CC BY
33технологии и средства таможенного контроля
technologies and means of customs control
В. Ф. Вербов, А. В. Карасёв
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТАМОЖЕННОГО КОНТРОЛЯ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МОБИЛЬНЫХ ИНСПЕКЦИОННО-ДОСМОТРОВЫХ КОМПЛЕКСОВ
В статье рассмотрены пути повышения эффективности таможенного контроля за счет повышения качества рентгеновских изображений крупногабаритных объектов, полученных с применением мобильных инспекционно-досмотровых комплексов. Предложены технические решения, позволяющие минимизировать возможное раскачивание оборудования мобильных инспекционно-досмотровых комплексов, образующего П-образные «ворота», в створе которых размещаются сканируемые крупногабаритные объекты. Предлагаемые решения позволят исключить возникающие за счет колебаний механизма сканирования дефекты в получаемых изображениях и таким образом повысить эффективность их анализа оператором.
Ключевые слова: таможенный контроль; технические средства таможенного контроля; ин-спекционно-досмотровый комплекс; мобильный инспекционно-досмотровый комплекс; рентгеновское изображение; анализ рентгеновского изображения; качество рентгеновского изображения; стабилизация оборудования.
V. F. Verbov, A. V. Karasyov
INCREASING THE EFFICIENCY OF CUSTOMS CONTROL BY IMPROVING MOBILE INSPECTION AND EXAMINATION SYSTEMS
Ways to increase the efficiency of customs control by improving the quality of X-ray images of large objects obtained with the use of mobile inspection and examination systems are considered in the article. Technical solutions are proposed to minimize the possible rocking of the equipment of mobile inspection and examination systems forming U-shaped "gates" in which the scanned large-sized objects are placed. The proposed solutions will allow to eliminate defects in the obtained images arising due to fluctuations of the scanning mechanism and, thus, improve the efficiency of their analysis by the operator.
Keywords: customs control; technical means of customs control; inspection and examination premises; mobile inspection and examination systems; X-ray image; X-ray image analysis; X-ray image quality; equipment stabilization.
Наиболее трудоемким и сложным процессом при организации таможенного контроля за перемещением крупногабаритных объектов (контейнеров, автотранспортных средств, железнодорожных вагонов и т. п.), грузов, находящихся в них,
является организация быстрого и с высокой степенью надежности выявления подозрительных предметов (боеприпасов, оружия, наркотиков, взрывчатых веществ и др.), а также контроль правильности декларирования товаров.
На сегодняшний день это можно осуществить только с применением интроско-пических технических средств таможенного контроля (ИТСТК). Интроскопия реализуется посредством преобразования невидимого глазом человека изображения исследуемого объекта, полученного в ИТСТК, в видимое изображение на мониторе оператора технического средства контроля, т. е. ИТСТК позволяют производить внутренний осмотр крупногабаритных объектов (КГО) без их вскрытия.
До появления ИТСТК досмотр КГО осуществлялся оператором-таможенником вручную, что требовало существенных временных затрат (до нескольких часов на один КГО). По этой причине контроль был выборочным и недостаточно эффективным.
Очевидно, что применение интроскопических средств при контроле КГО повышает качество и достоверность контроля, существенно минимизирует вынужденные временные потери и исключает любые механические повреждения объекта, связанные с проведением ручного досмотра. В свою очередь, минимизация временных затрат на проведение контроля способствует ускорению движения общего потока объектов, что особенно важно при пересечении КГО таможенных границ государств [1].
В настоящее время наиболее совершенными и эффективными ИТСТК в России и за рубежом являются инспекционно-досмотровые комплексы (ИДК), использующие в своей работе рентгеновское излучение. Именно с помощью ИДК в течение нескольких минут формируются рентгеновские изображения КГО и перевозимых в них грузов. Эти изображения впоследствии позволяют операторам идентифицировать перевозимые товары и конструкционные узлы объектов контроля, обнаруживать в них предметы, запрещенные к перевозке, и, более того, проводить ориентировочную оценку количества перевозимого груза, его веса и местонахождения в транспортном средстве.
По конструктивному исполнению все ИДК подразделяются на стационарные, разборно-модульные и мобильные [2]. Мобильные ИДК (МИДК), оборудование которых размещается на автомобильных шасси, отличаются максимальной гибкостью применения для решения оперативных задач, имеют относительно невысокую стоимость, достаточную энергию рентгеновского излучения для получения качественных изображений и минимальное время для подготовки к использованию по назначению.
Однако МИДК по сравнению с другими комплексами имеют один существенный недостаток, который заключается в следующем: при переводе МИДК из походного положения в рабочее источник рентгеновского излучения (ИРИ) и система приема рентгеновского излучения (выдвижная стрела и детекторная линейка) образуют так называемые П-образные «ворота», в створе которых размещается КГО. При перемещении МИДК во время сканирования КГО данные «ворота» при наличии на рабочей площадке неровностей, выбоин или при ветровой нагрузке будут раскачиваться, причем с достаточно большой амплитудой, что приводит к некоторому «смазыванию» и искажению отдельных фрагментов рентгеновского изображения КГО. Именно эти дефекты (искажения) затрудняют оператору МИДК проведение качественного анализа полученного изображения, могут вве-
сти его в заблуждение и привести к ошибкам по выявлению нарушений таможенного законодательства. В статье предложены технические решения, позволяющие снизить раскачивание П-образных «ворот» и таким образом уменьшить ошибки оператора, проводящего таможенный контроль с применением МИДК. Рассмотрим их ниже.
Стабилизации П-образных «ворот» в МИДК является острой проблемой. Дело в том, что штатная пневматическая подвеска автомобильного шасси МИДК предназначена для нивелирования колебаний и ударов при движении комплекса по дорогам общего пользования.
Непосредственно перед проведением осмотра (сканированием) для максимального охвата веерообразным пучком рентгеновских лучей нижней части КГО (в том числе колес автомобильного шасси) оборудование МИДК опускается в максимально нижнее положение, для чего осуществляется сброс давления сжатого воздуха во всех пневматических рессорах тягача до минимально допустимого значения. Это делается для уменьшения высоты «мертвой» зоны осмотра МИДК. В результате вертикальная часть детекторной линейки (системы обнаружения рентгеновского излучения) и нижней части ускорителя фиксируются в непосредственной близости к поверхности рабочей площадки.
Однако сброс давления из пневморессор приводит к ухудшению амортизационных возможностей оборудования, при этом не обеспечивается стабильно горизонтальное позиционирование П-образных «ворот» комплекса в процессе сканирования и их оптимально безопасное размещение относительно КГО и поверхности рабочей площадки, имеющей различные дефекты.
Из-за габаритов и большой массы расположенных перпендикулярно к продольной оси комплекса П-образных «ворот» и применения МИДК на неподготовленных площадках или в ветреную погоду неизбежно возникновение поперечного раскачивания МИДК с возможным маятниковым эффектом. Кроме того, возникает опасность столкновения вертикальной части детекторной линейки «ворот» и нижней части ускорителя с поверхностью рабочей площадки.
Устранить данный недостаток можно следующими способами:
1) применять МИДК на идеально ровной рабочей поверхности (площадке), что не всегда выполнимо;
2) использовать соответствующие системы стабилизации «ворот».
Второй путь предпочтительнее, так как позволяет использовать МИДК на различных по состоянию рабочих площадках и даже в полевых условиях.
Раскачивание П-образных «ворот» может происходить в нескольких плоскостях относительно оси симметрии МИДК, но наиболее существенными являются поперечные раскачивания в силу поперечного расположения «ворот» относительно тягача и их значительных массогабаритных параметров.
Для исключения поперечных раскачиваний «ворот» предлагается в МИДК ввести стабилизирующий механизм с дополнительными пневматическими рессорами и амортизаторами [3].
Стабилизирующий механизм состоит из неподвижной и подвижной платформ, соединенных между собой посредством стержня, позволяющего вращаться в одной плоскости подвижной платформе относительно другой, неподвижной. Неподвижная платформа жестко связана с автомобильным шасси, а подвижная жестко связана с системой излучения и обнаружения рентгеновского излучения,
П-образными «воротами». Между платформами по их периметру установлены дополнительные пневматические рессоры и амортизаторы (их количество зависит от формы платформ), причем воздух из дополнительных пневморессоров не сбрасывается. Главная задача пневматических рессор в стабилизирующем механизме - обеспечение стабилизации «ворот» в процессе сканирования при их раскачивании.
Помимо этого, давление воздуха в дополнительных пневморессорах (как и в пневматической системе автотягача) может регулироваться электронной системой управления подачей сжатого воздуха. Компьютер, включенный в электронную систему управления пневматической системой стабилизирующего механизма, с помощью гироскопических датчиков инерции [4] диагностирует происходящие в системе процессы, определяет положение подвижной платформы МИДК в пространстве, вычисляет угол наклона и своевременно подает сигналы определенным узлам МИДК для подачи сжатого воздуха в соответствующие пневматические рессоры для поддержания створа П-образных «ворот» в стабильно горизонтальном или в оптимально безопасном положении относительно КГО и рабочей поверхности площадки, независимо от наклона и неровностей ее поверхности.
Даже при отсутствии воздуха в основных пневматических рессорах дополнительные пневморессоры все равно будут стабилизировать П-образные «ворота» и предотвращать их поперечное раскачивание относительно объекта контроля. Это, в свою очередь, повысит качество рентгеновских изображений и эффективность таможенного осмотра КГО в целом. Возможные же незначительные раскачивания «ворот» не приведут к «смазыванию» изображений.
Однако предложенная конструкция стабилизирующего механизма никак не исключает колебания «ворот» в других плоскостях, в частности в продольной, хотя, как отмечалось выше, они будут существенно меньше, чем поперечные раскачивания, из-за медленной скорости движения МИДК при сканировании КГО.
Раскачивания в продольной плоскости визуально могут быть и незаметными за счет конструкции стабилизирующего механизма. Однако эти незначительные раскачивания «ворот» будут приводить к существенным механическим нагрузкам на обе платформы и стержень стабилизирующего механизма. В результате при длительных разрушающих механических нагрузках обе платформы и стержень (независимо от материала их изготовления) будут постепенно деформироваться и, в конечном итоге, выйдут из строя. Ремонт потребует значительных финансовых и временных затрат.
Для повышения надежности стабилизирующего механизма предложена его доработанная конструкция, в которой обе платформы соединяются между собой посредством сферического (шарового) шарнира [5].
Применение шарнирного соединения двух платформ стабилизирующего механизма исключит возможные колебания «ворот» и не будет приводить ни к каким разрушающим воздействиям на элементы стабилизирующего механизма и несущие элементы конструкции МИДК (соединительные элементы, раму и шасси тягача) при возможных колебаниях «ворот» в любой плоскости относительно объекта контроля. Это позволит повысить качество рентгеновских изображений КГО, существенно увеличить надежность определенных узлов комплекса и обеспечить безаварийную эксплуатацию МИДК в различных неблагоприятных условиях.
Однако предлагаемые выше решения имеют один общий недостаток. Изначально оборудование МИДК опускают как можно ниже к поверхности площадки с целью просветить веерообразным пучком рентгеновских лучей нижнюю часть КГО, в том числе колеса. Вводя же в МИДК стабилизирующий механизм с дополнительными вертикальными пневматическими подушками, П-образные «ворота» несколько приподнимаются над поверхностью рабочей площадки, тем самым увеличивая зону неохвата, или «мертвую» зону, МИДК, т. е., с одной стороны, повышается качество рентгеновских изображений и надежность комплекса, с другой - увеличивается «мертвая» зона МИДК. Это может, в конечном итоге, привести к пропуску и необнаружению запрещенных к перевозке товаров и веществ, размещаемых довольно часто в колесах грузовых автомобилей.
Указанную проблему несложно устранить на этапе проектирования конструкции МИДК, в частности, путем расположения неподвижной платформы стабилизирующего механизма на уровне автомобильного шасси, обратного размещения сферического (шарового) шарнира и горизонтального размещения дополнительных пневматических подушек.
Возможны и другие перспективные варианты стабилизации П-образных «ворот» во время сканирования объекта контроля. Например, стабилизация П-об-разных «ворот» с использованием гиростабилизированной платформы [6]. Эта платформа крепится на автомобильном шасси, на нее устанавливается основное оборудование МИДК. Гиростабилизированная платформа - это площадка, удерживаемая в заданном горизонтальном положении системой гироскопических датчиков и не подверженная колебаниям шасси МИДК, на котором она установлена.
Гироскопические датчики фиксируют малейшие угловые изменения положения платформы относительно горизонтальной поверхности и передают информацию в систему управления балансом. Эта система, в свою очередь, формирует команды электродвигателям стабилизации, которые возвращают платформу в исходное горизонтальное положение. Применительно к МИДК для стабилизации «ворот» потребуется один или два таких датчика, измеряющих углы отклонения в двух плоскостях - продольной и поперечной, и соответственно два электродвигателя стабилизации.
Также возможна стабилизация П-образных «ворот» при использовании системы, в основу которой положены свойства механического, роторного гироскопа [7]. Одним из свойств гироскопа является то, что его ось стремится устойчиво сохранять в пространстве приданное ей первоначальное направление.
Гироскоп - прибор, имеющий свободную ось вращения и способный реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором он установлен. После раскручивания гироскопа его ось сохраняет свое положение неизменным. При выходе гироскопа в рабочий режим подвижная платформа стабилизирующего механизма и, как следствие, П-образные «ворота» приобретут устойчивость в пространстве и будут сохранять заданную горизонтальную ориентацию. Примером применения гироскопов может служить, в частности, система стабилизации палуб некоторых водных судов.
Очевидно, что при размещении роторного гироскопа на вертикальной оси сферического шарнира в МИДК из конструкции стабилизирующего механизма будут исключены пневматические стойки, пневматические рессоры и амортизаторы (их функции возьмет на себя гироскоп). За счет этого упрощается конструкция
МИДК, исключается приподнимание «ворот» относительно поверхности рабочей зоны, т. е. увеличение «мертвой» зоны МИДК, и увеличение габаритных характеристик МИДК, появляется возможность сократить до минимума расстояние между подвижной и неподвижной платформами, уменьшить размеры самих платформ, разместив их на уровне рамы тягача.
Реализация рассмотренных выше конструктивных изменений в МИДК позволит минимизировать колебания П-образных «ворот», увеличить надежность определенных узлов комплекса, что приведет к повышению качества рентгеновских изображений и, следовательно, повысит эффективность проведения таможенного контроля крупногабаритных объектов с применением МИДК.
Использованные источники
1. Малышенко Ю. В., Ерошенко С. С., Симочко С. В. Начальная подготовка персонала инспек-ционно-досмотровых комплексов: учебник. Владивосток: Владивостокский филиал Российской таможенной академии, 2010. 460 с.
2. Мантусов В. Б., Башлы П. Н., Вербов В. Ф., Карасёв А. В. Таможенное дело: практика и теория применения инспекционно-досмотровых комплексов: учебник. Ростов н/Д: Ростовский филиал Российской таможенной академии, 2019. 360 с.
3. Вербов В. Ф, Гамидуллаев С. Н., Карасёв А. В. Мобильный инспекционно-досмотровый комплекс. Патент Российской Федерации на изобретение № 2623199, 2017.
4. Винниченко Н. Т., Кацай Д. А., Лысова А. А. Теория гироскопических приборов: учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2010. 141 с.
5. Вербов В. Ф, Карасёв А. В. Мобильный инспекционно-досмотровый комплекс. Патент Российской Федерации на изобретение № 2683138, 2019.
6. Кузовкин Н. Т. Системы стабилизации летательных аппаратов: учебное пособие. М.: Высшая школа, 1976. 302 с.
7. Лысов А. Н, Винниченко Н. Т., Лысова А. А. Прикладная теория гироскопов: учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2009. 255 с.
