Терагерцовая технология "ОКБ "Астрон" как основа системы сканирования пассажиров в метро

Одной из главных целей для совершения террористических атак на объектах транспорта являются метрополитены. К таким выводам пришли специалисты Национального консорциума по изучению терроризма при Мэрилендском университете (США). Метрополитен имеет огромный пассажиропоток, поэтому теракты в метро приводят к большому количеству пострадавших, к чему и стремится современный терроризм. Для защиты объектов транспортной инфраструктуры и транспортных средств метрополитена от террористических актов в нашей стране, как и во многих других, в последние годы проводится активная работа по созданию систем обеспечения транспортной безопасности.

Территория метрополитена делится на зоны:

• транспортной безопасности, проход в которую осуществляется через контрольно-пропускные посты (зоны досмотра) в соответствии с установленным порядком;
• свободного доступа, проход в которую физических лиц и пронос материальных объектов не ограничивается.

Зона транспортной безопасности, в свою очередь, подразделяется на перевозочный и технологический сектор. Основная часть устанавливаемых в метрополитенах инженерно-технических систем обеспечения транспортной безопасности предназначена для оснащения контрольно-пропускных пунктов (зон досмотра). Зоны располагаются в вестибюлях на участке между входом и турникетами. В настоящий момент в метрополитенах России идет активная работа по созданию и оснащению данных зон.

В рамках Федеральной целевой программы в АО "ОКБ "АСТРОН" создан малогабаритный терагерцовый комплекс THERZ-7A для обнаружения запрещенных предметов, скрытых под одеждой. Система сканирует пассажиров на предмет естественно излучаемых их телами "терагерцовых" волн, частоты которых находятся в промежутке между инфракрасным и сверхвысокочастотным микроволновым диапазонами. Если у человека есть запрещенный предмет (оружие или взрывчатка, металлический или неметаллический), он блокирует излучение и позволяет обнаружить себя.

Что такое терагерцовое излучение?

Диапазон частот терагерцового (ТГц) излучения занимает промежуточное положение между инфракрасной (ИК) и микроволновой областями электромагнитного спектра. Условно границами ТГц-диапазона считаются частоты 0,02 ТГц и 10 ТГц. Этот частотный интервал часто также называют дальним ИК- или субмиллиметровым диапазоном.

Терагерцовое излучение является неионизирующим, в отличие от рентгеновского. Различные биологические ткани обладают различным поглощением в данном диапазоне, что позволяет обеспечить контрастность снимков. В терагерцовом диапазоне лежат спектры сложных органических молекул (молекулы белков и ДНК, взрывчатых веществ и др.). По сравнению с видимым и ИК-излучением терагерцовое является длинноволновым, а значит оно менее подвержено рассеянию. В результате в этом диапазоне прозрачны многие сухие диэлектрические материалы, такие как ткани, дерево, бумага, пластмассы. Поэтому терагерцовое излучение можно использовать для неразрушающего контроля материалов, сканирования в аэропортах и т.д. В то же время длина волны излучения достаточно мала, чтобы обеспечить субмикронное пространственное разрешение при использовании свободно распространяющегося излучения. В терагерцовом диапазоне лежат резонансы вращательных и колебательных переходов многих молекул. Это позволяет проводить идентификацию молекул по их спектральным "отпечаткам". В сочетании с получением изображения в терагерцовом диапазоне это дает возможность определить не только форму, но и состав исследуемого объекта.

Рис.1 Диапазоны электромагнитного излучения

Преимущества THERZ-7A

Система THERZ-7A позволяет охранному персоналу проводить быстрые и эффективные проверки потока людей без физического контакта. Данный комплекс может быть легко приспособлен к имеющейся системе безопасности и не влияет на ее производительность. THERZ-7A обнаруживает скрытые объекты, проводя различие между естественной энергией человеческого тела в миллиметровом диапазоне и энергией неживых предметов, таких как взрывчатые вещества и оружие, даже если они спрятаны под одеждой.

Механизм обнаружения обводит рамкой потенциально опасный объект и включает тревогу, которая оповестит охрану о возможной опасности, чтобы сотрудники службы безопасности могли дополнительно проверить подозреваемого или же выключили сигнал тревоги. Система точно определяет изделия из металлов, керамики, пластмасс, композитных материалов, жидкостей и гелей.

Устройство не облучает объекты и не создает опасность для здоровья людей, в том числе имеющих кардиостимуляторы или беременных женщин. Система не вызывает клаустрофобию, так как полностью открыта. THERZ-7A не отображает анатомические подробности, тем самым защищая личную неприкосновенность и соблюдая нормы морали. Система работает в реальном времени, ее установка не создает длинные очереди на входе и выходе.

Установка и эксплуатация малогабаритного комплекса возможна без предварительной подготовки мест досмотра. Подготовка к работе занимает 15 минут и осуществляется одним человеком.

Рис.2 Пример изображения для оператора THERZ-7A

В состав THERZ-7A входят:

• блок камер (терагерцовая камера, камера видеонаблюдения, тепловизионная камера);
• автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора

Технические характеристики THERZ-7A

• Дальность обнаружения крупных предметов (скрытых под одеждой) – не менее 15 м.
• Пропускная способность в режиме прохода объекта досмотра составляет не менее 150 человек/час.
• Максимальное время, в течение которого выдается результат контроля (наличие или отсутствие предметов при условии неподвижности объекта досмотра), не превышает 2 с.
• Результаты досмотра, представленные оператору THERZ-7A на экране монитора АРМ, визуализируют скрытый предмет с его привязкой к месту нахождения на досматриваемом объекте.
• THERZ-7A имеет возможность как автономной (самостоятельной) работы, так и в составе интегрированного комплекса технических средств охраны по каналу Ethernet.
• Время хранения записанной видеоинформации – 30 суток.
• Предусмотрена возможность записи хранимой информации на внешние носители (съемный жесткий диск или твердотельный носитель информации).
• THERZ-7A работает от общепромышленной сети переменного тока напряжением 220 В (±10%), частотой 50 (±1) Гц.
• Общая электрическая мощность не превышает 150 Вт.
• Рабочий диапазон температур от +5 до +40 °С внутри отапливаемых помещений без конденсирования влаги, степень защиты оболочки – IP20.
• Габаритные размеры блока камер – 660x650x245 мм.

Рис.3.  Возможная схема организации досмотровой зоны безопасности с использованием THERZ-7A

Синергетический эффект

Новые системы безопасности позволяют правоохранительным органам, работающим в метрополитене, проверять пассажиров, не вмешиваясь в движение скоплений людей, и предпринимать превентивные меры, если будут обнаружены подозрительные предметы, взрывные устройства или оружие.

Применение комплекса THERZ-7A на объектах позволит достичь следующих эффектов:

• заблаговременное дистанционное обнаружение скрытых предметов на подходе к объекту;
• обнаружение неметаллических скрытых предметов;
• повышение эффективности оперативных организационно-технических мероприятий;
• безвредность для людей;
• неинвазивность (без отображения анатомического строения);
• возможность организации качественного и эффективного дистанционного досмотра людей на объектах;
• повышение общей эффективности существующих и вновь создаваемых интегрированных комплексов и систем физической защиты объектов метрополитенов Российской Федерации.

Владимир Войтов
Руководитель проекта "Терагерцовые системы" АО "ОКБ "Астрон"

Вадим Старцев
Главный конструктор АО "ОКБ "Астрон"