Какими должны быть перспективные досмотровые системы? Обзор инновационных технологий и средств контроля людей

В последние годы в ходе серьезной организационно-технической перестройки и развития в сфере общественной безопасности^[1] разрабатываются и внедряются новые регламенты действий и процедур контроля и досмотра, высокоэффективные технологии оперативного выявления (детек-тирования), распознавания, локализации и подавления угроз безопасности, в том числе, диверсионно-террористических средств, интеллектуальные видеоаналитические системы, системы оценки психоэмоционального состояния людей, включая профайлинг и виброимиджинг^[2] и т.д.

Совершенствуются и традиционные досмотровые средства: стационарные арочные и ручные металлодетекторы, рентгенотелевизионные интроскопы, детекторы ВВ и наркотиков, радиационные мониторы и другие виды специальной техники.

В аспекте развития технологий контроля людей, на объектах критической инфраструктуры во многих странах мира с 2008 года стали все более широко внедряться технологии скрининга и визуализации предметов, скрытых в одежде и под ней, непосредственно на тела человека, с помощью электромагнитных волн обратного рентгеновского рассеяния, радиоволн миллиметрового диапазона, неионизирующих электромагнитных волн терагерцового диапазона (Advanced Imaging Technology - AIT).

В ответ на актуальные террористические угрозы, а их к большому сожалению, в мире меньше не становится^[3], возникновение новых, не виданных ранее, биологических угроз, становится ясным, что необходимо дальнейшее развитие специальных технологий безопасности, поиск новых средств и методов оперативного выявления, распознавания, локализации и подавления актуальных угроз безопасности.

С годами, по мере внедрения новых и расширения имеющихся систем обнаружения угроз безопасности, а также количества персонала, необходимого для их эксплуатации, расширяется и пространство самих КПП под развитие инфраструктуры оперативного контроля (досмотра). Но такое возможно до определенных пределов, поскольку размеры самих объектов критической инфраструктуры ограничены.Метавселенная ВДНХ 4.7 т

На современных КПП объектов с массовым пребыванием людей, в том числе объектов транспортной инфраструктуры, помимо места для размещения пешеходных радиационных мониторов, рентгенотелевизионных интроскопов (в том числе двухпроекционных - с увеличенными размерами), а в отдельных случаях рентгенотелевизионных компьютерных томографов (еще более громоздких систем), стационарных арочных металлодетекторов, полноростовых сканеров человека AIT, требуются площади для организации рабочих мест операторов оборудования, установки досмотровых столов, организации изолированных помещений для персонального досмотра людей, вспомогательных помещений для лиц, осуществляющих оперативное обслуживание и ремонт оборудования, изолированных мест для локализаторов угроз безопасности, дополнительных проходов для лиц с ограниченными возможностями в том числе на инвалидных колясках и т.п. Прибавить к этому приходится и системы бесконтактного определения температуры тела людей и индикаторы опасных биологических агентов (что в условиях пандемии особенно актуально).

Ни современный дизайн с интеллектуальной планировкой размещения досмотрового оборудования и персонала на КПП, ни существующие технологии безопасности не могут сегодня существенно оптимизировать регламент контроля (досмотра), повысить пропускную способность КПП, в том числе по причине ограничений по площадям.

Сегодня требуются новые решения, кардинально меняющие устоявшиеся схемы и регламенты контроля (досмотра). Процесс контроля должен становиться все более удаленным от контролируемых субъектов. Возможно, функционально, он должен быть разнесен по разным зонам, растянут по месту и во времени. Требуются уже не просто отдельные досмотровые помещения, но досмотровые коридоры, ведущие в чистые – изолированные от угроз зоны. Требуются и отдельные (также изолированные) помещения для локализации самих угроз безопасности.

Инвестиции в новые технологии контроля (досмотра) должны обязательно учитывать существующие ограничения размеров КПП и предусматривать оптимизацию регламентов контроля с целью повышения комфорта людей и обеспечения более высокой пропускной способности, что особенно актуально для КПП объектов транспортной инфраструктуры, крупных спортивных со-оружений, торгово-развлекательных и выставочных комплексов.

Какими должны быть перспективные досмотровые системы?

Они должны удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечивать оперативное развертывание и применение (с учетом необходимости достижения максимально высокой пропускной способности КПП);
• надежно выявлять и распознавать угрозы безопасности: вещества, материалы и изделия повышенной опасности;
• использовать неразрушающие исследуемые объекты методы детектирования и локализации угроз безопасности;
• обеспечивать объективность и достоверность результатов исследования (скрининга);
• быть устойчивыми к внешнему воздействию, в том числе негативному воздействию злоумышленников на них;
• обеспечивать возможность интеграции в системы комплексной безопасности;
• гарантировать безопасность людей в процессе эксплуатации.

Технологии дистанционного скрининга

С учетом сказанного выше, перспективные системы досмотра людей должны быть умными и высокоэффективными по их обнаруживающей способности, безопасными и максимально удобными для досматриваемых субъектов и управляющих ими операторов, а также быстрыми, чтобы обеспечивать высокую скорость потока людей. Соответственно, системы должны обеспечивать проведение дистанционного скрининга и по размерам своих досмотровых коридоров отличаться от однопроходных стационарных арочных металлодетекторов и полноростовых мм-волновых сканеров, чтобы в них одномоментно могло проходить несколько человек.

Такие досмотровые открытые коридоры могли бы быть основаны не на одной, а на нескольких комбинированных технологиях контроля, например, сочетать в себе технологии радиочастотного сканирования с возможностью обнаружения объектов из органических и неорганических веществ и материалов, металлодетекции, радиационного мониторинга, индикации опасных биологических агентов, проверки температуры тела субъектов. Необходимо стремиться к тому, чтобы обеспечить возможность прохода досмотрового коридора людьми в верхней одежде с носимыми ими вещами (в руках, на плече, груди, спине, поясе)^[4].

При обнаружении угроз безопасности, такие системы должны подавать негласный сигнал тревоги контролерам, распознавать и вносить в базу данных лица, проходящих досмотр людей, фиксировать с помощью средств системы интеллектуального видеонаблюдения подозрительных субъектов и с помощью функции трекинга отслеживать их перемещение.

От задержания подозрительных субъектов в месте установки досмотрового оборудования следует отказаться, поскольку это создает затор в досмотровом коридоре, нарушает его штатную пропускную способность и повышает уровень угрозы. Задержание лиц для персонального досмотра должно производиться на удалении от досмотрового оборудования и не мешать проходу остальных людей. Соответственно, для целей персонального (личного) досмотра должны быть предусмотрены изолированные помещения для мужчин и женщин, оснащенные средствами локализации угроз.

При таком решении возможно было бы сэкономить на рентгенотелевизионных интроскопах, например, для объектов транспортной инфраструктуры (аэропортов, ж/д вокзалов). Применяя рентгенотелевизионные интроскопы на входах в вокзальные комплексы, а также в структуре багажной технологии (технологии обработки багажа пассажиров), на границах стерильной зоны ОТИ от интроскопов, возможно, получилось бы отказаться, хотя бы частично, оставив только соответ-ствующее оборудование для выборочного контроля и (или) проверки оперативной информации о вероятной угрозе безопасности.

С каждым годом мы все ближе подходим к созданию оптимизированного решения по ускоренному дистанционному контролю людей и это доказывает практика развития специальных технологий безопасности. В настоящее время активно разрабатываются и тестируются средства, основанные на комбинации усовершенствованных традиционных и инновационных технологиях дистанционного скрининга. Они комплексируются с интеллектуальной видеоаналитикой с функцией распознавания лиц, трекинга и поиска субъектов по их внешнему виду – «аватару» (suspect search).

Движение к намеченной цели идет через ряд шагов, промежуточных продуктов и решений, и определяется уровнем развития как самих технологий скрининга, так и уровнем развития искусственного интеллекта, применяемого для анализа больших массивов информации.

Технологии мм-волнового сканирования AIT

В качестве первого шага следует назвать развитие технологии активного мм-волнового сканирования AIT и в качестве примера привести полноростовой сканер R&S QPS201 от компании Rohde&Schwarz (Германия), базирующийся на усовершенствованной электронной мм-волновой технологии eAIT.

Сканер не имеет движущихся частей, состоит из двух параллельных вертикальных плоских панелей, которые образуют шлюз свободного прохода с открытым верхом. В каждую панель системы встроено более трех тысяч передатчиков и приемников радиосигналов. Сканер способен выявлять оружие из металла и керамики, взрывчатые вещества, наркотики, другие предметы и вещества повышенной опасности, скрытые на теле и в одежде человека, находящегося в неподвижном состоянии. Он автоматически распознает потенциальные угрозы за счет функции automatic threats recognition (ATR), которые отображаются на выводимом на монитор контролера схематичном изображении тела человека.

Время сканирования 1 человека в eAIT-сканере занимает до 64 миллисекунд (в AIT – 1,5 – 2 c).

В новой технологии сканирования eAIT используется несколько рабочих станций для более точного анализа выявленных угроз и разрешения подозрений. Эти рабочие станции обеспечивают, по сути, непрерывный процесс досмотра, причем не в одном, а сразу в нескольких досмотровых шлюзах. Использование четырех рабочих станций позволяет обеспечить пропускную способность одного сканера до 900 человек/час.

Открытая конструкция eAIT-сканера удобно встраивается в планировки КПП, что позволяет рационально использовать его ограниченное пространство. Панели сканера сдвигаются внутрь, обеспечивая свободный доступ сервисменов для его технического обслуживания и стоящего рядом с ним другого досмотрового оборудования. Рассматриваемые сканеры могут размещаться на КПП рядом друг с другом, в том числе непосредственно у стен.

Сканер eAIT разработан с учетом потребности контроля лиц с ограниченными возможностями. Его открытая конструкция с широко расставленными панелями позволяет осуществлять досмотр людей на инвалидных колясках и не требует организации отдельных проходов (проездов) для них.

Комбинированные технологии скрининга

Вторым шагом на пути к ускоренному дистанционному контролю является развитие комбинированной технологии скрининга, которая позволяет проводить досмотр людей в движении вместе с их носимыми вещами. В качестве примера реализации названной технологии может служить досмотровая система Evolv Edge от компании EVOLV TECHNOLOGY, INC. (США).

Система предусматривает проход людей с вещами без остановки через вертикальные стойки с датчиками. В ней применяются: активное сканирование радиоволнами миллиметрового диапазона, электромагнитная индукция и биометрическая технология для распознавания лиц людей.

Мозг системы Evolv Edge – ее программная платформа Evolv Cortex AI Software Platform сочетает в себе усовершенствованные датчики, функцию классификации угроз с помощью искусственного интеллекта, оперативную видеоаналитику и облачные сервисы. Обученный на обширном наборе данных искусственный интеллект Evolv Threat отличает оружие, взрывчатые вещества, наркотики от личных вещей людей в режиме реального времени с малым количеством ложных срабатываний. По мере обнаружения новых профилей угроз, он становится все более интеллектуальным, обеспечивая высокую обнаруживающую способность и надежность распознавания угроз. С таким аналитическим инструментом система обеспечивает пропускную способность до 800 человек в час.

Развертывание системы занимает менее 15 минут. Встроенные колеса делают ее мобильной, позволяя оперативно перемещать с одного места на другое. Дополнительным преимуществом является то, что система имеет небольшие размеры и площадь основания и может быть рекомендована для КПП, имеющих ограничения по площади.

Массовый досмотр людей в полный рост в их движении

Дальнейшее развитие инновационного подхода к организации ускоренного дистанционного контроля людей вместе с их носимыми вещами может быть представлено примером от интернациональной компании Apstec Systems (Эстония, Швеция, Кипр), которая разработала еще более практичную и скоростную систему Human Security Radar (HSR).

HSR представляет собой вертикальные широко разнесенные стойки со сканирующими устройствами, которые позволяют осуществлять массовый досмотр людей в полный рост в их движении. На сегодняшний день эта досмотровая система обеспечивает самую высокую пропускную способность.

HSR широко протестирована и положительно принята службами безопасности во многих странах мира.

В системе в комбинации применяются: активный см-волновый сканер с чрезвычайно низким уровнем мощности электромагнитных волн, металлодетектор, а также аналого-цифровой преобразователь. В ее стойки также встроены стереовидеокамеры, которые отслеживают подозрительных субъектов.

HSR способна автоматически выявлять скрытое огнестрельное оружие и взрывчатые вещества в одежде и на теле человека, носимых рюкзаках, сумках и портфелях, а также определять точное место расположения скрытых предметов. Производитель гарантирует отсутствие ложных срабатываний.

Сигналы тревоги от системы передаются в специальное приложение, которое выводит на экран планшета или персонального компьютера изображения подозрительных субъектов с отмеченными на них скрытыми предметами.

Система HSR может быть интегрирована с системами диспетчерской связи, охранного телевидения, распознавания лиц людей и другими средствами и системами безопасности.

Применение системы HSR не требует специально обученных операторов и имеет низкие эксплуатационные расходы. Сотрудники охраны могут одновременно контролировать несколько систем HSR, автоматически получая от них сигналы тревоги, изображения скрытых предметов и локальные координаты людей, вызвавших подозрение.

Система HSR является перспективной для организации инфраструктур безопасности объектов с массовым пребыванием людей. Она может встраиваться в окружающую обстановку, образуя один или несколько коридоров безопасности.

Терагерцовые технологии

Следующим большим шагом к намеченной цели является развитие инновационной терагерцовой технологии, которая в последние годы все активнее применяется для обеспечения общественной безопасности в местах массового пребывания людей, в частности, на объектах транспортной инфраструктуры: метрополитенах, транспортных пересадочных узлах, железнодорожных вокзалах, где возможность создания полноценных досмотровых пунктов отсутствует из-за существующих ограничений по площадям.

Уникальность терагерцовой технологии и ее преимущества в сравнении с другими технологиями открывают большие перспективы в создании высокоэффективных систем дистанционного выявления скрытых угроз.

Уникальность и преимущества терагерцовой технологии:

1. Терагерцовое излучение совершенно безопасно для человека
   В отличие от рентгеновского и миллиметрововолнового излучений, терагерцовое излучение является неионизирующим. Поэтому имиджинговую терагерцовую технологию называют пассивной.
2. Возможность уверенно дифференцировать предметы из различных материалов
   Терагерцовые электромагнитные волны хорошо проходят через такие материалы как картон, дерево, некоторые виды пластика, ткани. Вода и другие полярные вещества поглощают их. Металлы и керамика отражают терагерцовые волны. По получаемым в результате сканирования изображениям, возможно дифференцировать скрытые предметы.
3. Терагерцовые системы могут применяться для досмотра носимых вещей
   В силу своих специфических свойств, терагерцовые волны могут использоваться как для персонального скрининга людей, так и для досмотра носимых ими сумок, портфелей, рюкзаков и т.д.
4. Возможность идентификации^[5] опасных веществ
   Вещества имеют специфические спектры поглощения в терагерцовом диапазоне электромагнитных волн. Использование терагерцовой спектроскопии (вид терагерцовой технологии) позволяет дистанционно идентифицировать органические^[6] взрывчатые вещества, наркотики, другие опасные вещества. В этом заключается уникальность терагерцовой технологии.
5. Обеспечение конфиденциальности
   Устройства на основе пассивной терагерцовой технологии не выявляют детали строения тела человека, а регистрируют изменения температуры при выполнении сканирования.
6. Возможность осуществления дистанционного контроля (досмотра)

Терагерцовые системы могут осуществлять скрининг людей на бОльшем расстоянии, чем металлодетекторы, рентгеновские и мм-волновые сканеры. В зависимости от типа ТГц-сканера воз-можно выявлять скрытые на теле человека предметы на расстоянии 10 – 15 м и более (в перспек-тиве до 25-30 м).

Терагерцовые системы способны осуществлять контроль людей в их движении и на расстоянии устанавливать размеры, форму, расположение предметов, скрытых на теле, в одежде и носимых вещах досматриваемых лиц.

Отмеченные нами преимущества терагерцовых систем позволяют значительно развить существующие инфраструктуры безопасности, достичь высокой эффективности контрольно-досмотровых операций, обеспечить высокую скорость потока людей. Терагерцовые системы (сканеры, камеры) более компактны в сравнении с другими досмотровыми системами AIT. Они могут быть стационарными и мобильными (транспортироваться на встроенных колесах), устанавливаться на пол или подвешиваться к потолку, крепиться на специальных напольных подставках или настенных кронштейнах. Терагерцовые системы допускают скрытую установку и могут маскироваться декоративными панелями, ширмами и тумбами из гипсокартона, тканей, пластика, дерева. С их помощью могут организовываться специальные досмотровые коридоры, досмотровые модули с реализацией возможности сканирования проходящих людей спереди, сбоку, со спины, в том числе лиц с ограниченными возможностями на инвалидных колясках.

Терагерцовые системы могут интегрироваться в специальные досмотровые комплексы, в том числе с системами определения температуры тела людей^[7] в аспекте предупреждения распростра-нения вирусных инфекций и т.п.

В тоже время, применение таких систем может и совсем не требовать организации досмотровых шлюзов и (или) коридоров. Их можно достаточно просто встраивать в планировки существующих объектов с учетом направлений движения людей (потоков людей).

Несмотря на многие преимущества терагерцовых систем по сравнению с другими сканерами AIT, их широкое продвижение в настоящее время сопряжено с определенными трудностями.

Высокочувствительные охлаждаемые детекторы для терагерцовых систем в настоящее время очень дороги. К тому же пока еще существуют технические сложности создания линеек и матриц для таких детекторов.

Детекторы, которые не требуют для работы охлаждения являются менее чувствительными и, соответственно, качество изображений, получаемых с их помощью, достаточно невысокое. Тем не менее, и они применимы для решения определенных задач обеспечения безопасности, и востребованы на рынке. Они стоят гораздо дешевле высокочувствительных детекторов. Пассивные терагерцовые системы с неохлаждаемыми детекторами в настоящее время выпускаются серийно^{[8][9][10][11]}. Их уже можно встретить на рубежах безопасности объектов транспортной инфраструктуры, мест массового пребывания людей.

Активные имиджинговые терагерцовые системы, использующие подсветку, дают более высокое качество изображения и позволяют выявлять такие скрытые предметы, которые не удается обнаружить с помощью пассивных терагерцовых систем на основе неохлаждаемых детекторов. Прототипы таких систем уже существуют. Трудности их разработки и широкого внедрения сегодня связаны с ограниченной доступностью необходимых источников излучения, а также высокой стоимостью комплектующих.

Большой интерес для безопасности, в частности, для дистанционного обнаружения (standoff-детектирования) взрывчатых веществ, по нашему мнению, представляет импульсная терагерцовая спектроскопия и активное формирование спектральных изображений в ТГц-диапазоне частот (комбинация методов импульсной ТГц-спектроскопии и активного ТГц-имиджинга). В этом случае можно получать не только спектральную информацию об исследуемом веществе, но и его пространственную привязку к объекту. Соответственно, с помощью такой комбинации методов терагерцовой технологии можно определять как форму скрытых предметов, так и состав веществ.

Заключение

Таким образом наука и техника не стоят на месте. В последнее время появляется все больше работ, посвященных применению импульсной ТГц-спектроскопии и активного ТГц-имиджинга для standoff-обнаружения ВВ^[12]. Разработки высокочувствительных детекторов для терагерцовых си-стем ведутся активно за рубежом и в России^[13]. Нет никаких сомнений в том, что в скором времени активные, пассивные, а также комбинированные терагерцовые системы станут более доступными и получат широкое применение.

Рассмотренные нами системы позволяют разрабатывать новые интеграционные решения в области безопасности объектов с массовым пребыванием людей. Они компактны, удобны в ин-сталляции, эффективно выявляют скрытые угрозы, обеспечивают высокую пропускную способ-ность КПП, не требуют глубоких специальных знаний от их операторов и могут быть интегрированы как в постоянные, так и временные инфраструктуры безопасности.

Мы уверены, что новый подход к построению досмотровых систем, применяемых дистанционно в высокоскоростном режиме для контроля людей и досмотра их носимых вещей, получит дальнейшее развитие и имиджинговые системы, способные параллельно работать в режиме спектрометров, анализирующих состав опасных веществ и идентифицирующих их, войдет в практику обеспечения общественной безопасности.

Примечания