ГМАРЬ1 Антон Дмитриевич
ЛЕБЕДЕВ1 Михаил Борисович, кандидат технических наук
ОСАДЧИЙ1 Сергей Александрович
УСАЧЕВ1 Евгений Юрьевич, кандидат технических наук, доцент
ЧАХЛОВ2 Сергей Владимирович, кандидат физико-математических наук
1 – МГТУ МИРЭА, Москва;
2 – ТПУ ИНК, Томск.
Досмотровые комплексы аппаратуры для контроля крупногабаритных автотранспортных средств и грузов
Источник: журнал «Спецтехника и связь» №4 2014 г.
В статье представлены, результаты, опытно-конструкторских работ, проводившихся, в 2010 - 2013 гг. в рамках Комплексной программы, обеспечения, безопасности населения, на транспорте, выполнявшейся, в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации ВП-П9-2317 от. 13 апреля. 2010 г. и Распоряжением. Правительства Российской Федерации от. 30 июля. 2010 г. №1285-р.
В рамках ОКР впервые досмотровые средства для. крупногабаритного автотранспорта и грузов разработаны, в виде аппаратно-программных комплексов, включающих разную по физическим принципам досмотровую аппаратуру. Это позволило реализовать в таких комплексах алгоритмы принятия решения об обнаружении опасных или запрещенных для перевозки на транспорте предметов по совокупности различных по природе характерных признаков.
Комплексной программой обеспечения безопасности населения на транспорте, выполнявшейся в 2010 - 2013 гг. в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации ВП-П9-2317 от13 апреля 2010 г. и Распоряжением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2010 г. №1285-р, была поставлена задача создания современной досмотровой техники для досмотровых мероприятий по своевременному обнаружению на транспорте диверсионно-террористических средств (ДТС), к которым относятся огнестрельное и холодное оружие, штатные и самодельные взрывные устройства, взрывчатые вещества (ВВ), а также радиоактивные и делящиеся вещества (РВ и ДВ). Также в целях безопасности обнаружению на транспорте подлежат запрещенные к провозу предметы и вещества - наркотические вещества (НВ), пожароопасные и отравляющие вещества.
Досмотр крупногабаритного автотранспорта и грузов до недавнего времени проводился только таможенными органами при их поступлении из-за рубежа. При решении задачи обеспечения безопасности населения на транспорте меняются цели и требования к проведению досмотра, а, следовательно, и требования к используемой досмотровой технике.
Организация досмотровых мероприятий и досмотровая техника по своим техническим характеристикам должны обеспечивать максимальный уровень выполнения задачи по выявлению опасных и запрещенных предметов и веществ.
В настоящее время для контроля автотранспортных средств и грузов широко используется досмотровая радиометрическая аппаратура (ДРА) на основе просвечивания досматриваемого объекта высокоэнергетическим рентгеновским излучением. Результатом этого просвечивания является получение теневого рентгеновского изображения, которое выводится на экран монитора.
Современные методы цифровой обработки получаемых изображений позволяют в некоторых случаях, например при таможенном досмотре, эффективно решать задачи выявления и распознавания предметов и веществ. Однако для решения задач обеспечения безопасности населения на транспорте только рентгеновское зондирование не позволяет надежно выявлять диверсионно-террористические средства или наркотики.
В целях повышения эффективности досмотра был предложен подход, предполагающий:
- многоуровневый процесс проведения досмотра и принятия решения об опасности досматриваемого объекта;
- комплексное использование досмотровой техники на различных физических принципах, что позволяет принимать решение о наличии опасных и запрещенных веществ и предметов по совокупности характерных отличительных признаков.
Именно такой подход был положен в основу проектирования и разработки новых досмотровых комплексных систем для досмотра крупногабаритного автотранспорта и грузов. В разработанных комплексах широко использован отечественный и международный опыт применения радиометрического метода в сочетании с мно-гоуровневостью процесса досмотра и комплексным использованием аппаратуры на основе различных физических принципов.
Следует также отметить, что найденные при разработке комплексов технические решения обеспечивают их высокую ремонтопригодность (на 95% они состоят из отечественных комплектующих), а комплексы, базирующиеся на открытом воздухе, способны работать в широком температурном диапазоне от -40 до +45 °С.
Были разработаны три специальных аппаратно-программных комплекса:
- досмотровый радиометрический комплекс «Шток-ТрГРММ» с подвижной радиометрической системой;
- досмотровый комплекс для работы на открытом воздухе с радиометрической системой с неподвижным порталом «Шток-ТрРН»;
- мобильный досмотровый комплекс «Шток-МНК».
ДРК «Шток-ТрГРММ» состоит из ряда досмотровых технических средств, функционально связанных в две системы:
- досмотровую радиометрическую аппаратуру (ДРА) для контроля крупногабаритных автотранспортных средств, грузов и автобусов;
- систему контроля пассажиров автобусов и их багажа (СКП).
По конструктивным особенностям, режиму эксплуатации и степени радиационной опасности ДРА ДРК «Шток-ТрГРММ» относится в соответствии с СанПиН 2.6.1.2369-08 к инспекционно-досмотровому ускорительному комплексу второго типа с неподвижным объектом контроля и движущимся источником ионизирующего излучения (рис. 2). ДРА ДРК «Шток-ТрГРММ» размещается в специальном строении, конструкция которого обеспечивает радиационную защиту окружающей среды и других систем комплекса при ее работе.
Рис. 1. Функциональная схема ДРА
Рис. 2. Внешний вид досмотровой радиометрической аппаратуры «Шток-ТрГРММ»
Система контроля пассажиров состоит из досмотровой аппаратуры для контроля людей, их ручной клади и багажа. Она предполагает размещение в отдельном помещении, куда не попадает рентгеновское излучение ДРА. ДРА имеет два оригинальных ракурса просвечивания, что позволяет расширить возможности по обнаружению и идентификации предметов и веществ на получаемых рентгеновских изображениях досматриваемых объектов (рис. 3). Один ракурс рентгеновского изображения получается при просвечивании объекта веерным пучком рентгеновского излучения под прямым углом к плоскости сканирования из точки, находящейся выше плоскости днища автомобиля, а второй - при просвечивании под углом 60° к плоскости сканирования из точки, находящейся ниже плоскости днища автомобиля.
В обоих ракурсах реализована функция дуальных энергий, позволяющая разделять вещества по эффективному атомному номеру - Zэф и выводить их на рентгеновское изображение разным цветом. Цветовая гамма: органические вещества с Zэф < 10 - оранжевый цвет, неорганические вещества с 10 < Zэф < 20 - зеленый цвет, неорганические вещества с Zэф > 20 - синий цвет.
Досмотровый комплекс «Шток-ТрРН» состоит из двух функционально и программно связанных систем на различных физических принципах:
- радиометрической аппаратуры с неподвижным порталом (рис. 4);
- аппаратуры зондирования быстрыми «мечеными» нейтронами (рис. 5).
Эти системы обеспечивают выполнение задачи контроля автотранспортных средств и крупногабаритных грузов в соответствии с многоуровневым алгоритмом.
Рис. 3. Рентгеновские изображения
досматриваемого автомобиля в двух ракурсах
Рис. 4. Радиометрическая аппаратура с
неподвижным порталом ДКТС «Шток-ТрРН»
Рис. 5. Аппаратура зондирования быстрыми «мечеными»
нейтронами ДКТС «Шток-ТрРН»
Просвечивание объекта при рентгеновском сканировании в комплексе «Шток-ТрРН» осуществляется в двух ракурсах: под прямым углом к плоскости сканирования сверху и снизу - что позволяет вычислить координаты подозрительных мест для дополнительного обследования нейтронной аппаратурой (рис. 6). В обоих ракурсах просвечивание проводится в режиме дуальных энергий с разделением веществ по Zэф.
По результатам радиометрического контроля в режиме дуальных энергий при выявлении мест, подозрительных на присутствие ВВ или других опасных или запрещенных к провозу веществ, производится дополнительное обследование объекта путем зондирования этих мест быстрыми нейтронами. Вычисленные ДРА координаты подозрительных мест, подлежащих зондированию, передаются в аппаратуру зондирования быстрыми нейтронами. Идентификация веществ осуществляется по получаемым спектрам неупругого рассеяния быстрых «меченых» нейтронов.
ДРА ДКТС «Шток-ТрРН» соответствует требованиям СанПиН 2.6.1.236908 к инспекционно-досмотровому ускорительному комплексу первого типа с перемещающимся объектом контроля и неподвижным источником ионизирующего излучения. Радиационная защита обеспечивается собственной биологической защитой и выделением соответствующих зон безопасности.
Аппаратура зондирования нейтронами имеет санитарное заключение по радиационной безопасности НИИ радиационной гигиены им. профессора П.В. Рамзаева, г. Санкт-Петербург. Радиационная защита обеспечивается в основном выделением соответствующих зон безопасности.
Мобильная досмотровая аппаратура «Шток-МНК»
Мобильная досмотровая аппаратура «Шток-МНК» также является аппаратно-программной системой из нескольких технических средств на основе различных физических принципов. Комплекс «Шток-МНК» производит досмотр крупногабаритных грузов и автотранспортных средств с использованием аппаратуры радиометрического, спектрометрического и дозиметрического контроля, а также аппаратуры зондирования быстрыми нейтронами.
Рис. 6. Геометрия просвечивания ДРА ДКТС «Шток ТрРН»
В его состав входят следующие виды досмотровой аппаратуры:
- досмотровая радиометрическая аппаратура (ДРА);
- аппаратура досмотровая на обратно-рассеянном рентгеновском излучении и радиационного мониторинга (ДСОРРИ-УРМ);
- аппаратура зондирования быстрыми «мечеными» нейтронами (УЗН); Внешний вид МДКТС «Шток-МНК» в транспортном положении представлен на рис. 7 и в рабочем положении - на рис. 8.
Алгоритм досмотра заключается в последовательном обследовании досматриваемого объекта досмотровыми системами в порядке по приведенному выше списку. Необходимость каждого последующего шага определяется результатами, полученными на всех предыдущих шагах Радиационная защита при работе «Шток-МНК» обеспечивается в основном выделением соответствующих зон безопасности.
Пример получаемых на «Шток-МНК» рентгеновских изображений досматриваемого автотранспорта приведен на рис 9.
Рис. 7. МДКТС «Шток-МНК» в транспортном положении
Рис. 8. МДКТС «Шток-МНК» в рабочем положении
Рис. 9. Рентгеновское изображение досмотренного на
радиометрической системе МДКТС «Шток-МНК» автотранспорта
Выводы
1. Впервые разработка комплексных систем для досмотра крупногабаритных автотранспортных средств выполнена на основе современного подхода, предусматривающего:
- многоуровневый процесс проведения досмотра и принятия решения об опасности досматриваемого объекта;
- комплексное использование досмотровой техники на основе различных физических принципов, что позволяет принимать решение о наличии опасных и запрещенных веществ и предметов по совокупности различных по природе характерных признаков.
2. Для выполнения задач по обеспечению безопасности населения на транспорте созданы комплексы аппаратуры для проведения досмотра крупногабаритного автотранспорта и грузов на основе всего известного модельного ряда ДРА:
- комплекс «Шток-ТрГРММ» для досмотра автотранспортных средств, грузов и пассажиров с багажом на основе ДРА с движущимся порталом;
- ДКТС «Шток-ТрРН» на основе ДРА с неподвижным порталом;
- МДКТС «Шток-МНК» на основе мобильной ДРА.
3. МДКТС «Шток-МНК» прошла в качестве технического средства обеспечения безопасности населения на транспорте опытную эксплуатацию на одном из объектов олимпийского Сочи и показала хорошую надежность, высокие эксплуатационные и досмотровые характеристики
Статья опубликована на сайте: 29.01.2015