Как работает интроскоп в аэропорту. Интроскопы в аэропортах

В этой публикации коротко, просто и наглядно дается ответ на вопрос «Что такое интроскоп?», приводятся примеры из нашей практики, рассказывается об основных типах этого оборудования, технологиях и конструктивных решениях.

Системы безопасности объектов транспортной инфраструктуры, объектов жизнеобеспечения, мест проведения массовых мероприятий, например Олимпиада в Сочи, Универсиада в Казани, FIFA, сегодня невозможно представить без применения таких технических средств безопасности как металлодетекторы, газоанализаторы, детекторы взрывчатых и наркотических веществ и конечно интроскопы.

1. Что такое «интроскоп»?

Интроскопия это неразрушающее исследование внутренней структуры непрозрачного объекта и протекающих в нём процессов с помощью звуковых волн, электромагнитного излучения, постоянного и переменного электромагнитного поля или потоков элементарных частиц. Диапазон технологий реализации интроскопии достаточно широк, мы сосредоточимся на таком средстве досмотра как рентгенотелевизионная установка (РТУ), называемое также рентгенотелевизионный интроскоп, использующий рентгеновское излучение и применяемый повсеместно для досмотра багажа, ручной клади и грузов.

Ниже показан один из самых распространенных сегодня рентгенотелевизионных интроскопов. Это компании Smiths Heimann со снятыми верхней и боковой крышками. Можно видеть синий цилиндр справа внизу – это сердце установки - генератор рентгеновского излучения, который испускает пучок рентгеновского излучения, направляемого коллиматором сквозь досмотровый тоннель на линейку детекторов обычно Г образной формы.

2. Каков принцип работы интроскопа (рентгенотелевизионной установки, РТУ)?

Помещенный внутри тоннеля объект облучается с определенного ракурса. В зависимости от его толщины и материала теряется часть энергии излучения. Остаточная энергия регистрируется особыми детекторами и преобразуется в электрические сигналы, обрабатываемые в процессорном блоке. В результате генерируется теневое рентгенотелевизионное изображение (проекция) инспектируемого объекта, демонстрирующее его внутреннюю структуру, в нашем случае - содержимое багажа, ручной клади и пр.

Анализ ослабления рентгеновского излучения на разных уровнях его энергии позволяет интроскопу определять материалы инспектируемых предметов по эффективному атомному номеру, разделяя их на три группы: органические (закрашиваются оранжевым цветом на рентгенотелевизионном изображении), неорганические (закрашиваются голубым) и промежуточная группа материалов (закрашиваются зеленым).

Ниже показано рентгенотелевизионное изображение типичного предмета багажа: цвет объектов определяет принадлежность к группе материалов, яркость зависит от их толщины (чем больше толщина объекта, тем он темнее на изображении).

С развитием технологий, размеры детекторов уменьшаются. Это позволяет увеличить их количество на детекторной линейке и повысить качество получаемого изображения.

3. Какие основные схемы интроскопов существуют?

Оптимизация взаимного расположения генератора, конвейерной ленты и детекторной линейки также существенно влияет на качество изображения. На следующем рисунке показана принципиальная схема рентгенотелевизионного интроскопа : генератор рентгеновского излучения размещен ниже конвейерной ленты, а рентгеновское излучение направлено вверх. При такой конфигурации чем ближе конвейерная лента к генератору, тем большее количество детекторов участвует в формировании изображения и тем более мелкие предметы видны на экране оператора. Плюсом этой конструкции является малая занимаемая площадь.

С другой стороны, чтобы разместить генератор под конвейерной лентой, необходимо соответственно поднять ее от уровня пола. Это может затруднить досмотр тяжелых предметов багажа и ручной клади, поэтому интроскопы такой схемы применяются для досмотра сравнительно легких предметов багажа и ручной клади на входной группе в аэропортах, других объектах транспортной инфраструтуры, на входе на объекты жизнеобеспечения.

Другая конструктивная возможность размещения генератора реализована в интроскопе Hi-Scan 100100T – сверху с направлением вниз на детекторную линейку как показано ниже. В этом случае конвейерная лента размещается низко над уровнем пола, что позволяет досматривать уже достаточно тяжелые грузы.

Третья опция реализована в интроскопе Hi-Scan 5180si – боковое расположение генератора, которое позволяет разместить конвейерную ленту низко над полом и также досматривать тяжелые объекты. Размещение досматриваемого объекта ближе к генератору, позволяет отображать более мелкие детали. Компенсируя конструктивные недостатки двух предыдущих схем, эта конструкция в то же время требует увеличенную площадь для размещения.

Выбор коструктивной схемы рентгенотелевизионной установки определяется задачами, стоящими, перед силами и средствами обеспечения безопасности.

4. Интроскопы с автоматическим обнаружением Взрывчатых Веществ

Сегодня существуют многопроекционные интроскопы, которые одновременно генерируют изображения нескольких проекций исследуемого объекта, существенно увеличивая эффективность досмотра и осмотра. К таким интроскопам относится, например Hi-Scan 6040i (с опциями TIM и Optoscreener) или Hi-Scan 6040-2is компании Smiths Heimann, изображенный ниже:

Эта рентгенотелевизионная установка генерирует две проекции досматриваемого объекта:

Две проекции облегчают идентификацию плоских предметов, например, ножей, отчетливо видимых на экране.

Одновременно, две и более проекций дают больше информации для анализа содержимого. Hi-Scan 6040-2is это новая разработка, современные алгоритмы ПО позволяют дополнительно к атомной массе точно вычислять плотность каждого отдельного предмета багажа. Это дает возможность Hi-Scan 6040-2is надежно обнаруживать жидкие и твердые взрывчатые вещества (ВВ).

5. Как можно использовать интроскопы (рентгенотелевизионные установки, РТУ, РТИ)?

Любой рентгенотелевизионный интроскоп можно использовать как изолированное средство либо как неотъемлемую часть современной концепции пункта досмотра, КПП , где он используется в составе комплементарных технологий, системное использование которых гарантирует необходимый уровень обнаружения тревог.

Современное программное обеспечение и встроенный интерфейс такого интроскопа, как например HI-SCAN 10080 EDtS компании Smiths Heimann позволяют встраивать его в Комплексные Системы Безопасности (КСБ). Наиболее известным примером является реализация в области транспортной безопасности, аэропортов – создание многоуровневых систем обеспечения безопасности аэропортов.

В таких приложениях интроскопы встроены в конвейерные системы, включены в единое информационное пространство объекта транспортной инфраструктуры, объединены в сети и для повышения эффективности работы эффективно дополняют и взаимодействуют с другими технологиями досмотра (детекторы следов взрывчатых веществ, газоанализаторы, средства персонального досмотра и пр.). При этом реализуется необходимая маршрутизация пакетов информации и рентгенотелевизионных изображений для одновременного решения задач Службы Авиационной Безопасности (САБ), Федеральной Таможенной службы (ФТС) а также сил и средств обеспечения безопасности объекта транспортной инфраструктуры.

Благодаря высокой производительности и функции автоматического обнаружения взрывчатых веществ такой рентгенотелевизионный интроскоп как HI-SCAN 10080 EDtS устанавливается на 1 Уровне досмотра и в автоматическом режиме досматривает 100% входящих предметов багажа. При этом те из них, где опасное и запрещенное содержимое обнаружено, перемещаются на следующие уровни досмотра для досмотра комплеметарными технологиями, тогда как остальные объекты направляются в пункт следования.

Таким образом обычная конфигурация многоуровневой системы досмотра заключается в том, что предметы с опасным и запрещенным содержимым, обнаруженным на Уровне 1, автоматически направляются на Уровень 2 для дальнейшего изучения рентгенотелевизионных изображений оператором. При необходимости изображения и предмет направляются на Уровень 3 и так далее. C повышением уровня безопасности растут затраты времени на анализ предмета и его содержимого.

Похожая система внедрена, например, в новом терминале аэропорта Пулково (г. Санкт-Петербург).

6.1 Правила наименования интроскопов Hi-Scan.

Наименование интроскопов Hi-Scan компании Smiths Heimann отражает особенности их конструкции:

Размеры досмотрового тоннеля зашифрованы цифрами в названии, так имеет тоннель сечением около 600х400 мм (ШхВ).
Дополнительные символы, указанные после этих цифр, определяют другие детали конструкции РТУ (см. например Правила наименования интроскопов Hi-Scan)

6.2 Выбор компании-поставщика РТУ.

При заказе такого сложного оборудования как рентгенотелевизионная установка (РТУ, интроскоп) важно работать с компаниями-профессионалами рынка средств безопасности. Официальный дилер обеспечивает гарантию производителя, его персонал обладает большим опытом работы в том числе на российском рынке и авторизован производителем осуществлять ремонт и сервисное обслуживание.

Такая компания поставляет заказчикам лучшие решения мирового уровня «под ключ», начиная с подбора оборудования согласно поставленным задачам, разработки проекта размещения, поставки, пуско-наладки и заканчивая обучением операторов и поставками запасных частей. Эта компания часто является членом экспертного сообщества или ассоциации, объединяющих ведущих профессионалов в области обеспечения безопасности и применения досмотрового оборудования.

Интернет пестрит, а люди верят в досужие домыслы о вреде и опасном воздействии интроскопов на здоровье человека. Однако все эти мифы слишком далеки от реальности, как бы того не хотелось рьяным противникам технического прогресса. Чтобы не вводить Вас в заблуждение, пройдем по каждому из слухов и на основании научных фактов докажем их несостоятельность.

1. Во время сканирования сумки через интроскоп мы получаем облучение

Миф о получении радиационного облучения во время работы интроскопа, пожалуй, один из самых распространенных. На эту информацию легко наткнуться на сайтах молодых мам (местами чересчур мнительных и богатых на фантазию) или в примитивных ответах на Mail.ru, не подкрепленных ни одним вразумительным доводом. Однако никогда Вы не встретите такой информации на специализированных ресурсах, которыми пользуются профессионалы, имеющие непосредственное отношение к рентгеновскому оборудованию (радиотехники, специалисты по безопасности, медработники).

Несмотря на угрозу для жизни и здоровья, тысячи людей ежедневно проходят предполетный контроль в аэропорту, досмотр на пограничных постах, да и просто при входе на территорию административных или режимных объектов. Неужели все мы подвергаемся такой опасности?! Как ни странно, все по-прежнему живы и здоровы, откуда же тогда взялся этот миф? За ответами обратимся к науке.

В физике для измерения воздействия радиации на организм человека используются понятия эквивалентной дозы и мощности эквивалентной дозы, которые измеряются в Зивертах (Зв) и Зивертах/час, а также в их тысячном (миллизиверты (мЗв)) и миллионном (микрозиверты (мкЗв)) эквивалентах. Излучение в 2-3 Зиверта (Зв) действительно может нанести серьезный вред здоровью человека.

Предельно безопасной дозой облучения для человека считается 100 мЗв в год. При дозе облучения до 70 мЗв никаких негативных последствий для здоровья не наблюдается. Доза облучения в 1-2 Зв может вызвать лучевую болезнь. Облучение в 3-5 Зв повреждает костный мозг, от более высоких доз смерть наступает через 2-3 недели.

Есть миллизиверт (мЗв - одна тысячная зиверта) и микрозиверт (мкЗв - одна миллионная зиверта), т.е. 1 мЗв равен 1000 мкЗв. Сравним на практике: доза ионизирующего излучения интроскопа ADANI BV5030 не превышает 0,16 мкЗв, то есть даже одной сотой доли миллионной части Зиверта или 0,00016 мЗв.

Если проще - это настолько малая доза излучения, что какие-либо последствия ее воздействия исключены. Естественно, мы рассматриваем здравомыслящих людей, которые не попытаются залезть внутрь досмотрового туннеля. В таком случае человек получит дозу облучения, но и она будет не критичной. В иной ситуации находится оператор РТУ, осуществляющий процесс сканирования, и подверженный минимальной эквивалентной дозе излучения. Однако его от воздействия лучей защищает закрывающие досмотровое окно прорезиненные ламели.

А для находящихся рядом воздействие излучения интроскопа, как уже было сказано, абсолютно безопасно. Проходите контроль спокойно!

2. Воздействие излучения интроскопа на оператора досмотра

Из первого пункта закономерно следует вопрос - а как на счет воздействия радиационного излучения на оператора интроскопа? Это второй в рейтинге миф по популярности.

Доза излучения, получаемая оператором рентгеновской установки (РТУ) не превышает 0,1 мкЗв. Плюс ко всему, доза ионизирующего излучения у интроскопов ADANI одна из самых минимальных в мире. Однако справедливо заметить, что пассажиры проводят значительно меньше времени рядом с РТУ - не более 5-10 минут. Тогда как операторы проводят рядом с досмотровой установкой весь рабочий день, а значит и дозу облучения получают в разы большую. Это действительно так!

Несмотря на то, что и 0,1 мкЗв считается безопасной дозой, продолжительность работы операторов РТУ строго регламентирована. Чтобы минимизировать воздействие излучения, для сотрудников предусмотрена посменная работа, с графиком, не превышающим безопасно допустимую норму облучения в сутки.

Также специально для контроля дозы радиации в интроскопе предусмотрены:

встроенный дозиметр;
встроенный механический затвор;
видимый сигнал предупреждения об использовании сканера.

Использование данных опций позволяет предупредить оператора о превышении допустимого времени работы с интроскопом. Сотрудника подменяет следующий по смене. Таким образом обеспечивается непрерывный процесс досмотра и соблюдение требований безопасности труда при работе с источником ионизирующего излучения.

3. Облучение багажа при досмотре

Довольно странный миф, но если кто-то до него додумался - придется разобрать и его. Основываясь на выше описанных фактах, доза облучения при досмотре личных вещей настолько мала, что не представляет опасности ни для пассажира, ни для оператора интроскопа. То же самое касается и самих сканируемых предметов, как ни странно это звучит.

Да, эквивалентная доза облучения внутри досмотрового туннеля выше, чем в непосредственной близости с интроскопом, однако и эта цифра не превышает безопасно допустимого значения.

То есть те, кого сильно волновал вопрос, привезут ли они из отпуска вместе с незабываемыми впечатлениями радиоактивный магнитик, могут не волноваться. Нет, это абсурдное утверждение, не имеющего ничего общего с правдой.

4. Интроскоп засвечивает фотопленку

Этот миф тем менее востребован сегодня, чем больше в прошлое уходят пленочные фотоаппараты, переходя из разряда общеразтиражированных мифов в разряд “баек” для специалистов. И поскольку любители ретро-аппаратов все еще остались, развенчать этот миф все-таки придется.

На сегодняшний день мнение о том, что интроскопы способны оказывать воздействие на пленку, не состоятельно. Более того, производители современных рентгеновских установок указывают в спецификации, что излучение безопасно для фото- и видеопленок, даже повышенной чувствительности до ISO 1600 (33DIN).

5. Интроскопы опасны для гаджетов и технических устройств

В начале 2000-х этот миф еще имел место на существование. Он не имел ничего общего с действительностью, но мог быть оправдан только начавшейся волной популяризации персональных компьютеров и боязнью повредить драгоценную технику.

Сейчас, когда смартфонами, планшетами и другими электронным гаджетами вооружены все до зубов с малолетства, сложно представить, что кто-то еще может верить в эту страшилку. Мы ежедневно проходим через рамки металлоискателей, сканируем личные вещи посредством интроскопов и странно предположить, что рентгеновские лучи могут каким-либо образом повредить нашей технике. Этот миф полностью несостоятелен, что не требует лишних доказательств.

6. Интроскопы - это источник радиации

Ошибочно путать радиацию и рентгеновское излучение. Ни при медицинском обследовании, ни при сканировании багажа мы не подвергаемся воздействию радиации.

По своей природе рентгеновские лучи являются видом электромагнитного излучения. Аналогичное происхождение имеют световые и радиоволны. Используя свойства этих волн сегодня передаются различные сигналы, в том числе, такие как теле- и радио.

Специфическая особенность рентгеновских волн - малая длина и высокая энергоемкость. То есть рентген-лучи могут нести большую энергию, а значит и обладают высокой проникающей способностью. Следовательно, чем выше энергия лучей, тем больше проникающая способность. Что позволяет на основе данной технологии создавать крупногабаритные инспекционно-досмотровые комплексы для досмотра грузов, автомобильного транспорта и даже ЖД-составов.

Также рентгеновские лучи могут проникать через тело человека без какого-либо вреда для организма. Данное свойство более активно применяется в медицине, нежели в сфере безопасности, за исключением, полноростовых сканеров досмотра человека.

Ученые и врачи единогласно утверждают, что вреда от рентгеновского излучения нет. Для сравнения, доза излучения, которую мы получаем за 10 недель при повседневной жизни в городе, сопоставима с эквивалентной дозой во время одного медицинского обследования с помощью рентгеновской установки.

Не лишним будет заметить, что доза излучения в рентгеновских досмотровых установках во много раз слабее, нежели в медицинских аппаратов.

7. Интроскопы опасны даже в выключенном состоянии

Обоснование несостоятельности данного мифа вытекает из предыдущего блока. Утверждения, что интроскопы, якобы, опасны по причине их радиоактивности, основываются на положении о наведенной радиации.

Наведенная радиация - радиоактивность веществ при воздействии на них ионизирующего излучения, чаще всего нейтронов.

Данное понятие не имеет ничего общего с рентгеновским излучением, поскольку их природа различна. Нейтронные излучение - продукт ядерного распада. Сами по себе нейтроны являются частицами, на имеющими электрического заряда и, следовательно, не носящими ионизирующего (радиоактивного) воздействия. Однако при воздействии нейтронов на определенные вещества, те могут приобретать радиоактивные свойства - что и называется наведенной радиацией. На чем и основан данный миф.

В интроскопах используется совсем другое физическое явление. Рентгеновское излучение - сверх короткие волны электромагнитного происхождения, полученные путем ускорения в рентгеновской трубке отрицательно (катода) и положительно (анода) заряженных электронов. Данное физическое явление лежит в основе генератора рентгеновской установки, соответственно, при отключении которого приостанавливается и происхождение ионизирующего излучения. Что делает миф об опасности интроскопов в выключенном виде несостоятельным.

Пожалуй, многих интересует вопрос, как проверяют багаж в аэропорту. Дело в том, что за последнее десятилетие правила досмотра багажа значительно поменялись. Также изменился и список предметов, которые можно брать пассажиру на борт самолета. Примечательно, что работники погранслужбы, служба безопасности аэропорта и экипаж на авиалайнере могут провести осмотр личных вещей любого пассажира. Отметим, что все желающие полететь на самолете должны пройти :

первичный осмотр;
вторичный осмотр.

Также может быть и дополнительный осмотр, уже на борту авиалайнера.

Итак, многих интересует вопрос: как и чем просвечивают багаж в аэропорту. Рассмотрим все по порядку. Первый досмотр багажа в аэропорту происходит сразу же после входа в здание. На этом этапе сотрудники проверяют ручную кладь при помощи специального аппарата и багажной ленты. Отметим, что в любой момент работники могут попросить открыть сумки и показать то, что покажется им подозрительным. Примечательно, что при осмотре сотрудники не обращают внимание, например, на то, что сумка замотана полиэтиленовой лентой и т. д. Соответственно, при возникновении любых вопросов придется все распаковывать. Иначе пассажир попросту не пройдет в аэропорт.

Второй досмотр проходит уже внутри здания . Здесь придется пройти рамки металлоискателя либо подобного аппарата. Перед прохождением этого осмотра не забудьте снять все металлические предметы, например, часы и положить их в специальную пластиковую коробку. Отметим, что проверка багажа в аэропорту также будут осуществлена отдельно и только после этого отдан владельцу. В случае если у пассажира вдруг обнаружится любая жидкость больше 100 мл либо какие-либо колюще-режущие предметы, можно будет переложить их в багаж. В противном случае их попросят выкинуть.

Отметим, что, если металлоискатель отреагирует на человека, его проверят при помощи специального ручного сканера . Далее при повторном осмотре и обнаружении чего-либо вас попросят предъявить металлический предмет. Конечно, это не касается металлических пластин либо штырей, которые были вшиты во время операции.

После успешного прохождения металлодетектора пассажиры сдают всю ручную кладь и отправляются проходить паспортный контроль. Во многих больших аэропортах установлены специальный сканер тела человека, который показывает детальную картинку. Такие аппараты есть, например, в Домодедово. Для того чтобы пройти такой сканер в аэропорту, всем людям приходится даже разуваться и надевать бахилы.

Если при первом осмотре человек еще может оставить у себя, например, бутылку воды либо сока, аргументировав это тем, что перед посадкой он все выпьет и выбросит, то при осмотре непосредственно перед самолетом все запрещённые вещи будут выброшены в мусорное ведро .

Именно поэтому будьте крайне внимательны, так как всякие мелкие вещи могут случайно запасть под подкладку сумок и т. д. Рекомендуется осуществлять очень тщательную проверку. Не стоит забывать и то, что к жидкостям относятся различные крема, шампуни, зубные пасты и т. п. Соответственно, их запрещается проносить на самолёт.

Просвеченный багаж

Принцип работы сканера в аэропорту

В последние годы практически во всех крупных аэропортах позаботились о безопасности и установили специальные сканеры, которые делятся на 2 вида: металлодетекторы и устройства, создающие объемную картинку просканированного человека. Соответственно, второй вариант является намного более действенным и эффективным для обнаружения неразрешенных предметов, так как такой рентген в аэропорту выводит изображение, очень похожее на голое тело. Однако не стоит переживать, служба безопасности в аэропорту ответственно заявляет, что анонимность для всех пассажиров полностью обеспечена, так как оператор устройства не видит лица. Помимо этого, картинки сразу же удаляются.

Как работает рентген в аэропорту?

Данные аппараты основаны на 2-х различных принципах работы. В первом случае лучи не проходят насквозь, а отражаются. Соответственно, различные материалы обозначаются разными цветами, в зависимости от плотности. Для примера, мышцы и кожа имеют светлые оттенки, а что-то более плотное – темные цвета. Чтобы получить готовое изображение на мониторе, оператору необходимо сделать 2 фотографии: одна спереди и одна сзади.

Во втором случае используются волны миллиметрового диапазона. Излучаются они 2-я вращающимися антеннами. Стоит отметить, что любая одежда полностью прозрачна для такого аппарата. Картинка получается четкая и подробная. Такое изображение выглядит намного реалистичнее, в отличии от рентгеновского сканера.

Как отличить сканеры?

Если кто-то хочет узнать, как отличить между собой сканеры, то сделать это очень просто. Металлодетектор выглядит буквой «П», через него необходимо просто пройти. В свою очередь, сканер тела выглядит как 2 будки. Между ними должен встать человек и постоять несколько секунд.

На что влияет такая процедура?

Создатели двух типов сканеров утверждают, что они совершенно безопасны как для человека, так и для вещей. К примеру, микроволновое устройство сравнивается с излучением, полученным от мобильного телефона за 5 минут разговора, а рентгеновское излучение, как после 2 минут. Но несмотря на такие заверения, последнее устройство используется в аэропортах очень редко. Помимо этого, детей и беременных через него не проводят.

Отметим, что глобальных исследований по поводу влияния подобной техники на организм человек а, а также на различную технику, медпрепараты и т. д. не проводилось .

Проверка в авиалайнере

Как уже описано выше, есть возможность того, что проверку может провести капитан воздушного судна. Отметим, что после взлета на борту действуют немного другие правила, которые определяются непосредственно командиром самолета. В случае если пассажира заподозрили в чем-либо, капитан имеет право досмотреть его вещи и даже арестовать. Зачастую это происходит из-за неподобающего поведения и случается очень редко.

Как проводились изменения правил безопасности?

Первое кардинальное изменение правил вступило в силу в Америке в самом начале 2000-х. В аэропортах начинают следить за тем, чтобы пассажиры не проносили на самолет различные колото-режущие предметы. В первую очередь вне закона стали маленькие канцелярские и перочинные ножи. Также было произведено укрепление кабины пилота. Также спички и зажигалки теперь требовалось отправлять в багаж.

Далее, в 2003 году, ICAO решает ввести электронные паспорта во всех странах. В первую очередь это делалось для того, чтобы на паспортном контроле все данные о пассажире можно было сразу считать, а не вводить вручную.

В следующем году в Америке начинают снимать отпечатки пальцев у иностранцев. В 2006 году запрещается проносить на борт авиалайнера жидкости, гели и аэрозоли. Под запрет попали даже новогодние шарики и бутылки с молоком для малышей. Однако позже все же разрешают проносить жидкость до 100 мл. Также в этом году вводят отдельный осмотр всех электронных устройств.

В 2007 году все государства стали официально обмениваться информацией о пассажирах. Также в некоторых местах появился предполетный досмотр с кинологами. В 2011 году, после трагедии в Домодедово, на входе в здание аэропорта происходит тщательный осмотр абсолютно всех пассажиров, а ручная кладь проходит через интроскоп. Помимо этого, за всем следит опытный психолог.

Вконтакте

Досмотровое оборудование. Интроскопы: как это работает?

Обеспечение безопасности – одна из основных задач развития современного общества: защита от угрозы терроризма, организованной преступности, катастроф техногенного и экологического характера. Эффективность решений этих проблем неразрывно связана с уровнем оснащённости объектов соответствующими техническими средствами противодействия угрозам, важное место среди которых занимает досмотровое оборудование.

Проверка содержимого багажа, почтовых отправлений, грузов и транспортных средств осуществляется сегодня посредством систем неинтрузивного (бесконтактного) контроля, т.е. без непосредственно нарушения целостности упаковки (корпуса) объектов досмотра. В этих целях одними из наиболее эффективных и востребованных технических средств являются различные по своему назначению и конструкции рентгенотелевизионные установки (РТУ), которые по-другому называют «интроскопами».

Типы интроскопов

Первое, на что обращают внимание при выборе рентгенотелевизионных установок – габариты оборудования и размер досмотрового туннеля. Данные физические параметры зависят от поставленных целей и задач заказчика.

Так, например, для досмотра ручной клади подойдет устройство с небольшим туннелем - 620 х 420 мм (Rapiscan 620XR), для крупного багажа и грузов небольшого размера – 1000 х 1000 мм (Rapiscan 628 XR). Существуют и другие модели, с туннелем больших габаритов.

По количеству получаемых изображений интроскопы делятся на однопроекционные и друхпроекционные аппараты.

В свою очередь однопроекционные РТУ имеют один генератор рентгеновского излучения.

При сканировании система выдает одно рентгеновское изображение досматриваемого объекта, на котором цветом, соответствующим атомному номеру вещества, выделяются содержащиеся предметы.

Двухпроекционные РТУ, имеющие в составе два генератора, воспроизводят одновременно вертикальное и горизонтальное изображение досматриваемого объекта. Усовершенствованная технология позволяет повысить скорость и эффективность обнаружения угрозы, так оператору досмотра не требуется производить повторное сканирование, меняя положение багажа.

Как уже упоминалось выше, основная цель досмотра – установить содержимое сканируемого объекта без непосредственного вскрытия его оболочки и удостовериться в отсутствии представляющих опасность и запрещенных для транспортировки предметов и веществ. Добиться этого позволяет технология определения атомного номера веществ.

Что именно выявляется в процессе досмотра?

В процессе сканирования рентгенотелевизионные установки обеспечивают разделение органических и неорганических материалов, предоставляя трехцветное изображение досматриваемого объекта.

Оранжевым цветом отображаются органические материалы.
Синим цветом отображаются неорганические материалы.
Зеленым цветом отображаются смешанные материалы (органические и неорганические).

Для получения более точной информации о содержимом сканируемого объекта проводится комплексный анализ состава, плотности и структуры предметов. Совокупность этих данных позволяет оператору досмотра судить об их назначении и принадлежности к определённому типу потенциальных угроз.

Для автоматизации действий сотрудников безопасности и ускорения процедуры досмотра современное досмотровое оборудование Rapiscan имеет специализированное программное обеспечение, позволяющее обрабатывать полученные рентгеновские изображения следующими способами.

Увеличение изображения в 2-64 раза. Каждый полученный снимок разделен на 9 областей, при нажатии на которую происходит увеличение заданной области в необходимое количество раз.

Режим «Organic Material» («Органические вещества»). При его включении цветовое маркирование остальных веществ, за исключением органики, автоматически отключается.

При включении режима «Неорганические материалы» (Inorganic materials) происходит процесс обратный предыдущей функции - происходит удаление цветовой информации обо всех материалах, кроме неорганических.

Функция «Cristal Clear» – запатентованная разработка компании Rapiscan Systems, позволяющая увеличивать контрастность отдельных деталей содержимого как в темных, так и в светлых зонах одновременно.

Black and White («Черно-белый формат») – при включении режима удаляется вся цветовая информация изображения.

При включении режима «Инверсия» (Inverse) изображение отображается в негативном формате: белое становится черным и наоборот.

High penetration («Высокое проникновение») – позволяет повысить качество изображения предметов с высокой плотностью.

Помимо этого, операторам доступна возможность ручной настройки режимов отображения, при помощи регулирования следующих параметров:

Яркость изображения - гаммы;
Резкость контуров;
Плотность (изменяя яркость отображения предметов, имеющих схожие характеристики проникновения рентгеновского излучения);
Цветовое отображение только выделенных предметов.

Встроенная память рентгенотелевизионной установки сохраняет результат сканирования, которые затем могут быть перенесены на съемный носитель.

Помимо стандартных функций обработки изображения, досмотровые системы Rapiscan Systems имеют ряд дополнительных опций.

TARGET™ - автоматическое обнаружение опасных предметов. Система сама анализирует массу, размер и состав предметов и на основании этих данных автоматически идентифицирует потенциальную угрозы.

TIP – проекция изображения опасного объекта. Этот режим используется для обучения и повышения квалификации сотрудников служб безопасности. Принцип его работы прост: на любую из проекций, отображаемых на экране оператора, автоматически накладывается изображение опасного предмета, которое он должен распознать.

DTA™ - предупреждение о повышенной плотности предметов. Сканирование опасных объектов часто затруднено из-за их непроницаемости для рентгеновских лучей. Чтобы выявить их, достаточно установить предельное значение плотности предмета, а при его превышении сработает сигнал тревоги, а объекты будут выделены пурпурным.

NDS™ - сетевая станция для отображения проекций. Применение сетевой станции отображения (NDS™) позволяет повысить безопасность и пропускную способность пунктов пропуска, за счет передачи изображения сканируемого багажа на мониторы операторов удаленного досмотра для более детальной проверки.

OTP™ - программа обучения операторов досмотра. Курс рассчитан как для подготовки специалистов начинающего уровня, так и для повышения квалификационных навыков и аттестации сотрудников службы безопасности. Система выводит на экран оператора рентгеновскую проекцию «чистого» багажа, хранящуюся в архиве изображений, и анализирует его действия в процессе обработки изображения. Также с использованием программы TIP на изображение может накладываться проекция потенциальной угрозы.

Досмотровое оборудование Rapiscan Systems в России

Компания WEKEY, более 15 лет выступая официальным дистрибьютором досмотровых систем Rapiscan Systems на территории России, занимается оснащением объектов транспортной инфраструктуры, мест массового пребывания людей, правительственных учреждений, предприятий атомной промышленности и не только. С полным перечнем отраслей, для которых WEKEY разрабатывает решения по безопасности можно по разделе "решения".

В связи с повсеместным введением досмотровых систем, многие задаются таким вопросом. В этом посте автор хочет начать цикл статей о разнообразных системах досмотра, о применяемых принципах обнаружения опасных объектов и конструкции аппаратуры досмотра вплоть до «железа».

Для начала рассмотрим рентгеновские инспекционные системы

Чаще всего в рентгеновских инспекционных системах, или по памяти о телевизионных системах, типа «Поиск», - РТУ (рентгенотелевизионная установка) применяется рентгеновская трубка. Да, та самая которую придумал Кондрад Рентген и чаще всего без охлаждаемого вращением анода.

Схема получения изображения, изначально была проста – путем проекции на люминесцирующую под рентгеновскими лучами пластину.

Как находят взрывчатку с помощью рентгено-инспекционных комплексов?

История развития досмотровых систем для просвечивания багажа.

Расскажем историю развития рентгеновских досмотровых систем.
Для начала несколько поясняющих рисунков.

Базовая геометрия рентген излучения при флюорографии

На этом изображении видно как поток рентгеновских лучей проецируется на флуоресцентный экран. Изначально ренгено-инспекционные системы не во многом отличались от техники для флюорографии. Принцип действия был прост.

Рентгеновское излучение от источника проходит через контролируемый (просвечиваемый), предмет, преобразуется на специальном флуоресцентном экране в световой рельеф, соответствующий рентгеновскому изображению объекта (т.н. "теневое изображение") и через защитное стекло визуально воспринимается оператором.

Флюороскопия с прямым отображением:

Позже, для защиты от излучения додумались закрывать излучение в освинцованном ящике, наблюдая полученное изображение, через зеркала и оптические системы с возможностью увеличения.

Усиление изображения с ТВ камерой

Дальнейшее развитие шло по пути усиления получаемого изображения, при помощи фотоэлектронных усилителей и преобразования в телевизионный сигнал, просматриваемый на мониторе.

Но вскоре пришла "цифровая революция", коренным образом изменившая принципы сканирования.

Современные рентгеновские инспекционные установки, чаще используют другие принципы, уменьшившие побочное изучение и сильно улучшившие:

Качество изображения
Различимость материалов

Качество изображения улучшилось благодаря применению высокочувствительных полупроводниковых детекторов (фотодиодов), с нанесенным на них слоем люминесцентного вещества (обычно йодид цезия) а, также цифровой обработке на компьютере.

Рентгеновский луч проецируется в виде полосы, точно на линейку детекторов, мимо которых перемещается сканируемый объект (багаж), по транспортерной ленте. Окна тоннеля, в котором происходит сканирование, закрыто на входе и выходе освинцованными шторками. Это делается для защиты от рассеянного излучения.

Далее полученный сигнал считывается и преобразуется аналого-цифровым преобразователем - АЦП, выравнивается и передается в компьютер для обработки и сложения " последовательных срезов" объекта в единое изображение.

Схема щелевой коллимации

Микродозовое цифровое рентгеновское сканирование

Вскоре, для уменьшения размеров рентгеновской инспекционной установки придумали Г -образное размещение детекторов, как видно на рисунке.

Преимущества Г-образной матрицы детекторов.

Современные рентгено-инспекционные комплексы различают материалы используя эффект Комптона и определяют две энергии рентгеновских лучей – высокую и низкую.

В 1923г. А. Комптон, исследуя рассеяние рентгеновских лучей (фотонов большой энергии) различными веществами (в основном легкими: графитом, парафином и др.), содержащими свободные или слабо связанные электроны, обнаружил, что в рассеянных лучах, наряду с излучением первоначальной длины волны l содержатся также лучи с длиной волны l¢ большей l (l¢>l). Причем разность Dl=l¢-l оказалась независящей от l и от природы рассеивающего вещества, а целиком определялась углом рассеяния. Экспериментально была установлена следующая закономерность:

где q - угол, образуемый направлением рассеянного излучения с направлением первичного пучка; l0 – постоянная для всех веществ величина, равная l0=0,0242 =2,42×10-12м.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: рассеяние электромагнитного излучения на свободных или слабо связанных электрона, при котором отдельный фотон в результате упругого соударения с электроном передает ему часть своего импульса (часть энергии), называется эффектом или явлением Комптона.

Простым языком, происходит следующее:

При соударении кванта рентгеновского излучения, происходит передача энергии электрону. Возбужденный электрон сбрасывает полученную от кванта энергию в виде фотона рентгеновского излучения, более низкой энергии.

Важно понимать:

При рассеянии излучения веществами с малыми атомными номерами практически все рассеянное излучение имеет смещенную длину волны. Таким образом, в спектре рентгеновского излучения появляются две энергии: низкая и исходная – высокая.

Первоначальный спектр рентгеновского излучения - высокой энергии.

Спектр рентгеновского излучения, после происхождения через органическое вещество.

Рентгеновские досмотровые комплексы выпускаются разными фирмами. В России в основном присутствует техника фирм Nuctech, Smits Detection, Rapiscan, L3 Communication, Astrophysics, Медрентех, Berg и многих других. Эти компании из разных стран: Россия, Китай, Америка, Великобритания, Германия.

Рассмотрим обычную конструкцию рентгено-инспекционной системы для досмотра ручного багажа.

Схема рентгено-инспекционной системы.

На рис отчетливо виден генератор рентгеновского излучения (X-ray Sourсe), Г-образная матрица детекторов Folded Detector Array и компьютер.

Принципы работы рентгено-инспекционной системы:

Когда инспектируемый объект входит в туннель и перекрывает фотоэлектрический датчик, сигнал с датчика поступает на блок управления, который запускает генератор рентгеновского излучения.
Рентгеновское излучение выходит из коллиматора, проникает через досматриваемый объект и попадает на детектор.

В системе используются детекторы двух энергий. Число модулей детекторов в два раза больше, чем в одно энергетической системе. Два блока детекторов с чувствительностью соответственно, к рентгеновским лучам низкой и высокой энергии размещены вместе для приема рентгеновского излучения.

В зависимости от сигналов, принятых с обоих детекторов, система обработки изображения может распознать типы материалов (в основном органику, неорганику и смеси) инспектируемого объекта.
Модули детекторов системы собраны в защищенных панелях расположенных в форме Г и установлены по диагонали от генератора рентгеновского излучения, для сканирования рентгеновскими лучами всего сечения туннеля.

В этой компоновке исключены "слепые" зоны и допускается досмотр любой части объектов проходящих по туннелю.

Дополнительное изображение рентгено-инспекционной системы

Высокоэффективный детектор преобразует рентгеновское излучение в слабые токовые сигналы, которые усиливаются и поступают на АЦП.

Эти аналоговые сигналы преобразуются в 16-битовые цифровые сигналы, которые передаются в компьютер.

Компьютер сначала корректирует несоответствие и смещение цифрового сигнала от каждого пикселя, затем по сигналам скорректированной высокой и низкой энергии классифицирует органические и неорганические материалы и выполняет базовые функции обработки изображения, например, улучшение краев изображений, коррекцию 16-битовых сигналов высокой и низкой энергии.

Сигнал каждого рентгено-графического среза объекта превращается в "линию" изображения на экране дисплея.

Уровень серого изображения указывает степень поглощения рентгеновского излучения в инспектируемом объекте.

Так как объект транспортируется по туннелю конвейером с постоянной скоростью, система сканирует его последовательными " ренгено-графическими срезами". Обработанные рентгеновские изображения объекта последовательно выводятся на дисплей для просмотра.

Все рентгено-графические срезы изображений досматриваемого объекта объединяются и образуют полное рентгеновское изображение.

Чтобы инспекторы могли лучше понять детали изображения и принять правильное решение, система предоставляет им ряд функций для анализа и оценки изображения.

Применение этих функций не меняет самих данных изображения. Отключение таких функций восстанавливает исходное изображение.

Отсканированный рентгено-инспекционной установкой тестовый багаж выглядит следующим образом:

В этом кейсе есть весь джентльменский набор террориста – револьвер, граната, бомба с таймером, набор ключей от самолета Boeing, сотовый телефон и Samsung Galaxy Note 7.
Полученное изображение окрашено в различные цвета.

Различным материалам соответствуют разные цвета окраски объектов в соответствии с таблицей:

	Эффективное атомное число Z эфф	Типичный материал
Органические вещества		Соединения легких элементов, например, водород, углерод, азот и кислород, включая большинство взрывчаток (например, нитроглицерин), пластмасс (например, полипропилен), бумагу, ткань, пищу, дерево и воду
Смешанный материал	Между 10 и 18	Металлические элементы средней массы (например, алюминий) и соли.
Неорганические вещества		Тяжелые металлические элементы (например, титан, хром, серебро, никель, железо, медь, цинк и свинец).

Zэфф – это атомный вес материалов которые просвечены в заданной области изображения. Этот параметр определяется благодаря эффекту Комптона и детекторам рентгеновского излучения низкой и высокой энергии.

Есть разные функции обработки изображения досматриваемого объекта. Любимый инспекторами черно-белый режим используется для обнаружения тонких, металлических объектов.

Например: проводов, ножей в вертикальной проекции или взрывчатки с проводами и взрывателем.

Черно-белое (Ч/Б) изображение

Для обнаружения металлических объектов используется режим устранения органических материалов. В результате, на изображении синим цветом, отмечены металлические объекты. Немного забегая вперед, могу рассказать, что зеленым цветом окрашены легкие металлы – например, алюминий или соли металлов.

Устранение органики

Для определения тротила или другой пластиковой взрывчатки а, так-же наркотиков используется режим исключения неорганических материалов – металлов и солей. В результате видны органические материалы, например фрукты и овощи, пластики, в том числе пластиковая взрывчатка и наркотические вещества.

Отображение только органических веществ при исключении неорганических материалов

Также при досмотре применяется возможность определения материалов по атомным номерам – Z эфф.

Эффективные атомные числа (Zeff) взрывчатки и наркотиков лежат в диапазоне , как показано в Таблице.

Таблица Эффективных атомных чисел взрывчатки и наркотиков

Функция Z7/Z8/Z9 применяется для выделения на изображении материалов с Zeff равным 7, 8 или 9. С помощью этой функции можно просматривать органические материалы с параметром Zeff равным 7, 8 или 9 соответственно. Участки изображения с органическими материалами с указанным Zeff показаны красным цветом, а остальные участки показаны серыми. Таким образом, можно легко выделить взрывчатку или наркотики.

Применение функции Z9

На рисунке хорошо видны зерна амфетамина в пакете, показанные с помощью функции Z9.

Также используется режим «авто» - автоматического обнаружения. В этом режиме опасные вещества обводятся цветными, прямоугольными контурами.

Реальное изображение багажа на мониторе рентгеновской инспекционно-досмотровой установки.

Желтыми рамками обведены предметы похожие на взрывчатку. Розовые рамки – окружают объекты подобные наркотикам. Красные рамки - это предупреждение об объектах, не просвечиваемых рентгеновским излучением.

Следовательно, за этим предметом может располагаться что-либо не видимое инспектору. И если скрыта значительная часть багажа, то инспектор обязан его досмотреть.

Важно понимать что, эти рамки предупреждение для инспектора. Не так часто рамки указывают на реальную угрозу.

В следующей статье будут рассмотрены методы тренировки операторов, возможности и функции программного обеспечения и конструкция рентгеновских инспекционных комплексов.

Теги: Добавить метки