автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Системный анализ и обработка информации при использовании метода нейтронного радиационного анализа

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ООЗОБЗТ^А

На правах рукописи

Г/ /

Вишневкнн Андрей Борисович

СИСТЕМНЫМ АНАЛИЗ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДА НЕЙТРОННОГО РАДИАЦИОННОГО

АНАЛИЗА

05.13.01 — Системный анализ, управление и обработка информации (по прикладной математике-процессам управления)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технически?,' наук

Санкт-Петербург 2007

003053724

Работа выполнена на факультете прикладной математики - процессов управления Санкт-Петербургского Государственного Университета.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук профессор Егоров Николай Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, Дюк Вячеслав Анатольевич

кандидат физико-математических наук, Ташаев Юрий Аронович.

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.

Защита состоится «28» февраля 2007 г. в '¡^ часов на заседании диссертационного совета Д.212.232.50 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, Менделеевский центр.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. Горького Санкт-Петербургского государственного университета.

Автореферат разослан «_Ы £'- (<' А- / 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физ.-мат. наук

профессор

Г.И. Курбатова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В связи с участившимися случаями проведения террористических актов очевидна необходимость оснащения специальных служб современными средствами досмотра, обеспечивающими стабильное обнаружение замаскированных взрывчатых веществ (ВВ) при низком уровне ложных тревог.

В настоящее время задача поиска ВВ в значительной степени осложнилась, поскольку террористы стали широко пользоваться безоболочными пластиковыми ВВ, обнаружение которых представляет собой очень сложную техническую проблему.

Исторически наибольший прогресс в разработке и оснащении техническими средствами обнаружения ВВ связан с решением вопросов авиационной безопасности. В настоящее время существуют требования ИКАО (International Civil Aviation Organization) к аэропортам о необходимости организации 100% досмотра багажа авиапассажиров на предмет наличия ВВ.

Используемые в настоящее время досмотровые системы на основе различных методов обнаружения ВВ не удовлетворяют необходимым требованиям к данным устройствам. Очевидна необходимость создания высоконадежных досмотровых комплексов, обеспечивающих 100%-ый оперативный досмотр багажа пассажиров, транспортных контейнеров и грузов для обеспечения защиты самолетов и других объектов от террористических актов с применением ВВ.

В данной диссертационной работе будут проведены теоретические исследования возможности использования метода нейтронного радиационного анализа (НРА) для обнаружения ВВ при организации зон досмотра багажа. Выбор данной технологии обусловлен тем, что метод НРА в силу физического принципа позволяет обнаруживать любые азотосодержащие ВВ вне зависимости от вида формы и принятых мер маскировки. При этом азот является одним из основных компонентов практически всех широко распространенных ВВ. Единственным фактором, препятствующим широкому распространению установок НРА, является появление ложных тревог из-за большого количества азотосодержащих предметов и вещей, находящихся в багаже, не связанных с ВВ. Таким образом, основной задачей, которую необходимо решить для возможности широкого практического использования установок на основе метода НРА является устранение ложных тревог.

Цель работы. Целью диссертационной работы является теоретическое исследование, проведение системного анализа, создание математической модели распределения азота в багаже, создания специального формирователя нейтронов для сужеЕшя поля нейтронов, разработка алгоритмов обработки данных для успешного решения задачи устранения ложных тревог при использовании метода НРА.

В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи, определившие структуру и подходы в диссертационном исследовании:

1. Провести системный анализ и оценку эффективности использования имеющихся способов обнаружения ВВ;

2. Провести математическое моделирование и теоретические исследования возможных подходов к решению проблемы уменьшения ложных тревог при использовании установок НРА;

3. Разработать математическую модель распределения азота в багаже для расчета возможности сужения области досмотра исследуемого объекта;

4. Разработать формирователь поля нейтронов, позволяющий сузить поток нейтронов для возможности частичного облучения исследуемого объекта;

5. Разработать алгоритмы и критерии, позволяющие минимизировать количество ложных тревог при использовании установок на основе метода НРА в комбинации с рентгенотелевизионными установками для досмотра б а галса авиапассажиров;

6. Представить результаты практического использования достижентш, полученных в рамках данной диссертационной работы.

Методы исследования. Основными методами исследования являются методы математического моделирования, натурного и численного эксперимента, методы прикладной статистики и методы теории принятия решений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель распределения азота в багаже авиапассажиров, позволяющая успешно решить задачу сужения области досмотра, за счет использования специального формирователя нейтронов, обеспечивающего уменьшение ложных тревог.

2. Математическая модель и методика использования целеуказания на подозрительную область внутри исследуемого объекта, позволяющего минимизировать количество ложных срабатываний за счет специальных алгоритмов обработки данных для решения задачи уменьшения ложных тревог.

3. Реализация результатов исследований в установках НРА.

Научная новизна работы. Все результаты, изложенные в оригинальной части диссертационной работы, получены впервые и являются новыми.

Практическая значимость

1. Математическая модель распределения азота в багаже была применена для расчета формирователя нейтронов.

2. Разработанный формирователь нейтронов был успешно встроен в установки НРА, которые успешно используются на практике (Пулково, Шереметьево, антитеррористический центр ФСБ).

3. Использование двухступенчатой зоны досмотра с целеуказанием от рентгеновской установки позволило повысить эффективность организации досмотра багажа и отделить «чистый» багаж от «подозрительного», при этом установка НРА проверяет не весь багаж, а только подозрительную область внутри багажа.

4. Алгоритмы принятия решения, учитывающие целеуказание на подозрительную область, были успешно встроены в модуль обработки данных, который используется в установках НРА.

5. Использование вышеперечисленных результатов привело к значительному уменьшению ложных тревог при досмотре багажа и привело к возможности создания досмотрового комплекса нового поколения на основе установок рентгеноскопии и НРА. Установки НРА, разработанные с использованием 1тредложенных алгоритмов, сертифицированы Минтрансом РФ.

Опубликованные работы. По теме диссертации опубликовано шесть работ [] -6], в том числе одна из которых напечатана в журнале из списка ВАК (Научно-технический журнал «Оборонная техника» серия 16, «Вопросы оборонной техники», Вып. 5-6 , 41-45. Москва 2004.), получено два патента РФ и поданы две международные патентные заявки [7,8].

Апробация результатов. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на VI и VII Всероссийских научно-практических конференциях «Актуальные проблемы защиты и безопасности», Санкт-Петербург, апрель 2003 и 2004; на Международных конференциях НАТО «Advanced Techniques against Terrorism», Санкт-Петербург, июнь 2003 и «Nanoscale Devices - Fundamentals and Applications», Кишинев, сентябрь 2004; на Межотраслевой научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе» и Международной научно-технической конференции «Портативные нейтронные генераторы и технологии на их основе», Министерство РФ по Атомной Энергии, ВНИИА им. H.JI. Духова, Москва май 2003 и октябрь 2004; на III Международной научно-практической конференции «Терроризм и безопасность на транспорте». Генеральная прокуратура Российской Федерации, Москва, март 2004; на Российско-американском форуме по борьбе с терроризмом, Москва, январь 2005; на Международной конференции по инновациям в Филадельфии и международной конференции по перспективным инновационным разработкам «Открытые Двери в Силиконовую Долину», университет Стэнфорд (США), ноябрь 2005 года; на Шестой научно-практической конференции инновационных достижений, ВВЦ, Москва, февраль 2006; на международном Российско-финском форуме в Финляндии, Хельсинки, апрель 2006; на выставке Инновационных достижений России в рамках Х-го Петербургского Экономического форума, Санкт-Петербург, июнь 2006; на Шестой и Седьмой Российских Венчурных Ярмарках, Санкт-Петербург, октябрь 2005 и октябрь 2006; а также на научных семинарах кафедры Моделирования электромеханических и компьютерных систем факультета прикладной математики - процессов управления Санкт-Петербургского государственного университета. Установки производства НТЦ РАТЭК, в которых активно используются результаты данной работы, имеют много российских и международных дипломов и наград, включая золотую медаль международною салона изобретений в Женеве (Швейцария, апрель 2004 года); ведущее мировое издание в области авиационной безопасности Aviation Security International признало разработки НТЦ РАТЭК лучшими в мире, апрель 2004; медаль за победу в международном конкурсе Российский Техтур, сентябрь 2004; диплом и статуэтку «Надежда», за победу в конкурсе Министерства науки и образования совместно с изданием «Эксперт» в номинации «Лучшая инновация в области

безопасности», Москва, июнь 2005; диплом за победу в конкурсе в рамках Седьмой Венчурной Ярмарки в номинации «Перспективный бизнес», Санкт-Петербург, октябрь 2006.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 13 приложений. Список литературы включает 49 наименований. Работа изложена на 133 страницах и 17 страницах приложений, содержит 19 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрено современное состояние систем и методов обнаружения ВВ и описана проблема обнаружения безоболочных ВВ. Представлены и рассмотрены основные критерии оценки эффективности работы досмотровых комплексов и сформулирована задача поиска ВВ в соответствии с современными требованиями. Представлено текущее состояние исследований в области метода HP А.

Для разработки критериев оценки эффективности использования различных методов обнаружения ВВ, необходимо проанализировать основные признаки, по которым происходит идентификация ВВ.

Все ВВ, обладающие большой мощностью имеют в своем составе комбинацию 4-х элементов, это: Углерод (С), водород (Н), Азот (N) и Кислород (О). При этом количество азота в каждом таком ВВ составляет от 17 до 38%.

Необходимо отметить, что все ВВ имеют органическую природу происхождения и практически все из них имеют повышенную плотность от 1,2 до 2 г/см3.

Подытоживая краткий анализ состава ВВ, можно сделать вывод, что ВВ обладают определенным набором отличительных признаков, которые могут быть использованы при их обнаружении с помощью различных методов, основанных на различных физических принципах.

Для обнаружения ВВ в настоящее время используются следующие методы и средства: методы на основе рентгенографии, включая методы компьютерной томографии, тренированные собаки, методы на основе ионной хроматографии (анализаторы паров частиц), методы на основе квадрупольного ядерно-магнитного резонанса, рентгеновской дифракции и другие.

Анализ применения указанных методов показал, что средства, используемые в данный момент в аэропортах для обнаружения ВВ, не могут стабильно обнаруживать замаскированные ВВ, особенно пластиковые.

Трагические события последних лет, потребовали серьезной переоценки имеющегося оборудования и поставили перед аэропортами задачу создания принципиально новых линий контроля пассажиров.

В результате этого, наряду с традиционными средствами досмотра, начали появляться специальные досмотровые системы, предназначенные для поиска ВВ в багаже пассажиров.

Ниже представлена спецификация требовании, по которым должны оцениваться современные линии досмотра:

1. Безопасность использования; 2. Скорость проверки одной единицы багажа;

3. Вероятность правильного обнаружения ВВ; 4. Вероятность появления

ложной тревоги; 5. Стоимость оборудования и обслуживания.

Эти пять параметров являются определяющими для правильной оценки организации эффективной и надежной зоны досмотра. Так как в данной работе в первую очередь сравниваются физические методы обнаружения ВВ, то стоимостная составляющая будет рассматриваться не детально.

В настоящее время наиболее перспективным и эффективным методом обнаружения ВВ представляется метод НРА.

Теоретические и практические исследования в области использования метода НРА проводились на протяжении 25 лет в первую очередь в России и США. Суть метода НРА состоит в определении повышенной, по сравнению с обычными веществами, концентрации азота, которая свойственна практически всем широко используемым ВВ.

Данный метод позволяет проводить элементный анализ исследуемых объектов по энергетическому спектру.

Перспективность использования в установках метода НРА для решения задачи обнаружения ВВ и других опасных веществ связана со следующими его особенностями:

1. Возможность обнаружения ВВ и других опасных веществ в автоматическом режиме, не требующем участия в процессе принятия решения квалифицированного оператора;

2. Возможность проверки различных объектов (в том числе неразборных или в виде порошков) без разрушения или разборки;

3. Возможность неконтактного обнаружения ВВ в любой форме независимо от принятых мер масюгровки, в том числе ВВ расположенных в герметичном корпусе;

4. Возможность распознавания мер противодействия обнаружению ВВ, путем защиты от облучения тепловыми нейтронами или от гамма-излучения.

Очевидным путем увеличения надежности обнаружения ВВ по заключению многих специалистов в первую очередь в области авиационной безопасности, является комплекс1грование различных методов, основанных на различных физических принципах с использованием ядерно-физических методов, обеспечивающих создание высоконадежных автоматических досмотровых комплексов. Наиболее перспективной комбинацией считается объединение методов рентгеноскопии и НРА.

В США исследованиями в области создания установок для обнаружения ВВ на основе методов нейтронного анализа занимались: научная корпорация Science Applications International Corporation (SAÏC); фирма Ancore Corp. и фирма HiEnergy Technologies Inc (CIUA). В Европе: французская компания «Содерн» и немецкая компания «Брукер и Дальтонике». В России: Объединенный Институт Ядерных Исследований совместно с НПО Аспект город Дубна, Радиевый институт (СПб), Новосибирский и Томский научно исследовательские институты, а также российский Научно-технический Центр «РАТЭК» (с 1991 года).

В результате проведенного анализа сформулированы следующие выводы:

1. Метод НРА имеет много преимуществ при решении задач обнаружения ВВ по сравнению с имеющимися в настоящий момент средствами.

2. Попытки создания установок на основе метода НРА не привели до настоящего времени к созданию установок, применимых для широкого практического использования.

3. Основной причиной, затрудняющей создание таких установок, является присутствие значительных количеств азота в багаже авиапассажиров, не связанного с ВВ (шерсть, кожа), и приводящего к большому количеству ложных тревог.

4. Успешное решение задачи устранения ложных тревог позволит получить широкое практическое распространение установок на основе метода НРА, что приведет к значительному повышению уровня безопасности в целом.

Вторая глава посвящена методологии решения задачи уменьшения ложных тревог при использовании установок на основе метода НРА.

Решение этой задачи позволит открыть широкие перспективы использования установок, основанных на данном физическом принципе и значительно повысить уровень безопасности.

В диссертационной работе были исследованы различные варианты решения задачи уменьшения ложных тревог. Проведен аналитический обзор различных подходов к решению задачи и предложено эффективное решение, позволяющее существенно уменьшить количество ложных тревог при использовании установок НРА на практике.

В результате проведенных исследований по возможности уменьшения количества ложных тревог при использовании метода НРА были сделаны следующие выводы:

Одним из подходов к решению поставленной задачи является сужение и уменьшение досматриваемой зоны исследуемого объекта. С этой целью необходимо построить математическую модель распределения азота в багаже и определить влияние сужения зоны досмотра на количество ложных тревог. На основе полученных данных необходимо разработать специальный формирователь нейтронов для обеспечения сужения зоны досмотра для использования в установке НРА для возможности облучения только части исследуемого багажа.

Эффективным подходом к решению задачи представляется возможность использования целеуказания на подозрительную область внутри исследуемого объекта, полученного от, например, рентгенотелевизионной установки, с помощью которой производится предварительная проверка. Для корректного и эффективного использования целеуказания необходимы алгоритмы обработки данных, использующие информацию о месте внутри исследуемого объекта, подозрительном на наличие ВВ. Использование таких алгоритмов позволит минимизировать количество ложных тревог и увеличить вероятность правильного обнаружения.

Математическая модель распределения азота в багаже может быть создана с помощью простейшей функции, имеющей экспоненциальный вид с основным параметром Са, являющимся средней статистической концентрацией азота в

ручной клади = 2.5 грамм/дм' и оцененным на основе результатов, полученных при испытаниях устройств на основе метода НРА на реальном пассажиропотоке в аэропорту Пулково на установке УВП-2101, разработанной НТЦ РАТЭК, и на установке Snoope (SAIC).

"-Л/

Р(М„)>ех р

(c„v)

(1)

где Р(Ма) — вероятность присутствия азота с массой большей, чем А/я; V — контролируемый объем багажа [дм3]. Если задан порог по массе азота, Мап, то при регистрации массы Ма> Мап в объеме или в досмотровой зоне обнаружение регистрируется с вероятностью /'„, I, где Р„„ — вероятность правильно обнаружения. Для любого значения Ма„ возможна ложная регистрация, обусловленная наличием в багаже азота с массой Маф>Ма„, не принадлежащего ВВ. Масса Маф является величиной случайной с функцией распределения Р(Маф). Тогда вероятность ложной тревоги при любом Мж\

Р,т-Р{Маф>МШ1), (2)

Анализ имеющихся экспериментальных данных по распределению масс азота в багаже авиапассажиров, показал, что распределение масс азота хорошо описывается формулой (3):

ехр

1аф

м„

(3)

где Мо— средняя масса азота в единице багажа, которая равна для установки НРА УВП-2101, М0= 60г, а для установки Snoope (SAIC), М0 = 90г. Если учесть, что средний объем багажа, использованный при испытаниях установки УВП-2101, равен V=25 дм3, а средний объем багажа при испытаниях на установках Snoope был примерно в 1.5 раза больше, то полученные средние значения концентрации азота па единицу объема багажа практически совпадают и равны Са =-2.5 г/ дм3.

При этих условиях выражение (3) можно представить в виде:

= ехр

■ М

аф

(СаУ)

(4)

где V— объем багажа. Выражение (4) справедливо и для любого элемента объема V внутри багажа при условии равномерного распределения азота по объему багажа (необходимо учитывать, что в реальном багаже распределения азота может быть неравномерным).

Вместе с тем при заданном значении Рли и заданной величине порога обнаружения М„ можно определить величину объема V (объем зоны анализа), при проверке в котором Р„п будет не больше заданной величины. При принятом значении Ма= 50 г величина этого объема приведена в табл.1. Таблица 1. «Отношение досматриваемого объема и величины ложных тревог».

V, дм3

0.25 14

В результате проведенных исследовании были сформированы следующие выводы:

1) Для обеспечения требуемой вероятности ложных тревог Рлт при заданном М„, анализ содержания азота должен производиться в элементах объема, не больших V.

2) Использование целеуказания позволяет анализировать только объем V, а не весь багаж. При этом эффективным является сужение исследуемой области до размеров предполагаемого ВВ.

3) Нельзя бесконечно сужагь исследуемую область из-за физических принципов процесса формирования нейтронного ноля (при заданной величине источника сужение этой области всегда приводит к уменьшению потока тепловых нейтронов).

4) Для задания подходящих размеров анализируемой области требуется разработать формирователь нейтронов, обеспечивающий решение указанной задачи.

Третья глава посвящена исследованию формирователей нейтронов и выбору наиболее эффективного формирователя для уменьшения досматриваемой зоны. Формирователь нейтронов является одной из основных частей установки НРА. Анализ существующих формирователей потока нейтронов показал, что они не удовлетворяют требованиям поставленной задачи.

В результате проведенных исследований был разработан формирователь потока пей фонов, который обеспечивает облучение только части исследуемого объекта.

Использование данного формирователя в установке НРА позволило получить наиболее подходящее распределение тепловых нейтронов в досмотровой камере:

Координаты относительно центра камеры Рисунок 1. Распределение тепловых нейтронов в досмотровой камере

Разработанный формирователь нейтронов был успешно встроен в установку НРА и позволяет успешно решать поставленные задачи.

Четвертая глава посвящена созданию алгоритмов обработки данных для использования в установках НРА.

Для создания алгоритмов обработки данных сначала строится матрица откликов от детекторов, регистрирующих количество гамма-квантов.

Для построения матрицы откликов детекторов используется тестовый образец, содержащий большое количество азота (например, меламин ~ 67% азота). Образец помещается в досмотровую камеру, и при последовательном перемещении образца в камере, производится его облучение потоком нейтронов и регистрация спектра гамма квантов. Значение сигнала отклика каждого детектора зависит от положения тестового образца и фонового излучения. После вычисления фонового сигнала, величина превышения полученного отклика над фоновым сигналом заносится в матрицу откликов. Элемент данной матрицы соответствует зоне досматриваемой камеры, которая разделена на 80 3011. Тестовый образец последовательно перемещается в каждую из этих зон. Число матриц равно числу детекторов.

В табл.2, приведен пример матрицы М,{х,у) для одного из детекторов нормированной на один грамм азота, при мощности источника один нейтрон в секунду:

Таблица 2. «Пример матрицы откликов».

зоны 1 2 3 4 5 6 7 8

1 3.9Е-11 4.8Е-11 4.5Е-11 4.8Е-11 4.8Е-11 4.5Е-11 4.8Е-11 3.9Е-11

2 5.9Е-11 7,1Е-11 7.4Е-11 7.7Е-11 7.7Е-11 7.4Е-11 7.1Е-11 5.9Е-11

3 9.3Е-11 1.1Е-10 1.3Е-10 1.4Е-10 1.4Е-10 1.3Е-10 1ДЕ-10 9.3Е-11

4 1.5Е-10 1.8Е-10 2,1Е-10 2.2Е-10 2,2Е-10 2.1Е-10 1.8Е-10 1.5Е-10

5 2,4Е-10 2.9Е-10 3.0Е-10 3.2Е-10 3.2Е-10 3.0Е-10 2.9Е-10 2.4Е-10

6 2.4Е-10 2,9Е-10 3,0Е-10 3.2Е-10 3.2Е-10 3.0Е-10 2.9Е-10 2.4Е-10

7 1,5Е-10 1.8Е-10 2ДЕ-10 2.2Е-10 2.2Е-10 2ДЕ-10 1.8Е-10 1.5Е-10

8 9.3Е-11 1.1Е-10 1,ЗЕ-10 1,4 Е-10 1.4Е-10 1.3Е-10 1,1 Е-10 9.3Е-11

9 5.9Е-11 7.1Е-11 7.4Е-11 7.7Е-11 7.7Е-11 7.4Е-11 7.1Е-11 5.9Е-11

10 3,9Е-11 4.8Е-11 4.5Е-11 4.8Е-11 4,8Е-11 4.5Е-11 4.8Е-11 3.9Е-11

Таким образом, мы имеем матрицу откликов - х¡у . Значения элементов данной матрицы будут использоваться в дальнейшей обработке данных методами прикладной статистики.

Структурная схема такой обработки представлена на рис.2.

ПА* — подозрительный азот, РА** — распределенный азот Рисунок 2. Блок-схема работы алгоритмов обработки данных

В алгоритме Ы используется предположение о распределении показаний детекторов за время экспозиции А1 по закону Пуассона с функцией распределения плотности вероятностей:

лг

где

х , — показание i - го детектора за текущее время экспозиции Д1:; х, — среднее число отсчетов 1 -ого детектора за время Аг Принятие решения производится об обнаружении эффекта (обнаружении превышения пороговой массы азота в точке целеуказания) на основе проверки двух альтернативных гипотез:

Н| — показания детекторов соответствуют регистрации фона и эффекта, связанного с регистрацией гамма-излучения азота массой Ме , расположенного в точке целеуказания Е;

Но — показания детекторов соответствуют регистрации фона (отсутствие азота с заданной или большей массой в точке целеуказания).

Решение о справедливости гипотезы Н[ принимается на основе сравнения с порогами (по схеме последовательного анализа) логарифма отношения правдоподобия:

¿. = 2

1=1

1П

f \

1 + fli V xBi J

Х Ei

(6)

где

xb¡ — значения фона i-oro детектора за время от начала измерения (рассчитывается по специальному алгоритму расчета фона на основе показаний детектора в одной из двух областей с применением калибровочных множителей, определяемых при калибровке установки):

Хт = XBit , (7)

где X т— средний фон (количество импульсов в секунду в пустой камере установки).

хЕ[ — заранее рассчитанные (средние) значения показаний детекторов при регистрации азота массой МЕ в точке целеуказания Е, они рассчитываются из полученной матрицы откликов, п - число детекторов.

xEi=Mi{x,y)mpt, (8)

где х,у — точка целеуказания в ячейках матрицы, т - масса предполагаемого азота, р — мощность источника.

Величина L¡ сравнивается с двумя порогами (со - нижний и с\ - верхний) по схеме последовательного анализа.

w Р л , А-Рл

С«=Ха{\^а ' С'1= (' а ' (9)

где

а — вероятность ошибочных решений первого рода (вероятность ложных тревог, СС = /'„„); /] — вероятность ошибочных решений второго рода (вероятность пропуска эффекта при обнаружении, Р = 1 -Р,ю, где Г„0 — вероятность правильного обнаружения эффекта).

Рассмотренный выше алгоритм принятия решешш устанавливает правило решения о присутствии дополнительного по отношению к фоновому количества азота.

В алгоритме Ь4 для обработки данных используются веса. Обработка данных с весами служит для исключения ложных тревог при наличии распределенного азота (не сконцентрированного как в ВВ).

Для осуществления дополнительных проверок в большинстве случаев необходимо ввести в рассмотрение какую-либо информацию о виде ложных тревог, связанных с присутствием азотосодержащих предметов в контролируемых объектах.

Для выявления степени сконцентрированности азота можно осуществить проверку простой гипотезы о том, что взвешенная сумма показаний детекторов будет иметь большее значение, чем просто сумма показаний детекторов.

Эго будет соответствовать проверке двух конкретных гипотез:

1. Н1 — показания детекторов соответствуют регистрации фона и эффекта, связанного с регистрацией гамма-излучения азота массой МЕ, расположенного в точке целеуказания Т;

2. Н2 — показания детекторов соответствуют регистрации фона и эффекта, связанного с регистрацией гамма-излучения азота любой массы, расположенной вне области целеуказания произвольным образом;

Решение о наличии эффекта принимается только в случае, когда

(ю)

где нормированные веса рассчитываются по формуле:

2

ХЕТ1 у^ ХЕТ1

хв;

Веса выбираются на основе предполагаемых величин

2

ХЕАЧ

для каждого из детекторов — хв- ' где

•*■£№■— предполагаемое среднее число отсчетов ¡-го детектора при регистрации гамма-излучения азота с массой МЕ в точке целеуказания Т;

ХВ1 — среднее число отсчетов ¡-го детектора при регистрации фона.

(И)

отношений сигал/шум

Анализ эффективности разработанных алгоритмов Ы и \А заключался в том, что было сформировано несколько багажей, которые по очереди были помещены в камеру установки. Измерения проводились с фиксированным временем (30 минут каждое). За это время набиралась необходимая статистика измерений. Затем, зная, что регистрация гамма квантов детекторами имеет распределение Пуассона, программным образом имитировалось проведение измерений для получения значений вероятности правильного обнаружения, вероятности ложных тревог и среднего времени проверки единицы багажа.

По результатам четвертой главы сформулированы следующие выводы:

- Применение алгоритма Ы позволяет минимизирован, время принятия решения и сделать его зависящим от количества ВВ, находящегося в объекте. Время принятия решения является случайной величиною и зависит от количества ВВ в проверяемом объекте, т.е. алгоритм является адаптивным.

- Использование алгоритма Ы дает выигрыш в среднем в 3 раза в длительности контроля по сравнению с алгоритмом с фиксированным временем проверки.

- Применение алгоритма Ь4 позволяет уменьшить количество ложных тревог, за счет того, что распознается распределенный азот в багаже, в отличие от сконцентрированного. Данный алгоритм может быть использован только в качестве дополнительного к алгоритму Ь1.

- В результате проведения имитации измерений и анализа полученных данных была подтверждена эффективность использования критериев Ы и Ь4.

В заключении сформулированы и проанализированы выводы по результатам диссертационной работы:

1. Разработана математическая модель распределения азота в багаже, позволяющая минимизировать количество ложных тревог за счет сужения потока нейтронов и использования целеуказания на подозрительную область с помощью специального формирователя нейтронов и использования информации о нахождении подозрительного объекта внутри багажа.

2. Разработаны алгоритмы обработки данных детекторов при использовании целеуказания, позволившие значительно повысить уровень обнаружения ВВ, уменьшить количество ложных тревог и минимизировать время анализа каждого исследуемого объекта.

3. Разработаны и предложены рекомендации по созданию установки на основе метода НРА и технологии организации принципиально новой двухступенчатой зоны досмотра багажа авиапассажиров. Предложенная технология досмотра: рентгенотелевизионные установки и установка НРА позволяет значительно уменьшить количество ложных тревог при работе установки на основе метода НРА и значительно повысить эффективность досмотра в целом;

В приложении приведены копии сертификатов, дипломов и наград, полученных компанией НТЦ РАТЭК на установки НРА, в которых активно используются уникальные результаты данной диссертационной работы.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Bruk I.B., Vishnevkin А.В., Gjibovsky N.E., Levin Y.G., Olshansky Y.I., Sorokin A.G., Stepushkin S.M. The design philosophy of the combined systems for detection of explosive substances using x-ray and TNA devices // Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop «on Detection of Bulk Explosives. Advanced Techniques against Terrorism»: NATO Science Series II. Mathematics, Physics and Chemistry vol. 138, Saint-Petersburg, 2003.

2. Vishnevkin А.В., Ivanov N.A., Kyzyurov V.S., Laykin A.I., A.I. Mikhailin, Yu.I. Olshansky, Silnikov V.V. Complex system for detection, localization and destruction of explosive materials in suspect objects found in public areas // Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop «on Detection of Bulk Explosives. Advanced Techniques against Terrorism»: NATO Science Series II. Mathematics, Physics and Chemistry vol. 138, Saint-Petersburg, 2003.

3. Вишиевкин А.Б., Левин Я.Г., Ольшанский Ю.И. Опыт использования портативного нейтронного генератора разработки ВНИИИА в установке УВП-5101 для обнаружения взрывчатых веществ в ручной клади авиапассажиров // Труды межотраслевой научно-технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе». Издательство: Министерство РФ по Атомной Энергии. ВНИИИА им. Н.Л. Духова. Москва, 2003.

4. Вишиевкин А.Б., Ольшанский Ю.И. Использование установок нейтронного радиационного анализа для обнаружения взрывчатых, радиоактивных и делящихся веществ для обеспечения общественной безопасности // Труды III Международной научно-практической конференции Терроризм и безопасность на транспорте: Генеральная прокуратура Российской Федерации, Москва, 2004 г.

5. Вишиевкин А.Б., Головин А.Н., Егоров Н.В., Ольшанский Ю.И., Степанов Е.А. Перспективы использования установок нейтронного радиационного анализа для обеспечения авиационной безопасности на примере опыта аэропорта Пулково // Научно-технический журнал «Оборонная техника», серия 16, «Вопросы оборонной техники» Вып. 5-6, издательство: НТЦ Информтехгагка, Москва 2004.

6. Вишневкин А.Б., Иванов Н.А., Коробков И.Н., Ольшанский Ю.И. «Методы обнаружения взрывчатых веществ». Препринт 2693. Издательство: Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Российская академия наук, Гатчина, 2006.

7. Брук И.Б., Вишневкин А.Б., Гольцев М.А., Ольшанский Ю.И., Сорокин А.Г., Патент Российской Федерации № 2276352 на изобретение «Способ обнаружения взрывчатого вещества в контролируемом предмете». Приоритет изобретения 30 июля 2004 года. Международная заявка № PCT/RU2005/000353 Дата подачи международной заявки 16 июня 2005 года.

8. Бакута Г.В., Вишневкин А.Б., Жуков М.Н., Ольшанский Ю.И. Патент Российской Федерации № 2280248 на изобретение «Устройство для обнаружения взрывчатого вещества в контролируемом предмете». Приоритет изобретения 13 января 2005 года. Международная заявка № PCT/RU2006/000017. Дата подачи международной заявки 11 января 2006 года.

Подписано в печать 18.01.2007. Формат бумаги 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 3914.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии НИИХ СПбГУ. 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр.26

ВВЕДЕНИЕ.

ПЕРВАЯ

ГЛАВА

Обзор методов обнаружения взрывчатых веществ, постановка задачи».

ВТОРАЯ

ГЛАВА

Методология решения задачи уменьшения ложных тревог при использовании установок на основе метода НРА».

ТРЕТЬЯ

ГЛАВА

Формирователи и источники нейтронов».

ЧЕТВЕРТАЯ

ГЛАВА

Алгоритмы обработки данных для использования в установках НРА».

В связи с участившимися случаями проведения террористических актов в общественных местах, вблизи и на территории различных стратегических объектов, включая аэропорты и железнодорожные вокзалы, на объектах транспорта, таких как поезда и самолеты, очевидна необходимость оснащения специальных служб современными средствами досмотра, обеспечивающими стабильное обнаружение замаскированных взрывчатых веществ (ВВ) при низком уровне ложных тревог.

Задача поиска ВВ возникла практически со времени создания самих ВВ и заключалась, в основном, в поиске металлических оболочек взрывных устройств в виде гранат и мин. Однако, в настоящее время ситуация в значительной степени осложнилась, поскольку террористы стали широко пользоваться безоболочными пластиковыми ВВ [1], обнаружение которых представляет собой очень сложную техническую проблему. В настоящее время предпринимаются активные попытки в области создания современных досмотровых средств [1-14].

Исторически наибольший прогресс в разработке и оснащении техническими средствами обнаружения ВВ связан с решением вопросов авиационной безопасности. В настоящее время существуют требования ИКАО (International Civil Aviation Organization) к аэропортам о необходимости организации 100% досмотра багажа авиапассажиров на предмет наличия ВВ.

В настоящее время используемые досмотровые системы на основе различных методов обнаружения ВВ не удовлетворяют необходимым требованиям к данным устройствам. Очевидна необходимость создания высоконадежных досмотровых комплексов, обеспечивающих 100%-ый оперативный досмотр ручной клади и багажа пассажиров, транспортных контейнеров и грузов для обеспечения защиты самолетов и других транспортных средств и объектов от террористических актов с применением ВВ.

В данной диссертационной работе будут проведены теоретические исследования возможности использования метода нейтронного радиационного анализа (НРА) для обнаружения ВВ при организации зон досмотра багажа. Выбор данной технологии обусловлен тем, что метод НРА в силу физического принципа позволяет обнаруживать любые азотосодержащие ВВ вне зависимости от вида формы и принятых мер маскировки. При этом азот является одним из основных компонентов практически всех широко распространенных ВВ. Единственным фактором, препятствующим широкому распространению установок НРА, является появление ложных тревог из-за большого количества азотосодержащих предметов и вещей, находящихся в ручной клади и багаже, не связанных с ВВ. Таким образом, основной задачей, которую необходимо решить для возможности широкого практического использования установок на основе метода НРА является устранение ложных тревог.

Цель работы. Целью диссертационной работы является теоретическое исследование, проведение системного анализа, создание математической модели распределения азота в багаже, создания специального формирователя нейтронов для сужения поля нейтронов, разработка алгоритмов обработки данных для успешного решения задачи устранения ложных тревог при использовании метода НРА.

В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи, определившие структуру и подходы в диссертационном исследовании:

- Провести системный анализ и оценку эффективности использования имеющихся способов обнаружения ВВ;

Провести математическое моделирование и теоретические исследования возможных подходов к решению проблемы уменьшения ложных тревог при использовании установок НРА;

Разработать математическую модель распределения азота в багаже для расчета возможности сужения области досмотра исследуемого объекта

Разработать формирователь потока нейтронов, позволяющий сузить поток нейтронов для возможности частичного облучения исследуемого объекта

Разработать алгоритмы и критерии, позволяющие минимизировать количество ложных тревог при использовании установок на основе метода НРА в комбинации с рентгенотелевизионными установками для досмотра багажа авиапассажиров;

Представить результаты практического использования достижений, полученных в рамках данной диссертационной работы

Методы исследования. Основными методами исследования являются методы магматического моделирования, а также натурного и численного эксперимента.

В диссертационной работе используются:

Теоретические основы и методы системного анализа, разработки критериев и моделей описания и оценки эффективности решения задач системного анализа, оптимизации, принятия решений и обработки информации;

Методы разработки математической модели, алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, принятия решений и обработки информации;

Методы разработки специального математического и программного обеспечения систем анализа, оптимизации, принятия решения и обработки информации.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель распределения азота в багаже авиапассажиров, позволяющая успешно решить задачу сужения области досмотра, за счет использования специального формирователя нейтронов, обеспечивающего уменьшение ложных тревог.

2. Математическая модель и методика использования целеуказания на подозрительную область внутри исследуемого объекта, позволяющего минимизировать количество ложных срабатываний за счет специальных алгоритмов обработки данных для решения задачи уменьшения ложных тревог.

3. Реализация результатов исследований в установках HP А.

Научная новизна работы. Все результаты, изложенные в оригинальной части диссертационной работы, получены впервые и являются новыми.

Практическая значимость

• Математическая модель распределения азота в багаже была применена для расчета формирователя нейтронов.

• Разработанный формирователь нейтронов был успешно встроен в установки 1IPA, которые успешно используются на практике (Пулково, Шереметьево, антитеррористический центр ФСБ)

• Использование двухступенчатой зоны досмотра (рентгенотелевизионная установка + установка НРА) с целеуказанием от рентгенотелевизионной установки на подозрительную область внутри багажа позволило более эффективно организовать досмотр и оперативно отделять «чистый» багаж от «подозрительного», при этом весь подозрительный багаж проходит проверку на установке НРА, в которой зондируется не целиком багаж, а только области, вызвавшие подозрение на рентгенотелевизионной установке

• Алгоритмы принятия решения, учитывающие целеуказание на подозрительную область были успешно встроены в модуль обработки данных, коюрый используется в установках НРА.

• Использование вышеперечисленных результатов привело к значительному уменьшению ложных тревог при досмотре багажа и привело к возможности создания досмотрового комплекса нового поколения на основе установок рентгеноскопии и НРА.

• Решение задачи уменьшения ложных тревог позволит широко использовать установки НРА на практике. Использование установок НРА позволяет организовывать линии досмотра принципиально нового уровня эффективности. Установка, разработанная с использованием предложенных алгоритмов, сертифицирована Минтрансом РФ и уже практически используется в аэропортах Пулково (Санкт-Петербург) и Шереметьево (Москва).

Апробация результатов. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Шестой Всероссийской научнопрактической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности», Санкт-Петербург, апрель 2003; на Международной конференции НАТО «Advanced Techniques against Terrorism», Санкт

Петербург, июнь 2003; на Межотраслевой научно-технической конференции

Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе»,

Министерство РФ по Атомной Энергии. Всероссийский Научно

Исследовательский Институт Автоматики им. H.JI. Духова, Москва, май 8

2003; на III Международной научно-практической конференции «Терроризм и безопасность на транспорте». Генеральная прокуратура Российской Федерации, Москва, март 2004; на Седьмой Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности», Санкт-Пегербург, апрель 2004; на Международной конференции НАТО «Nanoscale Devices - Fundamentals and Applications», Кишинев, сентябрь 2004; на Международной научно-технической конференции «Портативные нейтронные генераторы и технологии на их основе», ВНИИА им. H.J1. Духова, Москва, октябрь 2004; на международной конференции по авиационной безопасности, гостиница «Повотель», Москва, октябрь 2004; на Российско-американском форуме по борьбе с терроризмом, Москва, январь 2005; на Международной конференции по безопасности на транспорте, Москва, февраль 2005; на Международной конференции по инновациям в Филадельфии (США), ноябрь 2005 года, на международной конференции по I перспективным инновационным разработкам «Открытые Двери в

Силиконовую Долину» (Silicon Valley Open Doors), университет Стэнфорд

США), ноябрь 2005 года; на научно-практической конференции инновационных достижений, ВВЦ, Москва, февраль 2006; на международном Российско-финском форуме в Финляндии, Хельсинки, апрель 2006; на выставке Инновационных достижений России в рамках Х-го

Петербургского Экономического форума, Санкт-Петербург, июнь 2006; на

Седьмой Венчурной Ярмарке (Втором российском венчурном форуме),

Санкт-Петербург, октябрь 2006; а также на научных семинарах кафедры

Моделирования электромеханических и компьютерных систем факультета прикладной математики - процессов управления Санкт-Петербургского государственного университета. Установки производства НТЦ РАТЭК, в которых активно используются результаты данной работы, имеют много российских и международных дипломов и наград, включая диплом и золотую медаль международного салона изобретений в Женеве (Швейцария, апрель 2004 года); ведущее мировое издание в области авиационной безопасности Aviation Security International признало разработки НТЦ РАТЭК в области нейтронного анализа лучшими в мире, апрель 2004; медаль за победу в международном конкурсе Российский Техтур (в рамках которого, международное жюри выбирает наиболее перспективные и интересные проекты), сентябрь 2004; диплом и статуэтку Надежда, за победу в конкурсе Министерства Науки и образования совместно с изданием «Эксперт» в номинации «Лучшая инновация в области безопасности», Москва, июнь 2005; диплом за победу в конкурсе в рамках Седьмой Венчурной Ярмарки в номинации «Перспективный бизнес», Санкт-Петербург, октябрь 2006.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 13 приложений. Список литературы включает 49 наименований. Работа изложена на 133 страницах и 17 страницах приложений, содержит 19 рисунков.

Выводы

Разработанный формирователь обеспечивает необходимую для принятия решения плотность потока нейтронов в области точки целеуказания камеры. За счет конструкции формирователя облучается только подозрительная область, при этом в случае нахождения в подозрительной области ВВ в виде тонкого листа или стержня, полученной статистики достаточно для принятия решения об их наличии или отсутствии. Использование формирователя такой формы минимизирует появление ложных тревог от азотосодержащих предметов, не являющихся ВВ. Облучается только сравнительно небольшая область камеры, а в природе существует весьма немного органических веществ, близких по концентрации азота к ВВ, и имеющих, кроме этого, аналогичную плотность. Это, например, меламин, но его обычно не возят в багаже. При этом за счет использования алгоритмов обработки данных с весами влияние от обычных азотосодержащих вещей практически отсутствует.

Таким образом, щелевой формирователь наилучшим образом подходит для решения поставленной задачи. Он был успешно встроен в установку НРА и позволяет быстро и эффективно решать поставленные задачи. На рис.16 представлена установка НРА, производства ОАО «НТЦ РАТЭК», в которой используется щелевой формирователь.

Рисунок 16. Фотография установки НРА, модель УВП-5101 производства ОАО «НТЦ РАТЭК».

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА

Алгоритмы обработки данных для использования в установках НРА» Для создания алгоритмов обработки данных сначала строится матрица откликов от детекторов, регистрирующих количество гамма-квантов.

Построение матрицы откликов Для построения матрицы откликов детекторов используется тестовый образец, содержащий большое количество азота (например, меламин ~ 67% азота). Образец помещается в досмотровую камеру, и при последовательном перемещении образца в камере, производится его облучение потоком нейтронов и регистрация спектра гамма квантов. Значение сигнала отклика каждого детектора зависит от положения тестового образца и фонового излучения. После вычисления фонового сигнала, величина превышения полученного отклика над фоновым сигналом заносится в матрицу откликов. Элемент данной матрицы соответствует зоне досматриваемой камеры, которая разделена на 80 зон. Тестовый образец последовательно перемещается в каждую из этих зон. Число матриц равно числу детекторов.

Пример матрицы М,(х,у) для одного из детекторов нормированной на один грамм азота, при мощности источника один нейтрон в секунду, в табл.10:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты, полученные в рамках данной работы, позволяют выработать рекомендации по эффективному использованию установок НРА на практике [45-49]. Во-первых, использование специального формирователя нейтронов и алгоритмов обработки данных позволяет использовать целеуказание на подозрительные области внутри исследуемого багажа и проверять не весь багаж, а только найденные с помощью, например, компьютерного томографа или рентгенотелевизионной установки, подозрительные области повышенной плотности и органической природы. Обнаруженный подозрительный багаж, при этом, перемещается на второй этап досмотра, где используется установка НРА, которая настраивается только на подозрительную область, и в автоматическом режиме принимает решение о наличии или отсутствии ВВ в этой области. Такой вариант использования установок НРА позволяет уменьшить время досмотра багажа в целом, так как на второй этап досмотра попадает только подозрительный багаж; значительно уменьшить количество ложных тревог, из-за уменьшения зоны досмотра и использования специальных алгоритмов обработки данных; значительно уменьшить затраты на обеспечение безопасности, так как одна установка НРА в эюм случае может проверять подозрительный багаж от нескольких рентгенотелевизионных установок на втором этапе; повысить безопасность персонала, так как при использовании установок НРА ненужно проводить дополнительный ручной досмотр, который может быть небезопасен для персонала и значительно повысить возможности обнаружения ВВ за счет преимуществ метода НРА.

Все полученные в работе результаты были использованы при разработке установок НРА, производства ОАО «НТЦ РАТЭК», в частности в модели УВП-5101, УВП-6101 и установки для контроля сдаваемого багажа. Установка УВП-5101 предназначена для контроля ручной клади и подозрительных предметов из багажа авиапассажиров. Установка УВП-5101 используется на втором этапе досмотра ручной клади и багажа авиапассажиров после их проверки на рентгенотелевизионных установках. УВП-5101 проверяет только подозрительный багаж и в своей работе использует целеуказание на подозрительную область от рентгенотелевизионной установки, т.е. в процессе досмотра па рентгенотелевизионной установке при обнаружении внутри исследуемого багажа областей и предметов, подозрительных на наличие ВВ (органическая природа и повышенная плотность), оператор помещает подозрительный багаж в установку УВП-5101, отмечает на сенсорном экране подозрительную область, которая соответствует подозрительной области внутри багажа, и установка автоматически проверяет только эту область на наличие ВВ в соответствии с алгоритмами, описанными в данной работе.

По результатам выполненной работы можно сформулировать следующие выводы:

1. Разработана математическая модель распределения азота в багаже, позволяющая минимизировать количество ложных тревог за счет сужения потока нейтронов и использования целеуказания на подозрительную область с помощью специального формирователя нейтронов и использования информации о нахождении подозрительного объекта внутри багажа.

2. Разработаны алгоритмы обработки данных детекторов при использовании целеуказания, позволившие значительно уменьшить количество ложных тревог до 5%-8% (ранее 20-40%) и минимизировать время анализа каждого исследуемого объекта до 10-15 секунд в зависимости от мощности источника нейтронов (ранее около 60 секунд).

3. Разработаны и предложены рекомендации по созданию установки на основе метода НРА и технологии организации принципиально новой двухступенчатой зоны досмотра багажа авиапассажиров на основе рентгенотелевизионных установок и установок НРА.

Предложенная технология досмотра: рентгенотелевизионные установки и установка НРА позволяет значительно уменьшить количество ложных тревог при работе установки на основе метода

НРА и значительно повысить эффективность досмотра в целом;

При оценке вероятности ложных тревог досмотрового комплекса в целом необходимо отметить, что уровень ложных тревог составляет не более 1-2,5%, что в настоящее время является наилучшим показателем среди всех существующих досмотровых средств (вероятность ложных тревог при использовании, например компьютерных томографов или рентгенотелевизионных установок составляет порядка 20-30%).

1. Ниэюаловский А.В , Защита и безопасность 4 (2001)16.

2. ФланагаиП., Электроника 13 (1989) 15.

3. GrodzinsL., Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res. В56/57 (1991) 829.

4. Proceedings of First International Symposium on «Nuclear Physics Methods for Detection of Smuggled Explosives and Nuclear Materials» // Obninsk, Kaluga Region, Russia, April 8-11, 1996.

5. Вандышев Б А., Системы безопасности, связи, и телекоммуникаций 1 (1997) 24.

6. Оперативное детектирование взрывчатых веществ и скоростные нолевые количественные измерения. // Сб. переводов под ред. В.М. Грузнова. Новосибирск.: Новосибирский госуниверситет, 1998.

7. Ольшанский Ю.И., Системы безопасности, связи и телекоммуникаций // 20 (1998); 21 (1999) 87.

8. Коробков И.Н., Радчук Н.Б., Ушаков А Ю., Труды Второй Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности (5-8 апреля 1999). // СПб, 1999, т.2,184.

9. Щербаков Г.Н., Специальная техника 6 (1999) 34.

10. Грузное В.М., Иванов Н.А., Ольшанский Ю.И., Труды Четвертой Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности (3-6 апреля 2001). // СПб, 2001, 79.

11. Kuznetsov A. V., In Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on «Detection of Explosives and Landmines» // St.-Petersburg, 2001, NATO Science Series II. Mathematics, Physics and Chemistry 66 (2002)21.

12. Olshansky Y.I., Filippov S.G., Kyzyurov V.S et al., In Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on «Detection of Explosives and Landmines» // St.-Petersburg, 2001, NATO Science Series II. Mathematics, Physics and Chemistry 66 (2002) 125.

13. Иванов H.A., Кузнецов AB, Римский-Корсаков A.A, Вопросы оборонной техники, сер. 16 «Технические средства противодействия терроризму» 1-2 (2003) 17.

14. Орлова Е.Ю., Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. М., 1960.

15. Краткая химическая энциклопедия. М.: Советская Энциклопедия, 1967.

16. Henderson B.W., Aviation Week & Space Technology March 25 (1991)34.

17. Hughes D., Aviation Week & Space Technology June 19 (1989).

18. Gallucci J., 1NTERSEC 4 (1994) 12.

19. Aviation Security In Practice, INTERSEC 4 (1994) 32.

20. Hughes D., Aviation Week & Space Technology March 25 (1991) 63.

21. Hassan A.M. et al, J. Phys. D: Appl. Phys. 16 (1983) 2061.

22. Ryde S.J.S. et al. Phys. Med. Biol. 34 (1989) 1429.

23. Henderson B.W., Aviation Week & Space Technology March 25 (1991) 55.

24. Nuclear Techniques Being Developed to Provide More Discriminating Explosive Detection Capability, Aviation Week & Space Technology March 25 (1991) 52. ,

25. Гавриш Ю.Н., Сидоров A.B., Фиалковский A.M., Вопросы оборонной техники, сер. 16 «Технические средства противодействия терроризму» 1-2 (2003) 35.

26. Гордеев И.В., Кардашев Д.А., Малышев А.В., Ядерно-физические константы. М.: Госатомиздат, 1963.

27. Habiger K.W., Clifford J.R., Miller R.B. et al., Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res. B56/57 (1991) 834.

28. Trower W.P., Nucl. Instr. and Meth. B79 (1993) 589.

29. Karev A.I., Raevsky V.G., Konyaev J.A. et al., In Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on «Detection of Explosives and Landmines», St.-Petersburg, 2001, NATO Science Series II. Mathematics, Physics and Chemistry 66 (2002) 185.

30. Belovintsev K.A., Karev A.I. and Karakin V.G., Nucl. Instr. and Meth. A 2615 (1987), 36.

31. Olshansky Y.I., Filippov S.G. and Gjibovski N.E., United States Patent No: US 6,928,131 B2 "Method for detecting an explosive in an object under investigation" Date of Patent Aug.9, 2005. Prior Publication Data: Aug. 7, 2003.

32. Baum Ph., Aviation Security International 10 (2004) 4.

33. Вишневкии А Б., Иванов Н.А., Коробков ИН, Ольшанский Ю.И. «Методы обнаружения взрывчатых веществ». // Препринт 2693. Российская академия наук, Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова. Гатчина -2206.

34. Машкович ВП, Кудрявцева А.В. «Защита от ионизирующих излучений», Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1995. - 496 с.

35. Кирьянов Г. И. «Генераторы быстрых нейтронов». Москва: Энергоатомиздат, 1990. - 224 с.

36. Гума В. И, Демидов А М, Иванов В А., Миллер В В «Нейтронно-радиационный анализ». М.: Энергоатомиздат, 1984,. - 64 с.

37. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Гигиенические нормативы. М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999. - 116 с.

38. Ольшанский Ю.И., Сорокин А.Г., Гольцев М.А., Вишневкин А.Б., Брук И.Б. Патент Российской Федерации № 2276352 на изобретение «Способ обнаружения взрывчатого вещества в контролируемом предмете». Приоритет изобретения 30 июля 2004 года.

39. Ольшанский Ю И., Жуков М.Н., Бакута Г.В., Вишневкин А.Б. Патент Российской Федерации № 2280248 на изобретение «Устройство для обнаружения взрывчатого вещества в контролируемом предмете». Приоритет изобретения 13 января 2005 года.

40. Ольшанский Ю.И., Вишневкин А.Б., Викдорович А.М

41. Использование установки УВП-5101 с нейтронным генератором