружие;
♦ отравляющие вещества.
К техническим средствам хищения информации относятся:
♦ технические средства регистрации информации (фотоаппараты, диктофоны, мобильные телефоны);
♦ носители информации (флэшки, винчестеры);
♦ технические средства сбора и передачи информации по радиоканалу (жучки).
К объектам поиска в качестве людей можно отнести граждан, незаконно пересекающих границу в грузовых или специальных отсеках автомобилей.
Классы аппаратуры обнаружения [4]
Металлообнаружители
Для обнаружения у проходящего через КПП человека изделий из металла, в том числе оружия и взрывных
ЛЦ |Д' Б' I о I Р
Рис. 2. Досмотр автомобиля на КПП с помощью рентгеновской системы контроля
устройств (содержащих металл) под одеждой, используются металлооб-наружители (МО) [5]. Металлообна-ружители подразделяются на стационарные и ручные. Стационарные МО конструктивно выполняются, как правило, в виде П-образной арки, в стойках которой располагаются генераторная и приемная антенны. Анализируя изменение электромагнитного поля, современные МО могут выявлять изделия даже с небольшим содержанием металла, например, металлические скрепки, мелкие монеты. Рентгеновские установки Основным техническим средством досмотра ручной клади являются рентгеновские установки. Рентгеновские установки делятся на стационарные и мобильные (носимые, передвижные). Стационарные системы в свою очередь подразделяются на конвейерные (сканирующие) и флюороскопиче-ские, выполненные в виде рентгено-защитных камер. Конвейерные установки более распространены и имеют высокие характеристики по скорости и качеству контроля. Скорость конвейерных лент достигает 20 — 25 см/с, что обеспечивает контроль значительного количества проверяемых объектов в потоке. Как правило, такие системы применяются в аэропортах, международных морских и речных портах, а также на пунктах контроля почтовых отправлений. Флюороско-пические системы могут эффективно использоваться для обеспечения безопасности офисов, а мобильная аппаратура предназначена в основном для оснащения временных постов контроля и решения антитеррористических и таможенных задач, например обнаружения перевозимых через границу ОП в шинах автомобиля. Рентгеновские системы для контроля человека, использующие обратнорас-сеянное рентгеновское излучение, позволяют выявлять скрытые на теле человека оружие, взрывчатку и наркотики. Следует отметить, что суммарная дозовая нагрузка за контроль в несколько сотен раз ниже, чем необходимая дозовая нагрузка при медицинском обследовании (например, флюорографии) человека. Стационарные транспортные рентгеновские установки позволяют обследовать большегрузные автомобили.
Детекторы взрывчатых веществ
В состав аппаратуры КПП может входить обнаружитель паров взрывчатых веществ (ВВ). Рынок детекторов ВВ представлен как стационарными, так и портативными приборами, принцип действия которых основан на методах газовой хроматографии и дрейфспек-трометрии ионов. Стационарные портальные детекторы достаточно дорогие, поэтому применяются довольно редко.
Детекторы отравляющих веществ (ОВ)
Учитывая, что смертельные дозы биологически активных и отравляющих веществ очень малы (одна капсула отравляющего вещества может привести к смертельным последствиям для людей в большом зале) задача обнаружения ОВ является весьма актуальной. Для выявления таких случаев применяют ручные и портальные обнаружители ОВ. Помимо обнаружения ОВ на КПП актуальным является защита систем кондиционирования. Сигнал тревоги с датчика можно подсоединить к системе управления вентиляцией, которая при тревоге автоматически отключится.
Детекторы радиоактивных веществ (РВ)
Ручные и портальные детекторы РВ позволяют выявлять РВ очень малого количества и низкой активности. Такие детекторы целесообразно применять совместно с детекторами металла для повышения вероятности обнаружения низкоактивных металлических РВ.
Также такие детекторы применяют на автомобильных КПП для предупреждения вывоза дорогостоящих РВ (урана, плутония) с территории предприятий.
Детекторы радиоэлектронной аппаратуры (РЭА)
Для предупреждения утечки информации из залов заседаний, кабинетов руководителей необходимо контролировать внос в такие помещения РЭА. Контроль вноса осуществляется с использованием ручных и реже портальных детекторов РЭА, основанных на принципе нелинейной локации. РЭА, получая сигнал переменной частоты и имея в своем составе антенну или микроэлектронные компоненты, формирует ответный сигнал, регистрируемый чувствительным приемником. Детекторы людей Для обнаружения людей, укрывшихся в автотранспорте, используются акустические системы обнаружения. При применении акустической системы водитель выключает двигатель, выходит из автомобиля, а акустическая система фиксирует колебания воздушной среды от движения, дыхания нарушителя и улавливает стук сердца. Досмотровое оборудование Дополнительно к САК применяется досмотровое оборудование (ДО), которое используется в основном на АКПП. К основным техническим средствам ДО можно отнести: щупы, досмотровые зеркала, эндоскопы (жесткие эндоскопы, гибкие волоконно-оптические эндоскопы и видеоэндоскопы). Такое
оборудование позволяет осмотреть труднодоступные части и полости автомобиля, без использования рентгеновской аппаратуры, а также для уточнения показаний рентгеновской аппаратуры.
Параметры качества САК
Качество — это совокупность характеристик объекта, относящаяся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности [6].
Согласно предложенной классификации САК [6] к параметрам, определяющим качество, относят:
1) вероятность обнаружения ОП;
2) вероятность ложных срабатываний;
3) возможность селекции (типа металла, веществ, вида излучения и т.п.);
4) качество селекции (типа металла, веществ, вида излучения и т.п.);
5) селективность (способность различать опасные предметы от неопасных);
6) равномерность чувствительности внутри зоны контроля (отсутствие «мертвых зон»);
7) минимальный порог обнаружения (чувствительность);
8) возможность индикации местоположения обнаруживаемых предметов (многозонность);
9) наличие защиты от проброса ОП через зону контроля;
10) пропускную способность;
11) время контроля;
12) время готовности к работе;
13) время наработки на отказ;
14) потребляемую мощность;
15) массогабаритные характеристики;
16) эстетические параметры;
17) цену.
Анализ и выбор САК на примере металлобнаружителя (МО)
Рассмотрим кратко на примере МО вопросы анализа и выбора основных параметров качества. Анализ параметров Согласно [6] к наиболее значимым относят следующие параметры МО. Л Вероятность обнаружения ОП (ошибка 2-го рода); типовое значение 0,9 — 0,95 при доверительной вероятности 0,9.
^2 Вероятность ложного срабатывания (ошибка 1-го рода); типовое значение 0,05 при доверительной вероятности 0,9.
Случай, когда МО не детектирует
опасный ОП, называют ошибкой 2-го рода, в случае, когда МО сигнализирует об опасности при проносе неопасного ОП, то говорят, что имеет место ошибка 1-го рода. Оптимальным будет являться режим, когда вероятности возникновения ошибок 1-го и 2-го рода равны.
1З Селективность — способность отличать опасные ОП от неопасных. Селективность предлагается обеспечить за счет создания библиотеки тестовых сигналов. Для создания библиотеки разработан параметрический ряд объектов идентификации (тестовые, типовые объекты: шар, прямоугольник, пластина с известными массо-габаритными характеристиками (т), электропроводностью (0), магнитной проницаемостью (ц)), которым можно определить зависимость и(1 т, 0, ц) формы принимаемого сигнала от перечисленных характеристик. С помощью полученной зависимости и(1 т, 0, ц) можно производить расшифровку параметров т, 0, ц для ранее неизвестных ОП, используя алгоритм микропроцессорной обработки принимаемых сигналов.
^ Время наработки на отказ (типовое значение: 8000 — 20 000 ч) — технический параметр, характеризующий надежность ремонтируемого прибора, устройства или технической системы. Это средняя продолжительность работы устройства между ремонтами, т.е. показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ, и выражается обычно в часах. Время наработки на отказ будет улучшено за счет применения современных элементов с увеличенным ресурсом работоспособности, блочной конструкции, унификации, а также использования схемотехнических решений, исключающих работу элементов устройства в предельных режимах работы.
15 Потребляемая мощность (типовая мощность: 80 — 200 Вт). Потребляемую мощность можно снизить применением импульсных источников питания с повышенным КПД, использованием активных элементов с пониженным энергопотреблением.
16 Время контроля (типовое время контроля 2 — 5 с) [7]. Ускорить время контроля при проходе через МО позволит встраивание МО непосредственно в кабину шлюзового устрой-
ства. То есть контроль на наличие запрещенных ОП происходит одновременно с процедурой верификации (подтверждения соответствия заранее установленного образца вновь предъявленному). Наличие функции распознавания образов, а также введение понятия «магнитного веса человека» позволит выполнять повышенные требования по устойчивой работе при наличии больших масс металла вблизи работающего МО, а также ускорить процедуру контроля МО на КПП СФЗ.
Цена (типовая цена: 60 — 500 тыс. руб).
Условия, работы. МО в КПП На КПП обычно содержится много электронной аппаратуры, а это создает там сложную электромагнитную обстановку. МО работают с электромагнитными полями, поэтому для них необходимо проводить оценочные измерения уровней электромагнитных помех, а также определение наличия движущихся металлических предметов до монтажа на объекте. Повышенный уровень помех может быть обусловлен прохождением силовых кабелей в стенах и полу, близким расположением силовых щитов и т.д. [8]. При установке МО необходимо исключить открывающиеся металлические двери, перемещение металлических предметов на расстоянии 1 — 2 м. Задача выбора МО заключается в анализе большого количества параметров и последующего определения МО с наиболее важными параметрами. Потребитель для формирования задачи выбора должен проранжировать параметры по важности и, например, с помощью метода экспертных оценок, определить наиболее подходящий МО.
Вопросы, интеграции МО с шлюзовой кабиной КПП СФЗ
МО бывают отдельно стоящими и интегрированными в пропускной шлюз (кабину). МО, интегрированный в шлюзовую кабину, должен изначально разрабатываться совместно с ней. Плюсы установки металлообнаружи-теля внутрь шлюзовой кабины — это экономия пространства и экономия денежных средств, выделенных на оснащение входной группы. Если ставить металлообнаружитель перед шлюзовой кабиной, то для этого потребуется
немало дополнительного пространства, потому что металлообнаружитель и шлюз необходимо разнести примерно на метр. Кроме того, необходимо сформировать зоны прохода, исключающие возможность обхода металлодетекто-ра. Покупая шлюзовую кабину, совмещенную с металлообнаружителем, мы, как сейчас принято говорить, приобретаем «два в одном» и экономим 20 — 30% от общей стоимости системы. Кроме плюсов аппаратное встраивание металлообнаружителя в шлюз имеет и
вполне конкретные технические недостатки.
При встраивании металлообнаружителя в металлический шлюз, добиться отсутствия ложных срабатываний, например, при открытии и закрытии створок, задача далеко не тривиальная. Поэтому возможны ложные срабатывания, особенно если учесть, что, как правило, нет возможности выкладывать на стол металлические предметы (ключи, телефоны, монеты и т.п.) и передавать
их, минуя рамку металлообнаружи-теля.
В целом рассмотренный системный подход по выбору и применению САК, в частности МО на КПП, рекомендации по тактико-техническим требованиям позволят специалистам повысить результативность применения САК на КПП, а также сформулировать требования по их выбору. Также в статье рассмотрены вопросы классификации объектов поиска и параметры качества САК
Литература
'. ГОСТР 52860-2007. Технические средства физической защиты. Общие технические требования. - Введ. 2009-01-0'. - М.: Изд-во стандартов, 20'0. — 27 с.
2. Мишин Е.Т., Соколов Е.Е. Построение систем, физической защиты, потенциально опасных объектов. — М.: Радио и связь, 2005.
3. Кузнецов В.И. Конспект, лекций. Методические основы, системологии. — М.: Военная, академия. РВСН им.. Петра Великого.
4. Журин С.И., Шабуров А.Е. Контроль проноса и провоза запрещенных средств через контрольно-пропускные пункты.. / Мир и безопасность, 2006. — № 3.
5. ГОСТ Р 53705 — 2009. Системы, безопасности комплексные. Металлообнаружители стационарные для. помещений. — Введ. 2008-01-0'. - М.: Изд-во стандартов, 20'0. - 57 с.
6. Терехов К.Г. Методика оценки качества автоматических арочных металлообнаружителей./ Новые промышленные технологии, 20'0. - № 5. - С. 23 - 26.
7. Березанский Д.П. Металлодетекторы - устройства досмотра. Вопросы, формирования. требований/Специальная техника, '998. - № 2. - С. 5.
8. ГОСТ '2.'.006-84. Электромагнитные поля, радиочастот.. Допустимые уровни на рабочих местах и требования, к проведению контроля. - Введ. 2008-'2-''. - М.: Изд-во стандартов, 20'0. - '27 с.
