KR101293287B1

KR101293287B1 - 통합 표시 시스템을 가지는 위협 검출 및 감시장치

Info

Publication number: KR101293287B1
Application number: KR1020087008009A
Authority: KR
Inventors: 그레고리 이. 웹
Original assignee: 인프라이지스, 아이엔씨.
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2013-08-09
Also published as: KR20080046223A; CA2621648C; CA2621648A1; AU2006287503B2; WO2007030549A2; AU2006287503A1; US20080316017A1; US8102251B2; JP2009507310A; RU2482544C2; CN101300845B; WO2007030549A3; BRPI0615683B1; CN101300845A; HK1124462A1; EP1932350B1; IL190006A0; RU2008113054A; EP1932350A2; BRPI0615683A2

Abstract

본 발명은 일반적으로 통합 표시시스템을 가지는 위협 검출 및 감시장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 주위 환경에서의 위협을 검출 및 확인하고 공공에 위협 또는 다른 정보에 관한 유용한 정보를 표시하도록 적합된 공공의 안전 및 비상통보 시스템으로서 사용을 위한 장치에 관한 것이다.

Description

통합 표시 시스템을 가지는 위협 검출 및 감시장치{Threat detection and monitoring apparatus with integrated display system}

본 발명은 2005년 9월 6일자 제출된 미국 임시 특허 일련번호 제60/714,479호에 대해 우선권을 주장하고, 여기에 참조로서 전체 내용이 포함된다.

전 세계 테러 집단의 출현 및 증대에 따라, 특히, 최대한 빠른 시기에서 위험한 물질을 검출하는 능력 및 방법론들이 필요하게 되었다. 예를 들면, 방사선 및 핵 물질, 화학 물질, 생물성 물질, 폭발성 물질, 금제품(contraband), 화학 물질 및 위험한 사람의 검출이 오늘날 사회에서 극히 중요하다. 테러리스트의 이용 가능한 광범위한 파괴 기구의 존재 및 확인에 관한 복잡성 때문에, 현재까지는, 넓은 범위의 잠재적의 파괴적인 에이전트(agents)에 대항하는 이용 가능한 장치 및 방법론이 존재하지 않았다.

미국 특허 제7,012,520호 및 미국 특허 제 7,046,138호에 기술된 주된 문제 가 여기에 참조로서 포함된다.

본 발명은, 상기의 바람직한 특징을 제공하면서, 종래의 위협 검출시스템의 시스템에서 단점을 다룬다.

본 발명의 목적 및 이점은, 다음의 기술 및 도면으로부터, 발명의 실행에 의해 습득될 뿐만 아니라, 앞으로 설명되고 명백하게 될 것이다.

본 발명은 일반적으로 통합 표시시스템을 가지는 위협 검출 및 감시장치에 관한 것이다. 장치와 관련하여 비용을 지불하는데 도움을 주도록 광고에 의해 오늘날의 안전의 필요성을 만족하는데 그들이 노력하므로, 도시들이 직면하는 자금 적자를 해결하도록 설계 및 개발된 공공의 안전 및 비상 통보 시스템이다.

비록 스탠드 얼론 시스템(stand alone system)으로 동작하도록 설계되었지만, 시스템은 전 세계 도시에 설치된 글로벌 시스템의 일부가 되는 것이 궁극의 목표이다.

일반적으로, 본 발명의 위협 검출 및 감시 장치는 공공에 대해 가치있는 정보를 표시하는, 편평한 화면 LCD와 같은, 표시화면을 포함하는 표시장치를 포함한다. 이러한 정보는 안전을 지시하는 지령에 의해 수반된, 대량파괴무기(WMD(weapon of mass destruction))의 어느 형태의 실재에 관한 것이다.

또한, 장치는 표시장치를 가지는 통합된 위협을 검출하고 또는 주의를 감시하는 하나 이상의 센서를 포함한다. 로직 시스템은 센서들로부터의 정보를 처리하고 이 정보를 공공의 사용을 위해 적절한 메시지를 생성하기 위해 존재한다. 다른 로직 정보는 소정의 최종 결과를 얻도록 센서들을 동작하도록 존재한다. 또한, 검출된 위협과 관련되고 적절한 정보의 표시를 야기하기 위한 먼곳의 지시에 대응한 정보를 전송하는 네트워크에 연결된 통신장치가 포함된다. 현재 가장 중요한 센서 중 하나는 사람의 의심스러운 행동을 관찰하고 행동을 기록할 수 있는 로직 시스템과 연합되어 동작되는 하이 스피드 벡터링(vectoring) 카메라 시스템이다. 기록된 정보는 분석되고, 필요에 따라서, 액션을 위해 전송된다. 또한, 카메라는 광고의 효력을 판단하기 위해 표시장치에 광고된 제품 및/또는 회사의 잠재적인 소비자를 모니터할 수 있다.

장치는 연속적인 전문의 감시 서비스, 유지, 기술적 지원 및 품질 관리 보증을 제공하기 위하여 GOMAC(Global Operations Monitoring and Analysis Center)를 통합한다. 위협이 장치에 의해 검출되면 GOMAC는 자동적인 미리 승인된 전자적 대책을 감시, 기록, 분석, 경계 및 시행하도록 장치의 컴퓨터 네트워크로 통합된다. GOMAC의 복잡한 자동화 통지시스템은 각각의 배치된 검출자의 적당한 기능을 확인한다.

따라서, 본 발명은 자국 안보(homeland security)를 위한 공공의 국면(public face)을 제공하고; 시민들과 통신을 위한 공무원과의 직접적인 액세스를 허용하고; 예를 들면, 교통 지연, 도로 건설, 또는 사고시 추가적인 교통체증을 방지하기 위한 정보를 제공함으로써 교통 관리시스템을 보충하기 위한 시스템-와이드 어나운스먼트(system-wide announcement)를 제공하는 비상 관리를 위한 수단과; 주된 세입원으로서 자국 안보 계획(initiatives)의 모든 측면에 재정지원하는 것을 포함하는 다양한 목적을 충족시킨다.

이 장치와 공공의 사이의 인터페이스는 러기다이즈드(ruggedized)하고, 편평한 표시화면 LCD 모니터이다. 장치는 공공 운송 정류장; 철도차량 및 버스 내부; 버스 정류장 및 대합실; 전략상 중요한 빌딩; 및 많은 참석의 이벤트에 대도시 지역에 걸쳐 설치되고 배치될 수 있다. 또한, 설비물(예를 들면, 버스 대합실 등의 도로 시설물)에 장착되거나 스탠드 얼론(stand-alone)형 키오스크(kiosk)로서 설치될 수 있다.

바람직하게, 장치를 통해 제작자는, 교통 및 뉴스 보도뿐만 아니라 비상 상태에서 중요한 정보를 시간과 비용 모두를 절약하는 보다 쉽게 대체를 위해 제공함으로써 공익(public good)을 제공하도록 확장된 비상 관리 능력으로 이러한 시장에 진출할 수 있다.

상술한 기재와 다음의 상세한 기재 모두는, 청구된 바와 같이, 전형적이고 설명의 목적만을 위해 제공되며, 발명이 제한되지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 특징 및 목적은 하기의 바람직한 실시예의 기재 및 첨부된 청구항을 통해 보다 명확해 질 것이다.

바람직한 실시예를 기재함에 있어서, 동일한 부분이 동일한 참조 번호를 가지는 도면을 수반하여 참조되었다.

도 1은 본 발명에 따라 구성된 스탠드 얼론형 키오스크(stand alone kiosk)로서 장치의 투시도이다.

도 2는 도 1의 키오스크의 기본 구성의 분해된 투시도이다.

도 3은 도 1의 키오스크 내에 동작 부분이 어떻게 위치되는 지를 나타내는 개략도이다.

본 발명은 설명된 바람직한 실시예에 한정되지 않는 것이 이해될 것이다.

이 기재를 검토함에 있어서와 도 1, 2 및 3을 일반적으로 참조하면, 본 발명의 장치가 다수의 구성 내에 일반적으로 구체화되어지는 것을 이해할 수 있다.

먼저, 도 1 및 2에 나타낸 바람직한 실시예를 참조하면, 위협 검출 및 감시장치(10)는 전면의 도어 패널(door panel)(11), 후면의 도어 패널(12) 및 대체로 직사각형의 하우징(15)을 형성하도록 서로 대향하고 상기 도어가 인접한 2개의 보호 측면 패널(13)을 갖는다. 또한, 하우징(15)은 상부의 크로저 부(closure member)(14)와 하부의 클로저 부(16)를 가지며, 전면의 도어 패널(11), 후면의 도어 패널(12) 및 보호 측면 패널(13)이 결합될 때, 장치(10)의 동작 하부-조립품(sub-assemblies)을 수용하기 위해 내부의 챔버를 한정한다. 하우징(15)은 데미지와 날씨와 관련된 침투를 방지하기 위해 안전하게 구성되는 것을 이해할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 장치(10)는 방수(watertight), 빗물 내력(rainproof), 습기/응결 내력 및 햇빛/UV 저항인 날씨 저항 물질 및 코팅으로만 구성된다. 예를 들면, 하이-테크 물질 및/또는 방법을 사용하여 구성된 장치(10)는, 스틸/스테인레스 박판과 바 및/또는 혼합물로 구성될 수 있다. 하이-테크 물질의 사용은 장치의 주위 환경으로부터 유해한 진동을 기능적으로 완충시킨다. 또한, 사용된 물질은 EMI(electromagnetic interference, 전자기 간섭) 및 RFI(radio frequency interference, 무선주파수 간섭)를 차단할 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 표시장치(20)는 편평한 표시화면(21), 스피커 시스템(26) 및 기후 보호의 제어된 하우징(15)을 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 표시장치(20)는 공공에 보이도록 외면을 향하는 스크린(21)을 가지고 각 보호 측면 패널(13)의 상부에 부착된다. 표시장치(20)는 공공의 안전 및 비상 통보 정보와 같은 관심의 정보를 스크린(21)에 표시한다. 또한 소정의 간격으로 공공에 대해 소정의 광고도 표시할 수 있다. 스크린(21)은 LCD 또는 플라즈마 스크린 기술에 의거하고, 하이-브라이트(high-bright) 또는 컬러 트랜스플렉티브(color transflective)가 가능한 시야 발광 기술이 갖추어진다. 스피커 시스템(26)은 표시장치(20)에 나타낸 비디오 영상을 위한 오디오를 제공한다. 이 발명은 다수의 장착 옵션 및 구성이 제공되는 것을 이해할 수 있다. 또한, 다양한 사이즈 뿐만 아니라, 다수의 표시장치(20) 및 스피커 시스템(26)이 본 발명에 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.

카메라 어레이(22)는 원통 모양의 센서 마운트(23)의 수단에 의해 상부의 클로저 부(14)에 부착된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 카메라 어레이(22)는 하이 스피드 벡터링 카메라로 이루어지고, 360도에 대한 촬영, 팬(pan), 틸트(tilt) 및 줌(zoom) 능력을 허용하는 센서 마운트(23)의 원주의 둘레에 부착된다. 카메라 어레이(22)는 관련된 로직 시스템에 의해 동작 되고, 시야 범위에서 어느 개인의 안면의 특징 및 행동을 관찰하고 해석하도록 안면 및 행동에 관한 승인 소프트웨어가 짜 넣어진다. 안면 및 행동에 관한 승인 소프트웨어는 리얼-타임으로 주위를 분석하고 잠재적으로 위험하거나 의심스러운 사람의 행동, 사건 또는 사물을 확인하기 위하여 상기 로직 시스템 및 카메라 어레이(22)를 명확하게 활용한다. 그리고, 필요에 따라서, 관찰된 행동은 액션을 위해 기록되고 전송될 수 있다. 또한, 카메라 어레이(22)는 광고의 효력을 판단하기 위하여 표시장치(20)에 광고된 제품 및/또는 회사의 잠재적인 소비자를 모니터할 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 대중(mass) 방송 라우드스피커(loudspeaker) 시스템(27)은 비상 방송 및 공공의 관심의 정보의 오디오 메시지를 허용한다.

또한, 장치(10)는 셀 방식의 네트워크, 위성, 디지털 라디오(포인트 투 포인트(point to point) 혹은 멀티포인트(multipoint)) 및 WiFi 시스템에 대한 능력을 가지는 특징을 스탠드 얼론 형 또는 다중 조합으로 수용한다. 이들 특징은 "사용에 대한 지불" 혹은 계약에 근거한 사적인 실재 또는 공공시설에 의한 사용을 위해 특정 또는 원격의 위치에서 통신 향상의 목적을 제공한다. 또한, 이들 특징은 자연의 혹은 인공의 재해에 의해 붕괴되거나 황폐화된 지역에 배치될 수 있다.

장치(10)는 특정한 장비 요구를 만족시키기 위해 요구된 바와 같이 장치의 통신을 공급하기 위해 맞추어진 다음의 셀 방식, 위성, 디지털 라디오(포인트 투 포인트(point to point) 혹은 멀티포인트(multipoint)) 및 WiFi 안테나의 어떠한 조합으로 구성된 안테나 어레이(25)를 포함한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 동작 하부-조립품을 수용하는 내부의 챔버는 4개의 구조적 지지부재(25)에 의해 한정된다. 동작 하부-조립품은 표시장치(20)와 통합된 위협을 검출하거나 주위를 감시하는 센서와, 센서로부터 정보를 처리하는 로직 시스템과, 시스템의 기능에 필요한 다른 기계적 구성요소로 구성된다. 로직 시스템은 공공의 사용을 위해 표시장치(20)에 표시되는 적절한 메시지를 생성하기 위해 센서로부터 처리된 정보를 활용한다. 내부의 챔버는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 선반에 의한 수직을 수평으로 배열된 터미널(30)로 바람직하게 분할된다. 내부의 챔버 내에는, 핵 검출자, 방사선 검출자, 컴퓨터에 의한 추적 검출시스템(computer-aided trace detection system), 발포 검출자(gunshot detector), 카메라, 행동에 관한 인지 소프트웨어, 보이스 차단 소프트웨어, 통신장치, 공공의 전달을 위한 라우드스피커, 배터리, 공기 조절/가열부, 비상 방송시스템(emergency broadcast system, EBS) 컴퓨터, 다중-어레이(multi-array) 컴퓨터, 특정한 가스(유독 또는 위험한)를 확인하기 위한 가스 검출자 시스템 및 라우터 등의 하부-조립품이 있다. 다양한 센서 및 동작 하부-조립품이 이 발명에서 사용될 수 있음을 이해할 수 있다.

각각의 동작 하부-조립품은 분리된 터미널(30)에 위치될 수 있다. 도 3은, 동작 하부-조립품이 내부의 챔버 내에 위치될 수 있는 경우를 나타내는 개략적인 정면의 입면도이다. 특정한 장치가 도 3의 동작 하부-조립품의 모두를 채용하지 않는다면, 많은 수의 터미널(30)은 다른 구성요소 혹은 동작 하부-조립품과 합체되어 사용될 수 있는 것을 이해할 수 있다. 또한, 선택한 터미널(30)은 사용하는 동안 빈 공간으로 남겨질 수 있다. 도시한 바와 같이, 도 3의 정면의 입면도에는 라우터(35)가 있다. 라우터(35)는 광 섬유(fiber-optic), 하드와이어(hardwire), 동축 케이블 혹은 무선 네트워크를 사용하여 소정의 목적지로 발명의 컴퓨터 네트워크 전역에서 선택된 데이터를 전송하는 컴퓨터 네트워킹 장치로서 사용된다. 인접한 라우터(35)에 개개의 원격 지시에 대응하는 비상 방송/마케팅 표시(EBS) 컴퓨터(36)가 있다. EBS 컴퓨터(36)와 함께 발명의 동작 하부-조립품을 사용하는데 필요한 로직 시스템과 알고리즘으로 프로그램된 다중-어레이(local) 컴퓨터(37)가 있다. 다수의 컴퓨터(37)가 발명에서 사용될 수 있음을 이해할 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 통신장치(38)가 있다. 먼저 이 구성요소는 응답자(소방서, 경찰, EMS 등)의 무전을 서로(서비스 상호 이용(interoperability))네트워킹하고 네트워크 접속을 통해 지휘 센터(GOMAC)에 계속하여 그들의 무선 전송을 보내기 위해 사용된다. 그리고 지휘 센터는 무선 네트워크를 링크하고 요구된 무선 소통을 제어한다.

다음에 보다 상세히 설명하는 것으로, 통신장치(38)와 함께 컴퓨터에 의한 추적 검출 시스템(computer-aided trace detection system, CATD)(39)이 있다. 센서는 주위 환경으로부터 공기를 추출하고 폭발성 물질, 화학 물질, 금제품, 혹은 다른 위협이 존재하는 지를 판정할 수 있다. 또한, 다음에 기술된 바와 같이, 핵무기의 대부분에서 확인된 유해한 뉴트론(neutrons)의 존재를 검출하는 핵 검출 시스템(40)이 포함된다. 또한, 다음에 보다 충분히 기술된, 도 3에서 핵 검출 시스템(40)의 경계에 방사선 검출 시스템(41)이 있다. 방사선 검출 시스템(41)은 주위 환경에서 검출을 위해 탈륨(Thallium)이 추가된 나트륨 요오드화물 크리스탈(Thallium doped Sodium Iodide crystal)을 사용하는 방사선이 있는 지를 판정한다. 마지막으로, 정면의 입면도에 시스템의 온도를 조절하는 공기 조절/가열부(42)가 있다.

다음에 방사선 검출 시스템(41), 핵 검출 시스템(40) 및 컴퓨터에 의한 추적 검출 시스템(39)의 센서들을 보다 상세히 기술한다.

방사선 검출 시스템(Radiological Detection System)

일반적으로, 방사선 검출자(41)는 검출을 위해 탈륨이 첨가된 나트륨 요오드화물(NaI(Th)) 크리스탈을 사용한다. 이 크리스탈은 그것의 높은 민감도에 근거하여 사용되고 다른 섬광 크리스탈(scintillation crystal)에 비하여 보다 좋은 에너지 분해능(resolution)을 갖는다. 방사선이 방사선 검출자(41)에 들어간 후, 크리스탈은 들어온 방사선의 에너지에 비례하여 섬광을 발하고 빛의 파열을 생성한다. 크리스탈에서의 빛의 파열은 크리스탈에 부착된 포토 멀티플라이어 튜브(photo multiplier tube, PMT)에 들어간다. 그리고 PMT는 최초의 방사선의 에너지에 비례한 전압 스파이크(voltage spike)를 출력한다. 전압 스파이크는 캡쳐되고 디지털화 된다. 그리고, 디지털화 된 정보는 저장을 위해 방사선 검출자(41)의 메모리에 보내진다. 수천의 감마 광선이 디지털화 되어 저장된 후에, 방사선 스펙트럼이 뚜렷해 진다. 이 스펙트럼은 방사선을 발생하는 특정한 동위원소에 의해 야기된 피크를 갖는다. 피크의 위치를 측정함으로써, 방사선에 의해 야기된 동위원소(isotope)가 확인될 수 있고, 멀티플(multiple)과 "마스크된(masked)" 소스 사이를 구별할 수 있다.

검출 처리의 상세는 다음에 더 기술된다. 검출 처리의 첫 번째 부분은, 가능한한 많은 양의 미스터리 방사선(신호)과 최소한의 자연 방사선(노이즈)을 포함하는 스펙트럼을 캡쳐한다. 이렇게 하여, 스펙트럼의 취득 시작시간은 미스터리 방사선이 나타나자마자 시작되고 미스터리 방사선이 사라지자마자 종료된다. 이 방법은 스펙트럼의 노이즈 비율에 대한 신호의 최대화뿐만 아니라 검출 통계치도 최대한으로 활용한다. 이를 이루기 위하여, 짧은 간격 스펙트럼의 이동 평균이 검출자(41)의 메모리에 저장된다. 보통의 이동 평균 기술과 달리, 부분의 이동 평균 또한 분석된다. 이것은 미스터리 방사선의 출현 시간의 불확실에 관한 이동 평균 방법에 의해 제공된 이점뿐만 아니라, 순차-확률비 테스트 방법(sequential-probability ratio test method)과 같이 강한 소스에 빠르게 경보를 제공한다. 또한, 다양한 부분의 이동 평균의 분석은 미스터리 방사선의 존재를 위한 시작시간을 제공한다.

검출 임계치는 자연 방사선에서의 통계상의 변동에 기인하여 잘못된 경보를 방지하는 데 충분한 통계상 중요한 레벨을 계산함으로써 설정된다. 임계 레벨은 상기 자연에서 7개의 표준 편차로 대표적으로 설정된다. 이 임계 레벨은 1년마다 1이하의 통계상의 변동에 기인하여 잘못된 경보 비율을 제공한다. 보다 낮은 잘못된 경보 비율이 요구되면, 보다 높은 임계치가 설정될 수 있다. 임계치는 표준 편차의 단위로 상세히 된다. 그러나, 임계치는 사실 표준 편차의 수와 함께 가우시안 분포(Gaussian distribution)의 통계상의 신뢰성에 관련된다. 방사선 카운트는 가우시안 통계치가 아닌, 프와송(Poisson) 통계치를 따르기 때문에, 순수 표준 편차 임계치가 사용되면 잘못된 경보의 확률은 자연 방사선 비율에 의존된다. 낮은 자연 방사선 비율에서 예기치 않은 높은 잘못된 경보를 방지하기 위하여, 프와송 분포의 실제의 통계상의 신뢰성이 사용된다.

방사선 검출 시스템(41)은 식별 처리를 가속하고 높은 위협 동위원소의 속도 및 검출을 증가시키기 위해 매우 진보한 알고리즘을 사용한다.

방사선이 검출되면, 메시지는 모든 로컬 검출자를 모니터링하는 로컬 컴퓨터(37)에 되돌려 보내진다. 메시지는 방사선의 세기 및 가장 큰 통계상의 중요한 방사선의 에너지 범위상의 정보를 포함한다. 가장 큰 중요한 방사선은 동위원소의 가장 낮은 에너지 주 포토-피크의 결과로서 생긴다. 이것은 방사성 강하물이 많은 폭탄에서의 사용 후보와 같은 높은 위협 동위원소를 위해 빠른 경보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 로컬 컴퓨터(37)는 그 이상의 분석을 위해 검출자로부터 스펙트럼을 획득할 수 있다.

방사선 소스가 방사선 검출자(41)의 지역에 남겨지면, 방사선이 남겨질 때 검출자는 자동으로 시간을 판정하고 방사선의 시작의 간격으로부터 방사선의 종료까지의 스펙트럼을 저장한다. 그리고 이 스펙트럼은 검출자(41)의 비휘발성 메모리에 저장되고 로컬 컴퓨터에 의해 분석을 위해 이용가능하게 된다.

경보 스펙트럼들의 처리에 더하여, 검출자(41)는 또한 자연 스펙트럼들을 주기적으로 수집하고 알려진 내장된 표준 소스를 사용하여 자동으로 조정한다. 자연 스펙트럼은 경보 임계치를 계산하기 위해 사용되고 경보 스펙트럼들의 분석을 향상하기 위해 로컬 컴퓨터(37)에 의해 공제를 위해 이용가능하다. 자연 스펙트럼은 검출자(41)가 위협 방사선 소스를 기대하는 동안 연속적이고 동시에 수집된다. 자연 수집 기간의 종료에서, 검출자(41)는 간격 전압을 측정하고 에너지 계산을 수행함으로써 그것의 건정성(health)을 체크한다.

스펙트럼이 로컬 컴퓨터(37)에 의해 수집되면, 그로벌 오퍼레이션 및 모니터링과 애널리시스 센터(Global Operations and Monitoring and Analysis Center( GOMAC))에 보내진다. GOMAC는 일주일의 7일, 하루 24시간 동안 방사선 검출자(41)의 사용을 위한 지원을 제공한다. 과학자는 스펙트럼을 관찰하고 요구되면 경보의 원인에 피드백을 제공한다. 또한, GOMAC는 데이터 피드(feed)를 모니터할 수 있고 검출자 그 자신이 통지를 할 수 없는 검출자 이상을 예상할 수 있다. 또한, GOMAC는 검출자 판독에 근거한 예방의 유지를 수행하는 시간인 통지를 보낸다.

핵 검출 시스템(Nuclear Detection System)

SNM(Special Nuclear Material)은 고농축 우라늄(HEU) 및 무기용 플라토늄과 같은 핵 무기에 사용된 물질이다. 감마 광선 전용 검출 시스템은 방사성 물질의 어떤 형태와 잠재적인 핵 무기 사이를 구별하는데 어려움을 가질 수 있다. 모든 SNM은 뉴트론을 방출하는 공통의 특성을 공유한다. 핵 검출 시스템(40)은 가능한 SNM 검출의 확증을 고려한다. 또한, 이 센서는 잘-보호된 핵 무기의 검출을 원조한다. 뉴트론은 감마 광선보다 정지하는데 더 어렵다.

뉴트론 검출자의 몇몇 형태는 그들이 강한 감마 방사 빔을 받게되면 뉴트론의 존재를 잘못 지적한다. 핵 검출자(40)의 주요한 특징은 감마 광선에 무감각한 것이다. 리튬 6 글래스(Lithium 6 glass)는 검출자의 이러한 형태의 한 예이다. 핵 검출자(40)는 이러한 문제점을 확실히 피하기 위해 리튬 6 글래스로 구성된다. 검출자의 제 1부분은 검출 챔버 주위에 플라스틱 코팅이 있다. 플라스틱은 뉴트론을 경감하기 위해 사용되므로, 그들은 리튬 6과 보다 좋게 상호 작용을 할 것이다. 그리고, 뉴트론은 챔버의 메탈 벽을 빠져나간다. 이 메탈 벽은 자연에 존재할지도 모르는 알파 및 베타선에 대항하여 보호하도록 사용되고, 또한, 이온화 검출자의 회로를 완성하는데 사용된다. 일단 뉴트론이 챔버에 그들이 몇몇이 있으면, 벽에서 리튬 6과 상호 작용할 것이다. 뉴트론이 리튬 6과 상호 작용하면, 알파선을 생성한다. 알파선은 가스와 상호 작용하고 많은 양의 이온화를 생성한다. 이온화 전하의 사이즈는 그것이 뉴트론인지를 판정하기 위해 기록된다. 또한, 감마선은 가스의 이온화를 생성하지만, 감마선이 가스와 잘 상호 작용하지는 않는 이유로, 그들은 작은 양의 이온화만을 생성하고 대부분의 그들의 에너지가 챔버를 빠르게 통과한다. 이온화 양의 구분은 핵 검출자(40)가 뉴트론과 감마선 사이의 구분을 하도록 허용한다.

컴퓨터에 의한 추적 검출 시스템(Computer-Aided Trace Detection System)

동작 하부-조립품의 하나로서, 추적 화학 물질 검출 및 확인 센서는 샘플 가스 스트림에서의 화학 물질을 효과적으로 분리하고 확인할 것이다. 특히, 이 컴퓨터에 의한 추적 검출 시스템(CATD)(39)는 대규모의 파괴, 폭발성 물질, 화기, 금제품 혹은 인간의 무기가 존재하는 지를 판정하기 위해 주위 환경으로부터 공기를 추출할 수 있다. CATD(39)는 질량(mass) 스펙트럼의 분석, 이온화 기술 및 참조 컴퓨터를 활용한다.

CATD(39)의 제 1임무는 주위 환경으로부터 공기 샘플을 수집하고 여과하는 것이다. 바람직한 실시예에서, 검출 시스템은 소정의 시간 증가에서 공기 샘플을 자동으로 수집할 것이다. 검출 시스템은 이들 물질이 공기 샘플 수집 동안에 화학적 적합성 문제가 존재하지 않기 때문에 PTFE(polytetrafluoroethylene)와 PFA Teflonⓡ으로 만들어지는 것이 바람직하다. 그리트 파트(grit pot)를 가지는 사이클로닉 필터(cyclonic filter)는 공기 샘플로부터 많은 미립자 및 먼지를 제거하기 위해 시스템에 부착된다. 또한, Teflonⓡ 멤브레인 필터(membrane filter)는 서브-마이크론(sub-micron) 사이즈의 미립자도 제거하도록 활용될 수 있다.

CATD(39)의 제 2임무는 수집된 공기 샘플로부터 관심의 화학 물질을 농축하는 것이다. 관심의 화학 물질은 질소, 산소, 물, 카본 이산화물(carbon dioxide) 및 아르곤(argon)과 같은 공기의 보통의 주요 성분이 아닌 어떠한 화학 물질로서 확인될 수 있다. 관심의 화학 물질을 농축하기 위해, 공기 샘플은 Tenaxⓡ와 같은 화학적 흡수성이 있는 레진을 통해서 보내질 수 있다.

CATD(39)의 제 3임무는 확인 시스템이 동시에 단일 화학 물질만을 확인하도록 관심의 화학 물질을 분리하는 것이다. 분리는 Tenaxⓡ가 흡수한 화학 물질을 방출하기 위해 Tenaxⓡ를 가열하고, 가스 크로마토그래프(gas chromatograph(GC)) 컬럼으로 화학 물질들을 공급함으로써 촉진된다.

Tenaxⓡ에서의 가열 사이클은 소정의 시간에 GC에 입력하는 화학 물질들의 펄스를 생성한다. 화학 물질들의 펄스가 GC를 통해 진행하는 것으로, 보다 가볍고 보다 휘발성인 화학 물질은 보다 무겁고 덜 휘발성인 화학 물질보다 빠르게 진행한다. GC 컬럼의 종료에서, 각각의 관심의 화학 물질들은 다른 시간에 도달할 것이다.

CATD(39)의 제 4임무는 GC에 의해 분리된 각각의 화학 물질들을 확인하는 것이다. 매스 스펙트로스코피(mass spectroscopy)는 화학 물질의 광범위한 범위를 확인하기 위한 유용한 기술로 평가될 것이다. 매스 스펙트로스코피는 2개의 주요한 구성요소, (1) 샘플의 이온화 및 (2) 이온화에 의해 생성된 이온의 전하율에 대해 질량의 측정으로 구성된다. 100,000 전자 이온화 매스 스펙트라 이상을 포함하는 데이터베이스는 신원 확인을 위해 사용된다. 몇몇 매스 스펙트라를 위해, 데이터베이스가 체크된 후에, 관찰된 매스 스펙트라가 생성된 극소수의 가능한 화학물의 리스트가 여전히 존재할 것이다. 이 경우, 순수한 화학 물질은 이온 합성 해설(ion composition elucidation, ICE)이라 불리는 기술에서 높은 분해능 스펙트라스코피를 사용함으로써 종종 판정될 수 있다. 이러한 기술을 가지고, 분자의 중량은 돌턴(Daltons)에서의 정수값 뿐만 아니라, 마이크로 돌턴(mDa) 레벨로 측정된다.

멀티 어레이 컴퓨터(37)의 부근은 가스 검출 시스템(43)이 있다. 이것은 트랜스미터, 진공 펌프 및 공기를 받아들이기 위한 배관을 가지는 특정한 가스 센서로 구성된다. 진공 펌프는 가스 센서를 통해 여과된 공기를 뽑아낸다. 센서가 위협 가스를 확인하면, 그것은 가스 및 농도를 확인하는, 트랜스미터에 신호를 보낸다. 가스 검출자(센서 및 트랜스미터)는 가스를 특정화하고 위험한(위협) 가스의 광범위한 종류를 검출하기 위해 결합될 수 있다.

몇몇의 온도, 탬퍼(tamper) 및 진동 센서는 장치 전체에 걸쳐 위치될 수 있음을 알 수 있다. 이들 센서는 종합적인 시스템 건전성을 모니터한다. 적어도 하나의 온도 센서는 내부 챔버의 온도를 모니터하기 위해 포함된다. 적어도 하나의 탬퍼 센서는 내부 챔버의 승인되지 않는 침입을 모니터하기 위해 포함된다. 마지막으로, 적어도 하나의 진동 센서는 유해한 진동 레벨을 모니터하기 위해 포함된다.

비간섭 전원공급장치(uninterruptible power supply, "UPS")(44)는 정전 혹은 차단의 경우에 모든 구성요소에 전원을 공급하기 위해 장치에 통합된다. 또한, 재충전가능한 배터리는 구성요소에 백업(back-up) 전원을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 트랜스포머(transformer)는, 다른 입력 전압이 존재하면, UPS에 110V를 공급하기 위해 통합된다. 마지막으로, 장치는 DC 배터리 전원을 AC 장비 전원으로 변환하기 위하여 스위치(예를 들면, 인버터)를 포함한다.

단지 발명의 바람직한 실시예가 상기에 기술된 것을 알 수 있다. 그러나 발명의 정신 및 범위 내에서 바람직한 실시예에 대한 많은 수정 및 변화는 당업자에게는 자명한 것이다. 따라서, 발명은 기재된 실시예에 한정되지는 않는다. 발명의 전 범위를 확인하기 위하여, 다음의 청구항이 참조된다.

Claims

위협 검출 및 감시장치에 있어서,

표시화면을 포함하는 표시장치와,

주위의 위협을 검출 또는 감시하는 상기 표시장치와 통합된 하나 이상의 센서와,

미리 설정된 지시에 따라 상기 센서로부터 수신된 정보를 처리하기 위해 상기 센서에 실시 가능하게 접속된 로직시스템(logic system)과,

검출된 위협에 관하고 원격의 지시에 대응하는 처리된 정보를 전송하도록 네트워크에 연결된 통신장치를 포함하며,

상기 표시장치는 화면에, 대량파괴무기(WMD :weapon of mass destruction)의 어느 형태의 실재, 교통 소식, 뉴스, 그리고 공공의 안전 및 비상 통보 정보와 같은 관심의 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

오디오 메시징을 위한 대중(mass) 방송 라우드스피커 시스템을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

상기 장치는 셀 방식, 위성, 디지털 라디오(포인트 투 포인트(point to point) 혹은 멀티포인트(multipoint)) 및 WiFi 시스템에 접속하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 3항에 있어서,

"사용에 대한 지불(pay per use)" 혹은 계약에 근거하여, 사적인 실재(private entities) 또는 공공시설에 의한 사용을 위해 특정 또는 원격의 위치에서 통신 향상의 목적을 제공하거나, 또는 자연 혹은 인공의 재해에 의해 붕괴되거나 황폐화된 지역에 배치되어 사용하기 위해서,

셀 방식, 위성, 디지털 라디오(포인트 투 포인트 혹은 멀티 포인트) 및 WiFi 안테나 중에서 선택되는 안테나들의 조합으로 구성되는 안테나 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

적어도 하나의 센서는 로직 시스템으로부터 지시에 대응하는 카메라인 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 5항에 있어서,

상기 카메라는 하이 스피드 벡터링 카메라(high speed vectoring camera)인 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 6항에 있어서,

상기 카메라는 프론틀(frontal)과 팬(pan), 틸트(tilt) 및 줌(zoom) 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 7항에 있어서,

상기 로직 시스템은 사람의 행동의 특징을 판정하도록 상기 장치를 가능하게 하는 소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

적어도 하나의 센서는 핵 물질 또는 핵에 의한 제작물 검출을 위해 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 9항에 있어서,

상기 센서는 리튬 6(lithium 6)을 활용하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

적어도 하나의 센서는 방사선 검출을 위해 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 11항에 있어서,

상기 센서는 상기 방사선의 존재를 검출하기 위해 탈륨(thallium)-코팅된 나트륨 요오드화물 크리스탈(coated sodium iodide crystal)을 활용하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

적어도 하나의 센서는 컴퓨터에 의한 추적 검출시스템인 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 13항에 있어서,

상기 센서는, 질량 분석계(mass spectrometer) 및 가스 크로마토그래픽 칼럼(gas chromatographic column)인 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

적어도 하나의 센서는 발포(gunshot) 검출을 위해 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
위협 검출 및 감시장치에 있어서,

표시화면을 포함하는 표시장치와,

주위의 위협을 검출 또는 감시하는 상기 표시장치와 통합된, 적어도 하나의 센서는 컴퓨터에 의한 추적 검출 시스템이고, 적어도 하나의 센서는 핵 검출 시스템이며, 적어도 하나의 센서는 방사선 검출 시스템인 하나 이상의 센서와,

미리 설정된 지시에 따라 상기 센서로부터 수신된 정보를 처리하기 위해 상기 센서에 실시 가능하게 접속된 로직시스템(logic system)과,

검출된 위협에 관하고 원격의 지시에 대응하는 처리된 정보를 전송하도록 네트워크에 연결된 통신장치와,

오디오 메시징을 위한 대중(mass) 방송 라우드스피커 시스템과,

"사용에 대한 지불(pay per use)" 혹은 계약에 근거하여, 사적인 실재(private entities) 또는 공공시설에 의한 사용을 위해 특정 또는 원격의 위치에서 통신 향상의 목적을 제공하거나, 또는 자연 혹은 인공의 재해에 의해 붕괴되거나 황폐화된 지역에 배치되어 사용하기 위해서, 셀 방식, 위성, 디지털 라디오(포인트 투 포인트 혹은 멀티 포인트) 및 WiFi 안테나 중에서 선택되는 안테나들의 조합으로 구성되는 안테나 어레이를 포함하며,

상기 표시장치는 화면에, 대량파괴무기(WMD :weapon of mass destruction)의 어느 형태의 실재, 교통 소식, 뉴스, 그리고 공공의 안전 및 비상 통보 정보와 같은 관심의 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
위협 검출 및 감시장치에 있어서,

표시화면을 포함하는 표시장치와,

핵 검출, 화학물질 검출, 방사선 검출, 발포(gunshot) 검출, 폭발성 물질 검출, 금제품(contraband) 검출 및 인간 행동에 관한 인지를 위한 센서들과,

미리 설정된 지시에 따라 상기 센서들로부터 수신된 정보를 처리하기 위해 상기 센서들에 실시 가능하게 접속된 로직시스템(logic system)과,

검출된 위협에 관하고 원격의 지시에 대응하는 처리된 정보를 전송하도록 네트워크에 연결된 통신장치를 포함하며,

상기 표시장치는 화면에,

대량파괴무기(WMD :weapon of mass destruction)의 어느 형태의 실재, 교통 소식, 뉴스, 그리고 공공의 안전 및 비상 통보 정보와 같은 관심의 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

가스 검출시스템은,

금제품(contraband) 뿐만 아니라, 방사선 및 핵 물질, 화학 물질, 생물성 물질, 폭발성 물질과 같은, 특정한 가스를 확인하기 위해 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 18항에 있어서,

적어도 하나의 센서는 위독한 가스를 검출하기 위해 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

하우징은 내부의 챔버를 나타내도록 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 20항에 있어서,

적어도 하나의 온도 센서는 내부의 챔버의 온도를 모니터하기 위해 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 20항에 있어서,

적어도 하나의 탬퍼 센서(tamper sensor)는 내부의 챔버의 승인되지 않는 침입을 모니터하도록 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 20항에 있어서,

적어도 하나의 진동 센서는 내부의 챔버에서 유해한 진동 레벨을 모니터하도 록 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

정전의 경우에 전력을 공급하도록 비간섭 전원공급장치(uninterruptible power supply)가 포함되는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

상기 장치는 구성요소에 백업(back up) 전력을 공급하기 위해 재충전 가능한 배터리(rechargeable batteries)를 사용하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.
제 1항에 있어서,

상기 장치는 DC 배터리 전력을 AC 전력으로 변환하기 위하여 스위치를 활용하는 것을 특징으로 하는 위협 검출 및 감시장치.