Способ скрытой маркировки взрывчатых веществ (варианты)
METHOD FOR CONCEALED MARKING OF EXPLOSIVE SUBSTANCES (VERSIONS)

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ (ВВ) и криминалистических идентификационных препаратов и может быть использовано в оперативно-розыскной, следственной, экспертно-криминалистической и судебной практике.
Расследования различного рода обстоятельств, связанных с применением взрывчатых веществ (ВВ), требуют не только установления типа взрывного устройства и примененного взрывчатого вещества, но и установления производителя этого ВВ, а также прослеживания его пути от производителя до места применения, или незаконного оборота. Расследования обстоятельств промышленных аварий, произошедших с участием ВВ, как правило, требуют установления даты изготовления и заряжания ими скважин (шпуров) в целях дальнейшего проведения расследований по соблюдению технологии изготовления ВВ и его заряжания. Целый ряд горнодобывающих предприятий при производстве взрывных работ применяет промышленные ВВ (в т.ч. - эмульсионные), поставляемые сразу от нескольких производителей. Зачастую подготавливаемый блок может быть заряжен несколькими типами ВВ сразу от нескольких производителей. Это затрудняет выявление причин возможных отказов, а также делает невозможной однозначную идентификацию изготовителя и типа ВВ в отказавшей скважине. Кроме того, существует проблема идентификации случайно утерянных ВВ при их обнаружении.
Для решения этих вопросов применяют различные по техническому существу способы маркировки взрывчатых веществ (RU 2328481, RU 2368591, RU 2495860, RU 2533483).
Например, известен способ маркировки взрывчатого вещества, включающий введение во взрывчатое вещество маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке, при этом вводят идентификаторы, обладающие масложирорастворимостью, химической стойкостью в средах с любым диапазоном рН, стойкостью к свободным радикалам, химической инертностью к компонентам взрывчатого вещества, отсутствием свойств поверхностно-активных веществ 1-го рода, химической инертностью к продуктам взрыва и отсутствием токсических свойств, в качестве идентификаторов используют полиметилсилоксаны (ПМС) или полиэтилсилоксаны (ПЭС), или их смесь (RU №2368591, C06B 23/00, G01N 33/22, опубл. 27.09.2009).
В известном способе для изготовления ВВ используют поверхностно-активные вещества (ПАВ) 2-го рода (при создании обратных, или «инвертных» эмульсий). Если идентификаторы будут обладать свойствами ПАВ 1-го рода, их внесение в эмульсию разрушит ее. По этой причине признак отсутствия свойств поверхностно-активных веществ 1-го рода также является существенным - полиметилсилоксаны и полиэтилсилоксаны свойствами ПАВ не обладают. После взрыва из компонентов ВВ получаются новые химические вещества, с которыми идентификаторы не должны вступать в реакцию, т.е. они должны обладать химической инертностью к продуктам взрыва. Полиметилсилоксаны и полиэтилсилоксаны химически инертны к продуктам взрыва.
Также известен способ маркировки взрывчатого вещества, заключающийся во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке, для маркирования взрывчатого вещества осуществляют маркировку каждого отдельного компонента, входящего в смесь взрывчатого вещества, при этом маркирующую композицию для каждого отдельного компонента составляют из по крайне мере одного полимерного материала с длиной молекулярной цепочки, являющейся идентификатором и которая отлична от длин молекулярных цепочек полимерных материалов в маркирующих композициях других отдельных компонентов, составляющих смесь взрывчатого вещества, а в качестве маркирующей композиции взрывчатого вещества используют набор маркирующих композиций отдельных компонентов смеси этого вещества (RU №2533483, C06B 23/00, G06K 1/00, G01 33/22, опубл. 20.02.2014).
Данное решение принято в качестве прототипа.
В этом способе в качестве маркирующих композиций каждого отдельного компонента используют полиорганосилоксаны с различными длинами молекулярных цепочек или в качестве маркирующих композиций каждого отдельного компонента используют смесь полиорганосилоксанов с различными длинами молекулярных цепочек, в которой каждому одному техническому показателю соответствует идентификатор в виде полиорганосилоксана с соответствующей длиной молекулярной цепочки и соответствующим временем выхода на хроматограмме.
Вступивший в силу Технический регламент таможенного союза TP ТС 028/2012 «О безопасности взрывчатых веществ и изделий на их основе», в части статьи 4 п. 1.б. содержит требования о необходимости скрытой маркировки взрывчатых веществ и содержанию этой маркировки: страна-изготовитель, предприятие-изготовитель, тип продукции (тип ВВ), номер партии и дата изготовления. Данные требования основаны на необходимости присутствия в ВВ маркировочной композиции, которую можно выявить с применением специализированных средств, и графического отображения состава этой маркировочной композиции в виде символов. Наличие символьной маркировки, под которой скрывается состав маркировочной композиции, обусловлено ее отображением в документации, оформляемой как на заводе изготовителе, так и на предприятии, использующем ВВ и всеми структурами, через которые ВВ проходят как продукт.
Можно полагать, что за номер партии можно принять дату изготовления. ПРИМЕР информации, содержащейся в маркировке, представленной в символьной графике на основе десятичной системы:
1508300016000101, где:
- 15.08.30 = дата 30 августа 2015
- 0016 - № п/п из списка «1-ВМ»
- 0001 - идентификатор изготовителя
- 01 - идентификатор государства
Ранее предложенные способы маркировки
(RU 2328481, RU 2368591, RU 2495860, RU 2533483) имеют ряд недостатков, не позволяющих использовать эти способы маркировки в качестве скрытых маркировок.
Использование в качестве маркеров красителей с информативной составляющей - пропорциональной концентрации красителя делает методику ненадежной вследствие возможной диффузии красителя в окружающую среду и вследствие этого изменение концентрации красителя в исследуемом образце ВВ - что приведет к искажению закодированной информации, то есть несоответствию набора маркеров набору графических символов в десятичной системе отображения.
Использование в качестве маркеров органосилоксанов с длиной молекулярной цепи, пропорциональной разряду в последовательности значащих символов кодируемой двоичным кодом (1-0) информации - практически неосуществимо ввиду сложности синтеза и выделения полимера с требуемой длиной цепи, а также сложности газохроматографического определения высокомолекулярных органосилоксанов (вследствие их разрушения при нагревании - что приведет к засорению хроматографической колонки, а также сложности детектирования органосилоксанов - так как они не содержат хромоформных групп, а их физические свойства близки к свойствам нефтепродуктов - что затрудняет проведение даже масс-спектрометрического детектирования).
Использование в качестве маркеров органосилоксанов с разной длиной молекулярной цепи, из наличия (без специального синтеза) затруднено тем, что товарные продукты содержат смесь полимеров с разной длиной молекулярной цепи - что требует очистки (разделения) исходных технических продуктов после синтеза на составляющие смесь индивидуальные вещества.
«Метод спички» (RU 2533483) требует применения (а для этого - специального синтеза) сразу двух полимеров с различной длиной молекулярной цепи - что чрезвычайно затратно и малопроизводительно.
Органосилоксаны хорошо растворимы в маслах и не растворимы в воде. Это делает непригодным их использование для маркирования целого класса взрывчатых веществ - водногелевых.
Таким образом, на сегодняшний день применяемые способы маркировки взрывчатого вещества имеют один и очень серьезный недостаток, заключающийся в том, что несмотря на введение в ВВ точных дозировок красящих компонентов, при взрыве возможно механическое и химическое разрушение или нарушение этих дозировок. В результате графическая запись набора маркирующей композиции перестает соответствовать реальному набору маркирующей композиции, который можно получить при анализе ВВ или его остаточных следов после взрыва с помощью хроматографической аппаратуры.
Кроме того, при достаточном опыте возможно проследить логическую связь между набором маркирующих компонентов в ВВ и их графической записью, что может быть неправильно использовано.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении скрытности маркировки ВВ и повышении достоверности идентификации ВВ по его маркировке при прочтении графической записи последней.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе скрытой маркировки взрывчатых веществ, заключающемся во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых пропорционально количеству технических показателей, подлежащих маркировке, для маркирования взрывчатого вещества в качестве каждого идентификатора, соответствующего отдельному техническому показателю, используют более одного вещества (т.е. комбинацию веществ), обладающего флуоресцирующими свойствами, доступными для детектирования.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе скрытой маркировки взрывчатых веществ, заключающемся во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых пропорционально количеству технических показателей, подлежащих маркировке, для маркирования взрывчатого вещества в качестве каждого идентификатора, соответствующего отдельному техническому показателю, используют более одного вещества (т.е. комбинацию веществ), обладающего флуоресцирующими свойствами, доступными для детектирования, а маркирующую композицию составляют из нескольких веществ-идентификаторов, записанных в системе двоичного кода и с расположением веществ при выявлении на спектрограмме последовательно выстроенными в ряд в соответствии со шкалой разрядности единиц двоичного кода и в виде смеси вводят во взрывчатое вещество при смешивании его отдельных компонентов. При этом в качестве шкалы разрядности единиц двоичного кода используют построение по возрастанию молекулярной массы веществ или по распределению названий веществ, обладающих флуоресцирующими свойствами, доступными для детектирования, в алфавитном порядке.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе скрытой маркировки взрывчатых веществ, заключающемся во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых пропорционально количеству технических показателей, подлежащих маркировке, для маркирования взрывчатого вещества в качестве каждого идентификатора, соответствующего отдельному техническому показателю, используют по крайней мере два вещества (т.е. комбинацию веществ), обладающих флуоресцирующими свойствами, доступными для детектирования, которые формируют в отдельные наборы, а информацию в каждом наборе записывают в системе двоичного кода с расположением веществ, при их выявлении на спектрограмме, последовательно выстроенными в ряд, в соответствии со шкалой разрядности единиц двоичного кода, при этом маркирующую композицию составляют из отдельных наборов, каждый из которых отдельным потоком подают во взрывчатое вещество при смешивании отдельных компонентов последнего. При этом для этого варианта исполнения в качестве шкалы разрядности единиц двоичного кода также используют построение по возрастанию молекулярной массы веществ или по распределению названий веществ, обладающих флуоресцирующими свойствами, доступными для детектирования, в алфавитном порядке.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе скрытой маркировки взрывчатых веществ, заключающемся во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых пропорционально количеству технических показателей, подлежащих маркировке, для маркирования взрывчатого вещества в качестве каждого идентификатора, соответствующего отдельному техническому показателю, используют по крайней мере два вещества, обладающих доступной детектированию флуоресценцией, которые формируют в отдельные наборы или блоки, при этом информацию об одних наборах или блоках записывают в системе десятичного кода, а информацию о других наборах или блоках записывают в системе двоичного кода с расположением веществ в этих наборах или блоках при выявлении на спектрограмме последовательно выстроенными в ряд в соответствии со шкалой разрядности единиц двоичного кода, при этом маркирующую композицию составляют из отдельных наборов или блоков, каждый из которых отдельным потоком подают во взрывчатое вещество при смешивании отдельных компонентов последнего.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
На фиг. 1 показана зависимость оптической плотности (А) пропускания образцов от длины волны;
на фиг. 2 представлена спектрохроматограмма образцов маркеров (красителей), выполненная на ВЭЖ хроматографе «Милихром» со спектрофотометрическим детектором;
на фиг. 3 представлена спектрохроматограмма близких по своим спектральным свойствам маркеров (красителей) с различным молекулярным весом.
Согласно настоящему изобретению рассматривается новый способ скрытой маркировки ВВ, обеспечивающий скрытность содержащейся в маркировке информации, выстроенной в законодательно утвержденной форме и содержании: страна-изготовитель, предприятие-изготовитель, тип продукции (тип ВВ), номер партии и дата изготовления.
В общем случае, рассматривается способ скрытой маркировки взрывчатых веществ, который заключается во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых пропорционально количеству технических показателей, подлежащих маркировке. Для маркирования взрывчатого вещества в качестве каждого идентификатора, соответствующего отдельному техническому показателю, используют более одного вещества (т.е. комбинацию веществ), обладающего флуоресцирующими свойствами доступными для детектирования.
В качестве конкретных флуоресцентных красителей можно использовать следующие:
- Карбоксифлуоресцеин (FAM) со следующей формулой:
Производные флуоресцеина являются наиболее распространенными флуоресцентными метками, вводимыми в олигонуклеотиды. Карбоксифлуоресцеин имеет достаточно большой молярный коэффициент поглощения и высокий квантовый выход. Кроме того, максимум возбуждения для производных флуоресцеина находится в диапазоне спектральных линий аргонового (488 нм) и Nd:YAG (477 нм) лазеров, что делает этот краситель незаменимым в таких областях, как: ДНК анализ с лазер-индуцируемой флуоресцентной детекцией, микроскопия с конфокальным лазерным сканированием, проточная цитофлуориметрия.
- 6-Карбоксиродамин (R6G) со следующей формулой:
Красители родаминового ряда снискали широкое применение в качестве олигонуклеотидных меток. В отличие от производных флуоресцеинов, их спектральные характеристики не меняются в диапазоне рН от 4 до 10. Карбокисродамин R6G близок по спектральным характеристикам к 6-JOE. Карбоксиродамины используются в различных молекулярно-биологических приложениях, таких как: автоматическое секвенирование ДНК, количественная ПЦР в реальном времени, флуоресцентная in situ гибридизация, детекция на ДНК-чипах.
- Карбокси-Х-родамин (ROX) со следующей формулой:
Карбокси-Х-родамин в настоящее время является одним из наиболее используемых флуоесцентных красителей родаминового ряда. Карбокси-Х-родамин используется в различных молекулярно-биологических приложениях, таких как: автоматическое секвенирование ДНК, количественная ПЦР в реальном времени, флуоресцентная in situ гибридизация, детекция на ДНК чипах.
- Тетраметилкарбоксиродамин (TAMRA) со следующей формулой:
Тетраметилкарбоксиродамин в настоящее время является наиболее используемым флуоресцентным красителем родаминового ряда. Прежде всего, необходимо отметить, что TAMRA используется в качестве акцептора флуоресценции в зондах, применяемых для проведения количественного ПЦР в реальном времени. Среди других молекулярно-биологических приложений, в которых используются олигонуклеотиды, меченные этим красителем следует отметить: секвенирование ДНК, флуоресцентная in situ гибридизация, детекция на ДНК чипах.
- 6-Карбокси-4',5'-дихлор-2',7'-диметоксифлуоресцеин (6-JOE) со следующей формулой:
6-Карбокси-4',5'-дихлор-2',7'-диметоксифлуоресцеин (6-JOE) - один из флуорофоров (таких как 5-FAM, 6-TAMRA и 6-ROX), традиционно используемых при автоматическом секвенировании ДНК. Химическая модификация ксантенового кольца смещает максимумы поглощения и флуоресценции этого производного флуоресцеина в длинноволновую область. Промежуточный по сравнению с другими красителями спектр поглощения/флуоресценции 6-JOE, высокий квантовый выход и низкая чувствительность к изменению рН (pKa ~4.3) в диапазоне близком к физиологическому, позволяют использовать этот краситель для целого ряда молекулярно-биологических приложений.
- Карбоксиродамин (R110) со следующей формулой:
Карбоксиродамины используются в различных молекулярно-биологических приложениях, таких как: автоматическое секвенирование ДНК, количественная ПЦР в реальном времени.
- Dansyl co следующей формулой:
- Acridine co следующей формулой:
- Pyrene со следующей формулой:
Ниже приведены характерные длины волн фотофлуоресцентных красителей (таблица 1)
Будучи сближены в пространстве, производные пиренов формируют эксимер. При этом пик флуоресценции эксимера отличен от пика флуоресценции одиночного красителя (470 нм - эксимер, 376 нм - пирен). Это свойство пиренов активно используют для проведения структурных исследований нуклеиновых кислот.
Известны методы газовой и жидкостной хроматографии - применяемые для идентификации и количественного анализа растворимых химических веществ. Вещества, в зависимости от своей молекулярной массы, имеют разное время выхода из хроматографической колонки, вследствие чего, при хроматографировании смеси различных веществ, регистрируемый во времени сигнал детектора, устанавливаемого на выходе из хроматографической колонки, будет представлять собой последовательность «пиков» - сигналов, соответствующих выходу из хроматографической колонки каждого из веществ, содержащихся в исследуемой смеси.
В качестве детекторов, могут использоваться масс-спектрометрические, кондуктометрические, оптические (спектрофотометрические и рефрактометрические) и др. устройства.
Известно, что целый ряд общеизвестных химических веществ имеет в составе своих молекул так называемые хромофорные группы - специфические комбинации химических связей между атомами, в составе молекулы, способные поглощать энергию с последующим испусканием квантов строго определенной длины волны (в инфракрасном, оптическом или ультрафиолетовом диапазонах) - явление флуоресценции. Спектры поглощения и испускания таких веществ, обладающих свойствами флуоресценции, давно известны и точно определены. Для обнаружения этих веществ на выходе из хроматографической колонки следует применять спектрофотометрические детекторы.
Спектрофотометрические детекторы наиболее дешевы в приобретении и просты в эксплуатации.
Кроме того, применение спектрофотометрического детектора позволяет исключать из рассмотрения вещества, не обладающие спектрофлуоресцирующими свойствами (под выражением «спектрофлуоресцирующими» понимается проявление у вещества явления флуоресценции, которое можно детектированием представить в виде спектрограммы), что значительно упростит обработку хроматограмм.
Применение для маркировки спектрофлуоресцирующих веществ позволяет применять специфические детектирующие устройства, не чувствительные к веществам, спектрофлуоресцирующими свойствами не обладающими. Это упрощает расшифровку хроматограмм, так как на них будет отображаться только наличие спектрофлуоресцирующих веществ.
Рассмотренный способ определяет базовый алгоритм формирования скрытности на основании использования веществ со свойствами флуоресценции, которые можно определить (продетектировать). Но в реалиях, существенным является не только построение маркировки, но и ее шифрование, что позволяет усилить скрытность и невозможность прочтения маркировки без знания алгоритма расшифровки.
При проведении тестовых лабораторных испытаний для определения чувствительности предлагаемого метода маркировки ВВ введением в их состав веществ, обладающих индивидуальными спектрами пропускания, в качестве веществ-маркеров использовали красители производства АО "Пигмент" («КРАТА») (таблица 2):
Готовили концентрированные растворы указанных в табл. 3 веществ, для чего к навескам по 10 граммов каждого красителя добавляли растворитель до 1000 грамм готового раствора. Таким образом, изготовили исходные растворы концентрации 1% красящего вещества.
В качестве растворителей использовали «СОЛЬВЕНТ» (по ТУ 2319-006-71371272-2006) и «Уайт-спирит» (по ТУ 2319-006-71371272-2006) производства ООО «Вершина». «СОЛЬВЕНТ» и «Уайт-спирит» неограниченно растворяются в дизельном топливе и минеральном (нефтяном) масле - компонентах промышленных ВВ типа «АС-ДТ» и эмульсионных ВВ.
Больших концентрации растворов указанных красителей удалось достичь на растворителе «СОЛЬВЕНТ».
Для проведения исследований, методом разбавления, готовили растворы красителей в «Сольвенте» следующих концентраций: 0,1%, 0,01%, 0,001%, 0,0001%, 0,00001% и 0,000001%. В результате, определили чувствительность спектрофотометра ПЭ-5400УФ к исследованным веществам-маркерам в режиме сканирования (с применением программного комплекса «SC5400» версия 2.1 -сканирующее программное обеспечение для спектрофотометра ПЭ-5400 ВИ/УФ (ООО «Экохим, 2015 г.).
Спектральные характеристики растворов (в различных концентрациях разбавления) приведены ниже (таблица 3):
Промышленные испытания провели в следующей последовательности: замаркировали ВВ ANFO; провели смыв с замаркированного ANFO диэтиловым эфиром; выпарили эфир; жидкий остаток отсканировали на спектрофотометре. Подробнее, методика проведения эксперимента описана в [19]. Для подтверждения качества ANFO провели испытания на полноту детонации согласно ГОСТ 14839.19-69.
В качестве маркирующей добавки использовали смесь красителей идентификаторов B1, D1, J1, K1 в концентрациях 1%, 0,001%, 0,01% и 0,1% соответственно. В промышленных испытаниях авторы реализовали информативный блок - «код страны».
В лабораторных испытаниях были выявлены оптические плотности спектров пропускания использованных идентификаторов, а после проведения промышленных испытаний - спектры жидкого остатка смыва смеси идентификаторов с замаркированного ANFO. Результаты исследований на спектрофотометре ПЭ-5400УФ представлены в сводном графике (фиг. 1, где представлена зависимость оптической плотности (А) пропускания образцов от длины волны (нм): красный - образец Л; желтый - образец D1; черный - образец В1; зеленый - образец K1; фиолетовый - смесь образцов J1, D1, В1 и K1 (смыв с замаркированного ANFO).
Далее, смыв идентификаторов (красители J1, D1, В1 и K1) хроматографировали на жидкостном хроматографе «Милихром». Полученная спектрохроматограмма приведена на фиг. 2, на которой четко прослеживаются спектры составляющих смесь веществ. На фиг. 2 представлена спектрохроматограмма образцов маркеров (красителей), выполненная на ВЭЖ хроматографе «Милихром» со спектрофотометрическим детектором.
Спектрохроматограмма близких по своим спектральным свойствам маркеров (красителей), но с разным молекулярным весом приведена на фиг. 3.
В целом, результаты проведенных испытаний подтверждают возможность идентификации методом спектрофотометрии веществ-маркеров (идентификаторов) введенных в состав промышленных ВВ ANFO, что удовлетворяет требованиям [1, 20].
Использованные идентификаторы имеют санитарно-эпидемиологические заключения и не опасны для окружающей среды и здоровья людей, широко используются в полимерных изделиях бытового назначения.
В процессе введения веществ-маркеров в состав промышленных ВВ, технологический процесс изготовления этих ВВ не нарушается и не возникает каких-либо дополнительных угроз жизни и здоровью персонала, связанного с обращением ВВ.
Потребительские свойства ВВ, после введения веществ-маркеров, соответствуют требованием технических условий на эти ВВ по всем нормируемым показателям.
Использование жидкостной хроматографии для обнаружения веществ-маркеров скрытой информативной маркировки взрывчатых веществ имеют заметное преимущество перед сканирующей спектрофотометрии (так как вещества с близкими «гало» пропускания суммируют интенсивности пропускания в областяях наложения «гадо» и искажают картину спектра пропускания). При наличии жидкостного хроматографа, маркировку взрывчатых веществ можно производить по всем «ИБ»: «Государство»; «Предприятие»; «Вид ВВ»; «Партия» практически любыми веществами-маркерами, имеющими близкие «гало» пропускания но обладающие разной молекулярной массой.
Это возможно, если рассмотренный в качестве первого варианта способ дополнить тем, что маркирующую композицию составляют из идентификаторов, записанных в системе двоичного кода и с расположением веществ при выявлении на спектрограмме последовательно выстроенными в цепь, в соответствии со шкалой разрядности единиц двоичного кода, и в виде смеси вводят во взрывчатое вещество при смешивании его отдельных компонентов.
Для реализации предлагаемого по второму варианту способа скрытой маркировки, производят набор индивидуальных веществ обладающих спектрофлуоресценцией(на определенных длинах волн, например УФ-диапазона спектра).
В основу кодирования сопровождающей замаркированный материал информации, полагаем преобразование десятичного числа в двоичное (двоичная система счисления- позиционная система счисления с основанием 2, благодаря непосредственной реализации в цифровых электронных схемах на логических вентилях, двоичная система используется практически во всех современных компьютерах и прочих вычислительных электронных устройствах) (https://ra.wikipedia.org/, статья «Двоичная система счисления»).
Например, ранее рассмотренный в качестве примера десятичный код 1508300016000101 представляется в записи двоичной системы исчисления как:
101010110111100101001110110101010110001110001100101
Итого 51 бит информации, что соответствует необходимости иметь в наличии 51 (пятьдесят одно) химическое вещество, обладающее спектрофлуоресцирующими свойствами.
Потому что для правильного «чтения» числа в двоичной записи надо иметь «контрольную маску» (смесь, в которой одновременно присутствуют все 51 веществ):
111111111111111111111111111111111111111111111111111
Создание скрытости (шифрования) маркировки (порядок прочтения двоичного числа) обеспечивается построением шкалы разрядности единиц двоичного кода. Это возможно несколькими способами, в частности:
- по возрастанию молекулярной массы веществ-маркеров,
- по распределению названий веществ-маркеров в алфавитном порядке;
- и т.п.
Множество веществ имеет названия-синонимы - что также можно использовать для шифрования последовательности чтения задаваемого штрих-кода.
Однако данный способ при высокой скрытности и надежности по скрытности может проявлять зависимость от внешних причин, например:
- предприятие должно иметь в наличии все 51 веществ и каждый день самостоятельно «составлять» маркирующую композицию;
- отсутствие любого (хотя бы одного) из маркеров (закончился запас, или ошибка в дозировании при составлении композиции) делает маркирующую композицию абсолютно бессмысленной.
ПРИМЕР:
2
10
1101010011=425
2
10
1001010011=595
Подобные ошибки можно «исправлять» при чтении, если использовать поразрядное шифрование в «машинном» двоичном коде международного стандарта «ASCII», но тогда это потребует применения еще большего количества индивидуальных веществ-маркеров.
В целях сокращения необходимого для маркировки количества веществ-маркеров, состав маркировки можно разбить на несколько смысловых «блоков»: государство, предприятие, ВВ, партия.
Это дает возможность централизовано (качественно) изготавливать каждый «блок» в отдельности и поставлять на предприятие готовые маркировочные «блоки», избавив предприятия от необходимости содержания специальной лаборатории для ежедневного изготовления маркирующих композиций из огромного количества веществ-маркеров.
При этом, вещества-маркеры используемые при изготовлении одного маркировочного «блока» не должны входить в состав (повторяться) в других маркировочных «блоках».
Развитие рассмотренного способа по второму варианту позволяет организовать способ скрытой маркировки взрывчатых веществ, полностью включающий в себя способ по первому варианту и следующее добавление:
- для маркирования взрывчатого вещества в качестве каждого идентификатора, соответствующего отдельному техническому показателю, используют по крайней мере два вещества, обладающих флуоресцирующими свойствами, доступными для детектирования, которые формируют в отдельный набор и записывают в наборе в системе двоичного кода с расположением веществ при выявлении на спектрограмме последовательно выстроенными в цепь с соответствии со шкалой разрядности единиц двоичного кода, при этом маркирующую композицию составляют из отдельных наборов, каждый из которых отдельным потоком подают во взрывчатое вещество при смешивании отдельных компонентов последнего.
Общеизвестно, что при несущественности порядка взаимного расположения элементов, количество сочетаний по k элементов из множества, содержащего N элементов определяется как:
В качестве примера, рассмотрим следующую ситуацию.
В самой блестящей перспективе, количество участников Таможенного союза составит 10 государств.
Даже в РФ, изготовлением ВВ будет заниматься не более 1000 предприятий (в настоящее время их на порядок меньше).
Государственный кадастр (перечень) взрывчатых материалов содержит не более 200 позиций.
При непрерывном трехсменном графике работы, предприятие будет выпускать (365×3)=1095 партий ВВ.
Используя в вычислениях вышеприведенную формулу, можно получить следующее распределение количества маркеров по информационным маркировочным «блокам»:
Таблица 4
Причем возможно изготовление масло- и водорастворимых маркировочных «блоков» для маркирования специфических типов ВВ.
Примеры реализации метода:
МАРКИРОВАНИЕ В ПОТОКЕ:
Будет представлять собой техническое устройство: 4 дозирующих насоса, подающие по отдельности жидкие «блоки» в поток (в трубопровод) маркируемого ВВ. При этом, устанавливается соотношение потоков обеспечивающее требуемую концентрацию маркеров в маркируемом ВВ, обеспечивающую надежное обнаружение (например, определение методом ВЭЖХ) каждого маркера в отдельности, из каждого маркировочного «блока».
МАРКИРОВАНИЕ В ОБЪЕМЕ (при порционном способе изготовления ВВ - например, аммонит 6ЖВ в шаровой мельнице):
Исходя из известной массы изготавливаемого ВВ, готовится навеска каждого маркирующего «блока». При этом, обеспечивают требуемую концентрацию маркеров в маркируемом ВВ, обеспечивающую надежное обнаружение (например, определение методом ВЭЖХ) каждого маркера в отдельности, из каждого маркировочного «блока».
Определяющая новизна предлагаемых способов маркировки заключается в следующем:
- использование множества различных классов химических веществ, обладающих спектрофлуориметрическими свойствами;
- «разбивание» кодируемой информации на "блоки" (страна, завод, ВВ, дата) - для уменьшения вероятности возникновения ошибки при создании сплошного (длинного) кода;
- в качестве примера рассмотрены два способа шифрования:
- перевод десятичного числа в двоичное и отображение последнего в виде набора веществ-маркеров;
- создание "комбинаторных групп" наборами химических маркеров, когда шифрование осуществляется табличным методом (назначенное соответствие)
- назначается соответствие номеру ячейки содержащейся в ней развернутой информации (в этом случае, смысловая емкость самой информации может многократно превышать номер (код)).
Если проанализировать требования, предъявляемые к скрытой маркировке, то можно увидеть, что эти требования сводятся к указанию следующей информации в графической части маркировки - страна-изготовитель, предприятие-изготовитель, тип продукции (тип ВВ), номер партии и дата изготовления. Таким образом, каждое требование представляет собой независимую информацию. При этом такая информация как «страна-изготовитель», «предприятие-изготовитель» и «тип продукции» носят статически и постоянный характер, то есть не изменяются во времени. А такие блоки информации как «номер партии» и «дата изготовления» изменяются и носят переменный характер.
Для различных смысловых «блоков» возможно применение или двоичного или комбинаторного шифрования (например: код страны, код предприятия, код типа ВВ - целесообразно кодировать комбинаторным кодом, а номер партии и дату изготовления - двоичным кодом). Первые три блока - комбинаторный код - это статичные коды, не меняющиеся во времени, а вот "номер партии» и «дата изготовления» будут "динамичными" - изменяющимися во времени - особенно дата: 2015, 2016,2017 годы.
В этом случае целесообразно применять следующий способ скрытой маркировки взрывчатых веществ, заключающийся во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых пропорционально количеству технических показателей, подлежащих маркировке. Для маркирования взрывчатого вещества в качестве каждого идентификатора, соответствующего отдельному техническому показателю, используют по крайней мере два вещества, обладающих доступной детектированию флуоресценцией, которые формируют в отдельные наборы или блоки.
При этом информацию об одних наборах или блоках записывают в системе десятичного кода, а информацию о других наборах или блоках записывают в системе двоичного кода с расположением веществ в этих наборах или блоках при выявлении на спектрограмме последовательно выстроенными в ряд в соответствии со шкалой разрядности единиц двоичного кода, при этом маркирующую композицию составляют из отдельных наборов или блоков, каждый из которых отдельным потоком подают во взрывчатое вещество при смешивании отдельных компонентов последнего.
Настоящее изобретение промышленно применимо и позволяет, применяя в качестве маркеров вещества, обладающие флуоресценцирующими свойствами, использовать их спектральные значения в качестве единиц двоичного кода, выстроенных по специальному алгоритму. Это позволяет обеспечить скрытность маркировки и ее шифрование.