Система сетевого контроля деятельности операторов рентгенотелевизионных интроскопов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Система сетевого контроля деятельности операторов рентгенотелевизионных интроскопов

Д. А. Козлов¹, Ан. К. Волков¹, Ал. К. Волков¹

¹Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации Б.П. Бугаева

(ФГБОУ ВО УИ ГА), Ульяновск, Россия

Аннотация. В условиях не снижающейся террористической угрозы применения взрывных устройств на объектах гражданской авиации и воздушных судах проблема повышения уровня обеспечения авиационной безопасности (АБ) стоит в ряду первостепенных задач. Аспекты человеческого фактора, связанные с деятельностью операторов рентгенотелевизионных интроскопов (РТИ), имеют первостепенное значение для надежного функционирования систем досмотра в аэропортах. В связи с этим, актуальной является задача повышения эффективности подготовки и объективности оценки качества деятельности операторов РТИ. Целью данного исследования является разработка предложений по применению сетевых технологий и ситуационных центров в практике обеспечения АБ. Предложена система сетевого управления подготовкой и мониторинга деятельности операторов РТИ, состоящая из ситуационного центра АБ с центральным сервером и базой данных. Разработано устройство сетевого контроля деятельности операторов РТИ, которое позволяет осуществлять независимый контроль и их целенаправленную подготовку.

Ключевые слова: авиационная безопасность, оператор рентгенотелевизионного интроскопа, профессиональная подготовка, сетевые технологии, ситуационный центр.

Abstract. In the context of the ongoing terrorist threat of the use of explosive devices at civil aviation facilities and aircraft, the issue of increasing the level of aviation security (AS) is among the top priorities. Aspects of the human factor related to the activities of operators of x-ray systems (RTI) are of paramount importance for the reliable operation of screening systems at airports. In this regard, the urgent task is to improve the efficiency of training and objectivity of assessing the quality of activities of RTI operators. The purpose of this study is to develop proposals for the use of network technologies and situation centers in the practice of AS. The system of network management of preparation and monitoring of activity of operators of RTI consisting of the situation center AS with the central server and database is offered. The device of network control of activity of operators of RTI which allows to carry out independent control and their purposeful preparation is developed.

Keywords: aviation security, operator of x-ray systems, professional training, network technologies, situation center.

авиационный безопасность мониторинг интроскоп

Возросший уровень потенциальных угроз в адрес гражданской авиации требует постоянного совершенствования методов и средств обеспечения АБ. Одним из главных элементов системы обеспечения АБ является процесс проведения досмотра пассажиров, их ручной клади и багажа. Досмотр осуществляется специально подготовленными сотрудниками службы авиационной безопасности с применение РТИ. В связи с этим человеческий фактор имеет важное значение, как для функционирования системы досмотра, так и для обеспечения безопасности аэропорта в целом. Одной из основных проблем, которые способствуют негативному проявлению человеческого фактора при обеспечении АБ, является недостаточная эффективность подготовки и объективность контроля качества деятельности операторов РТИ на объектах воздушного транспорта в реальном режиме времени. Также необходимо отметить, что в настоящее время в практике обеспечения АБ отсутствует возможность применения современных сетевых технологий, что затрудняет реализацию механизмов своевременного реагирования на новые угрозы, организацию централизованного руководства и координацию деятельности систем досмотра в различных аэропортах.

Таким образом, актуальной является задача расширения области применения современных сетевых технологий на процессы обеспечения АБ. В настоящее время за рубежом в практику обеспечения АБ активно внедряются современные сетевые технологии и единые ситуационные центры, в связи с чем, необходимо провести анализ возможности адаптации зарубежного опыта применительно к условиям Российской Федерации.

Анализ зарубежного опыта применения сетевых технологий в практике обеспечения авиационной безопасности

Первый этап применения сетевых технологий в практике обеспечения АБ за рубежом был связан с созданием в конце 2005 единого центра управления подготовкой операторов РТИ. Для достижения данной цели был специально разработан компьютерный тренажер «X-Ray Tutor CBT», который применяется более чем в 500 аэропортах по всему миру, включая Европу. Разработанная сетевая система, включает в себя ситуационный центр с центральным сервером «XRT Server Tools» и базой данных, объединенным единой сетью с несколькими десятками аэропортов, в которых установлены тренажеры «X-Ray Tutor CBT» [1]. Результатов контроля деятельности операторов РТИ передаются в центральную базу данных. Специализированный сервер «XRT Server Tools» позволяет осуществлять централизованное управление и мониторинг деятельности операторов РТИ. Специальный модуль управления библиотекой изображений обеспечивает возможность круглосуточно распространять среди подключенных к серверу тренажеров новых рентгеновских изображений. Это позволяет проводить обучение и оценку компетентности операторов по обнаружению самых последних объектов угроз, путем информации, переданной из разведывательных и полицейских источников. Однако данная сетевая система не обладает возможностью организации непрерывного обучения и мониторинга деятельности операторов РТИ непосредственно на рабочем месте, так как данная система не объединена с технологией проецирования изображений опасных предметов (ПИОП).

Технология ПИОП - это «технология, которая позволяет проецировать фиктивные предметы, запрещенные к перевозке, на рентгеновское изображение реального багажа пассажира после их сканирования на досмотровом оборудовании» [2].

Стандартная конфигурация сетевой системы ПИОП состоит из рентгеновского оборудования, коммутатора, центрального сервера и автоматизированного рабочего места (АРМ), на котором установлено специальное программное обеспечение. Данная система также интегрируется с автоматизированной обучающей системой (АОС).

В качестве недостатков представленной системы можно отметить следующее:

- предполагается автономное использование данной системы на базе конкретного авиапредприятия, что не позволяет реализовать всесторонний контроль деятельности операторов РТИ на базе сетевого взаимодействия между надзорными органами государства в области АБ и авиапредприятиями;

- существующая библиотека рентгеновских изображений ПИОП может содержать изображения, которые не отвечают требованиям надзорных органов Российской Федерации в области АБ;

- согласно рекомендуемой практике Международной организации гражданской авиации контроль эксплуатационных параметров технологии ПИОП должны осуществлять надзорные органы государства в области АБ, а службы АБ авиапредприятий не могли бы вносить изменения в них.

Следующим этапом развития сетевых технологий в Европе явилась реализация с 2012 года Евросоюзом исследовательского проекта «Автоматическое сравнение рентгеновских изображений при сканировании грузов» («Automated Comparison of X-ray Images for cargo scanning», ACXIS) [3]. Основной целью данного проекта является повышение эффективности процедур досмотра грузов на таможенных и пограничных пунктах. Для достижения этой цели были предложены и в настоящее время реализуются следующие решения [4]:

- создание единого центра с независимой базой данных рентгеновских изображений незаконных грузов, а также технологии сетевого обмена информацией между субъектами обеспечения АБ;

- разработка алгоритмов и процедур унификации рентгеновских изображений, полученных с различного досмотрового оборудования;

- разработка специального тренажера в целях подготовки и сертификации таможенных и пограничных служб;

- разработка алгоритмов автоматической идентификации потенциально опасных и незаконных грузов.

Применение сетевых технологий в практике обеспечения АБ позволяет: во-первых, повысить подготовленность операторов РТИ по обнаружению запрещенных предметов; во-вторых, разработать алгоритмы автоматического распознавания опасных и незаконных грузов на основе методов машинного обучения. В связи с этим, важной задачей проекта «ACXIS» - это «разработка специальных систем автоматического распознавания изображений для облегчения и улучшения обнаружения как законных, так и незаконных грузов в контейнерах и грузовиках» [5]. Внедрение технологии интеллектуального распознавания рентгеновских изображений позволит автоматически анализировать снимки грузов сразу после сканирования и одновременно просматривать их операторами РТИ.

На основании проведенного анализа зарубежного опыта можно сделать вывод, что один из путей повышения эффективности мер обеспечения АБ в Российской Федерации, заключается в применении современных сетевых технологий и создании единых ситуационных центров.

Система сетевого контроля деятельности операторов РТИ

В данной работе предлагается следующая система сетевого контроля деятельности операторов РТИ, схема которой представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема системы сетевого контроля деятельности операторов РТИ

Предложенная система состоит из двух уровней: уровень авиапредприятия и уровень ситуационного центра АБ.

На уровне авиапредприятия сетевая система ПИОП интегрирована с АОС, что позволяет организовать два режима работы: адаптивный и тестовый. В адаптивном режиме, предъявление рентгеновских изображений начинается с легких уровней сложности. Последующее увеличение трудности рентгеновских изображений связано с влиянием факторов усложнения «закладок» запрещенных предметов и результатами индивидуальных характеристик обнаружения конкретным оператором РТИ. Целью данного режима является поддержание бдительности операторов РТИ во время выполнения ими профессиональных задач, а также адаптацию обучения к индивидуальным потребностям оператора. В режиме тестирования всем операторам предъявляется конкретное рентгеновское изображение, содержащее запрещенный предмет. Задачей данного режима является обеспечение объективной и стандартизированной оценки индивидуальной подготовленности операторов по обнаружению определенных предметов. Центральный сервер системы получает посредством сети результаты деятельности операторов, а затем направляет их на АРМ и сервер с АОС. На АРМ происходить первичный анализ данных ПИОП. На сервере с АОС решается задача оптимизации выбора рентгеновских изображений, которые соответствуют потребностям конкретного оператора в целях адаптации подготовки, формируются отчеты контроля деятельности операторов, рассчитываются показатели уровня компетентности. Вследствие этого, в следующей период работы на рентгеновском оборудовании благодаря организованной системе оператору будет представлен блок тестовых изображений, который соответствуют текущему уровню его потребностей.

На уровне ситуационного центра АБ основными составляющими являются база данных и устройство сетевого контроля деятельности операторов досмотровой техники, структурная схема которого показана на рисунке 2.

Рис. 2. Схема устройства сетевого контроля деятельности операторов РТИ

Разработанное устройство содержит блок согласования с сервером, внешние выходы и входы которого посредством сетевых технологий подключены к серверам системы ПИОП авиапредприятий, первый выход, которого подключен к одному входу блока управления, при этом первый выход этого блока подключен к первому входу блока согласования с сервером. Также дополнительно введены датчик случайных чисел выбора тестовых изображений, блок тестовых изображений, датчик случайных чисел выбора аэропорта, блок сбора статистических показателей и выводы результатов контроля. При этом второй выход блока согласования с сервером через датчик случайных чисел выбора тестовых изображений и блока тестовых изображений подключен к другому входу блока управления, тогда как второй выход блока управления через случайных чисел выбора аэропорта подключен ко второму входу блока согласования с сервером. Третий выход блока управления через блок сбора статистических показателей подключен к блоку вывода результатов контроля.

Принцип работы данного устройства заключается в следующем: через второй выход блока 2 управления и датчик 5 случайного числа выбора аэропорта подается команда на блок 1 согласования с сервером о случайном выборе периферийного аэропорта, одновременно с этим через первый выход блока 2 управления и второй выход блока 1 согласования с сервером на датчик 3 случайного числа выбора тестовых изображений подается команда на блок 4 тестовых изображений о выборе конкретного изображения, которое через другой вход блока 2 управления и его первый выход подается на первый вход блока 1 согласования с сервером, а после чего в выбранный случайным образом аэропорт, подключенный через один из внешних выходов блока 1 согласования с сервером, при этом соответствующий вход этого блока получает ответ оператора РТИ, который через третий выход блока 2 управления попадает в блок 6 сбора статистических показателей и по запросу отображается в блоке 7 вывода результатов контроля.

Важной элементом при функционировании ситуационного центра АБ является база данных рентгеновских изображений багажа и ручной клади, содержащие запрещенные к провозу вещества и предметы. Актуальная база данных имеет важное значение как при реализации подготовки операторов РТИ, так и при внедрении алгоритмов распознавания образов угроз на основе методов машинного обучения. В качестве способов комплектования такой базы данных можно рассмотреть следующие подходы.

Первый подход предполагает применение реальных рентгеновских изображений, предоставленных службами АБ различных аэропортов. Однако количество изображений запрещенных предметов, полученных из текущего опыта, остается ограниченным и при этом сбор данных характеризуется значительными временными и ресурсными затратами.

Второй способ позволяет преодолеть рассмотренные ограничения. Подход предполагает создание рентгеновских изображений опасных предметов посредством виртуального моделирования. Суть данного подхода заключается в использовании технологии 3D моделирования объектов и программного обеспечения моделирования неразрушающего контроля «CIVA».

Заключение

В статье проведен анализ практики и обобщение передового международного опыта организации АБ с применением современных сетевых технологий. Предлагаются подходы к решению вопроса о повышении эффективности подготовки и объективности оценки деятельности операторов РТИ посредством внедрения в практику обеспечение АБ современных сетевых технологий и ситуационных центров.

В работе предложено внедрить систему сетевого контроля деятельности операторов РТИ, состоящую из ситуационного центра АБ с центральным сервером и базой данных, объединенным посредством сетевых технологий с серверами систем ПИОП аэропортов. Разработано устройство сетевого контроля деятельности операторов РТИ, которое позволяет осуществлять независимый и объективный мониторинг деятельности операторов. Предложены способы комплектования базы данных рентгеновских изображений. В качестве перспективных направлений дальнейших исследований человеческого фактора в области обеспечения АБ можно отметить следующее: применение технологии регистрации движения глаз, а также внедрение механизмов психофизиологического мониторинга состояния оператора РТИ [6].

Литература

Schwaninger A. Reacting to the terror threat. Analyzing, controlling and adapting to the meet new threats. // Airport, 2006, Vol. 5. - Pp. 30-31.

Hofer F. Using threat image projection data for assessing individual screener performance / Hofer F., Schwaninger A. // Safety and Security Engineering, 2005, Vol. 82. - Pp. 417-426.

Visser W. Automated comparison of x-ray images for cargo scanning / Visser W., Schwaninger A., Hardmeir D., Flisch A., Costin M., Viene C., Sukowski F., Hassler U., Dorion I., Marciano A., Koomen G., Slegt M., Cesare Canonica A. // IEEE International Carnahan Conference on Security Technology Proceedings, 2016, Vol. 50. pp. - 268-276.

Kolokytha S. Creating a reference database for cargo inspection X-ray images using high energy CT of cargo mock-ups / Kolokytha S., Flisch A., Lьthi T., Plamondon M., Hartmann S., Vasser W., Schwaninger A., Hardmeier D., Costin M., Vienne C., Sukowski F., Hassler U., Dorion I., Canonica A., Rochat E., Koomen G., Slegt M. // IEEE Instrumentation and measurement society, 2016. - Pp. 249-254.

Kolokytha S. Improving customs' border control by creating a references database of cargo inspection X-ray images / Kolokytha S., Flisch A., Lьthi T., Plamondon M., Schwaninger A., Vasser W., Hardmeier D., Costin M., Vienne C., Sukowski F., Hassler U., Dorion I., Gadi N., Maitrejean S., Marciano A., Canonica A., Rochat E., Koomen G., Slegt M. // Technology and Engineering Systems Journal, 2017, Vol. 2, No. 3. - Pp. 60-66.

Волков А. К. Применение системы регистрации движения глаз для оценки окуломоторных параметров зрительного поиска опасных предметов операторами досмотра. // Транспорт России: проблемы и перспективы - 2017: Материалы международной научно-практической конференции. - Санкт-Петербург: Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко Российской академии наук, 2017. - С. 359-363.

References

Schwaninger, A. Reacting to the terror threat. Analysing, controlling and adapting to the meet new threats. // Airport, 2006, Vol. 5. - Pp. 30-31.

Hofer, F. Using threat image projection data for assessing individual screener performance / Hofer F., Schwaninger A. // Safety and Security Engineering, 2005, Vol. 82. - Pp. 417-426.

Visser, W. Automated comparison of x-ray images for cargo scanning / Visser W., Schwaninger A., Hardmeir D., Flisch A., Costin M., Viene C., Sukowski F., Hassler U., Dorion I., Marciano A., Koomen G., Slegt M., Cesare Canonica A. // IEEE International Carnahan Conference on Security Technology Proceedings, 2016, Vol. 50. pp. - 268-276.

Kolokytha, S. Creating a reference database for cargo inspection X-ray images using high energy CT of cargo mock-ups / Kolokytha S., Flisch A., Lьthi T., Plamondon M., Hartmann S., Vasser W., Schwaninger A., Hardmeier D., Costin M., Vienne C., Sukowski F., Hassler U., Dorion I., Canonica A., Rochat E., Koomen G., Slegt M. // IEEE Instrumentation and measurement society, 2016. - Pp. 249-254.

Kolokytha, S. Improving customs' border control by creating a references database of cargo inspection X-ray images / Kolokytha S., Flisch A., Lьthi T., Plamondon M., Schwaninger A., Vasser W., Hardmeier D., Costin M., Vienne C., Sukowski F., Hassler U., Dorion I., Gadi N., Maitrejean S., Marciano A., Canonica A., Rochat E., Koomen G., Slegt M. // Technology and Engineering Systems Journal, 2017, Vol. 2, No. 3. - Pp. 60-66.

Volkov, A.K. The application of the system of eye movements' registration to assess oculomotor parameters of visual search of dangerous items by aviation security screeners. // Transport of Russia: problems and prospects - 2017: Proceedings of international scientific-practical conference. - Saint Petersburg: Solomenko Institute of Transport Problems of the Russian Academy of Sciences, 2017. - Pp. 359-363.

Размещено на Allbest.ru