пятница, 15 июля 2016 г.

Разделительные защитные стены против терактов и других преступлений (исследование справочника "Кто есть кто в робототехнике")

Июльский теракт в Ницце, совершенный посредством грузовика, снова вызвал к жизни тему защитных сооружений, в частности, заградительных стен, а также оборудования для их возведения. Но выпуск строительных роботов для возведения стен сдерживается, как обычно, неотрегулированностью законодательства, которое должно легитимизировать границы земельных участков в соответствии с кадастровыми планами и кадастровыми паспортами, признаваемыми на межгосударственном уровне. Казалось бы, при подписании Хельсинского соглашения (имеется в виду Заключительный акт "Совещания по безопасности и сотрудничеству в Европе" от 1975 года) был учтён опыт строительства Великой Китайской стены, превратившейся, ввиду отсутствия надлежащих правовых актов, из охранно-оборонительного сооружения в малофункциональный памятник древнего зодчества. Однако, при возведении Израильского разделительного барьера (или разделительного забора) — пограничного сооружения, отделяющего Израиль от Западного берега реки Иордан, начались многочисленные скандалы на тему того, что на 20% своей протяженности барьер вдаётся на территорию, которую палестинцы считают своей, и «отгораживает» к израильской стороне более 10% площади Западного Берега. Посыпались жалобы в Верховный суд Израиля, что существенно затормозило работы по строительству этой стены. Тем не менее, даже в урезанном виде (при общей длине в 703 километра пограничный барьер состоял на 90% из забора с 60-метровой полосой отчуждения и на 10 % из стены высотой до 8 метров), в этих районах более чем наполовину снизилось количество террористических актов и попыток проникновения на израильскую территорию. Прибалты и поляки захотели построить стену на границе с Белоруссией якобы для защиты от африканской чумы свиней, переносимой дикими кабанами. В июле 2014 ров шириной 3,5 и глубиной до 3 метров начали оборудовать на 450-километровом рубеже приднестровского участка границы Украины с Молдовой. Но всё же это полумера, а полумеры часто заканчиваются крахом: как было в случае с линией Мажино, которую немцы попросту обогнули - чего не случилось бы, не понадейся французы на добрососедские отношения с оккупированными позднее немцами странами, и построй они линию Мажино до морского берега (как поступили китайцы, продлив свою Великую стену до Ляодунского залива). То есть, разделительные стены надо строить унифицированного образца по единому международному проекту в виде сплошного высокого забора по всем периметрам, как между государствами, так и между домовладениями, и даже между лесными массивами в противопожарных целях. Это в обозримой перспективе будет самое массовое строительство, так что советская шутка об учебе в "заборостроительном" институте становится пророческой. В то же время, опыт постройки Великой Китайской стены (высота её на разных участках составляла от 6,6 до 10 метров) на строительстве которой была задействована малоквалифицированная рабочая сила в лице крестьян и осужденных преступников говорит о том, что строительство стен легко проалгоритмировать для осуществления этой работы роботами-стеноукладчиками. Рабочие утрамбовывали землю в земляные блоки, которые затем покрывали ровным слоем булыжников: земля подавалась наверх при помощи блоков на бамбуковых подмостках, а рабочие переносили её, используя уравновешенное ярмо, называемое коромыслом. По официальной версии стена строилась для зашиты от набегов враждебного народа хсунг-ну (который потом частично трансформировался в гуннов), но, по мнению справочника "Кто есть кто в робототехнике", это было бы слишком мелко для такого блестящего политического деятеля, как император Цинь Ши Хуаньди. Более вероятно, что в постройке Стены он видел свою великую цивилизационную миссию: такими стенами должен быть впоследствии разделен весь мир в целях безопасности человечества, раздираемого социальными и прочими противоречиями. Единственное что нам остаётся предусмотреть - это роботизированные проходы в стенах для миграции животных, имеющие элементы контроля, не позволяющие человеку-злоумышленнику прицепиться снизу к барану, о возможности чего нас предупредил Гомер в своей "Одиссее".

РЕТРОСПЕКТИВА

Тема наблюдения за объектами на XII конференции «Современное телевидение»
I. Доклады Серпуховского ВИ РВ.
▪ Фантомная система передачи и приёма ТВ-сигналов. Один из путей повышения достоверности ТВ-информации о наблюдаемом объекте – увеличение числа стационарных ТВ-камер. Однако, увеличение количества ТВ-камер и, соответственно, увеличение числа ТВ-каналов передачи визуальной информации о наблюдаемом объекте усложняет систему передачи ТВ-сигналов. Предлагается за счет создания фантомных (корреляционных) каналов связи увеличить почти вдвое число ТВ-каналов передачи без задействования дополнительных линий связи, используя существующие каналы ТВ-передачи и обеспечивая информационную скрытность (криптостойкость) передачи ТВ-сигналов по этим фантомным каналам. Метод использует измерение величины корреляции между n-1 и основными ТВ-каналами в отдельности одной пары от другой пары коррелируемых сигналов в каждом такте корреляционных измерений.
▪ Метод фильтрации видеоизображений в ТВ-системах наблюдения. При анализе существующих способов коррекции изображения следует отметить, что для обеспечения обработки в реальном масштабе времени необходимым условием становится применение программ обработки, основанных на быстрых алгоритмах. Наиболее близкими методами, по определению, являются методы линейной НЧ фильтрации, однако известно, что основной недостаток линейных фильтров – смазывание резких перепадов яркости. Следовательно, решение задачи фильтрации может быть достигнуто при усовершенствовании линейного фильтра с целью локализации помехи. Предлагается метод фильтрации, состоящий из двух операций: обнаружения искаженных элементов изображения и исправления значения видеосигнала в этих элементах. Поскольку значение видеосигнала в каждом элементе изображения, вероятнее всего, близко к значениям видеосигнала для соседних с ним элементов, обнаружить "выбросы"»шума можно, сравнив в каждом элементе значение видеосигнала с его значением, предсказанным по соседним элементам. Если различие по модулю превышает некоторый порог, то принимается решение о наличии шума. Так как значения видеосигнала, используемые для предсказания, в свою очередь могут быть искажены, то алгоритм обнаружения должен быть рекурсивным, использующим для предсказания не все элементы окрестности, а только уже исправленные, предшествующие данному.
▪ Методика обоснования тактико-технических требований (ТТТ) к низкоуровневым телевизионным средствам наблюдения (НТВСН). Расчеты распределения освещенности для большинства районов территории РФ показали, что продолжительность «телевизионной ночи» составляет около 15-20% годового времени. Доклад посвящен разработанной методике обоснования ТТТ к НТВСН. Исходными данными для обоснования являются параметры, характеризующие:
- охраняемый объект (протяженность зоны охраны и её ширина);
- прилегающую территорию (расстояние прямой видимости, максимальная дальность наблюдения, коэффициент отражения фона);
- критические условия наблюдения (минимальная освещенность, прозрачность атмосферы);
- объект вторжения (его площадь в плоскости изображения, скорость передвижения, коэффициент отражения);
- требуемый уровень выполнения задания (вероятность опознавания).
В докладе рассмотрены этапы обоснования ТТТ к НТВСН. В итоге сказано, что результаты расчетов по предложенной методике подтверждаются результатами натурных испытаний и показывают, что для реализации НТВСН, способного функционировать во всём диапазоне естественных освещенностей, потребуется преобразователь со спектральным диапазоном чувствительности более 2 мкм и квантовой эффективностью равной 1.
▪ Оценка напряженности деятельности оператора телевизионного средства наблюдения (ТВСН). Напряженность боевой деятельности оператора ТВСН (как одна из его психофизиологических характеристик) не постоянна. Она особенно усиливается при обнаружении на экране монитора объекта вторжения. По своему характеру напряженность оператора может быть двух видов:
- операционная; возникает как результат сложности выполняемой деятельности (большая информационная нагрузка, трудность обнаружения и опознавания объекта вторжения, сложность зрительно-двигательной координации и т. д.); развивается по мере осуществления деятельности человека как функция её сложности;
- эмоциональная; возникает при воздействии на оператора эмоциогенных раздражителей.
Поскольку причиной операционной напряженности является операционная перегрузка, целесообразно степень этой напряженности оценивать вероятностью возникновения перегрузки. В докладе анализируются аспекты информационной перегрузки. 
▪ Выбор и обоснование критериев оценки деятельности операторов ТВСН. В качестве показателя эффективности системы «человек-оператор – ТВСН» может использоваться традиционный показатель для систем охраны: вероятность обнаружения объекта за ограниченный интервал времени. Однако, данный критерий, являющийся наиболее общим, в то же время является и весьма грубым, так как большое количество (несколько десятков) влияющих на него факторов являются переменными и при практических расчетах для того, чтобы получить рабочую модель, на большинство из них приходится накладывать ограничения.
Другим вариантом является выбор более точного показателя эффективности, который в едином математическом соотношении учитывал бы все возможные факторы, влияющие на функционирование системы «человек-оператор – ТВСН». Такой критерий, если бы его удалось создать, был бы математически очень громоздок. Кроме того, возможности его получения упираются в необходимость определения множества весовых коэффициентов.
Напрашивается вывод о необходимости использования на этапе проектирования системы «человек-оператор – ТВСН» некоторого промежуточного критерия, который был бы достаточно прост и, в то же время, учитывал бы основные факторы, влияющие на функционирование системы. Можно сделать вывод, что на начальном этапе создания системы «человек-оператор – ТВСН» возможно использование критерия вида P = min max Pоп (t), где Роп – вероятность опознавания оператором объекта вторжения. Однако, на этапе разработки конструкторской документации целесообразно использование более чувствительного квадратичного критерия типа I = xтQx, где x – n-мерный вектор частных критериев эффективности, отвечающих требованию ортогональности; Q – матрица весовых коэффициентов, учитывающих значимость (вес) каждого частного критерия эффективности.
II. Доклады ГНЦ ФГУП НПО «Орион».
▪ К вопросу о расчете рабочих характеристик низкоуровневых телевизионных систем (НТВС). Рабочая характеристика (РХ), показывающая зависимость разрешения прибора от освещенности чувствительного слоя, даёт наиболее наглядное представление о возможностях систем визуализации. В то же время, для НТВС с применением ПЗС общепринятой процедуры расчета РХ пока не выработано. Рассматривается подход, опирающийся на воспринимаемое наблюдателем результирующее отношение сигнал/шум НТВС в виде функции от числа разрешаемых строк (твл).
Главным фактором, ограничивающим чувствительность НТВС на ПЗС, является шум считывания, оцениваемый эквивалентным шумовым сигналом (ЭШС) и измеряемый в электронах на пиксель за время кадра. Для вычислений удобнее выразить ЭШС в виде значения освещенности на чувствительном слое, соответствующего числу шумовых электронов/пиксель.
▪ Сравнительный анализ чувствительности камер с ПЗС и ЭОП. Анализ характеристик наиболее чувствительных приборов с применением ПЗС матриц и гибридно-матричных преобразователей ГМП (то есть, электронно-оптических преобразователей ЭОП, сочленённых с ПЗС) показывает, что пороговые характеристики описываются различными критериями, что не даёт однозначного представления о работоспособности камер. В докладе сравнение камер на ПЗС и ГМП проведено путём анализа их рабочих характеристик, представляющих собой зависимость разрешающей способности от освещенности чувствительного слоя.
В отличие от камер на ПЗС, в которых при низких уровнях освещенности чувствительность ограничивается шумами считывания, при использовании камер с ГМП пороговые свойства определяются флуктуациями фотоэлектронов фотокатода ЭОП. Результаты расчетов показывают, что камера на ПЗС обеспечивает предельное разрешение (570 твл) при высоких уровнях освещенности (свыше 0,001 лк в плоскости изображения, что соответствует нескольким сотым люкса в пространстве предметов), но разрешающая способность резко падает с уменьшением освещенности до 0,00001 лк. Камера «Солидус-2» на отечественном ЭОП 3-го поколения при высокой освещенности уступает ПЗС примерно на 20% по разрешению, но сохраняет работоспособность (по уровню 200 твл) до освещенности 0,000003 лк. При реализации же в ЭОП характеристик, уже достигнутых нидерландской фирмой DEP (разрешающая способность более 64 штр/мм или 1300 твл и отношении с/ш 24-26) последний уже практически не будет ограничивать разрешение ПЗС форматом 582 х 752, что позволит получить разрешение около 550 твл и повысить чувствительность ГМП еще на порядок.
▪ Альфа-распределение и закономерности зрительного поиска. Общепринято, что зависимость вероятности обнаружения объектов от времени поиска описывается экспоненциальным распределением – как функция от интенсивности (производительности) поиска. Однако, применение этого закона для обработки экспериментальных данных встречает трудности, например, в случае пропуска объектов при расчете среднего времени поиска, или при оценке минимального времени. В этой связи может представить интерес попытка альтернативной интерпретации закономерностей зрительного поиска, опирающаяся на альфа-распределение: при этом предполагается, что выявлению объекта в процессе поиска соответствует некий единичный объём работы, равный произведению затраченного времени на производительность поиска. Результаты расчетов на основании экспериментов показывают, что альфа-распределение достаточно удовлетворительно отражает как общий ход эмпирических распределений времени поиска, так и нюансы, связанные с пропуском целей – в сравнении с возможностями применения экспоненциального закона. А. Барсуков, журнал "ТКТ", № 8, 2004 г. 

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.