СПОСОБ И СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ АЭРОПОРТА
METHOD AND SYSTEM TO MAINTAIN AIRPORT SAFETY

Изобретение относится к технике охранной сигнализации и может быть использовано для защиты от проноса в здание аэровокзала опасных веществ (наркотиков, взрывчатки и т.д.) и предотвращения террористического акта с использованием «террористов-смертников» в помещениях аэропортов, а также в других помещениях, имеющих большую площадь и объем и значительное скопление людей, что затрудняет контроль, а при совершении террористического акта приводит к гибели и поражению большого количества людей.
Известна система тревожной сигнализации по патенту РФ №2053563, МПК 6 G08D 13/26, содержащая чувствительный элемент, подключенный к управляющему входу генератора, и последовательно соединенные детектор, пороговый блок и блок сигнализации. Кроме того, в систему введен блок задержки, причем выход генератора подключен к входу детектора и входу блока задержки, выход которого соединен с входом детектора.
Недостаток этой системы - ее узкоспециализированное функциональное назначение, в частности, она не имеет датчиков контроля других опасных ситуаций, например проноса опасных веществ и возникновения пожара.
Известна система для тревожной сигнализации по патенту РФ на изобретение №2090934, МПК 6 G08D 13/00, содержащая датчик, логический блок, формирователь импульсов и формирователь тревожного сигнала.
Недостаток - также узкоспециализированное назначение системы, низкая надежность и сложность в обслуживании.
Известна интегрированная интеллектуальная система безопасности по патенту РФ на изобретение №2103444, МПК 6 G08D 26/00, заявл. 06.10.1994 г. Эта система содержит рабочее место оператора, контроллер, модуль охранной сигнализации и модуль пожарной сигнализации.
Недостаток системы - ее узкоспециализированное назначение, отсутствие возможности контроля оператора системы безопасности и невозможность контроля проноса в помещение опасных веществ.
Эти недостатки частично устранены в системе по свидетельству РФ на полезную модель ЗАО «Волгаспецремстрой» №21707 «Интеллектуальная интегрированная система безопасности», МПК 6 G98B 13/00, опубл. 28.12.2001 г.
Эта система содержит компьютер, подсоединенные к нему средствами связи контроллер, к которому в свою очередь средствами связи подсоединены модуль цифрового видеонаблюдения и модуль контроля действий оператора, при этом модуль цифрового видеонаблюдения содержит, по меньшей мере, одну видеокамеру, подключенную к контроллеру, и подключенный к контроллеру мультиплексор, к выходу которого подключены видеокамеры, модуль контроля действий оператора, который содержит контрольную видеокамеру и микрофон, подключенные к компьютеру.
Недостатками системы являются отсутствие возможности предотвращения террористического акта (взрыва с применением террористами «смертников»).
Задача создания полезной модели, совпадающая с техническим результатом, - улучшение контроля за лицами, проносящими в помещение взрывчатые вещества.
Известна автоматизированная система опознания подвижных транспортных средств, контроля и управления их движением по пат. РФ на изобретение №2113014, которая может использоваться, в частности, для управления движением городского транспорта. Система содержит маршрутные датчики, центральный диспетчерский пункт (ЦДП) с приемопередатчиком и подвижные единицы. Изобретение позволяет организовать одновременную работу нескольких диспетчеров и радиомодемную связь с другими источниками и пользователями информации.
Недостатки системы: использование только радиосвязи между объектом диспетчеризации и ЦДП, что требует получения разрешений на использование радиочастот для каждой вновь созданной системы и последующих существенных финансовых затрат на поддержание частот. Ограниченность в возможности использования радиочастот существенно ограничивает пропускную способность системы и вызывает потребность в специализированном дорогостоящем оборудовании. Система практически не приспособлена для предотвращения террористических актов, а предназначена только для передачи информации о технических неисправностях на центральный диспетчерский пункт.
Известны системы безопасности транспортного средства по патенту РФ №2219081, содержащие центральный блок управления, к входам которого подключены концевые выключатели дверей, капота и багажника, датчики удара, объема и температуры, приемник пейджинговой связи и антенна для приема сигналов идентификации пользователя и управления транспортным средством от находящихся у пользователей пультов дистанционного выключения (радиобрелков). К выходам центрального блока управления подключены блоки управления электроприводами дверей, световой и звуковой сигнализации, узлы блокировки движения транспортного средства, радиопередатчик тревожного оповещения и блоки дистанционного запуска и остановки двигателя. С блоком управления связаны программатор-индикатор и таймер. В систему введены также последовательно датчик оксида углерода и микроконтроллер.
Недостатки системы те же самые, она не предназначена для предотвращения террористических актов, а используется преимущественно для сигнализации при попытке посторонних лиц проникнуть внутрь транспортного средства и технических неполадках, которые могут привести к гибели водителя и пассажиров, например проникновение окислов углерода (угарного газа) в салон ТС.
Известна система безопасности самолета по пат. РФ №2214934, содержащая систему управления, черный ящик, приемно-передающее устройство и антенну. Устройство позволяет самолету-перехватчику брать на себя управление самолетом, захваченным террористами в воздухе.
Недостаток: большие потери пассажиров, практически всегда гибель всех пассажиров и членов экипажа и полное разрушение летательного аппарата при совершении террористического акта на большой высоте.
Известна система обеспечения безопасности транспортного средства по пат. РФ №2209146, которая содержит систему контроля технического состояния транспортного средства.
Недостатком этой системы является то, что она не обеспечивает безопасность пассажиров, особенно в случаях совершения террористического акта или хулиганских действий хакеров, пытающихся проникнуть в систему, и не позволяет определить наличие взрывчатого вещества в помещении.
Известна система обеспечения безопасности объекта по пат. РФ на изобретение №2303818 С1, МКП G08B 21/12, опубл. 27.07.2007 г.
Этот способ включает обнаружение взрывчатого вещества в помещении при помощи не менее двух датчиков обнаружения взрывчатых веществ, с приборами газового анализа, установленными в них.
Эта система содержит аппаратно-программный комплекс с компьютером, к которому через плату видеоввода подключены одна или несколько видеокамер, установленных с возможностью поворота, один или несколько микрофонов, подключенных через плату захвата звука к компьютеру, отличается тем, что она содержит не менее двух датчиков определения наличия опасного вещества, подключенных к компьютеру. Датчики определения наличия опасного вещества подключены к компьютеру посредством проводной или беспроводной линии связи.
Недостаток - низкая точность обнаружения и определения наличия взрывчатого вещества у входящих в помещение и точных координат его в плане.
В контексте настоящего описания под "опасными веществами" понимаются взрывчатые вещества, отравляющие газы и воспламеняющиеся вещества.
В местах большого скопления людей, в частности в аэропортах или в местах проведения различных мероприятий, для обеспечения безопасности пассажиров или участников мероприятия багаж пассажиров или личные вещи участников мероприятий обычно проверяют с помощью рентгеновских аппаратов или детекторов металла. Во всех случаях при существующей возможности использования взрывчатого вещества или других опасных веществ необходимо проводить соответствующую проверку на наличие или отсутствие в подозрительном предмете (или месте) опасного вещества, воспользовавшись для этого специальными устройствами проверки, которые, однако, не всегда имеются в наличии у отвечающего за безопасность персонала. Поэтому при получении информации о возможном наличии в подозрительном предмете (или месте) взрывчатых или других опасных веществ на место обычно вызываются специально подготовленные люди, которые и проводят непосредственно на месте проверку подозрительного предмета на наличие или отсутствие в нем опасного вещества. Такого рода проверке на наличие или отсутствие в них опасного вещества должны подвергаться посылки, почтовые отправления, доставляемые адресату специальной службой доставки, а также вызывающие подозрение предметы, лежащие на хранении в банковских сейфах или абонентских ящиках.
К двум наиболее широко известным и обычно применяемым в настоящее время способам обнаружения опасных веществ относятся газохроматографический способ и масс-спектрометрический способ. Оба эти способа основаны на взятии из проверяемой посылки (груза) или подозрительного предмета на пробу небольшого количества газа, которое затем подвергают анализу на наличие или отсутствие в нем элемента, который может входить в состав опасного вещества, например взрывчатого вещества.
Газохроматографический способ анализа взятого на пробу газа заключается в следующем. Взятый на пробу газ пропускают через трубку из диоксида кремния с обработанной внутренней поверхностью, стальную трубку, заполненную адсорбентом, или трубку из стекла, нагретую до соответствующей температуры, после чего через нее продувают газ-носитель, например азот, гелий или водород. Проходящая через трубку проба газа разделяется в ней на отдельные элементы, отличающиеся друг от друга температурой кипения или сродством с внутренней обработанной поверхностью трубки или с наполнителем. Из-за разной температуры кипения и сродства каждый элемент, содержащийся в пробе газа, проходит через трубку с разной скоростью и выходит из трубки с разным расходом. При газохроматографическом анализе газа по существу измеряется теплопроводность отдельных содержащихся в газе элементов и определяется состав газа с анализом содержащихся в нем элементов.
2
Наличие в газе тротила и гексогена, которые обычно используются в качестве взрывчатых веществ, определяется по содержанию в нем двуокиси азота (NO), которая является основным элементом взрывчатых веществ. Однако двуокись азота является только одним из содержащихся во взрывчатом веществе элементов, и по ее содержанию в газе достаточно сложно определить структуру соединения. Поэтому при таком способе анализа обычно заранее получают соответствующие справочные или нормативные данные, с которыми сравнивают данные, полученные при анализе взятого на пробу газа, и на основании такого сравнения делают вывод о том, является ли проверяемое вещество взрывчатым или нет, и при положительных результатах анализа идентифицируют тип взрывчатого вещества. Такая процедура, основанная на проведении нескольких измерений, занимает обычно несколько минут. Кроме того, такой способ обнаружения взрывчатых веществ требует постоянного обслуживания аппаратуры и получения нормативных данных, необходимых для проведения сравнительного анализа.
При масс-спектрометрическом анализе взятую пробу газа ионизируют и с помощью работающего в вакууме масс-спектрометра измеряют массу иона (в частности, m/z, которое получают делением массы m на электрический заряд z иона). Применяемые при таком способе анализа газов масс-спектрометры делятся на два типа: квадрупольные масс-спектрометры и масс-спектрометры с ионной ловушкой.
Квадрупольный масс-спектрометр представляет собой масс-спектрометр, который содержит четыре стержневых электрода, вокруг каждого из которых при подаче на него напряжения постоянного тока, на которое наложено напряжение высокой частоты, создается электрическое поле. Создаваемое электродом электрическое поле притягивает ионизированные молекулы взятого на пробу газа. Попадающие в электрическое поле ионы совершают сложные пространственные колебания, и в результате через поле проходят, а затем и фиксируются только те ионы, у которых отношение массы к заряду (m/z) соответствует подаваемому на электроды напряжению постоянного тока и напряжению высокой частоты. Другие ионы сталкиваются с одним из электродов и разряжаются. Поддерживая на постоянном уровне отношение напряжения постоянного тока к напряжению высокой частоты и непрерывно сканируя ионы, можно получить спектральный состав анализируемой пробы газа.
Масс-спектрометр с ионной ловушкой содержит два выполненных в виде колпачков концевых электрода и один электрод, выполненный в виде кольца. При попадании ионизированных молекул взятого на пробу газа в зону между этими тремя электродами ионы удерживаются (т.е. улавливаются) электрическим полем, которое создается приложенным к кольцевому электроду напряжением высокой частоты. В результате сканирования ионов другим полем высокой частоты, которое подается на концевые электроды, происходит высвобождение захваченных ионов, обладающих соответствующей массой. Обнаруживая с помощью соответствующего чувствительного элемента высвобожденные ионы, можно получить спектральный состав взятого на пробу газа. Ионы находятся в электрическом поле и высвобождаются из него по истечении определенного промежутка времени (порядка нескольких дюжин мс). Благодаря такому усреднению чувствительность масс-спектрометра достигает чрезвычайно высокого уровня.
Анализируя полученные описанным выше способом данные о масс-спектре взятого на пробу газа, можно определить наличие в спектре составляющих, характерных для опасных веществ, в частности взрывчатых веществ, которые могут находиться в проверяемом предмете. При этом можно не только определить наличие или отсутствие в составе пробы газ опасного, в частности взрывчатого, вещества, но и при необходимости идентифицировать тип выявленного в результате анализа пробы газа опасного вещества. Такой способ проверки позволяет установить наличие в проверяемом предмете опасного вещества и идентифицировать его в течение нескольких секунд (обычно от 3 до 8 секунд). Следует также отметить высокую надежность масс-спектрометрического метода анализа, которую можно дополнительно повысить проведением последовательных или многоэтапных анализов с выполнением сначала спектрального анализа массы ионов, выделенных из всей смеси ионов и характерных для взрывчатых веществ (материнский ион), и последующей активации материнских ионов и масс-спектрального анализа фрагментарных ионов (дочерний ион), образовавшихся из материнских ионов.
Несмотря на то что необходимость в обнаружении опасных веществ существует и при проверке личных вещей в аэропортах или в местах проведения различных мероприятий, и при доставке посылок или почтовых отправлений адресату службой доставки, и при проверке подозрительных предметов, оставленных на хранение в банковском сейфе или абонентском ящике, тем не менее общего для всех этих случаев способа обнаружения опасных веществ до сих пор еще не существует. Объясняется это, вероятно, следующими причинами.
1. Проблема, связанная с необходимым для проведения проверки временем
Обычно личные вещи или багаж пассажиров проверяют во время их движения по транспортерной ленте. При слишком продолжительной проверке личных вещей или багажа пассажиров на возможное нахождение в них взрывчатых веществ в зоне проверки может скопиться очень большое количество людей. Во избежание этого вся процедура проверки при обычной скорости транспортера (равной 12 м/с) должна занимать всего несколько секунд (например, 8 с). Именно по этой причине в подобного рода ситуациях и нельзя использовать газохроматографический метод, при котором для проведения необходимых анализов требуется значительное время. Поэтому для проверки предметов, движущихся по транспортерной ленте, более целесообразно использовать масс-спектрометрический метод анализа, при котором вся процедура проверки и обнаружения в проверяемом предмете опасного (взрывчатого) вещества занимает всего несколько секунд и позволяет получить достаточно достоверные результаты.
2. Проблемы подготовки специалистов, обладающих знаниями в определенной области техники
Для эффективной проверки в аэропортах личных вещей или багажа пассажиров на наличие в них опасных, в частности взрывчатых, веществ зона досмотра должна быть оборудована большим количеством различных устройств. Для работы с такими устройствами, для их обслуживания, проверки, ремонта, переналадки или замены среди работников аэропорта необходимо иметь подготовленных для такой работы людей, обладающих специальными знаниями в определенной области техники.
3. Защита от возможного взрыва
При обнаружении в багаже взрывчатого вещества необходимо принять определенные меры предосторожности, направленные на защиту людей от последствий возможного взрыва. Обычно в такой ситуации администрация аэропорта сразу же обращается по телефону за помощью в соответствующие службы (в полицию или на пожарную станцию) и вызывает на место специальную команду, которая может работать с взрывчатыми веществами. Одновременно с этим администрация аэропорта должна сама предпринять специальные меры предосторожности, которые зависят от типа обнаруженного взрывчатого вещества, его количества и формы, а также от контейнера, в котором оно находится. Очевидно, что получение точной информации об обнаруженном взрывчатом веществе до прибытия на место вызванной группы специалистов должно помочь администрации аэропорта вовремя принять соответствующие меры предосторожности. Более того, крайне желательно, чтобы такие меры предосторожности были приняты сразу же после обнаружения (в багаже или личных вещах пассажиров) взрывчатого вещества.
Известны также способ и система обеспечения безопасности аэропорта по патенту РФ №2236041, опубл. 10.02.2004 г., прототип способа и устройства.
Эта система содержит металлоискатель и прибор для определения наличия опасного вещества, выполненный в виде устройства для отбора проб, с заборной трубкой, смонтированной на транспортере перемещения багажа, которая берет на пробу окружающий багаж воздух вместе со всеми содержащимися в нем газами, масс-спектрометр, предназначенный для анализа газа, взятого на проверку устройством для отбора проб, устройство связи, например модем, которое передает и принимает информацию по линии связи, дисплей, предназначенный для отображения информации, и устройство управления всеми перечисленными выше устройствами, выполненное, например, в виде персонального компьютера, при этом масс-спектрометр с устройством управления через устройство связи (модем) и линии связи соединен с удаленным компьютером для осуществления передачи данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи.
Этот способ содержит операции определения металлических предметов у проходящих через рамку металлоискателя и багажа на наличие опасных веществ с использованием терминальной системы, оборудованной масс-спектрометром и установленной в зоне проверки, и системы поддержки, предназначенной для определения наличия или отсутствия в проверяемом предмете опасного вещества и идентификации его типа на основании данных масс-спектрометрического анализа, выполняемого с помощью масс-спектрометра с целью проверки пробы на содержание в ней определенных элементов и установленной в офисе сервисной компании, объединяющей всех участников, связанных с обеспечением безопасности, при этом они соединены между собой линией связи, по которой они могут обмениваться информацией, в частности результатом определения опасного вещества, передаваемым в терминальную систему.
Недостатком системы является то, что она не обеспечивает эффективного обнаружения опасного вещества, т.к. ориентирована на его поиск в багаже. Фактически возможен пронос опасного вещества посетителями (пассажирами и встречающими лицами) через вход в помещение или другими заранее не известными способами, например через служебное помещение. Установка во всех помещения большого числа приборов обнаружения опасного вещества нереальна из-за их большой стоимости.
Задачами создания изобретения являются повышение надежности обнаружения опасного вещества и определение его места нахождения в плане помещения при минимальных затратах.
Решение указанных задач достигнуто в системе обеспечения безопасности аэропорта, содержащей металлоискатель и прибор обнаружения опасного вещества, выполненный в виде последовательно соединенных трубки забора воздуха, устройства для отбора проб воздуха, устройства для прокачки воздуха, трубопровода подвода воздуха, масс-спектрометра и трубопровод сброса воздуха, смонтированного на транспортере перемещения багажа, устройство связи, например модем, которое передает и принимает информацию по линии связи, монитор, предназначенный для отображения информации, и компьютер, при этом с компьютером через устройство связи и линию связи соединен удаленный компьютер для осуществления передачи данных масс-спектрометрического анализа пробы, полученных с помощью масс-спектрометра, в линию связи, отличающейся тем, что применено не менее трех приборов обнаружения опасного вещества, при этом второй прибор имеет заборную трубку, установленную в рамке металлоискателя, а остальные приборы имеют заборные трубки, установленные в помещении. Для определения опасного вещества в помещении применен один прибор обнаружения опасного вещества, к которому через многоходовой кран подсоединены несколько трубок забора воздуха, смонтированные в разных частях помещения, при этом многоходовой кран имеет возможность периодически переключать по очереди все трубки забора воздуха, соединяя их с прибором обнаружения опасного вещества.
Система обеспечения безопасности аэропорта по п.1 или 2 отличается тем, что она содержит устройство взвешивания багажа и рентгеновское устройство, которое позволяет получить его рентгеновское изображение, при этом при обнаружении указанной информации об опасном веществе в проверяемом предмете в устройство управления из измерительного устройства поступают данные о весе проверяемого предмета, а из рентгеновского устройства - его рентгеновское изображение, которые передаются устройством управления через устройство связи в линию связи, а затем на монитор выводится передаваемая по линии связи и принимаемая устройством связи инструкция с перечнем мер безопасности, которые следует предпринять в связи с обнаружением в проверенном багаже опасного вещества. К компьютеру при помощи средств связи присоединена система видеонаблюдения, содержащая видеокамеры наблюдения. К компьютеру при помощи средств связи присоединена система тепловизионного видеонаблюдения, содержащая, по меньшей мере один тепловизор.
Решение указанных задач достигнуто в способе обеспечения безопасности аэропорта, включающем определения металлических предметов у проходящих через рамку металлоискателя и багажа на наличие опасных веществ с использованием системы, оборудованной масс-спектрометром и установленной в зоне проверки, и компьютера, предназначенного для определения наличия или отсутствия в багаже опасного вещества и идентификации его типа на основании данных масс-спектрометрического анализа, выполняемого с помощью масс-спектрометра с целью проверки пробы на содержание в ней определенных элементов и установленной в помещении, при этом все составляющие системы соединены между собой линиями связи, по которой они могут обмениваться информацией, в частности результатом определения опасного вещества, передаваемым в терминальную систему, при этом согласно изобретению проверку наличия опасного вещества осуществляют дополнительно у проходящих через рамку металлоискателя и в нескольких точках помещения. Определения опасного вещества в нескольких точках помещения осуществляют дискретно при помощи одного прибора определения наличия опасного вещества, к которому через многоходовой кран подсоединены несколько трубок забора воздуха, смонтированные в разных частях помещения, при этом многоходовой кран периодически переключает по очереди все трубки забора воздуха, соединяя их с прибором определения опасного вещества, предназначенным для определения наличия и концентрации опасного вещества в помещении. При обнаружении признаков опасного вещества все датчики переключают в режим определения его концентрации и по концентрации взрывчатого вещества при помощи компьютера осуществляют расчет местоположения взрывчатого вещества в плане помещения, на это место наводят все видеокамеры видеонаблюдения.
Сущность изобретения поясняется чертежами фиг.1…9, где:
на фиг.1 приведена общая схема размещения системы на объекте,
на фиг.2 приведен разрез А-А,
на фиг.3 приведена схема масс-спектрометра,
на фиг.4 приведена схема датчика контроля опасного вещества,
на фиг.5 приведена схема прибора обнаружения взрывчатого вещества,
на фиг.6 и 7 приведена схема определения координат взрывчатого вещества.
на фиг.8 приведена система с резервным источником питания электроэнергией,
на фиг.9 приведена схема системы дополнительно оборудования рентгеновским аппаратом и устройством взвешивания багажа.
Система (фиг.1…9) предназначена для обнаружения в помещении 1 взрывчатого вещества 2 (и других опасных веществ) при помощи нескольких приборов 3, 4 и 5. Согласно изобретению приборов должно быть не менее 3-х. При этом приборы 3, 4 и 5 содержат трубки отбора воздуха 6. Помещение 1 имеет установленный у входа 7 металлоискатель 8 и ограждение 9 между ними. В помещении 1 установлен транспортер 10 с приводом 11, предназначенный для выдачи (приема) багажа 12.
Особенностью системы согласно изобретению является то, что трубки отбора воздуха 6 установлены для первого прибора 3 около транспортера 10 против багажа 12, максимально близко от него, трубка отбора воздуха 6 второго прибора 5 установлена (встроена) в металлоискатель 8, для контроля наличия опасного вещества у проходящих через него. Кроме того, как минимум один прибор 5 предназначен только для контроля наличия опасного вещества в помещении 1 и содержит не менее двух трубок отбора воздуха 6, в конкретном примере применено четыре трубки отбора воздуха 6, установленные по углам помещения 1 и соединенные транспортировочными трубопроводами 13 с входами (четырьмя в этом примере) многоходового крана 14, выход которого соединен с прибором 5. Это необходимо из-за очень высокой стоимости прибора 5 и из-за того, что концентрация опасного вещества 2 убывает прямо пропорционально кубу расстояния от него и современные приборы улавливают концентрацию на расстоянии до 60 м. Количество трубок отбора воздуха 6 также не может быть очень большим (десятки и сотни) из-за длительности процесса газового анализа.
Предпочтительно использовать все приборы 3, 4 и 5 одного типа. Возможно, что только один из них, а именно прибор 5, предназначенный для определения наличия опасного вещества в помещении 1 можно применить в особом исполнении, т.е. способном работать в двух режимах: режиме обнаружения опасного вещества и в режиме определения его концентрации. Это позволит, имея показания, по крайней мере, в двух точках, рассчитать при помощи компьютера положение опасного вещества 2 в плане помещения 1.
Система содержит рабочее место оператора 15, которое в свою очередь содержит компьютер 16, монитор 17, манипулятор 18 (манипулятор типа «мышь» или «джойстик»), веб-камеру 19. Все соединения выполнены каналами связи 20. Каналы связи 20 могут быть проводными или беспроводными, например радиоканал. Рабочих мест оператора 15 может быть несколько, тогда будет применено соответствующее число компьютеров 16. Компьютер 16 (точнее системный блок типа «Пентиум» с установленной ОС Windows ХР) предназначен для общего ручного и автоматического управления всей системой, поворотом видеокамеры в сторону взрывчатого вещества, расчетов его концентрации и других действий. К компьютеру 16 каналами связи 20 подсоединены модуль цифрового видеонаблюдения 21, который содержит видеокамеры 22 (предпочтительно цифровые видеокамеры). К компьютеру 16 также может быть присоединен модуль тепловизионного видеонаблюдения 23, который содержит, по меньшей мере, один тепловизор 24, подсоединенный каналами связи 20 к компьютеру 16. В систему входят несколько приборов обнаружения опасного вещества 3, 4 и 5. По меньшей мере, по одной трубке забора опасного вещества 6 установлено в углах помещения 1. Из-за высокой стоимости приборов обнаружения опасного вещества 3, 4 и 5 их количество в помещении весьма ограничено. Кроме того, согласно изобретению к компьютеру 16 подключена через модем 25 сеть Интернет 26 (фиг.3) для управления и контроля с удаленного компьютера (удаленный компьютер на фиг.1…9 не показан).
Приборы обнаружения опасного вещества 3…5 предназначены для обнаружения этого вещества, его идентификации и, при необходимости, определения его концентрации (фиг.1 и 2) в местах установки. Концентрация взрывчатого вещества 2 в любой точке определяется расчетным путем и при помощи компьютера 16, и посредством алгоритма, приведенного далее, определяется местоположение взрывчатого вещества 2 в плане помещения 1.
На фиг.4 приведена схема прибора обнаружения опасного вещества 5. Приборы обнаружения опасного вещества 3 и 4 также могут быть выполнены по этой же схеме. Прибор обнаружения опасного вещества 5 содержит последовательно соединенные трубку забора воздуха 6, устройство для отбора проб воздуха 27, устройство для прокачки воздуха 28 (компрессор), трубопровод подвода воздуха 29, масс-спектрометр 30, трубопровод сброса воздуха 31. К масс-спектрометру 30 подключены последовательно контроллер 32 и устройство согласования протоколов обмена 33, подсоединенное каналом связи 20 к компьютеру 16.
Масс-спектрометр 30 в свою очередь (фиг.5) содержит последовательно соединенные переключатель режима работы 34 (трехходовой кран), привод переключателя режима 35, механически соединенный с переключателем режима 34. К выходу переключателя режимов работы 34 подсоединены два газоанализатора: прибор распознавания опасного вещества 36 и прибор измерения концентрации опасного вещества 37. Привод переключателя режима работы 35 и приборы 36 и 37 соединены проводной связью 20 с контроллером 32, который в свою очередь через устройство согласования протоколов 33 соединен с компьютером 16 для передачи информации о результатах по протоколу RS 232.
Результаты измерения концентрации взрывчатого вещества в воздухе иллюстрируются на фиг.6 и 7 кривыми 38, 39, 40 и 41).
На фиг.8 приведена схема системы с резервным источником питания электроэнергией. В системе компьютер 16 при помощи силового кабеля 42 через источник бесперебойного питания 43 подключен к сети 44. Дополнительно резервный источник питания 45 через коммутатор 46 кабелем 47 подключен к источнику бесперебойного питания 43 для обеспечения питания системы электроэнергией при ее отсутствии в сети 44.
На фиг.9 показано, что система может дополнительно быть оборудована датчиком определения веса багажа 48 и рентгеновской установкой 49.
Обзор российских и зарубежных приборов (датчиков), предназначенных для обнаружения опасных веществ на основе газового анализа, описан в книге «Обнаружение взрывчатых веществ с использованием аппаратуры газового анализа», МВД, Сибирский филиал ГУ НПО «Специальная техника и связь», Новосибирск, 2001 г. В этой книге приведен обзор приборов, предназначенных не только для обнаружения взрывчатых веществ, но и ядовитых, наркотических и вообще любых органических веществ на основе газового анализа окружающей среды. Подобные приборы позволяют определить наличие паров опасного вещества на расстоянии до 60 м в течение 10…60 сек. Недостатками этих приборов являются их большой вес и высокая стоимость. Относительно большой вес не является препятствием для применения стационарных приборов обнаружения опасных веществ на основе газового анализа. Научные исследования по совершенствованию и массовое производство подобных приборов позволит снизить их стоимость на порядок и сделать доступными для применения на всех объектах массового скопления людей: в аэропортах, на вокзалах и на транспортных средствах и самолетах.
Управление системами осуществляется при помощи программного продукта, разработанного ЗАО «Интегра С».
Программное обеспечение поставляется в комплекте с видеокамерами и разработано ЗАО «Волгаспецремстрой», входящим в концорциум «ИНТЕГРА-С».
1. Программа управления интеллектуальной интегрированной системой безопасности «Волга» №2 001611018 от 13.08.2001 г.
2. Программа доступа (Барьер-1) №2001611026 от 13.08.2001 г.
3. Программа «Интегрированная интеллектуальная система безопасности» №2002611841 от 25.10.2002 г.
4. Комплекс для захвата и сжатия сигналов «Волга-Видео» №200211842 от 25.10.2002 г.
5. Программа автодозвона Etyp Dialer 1.42, дата разработки: май 1988 г., автор Горлачев А., г. Калининград, распространяется бесплатно через Интернет.
Перед работой на компьютер 16 (фиг.1 и 2) устанавливается операционная система и программное обеспечение: программа обработки видеоизображения, поступающего с видеокамер 22, установленных на объектах, и с тепловизора (тепловизоров) 24 (при их наличии). Одновременно с нескольких датчиков наличия взрывчатых веществ 5 информация поступает в компьютер 16.
При этом через приборы обнаружения опасного вещества 3, 4 и 5 прокачивается воздух, который проходит через масс-спектрометр 30 (фиг.3 и 4). При обнаружении опасного вещества 2 сигнал с масс-спектрометра поступает на контроллер 32, далее на устройство согласования протоколов обмена 33 и далее на компьютер 16. На компьютер 16 поступает информация с нескольких приборов обнаружения опасного вещества 3, 4 и 5. При обнаружении опасного вещества компьютер 16 подает команду через устройство согласования протоколов обмена 33 и контроллер 32 на масс-спектрометр 30 для переключения режима. До этого масс-спектрометр 30 работал в режиме «Обнаружение». При этом он не только обнаруживал опасное вещество, но и производил его идентификацию посредством прибора 5 распознания опасного вещества 2, в котором осуществлялся спектральный анализ отобранного воздуха и сравнение спектров со стандартными для опасных веществ (взрывчатых веществ, наркотиков и т.д.) при помощи компьютера 16.
После обнаружения опасного вещества компьютер 16 подает сигнал на привод переключателя режимов 35, и переключатель режимов 34 вводит в действие прибор обнаружения опасного вещества 5 в режим определения его концентрации. Сравнение концентрации опасного вещества 2, полученное со всех воздухозаборных трубок 6 прибора обнаружения опасного вещества 5, позволяет определить его местоположение в плане помещения 1 с точностью до 0,01 м (фиг.6 и 7).
При необходимости используют (фиг.9) датчик определения веса багажа 48 и рентгеновскую установку 49, установленную за металлоискателем 8 по ходу посетителей помещения 1 аэропорта.
Применение изобретения позволит:
1. Постоянно вести наблюдение за ситуацией на объекте с целью получения оперативной информации о противоправных действиях террориста-смертника, пытающегося пронести в помещение аэропорта (например, зал ожидания) взрывчатое вещество.
2. Обнаруживать опасные вещества (ядовитые газы, взрывчатые и наркотические вещества) на объектах массового скопления людей как в багаже и под одеждой проходящего в помещение аэропорта, так и в самом помещении аэропорта.
3. Определять место положения объекта, выделяющего опасное вещество, в плане помещения, одновременно навести все видеокамеры наблюдения на это место.
4. Ориентировать одну или несколько видеокамер и при необходимости микрофон (микрофоны) в направлении объекта, выделяющего опасное вещество.
5. Принять определенные меры безопасности, вызвать работников спецслужб, произвести запись событий на жесткий диск компьютера, открыть или закрыть двери, подать сигнал тревоги.
6. Предотвратить террористический акт или другие противоправные действия со стороны правонарушителей, вплоть до физического уничтожения нарушителя, пронесшего на территорию охраняемого объекта взрывчатое вещество.
7. Передать информацию о нарушениях через внешнее приемно-передающее устройство и удаленный компьютер с использованием сети «Интернет».
8. Защитить систему от проникновения хакеров, от повреждения проводных средств связи за счет использования для некоторых подсистем беспроводной связи.
9. Расширить функциональные возможности системы за счет применения тепловизоров, а именно вести видеоконтроль в темном помещении или при выключенном освещении.
10. Повысить надежность системы за счет использования резервного источника энергии и независимости системы от внешнего источника электроэнергии. При этом резервный источник питания обеспечивает энергоснабжение компьютера, видеокамер и тепловизоров и основных электронных компонентов системы, без которых приборы обнаружения опасных веществ становятся неработоспособными.