專利名稱：：用于確定邊界所受的威脅的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于保護(hù)邊界(border)并且尤其是國家或州的邊界免受各種入侵者的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)代社會中，國家必須保護(hù)其自身免受個人在官方或法定入境點之外通過其邊界。所討論的個人可能具有各種想要隱藏他們進(jìn)入國家的動機(jī)。這可能是非法移民、走私、恐怖主義等。為了保護(hù)邊界，可以采取各種措施。這可以是物理障礙(例如圍墻)、用于觀測邊界線的各種檢測器(例如攝像機(jī)、雷達(dá)、紅外線檢測器、地震檢測器)，或者通過邊界巡邏進(jìn)行人工控制。所述檢測器通常被連接到邊界站，其還是邊界巡邏的總部。因此，邊界站將接收信息，如來自檢測器的警報以及邊界巡邏所報告的觀察資料。該信息應(yīng)該被用于設(shè)計防備可能入侵者的對策，或通過派遣邊界巡邏以逮捕罪犯或通過重新部署資源(也就是圍墻和檢測器)，以便使得邊界被看守得盡可能緊密。然而，在邊界站中所接收的分散的信息不便于使用。通過邊界巡邏定期傳遞所提供的信息可能不代表邊界處的真實情況。另外，檢測器可以告知某對象已經(jīng)通過邊界，但是不知道該入侵有多嚴(yán)重，即，松鼠以及恐怖分子可能會使檢測器犯錯。因此，存在著對用于散布在邊界站中所收集的信息的結(jié)構(gòu)化方法的需求。在許多方面，上述情形對應(yīng)于病毒和惡意黑客為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)帶來的威脅。然而，用于防火墻和保護(hù)軟件的技術(shù)不能容易地適合于保護(hù)實務(wù)資產(chǎn)或國家邊界。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供針對上述問題的解決方案，并且特別是提供用于確定邊界所受威脅的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明可以被用于最優(yōu)資源分配以產(chǎn)生對所述邊界的良好保護(hù)，或者利用可用資源實現(xiàn)可能的最佳保護(hù)。特別地，其目的是提供用于確定邊界所受到的來自穿越或試圖穿越所述邊界的對象的威脅的方法。所述方法至少包括以下步驟將邊界分割成統(tǒng)一的地形特征、基礎(chǔ)設(shè)施和天氣狀況的邊界元素(element),收集沿給定邊界元素所發(fā)生的事件的數(shù)椐，確定對于所述邊界元素的威脅潛力，確定對于所述邊界元素的保護(hù)因數(shù)，以及根據(jù)威脅潛力和保護(hù)因數(shù)來確定所述邊界元素所受的威脅。該方法可以被用于警告對邊界的增加的威脅，其中將威脅與威脅閾值進(jìn)行比較。如果威脅超過威脅閾值，則發(fā)出警報。該方法還可以被用于沿邊界部署保護(hù)措施。本發(fā)明的另一目的是提供用于確定邊界所受到的來自穿越或試圖穿越所述邊界的對象的威脅的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)至少包括用于檢測在邊界處發(fā)生的事件的多個檢測器，具有與檢測器的接口的邊界管理單元，適于針對每個威脅潛力類別提取邊界元素中的事件數(shù)目的統(tǒng)計單元，用于生成威脅數(shù)據(jù)的概觀圖以及邊界形勢發(fā)展中的趨勢的威脅計算單元，其中邊界管理單元包括用于呈現(xiàn)所述圖和趨勢的顯示單元。在下文中將會參照附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1是解釋在本發(fā)明中所使用的各種參數(shù)的邊界區(qū)的示意圖，圖2是示出威脅曲線的例子的圖，圖3是示出圖2的細(xì)節(jié)的圖，圖4是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意性框圖，圖5是說明本發(fā)明的使用的流程圖。具體實施例方式本發(fā)明基于如下所描述的用于計算邊界威脅的方法為了建立有系統(tǒng)的方法，邊界必須被分解為小到足以具有統(tǒng)一的地形特征、基礎(chǔ)設(shè)施和天氣狀況的元素(邊界的長度)，如圖1中所示。這是能夠為邊界的每個部分確定正確威脅所必需的。為了正確分割為元素，以下工具是需要的或是有用的邊界區(qū)的良好分辨率的地形/矢量圖邊界區(qū)的最佳可能的航空照片/衛(wèi)星圖象優(yōu)選地，還有來自沿邊界的現(xiàn)場勘測的局部照片和經(jīng)驗5威脅本身是以下兩個因素的結(jié)杲威脅潛力(TP)和保護(hù)因數(shù)(PF)。TP將總是具有高于0的值，這是由于這樣的因素，例如經(jīng)濟(jì)、社會狀況或國家位置(過境到其他國家)的差異。重要的是要注意到，由于高PF的緣故，即使TP很高，威脅也能夠很低。威脅潛力是這樣的參數(shù)，其表示潛在邊界侵犯者(violator)的存在侵犯者的類型包括它們?nèi)刖车臎Q定(例如，找工作的人、走私者、恐怖分子)保護(hù)因數(shù)是表示對邊界的現(xiàn)有保護(hù)的參數(shù)地形(例如山嶺、沙漠、道路、小路、樹林)的困難天氣(一年的時間、溫度、降水)從邊界(兩側(cè))到村莊、城市的距離基礎(chǔ)設(shè)施(道路、運(yùn)河),邊界守衛(wèi)(威懾手段)的存在技術(shù)系統(tǒng)(威懾手段)的存在取決于本地條件的次要的因素保護(hù)因數(shù)是對威脅潛力的"抵抗性"，其決定了侵犯者在每個點跨越邊界的趨向(current)。該趨向必須祐^見為真實的威脅，從而給出T-TP/PF,或者，因為總的威脅是小元素內(nèi)的威脅之和，所以r=|x，其中tx是給定元素內(nèi)的威脅并且n是邊界被分成的元素數(shù)1目。每個tx被計算為tx=tpx/pfx，其中tpx是該元素區(qū)(elementarea)中的威脅潛力并且pfx是該元素的保護(hù)因數(shù)。這樣，問題就被簡化為尋找每個小邊界元素內(nèi)的不同因素的值，其中在元素的長度上的狀況能夠被視為是恒定的。在圖1中，邊界被分割成多個邊界元素l-n。每個邊界元素是威脅潛力tp,-tpn的對象。tpx和tpx+,分別表示邊界元素tx和tx+,所受到的威脅。使用各種措施來滿足處理(treat)潛力，結(jié)果得到保護(hù)因數(shù)Pl-pn。處理潛力與保護(hù)因數(shù)之間的差別形成了處理tl-tn，其是指示穿越邊界的對象的流入的數(shù)值?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地描述如何在數(shù)字上定義和確定每個參數(shù)。威脅潛力(TP)TP必須被計算以便能夠找到潛力等級，當(dāng)使用固定保護(hù)因數(shù)時其繼而將給出威脅T。TP包括不同的對象，例如找工作的人、犯罪團(tuán)伙、恐怖分子、侵入者。顯然，來自這些類別之一的對象穿越邊界的影響會很懸殊。在威脅T的計算中，每個類別必須被分別地對待，或者為簡單起見，所產(chǎn)生的TP等級必須是不同的。通過使用結(jié)果因數(shù)(c)來修改TP值，已經(jīng)將以上方法應(yīng)用于所述方法的開發(fā)中。就可能的恐怖分子而言，所述因數(shù)必須高，而相應(yīng)地對于更多無害的侵入者(為了進(jìn)行拍攝或找尋刺激而越過邊界的人)而言，所述因數(shù)較低。針對這些威脅的保護(hù)措施也將是不同的，從而在設(shè)計過程中產(chǎn)生不同的技術(shù)方案。TP的值因此將取決于許多因素，例如對象的類型恐怖分子、激進(jìn)主義分子、雇員、找工作的人、其他對象的分類外國的或國內(nèi)的、恐怖分子或罪犯、組織的內(nèi)部人士和/或外部人士每個類型對象的目標(biāo)盜竊、破壞、大規(guī)模毀滅(最大傷亡)、社會政治的聲明、其他每個類別的預(yù)期對象數(shù)目單獨自殺炸彈者、特務(wù)(operatives)/恐怖分子的團(tuán)體或"單元(cell)"、其他對象所選擇的目標(biāo)關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施、政府建筑、國家文物、其他完成目標(biāo)所需的計劃活動的類型長期"踩點(casing)"、照相、監(jiān)視警察和安全巡邏模式、其他對象可能攻擊的大概或"最壞情況"時間當(dāng)機(jī)構(gòu)/位置配足人員(fullystaffed)、在高峰時間、在晚上、其他對象策略的范圍秘密、暴力、欺詐、組合、其他對象的能力知識、動機(jī)、技能、武器和工具當(dāng)如以下所描述的那樣確定"結(jié)果因數(shù)"時，理論上應(yīng)該將這些因素考慮在內(nèi)。對于給定類別，TP能夠被表示為爐￡=/",『/^,并且邊界元素的總TP將是^=l>e，其中m是給定元素的TP類別的數(shù)目。1f-以人/天來計的給定類別的觀測或估計頻率，或基于通?？傻玫降男畔⒌墓烙嬵l率c二TP類別的結(jié)果因數(shù)(表示"損害單位，'/人的1和100之間的整數(shù))WFTP=TP類別的加權(quán)因數(shù)(1和IO之間的整數(shù)，用于針對來自邊界守衛(wèi)工作模式以及類似已知影響的效果而補(bǔ)償TP值的本地因數(shù))TP-以"損害單位"/天來計的威脅潛力保護(hù)因數(shù)該因數(shù)表示針對TP的"抵抗性"，從而決定了有多少邊界侵犯者實際上能夠穿越邊界并實施它們的破壞(例如對人，對社會，對經(jīng)濟(jì))。PF將取決于地形、局部基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)保護(hù)系統(tǒng)。技術(shù)系統(tǒng)可以把巡邏及其他人為因素作為系統(tǒng)的一部分。另外，局部天氣可以是增長因數(shù)(increasingfactor)和減少因數(shù)(reducingfactor)。惡劣天氣可能會阻止對象嘗試在困難區(qū)域中穿越邊界，但是眾所周知的是，職業(yè)罪犯使用惡劣天氣來掩護(hù)在一些位置的非法穿越。為了針對每個元素計算威脅，需要針對每個元素來計算PF,從而將上述因素考慮在內(nèi)。為PF提供必要分辨率的合理范圍是1到1000,其中1表示簡單地形中具有支持基礎(chǔ)設(shè)施的完全開放的邊界。1000表示實際上封閉的邊界，其具有非常困難的地形，沒有基礎(chǔ)設(shè)施和大量技術(shù)保護(hù)系統(tǒng)。起因于地形+基礎(chǔ)設(shè)施和起因于技術(shù)系統(tǒng)的因數(shù)對于PF而言同樣重要，所以這些中的每一個都可以具有高達(dá)500的值。必須通過使用將邊界分成小元素的方法來計算PF,由于對合理的恒定條件的需要，所述小元素能夠被單獨地處理在具有恒定條件的選定元素內(nèi)，/^=//;"+//^。以下的表0-l示出用于可以在定義元素時4皮用作準(zhǔn)則的地形和基礎(chǔ)設(shè)施的典型因數(shù)。必須通過經(jīng)驗來獲得改進(jìn)值。8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表0-l:不同地形的典型PF*如果在兩側(cè)都有附近的道路，則減50對于不同類型的技術(shù)保護(hù)系統(tǒng)的典型值，參見以下表0-1。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表0-l:用于技術(shù)系統(tǒng)的PF的典型值使用用于每個邊界元素的這個方法將能夠計算來自每個元素的威脅貢獻(xiàn)(contribution)并且使用上述公式計算對邊界的總威脅。結(jié)果說明可以使用適于自動收集來自檢測器的所有信息以及來自邊界巡邏的報告的計算機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行威脅計算可以用圖表來呈現(xiàn)結(jié)果以有助于邊界站的操作者/分析者，使得他/她能夠以可靠的方式來分配或重新分配資源。另外，當(dāng)在邊界處的通信量模式中存在相當(dāng)大的改變時，來自計算機(jī)系統(tǒng)的輸出可以被用于發(fā)出警報。該方法的三個主要輸出是威脅潛力曲線、保護(hù)因數(shù)曲線和威脅曲線。圖2中示出了顯示計算曲線的例子。來自不同對象的TP貢獻(xiàn)用每個柱中的影線來示出。這樣，能夠在每個元素內(nèi)針對TP的每個對象類別采取不同的對策。在計算了元素的PF之后，能夠在相應(yīng)的威脅曲線上看到對策的結(jié)果。威脅圖將逐元素地示出保護(hù)對策對威脅的影響。這些圖在用于保護(hù)邊界的技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計過程中使用。所迷圖可以被用于對沿邊界的保護(hù)措施進(jìn)行優(yōu)化。理想地，各個柱在高度上應(yīng)該是相同的。所述數(shù)據(jù)還可以在用于保護(hù)邊界的動態(tài)過程中使用，如以下所解釋的。圖2中的一個柱在圖3中被更詳細(xì)地示出。柱的高度是邊界的該特定元素被保護(hù)得有多好的度量。柱的每個單獨部分的大小將向邊界警衛(wèi)告知在形勢必須被改進(jìn)的情況下應(yīng)該將精力集中于何處。這些柱必須被認(rèn)為是形勢的快照(snapshot),這是因為一旦進(jìn)行了對保護(hù)系統(tǒng)的改變，威脅就將改變。由于該事實，需要邊界保護(hù)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)，并且必須頻繁地進(jìn)行系統(tǒng)更新。對于具有管理系統(tǒng)的現(xiàn)有邊界保護(hù)系統(tǒng)(其中所有事件都被處理和報告)，所述方法能夠被實現(xiàn)并且作為日常邊界保護(hù)的一部分而運(yùn)行。所迷系統(tǒng)于是將被邊界守衛(wèi)用于檢測沿邊界的問題區(qū)域并且其一出現(xiàn)就對其進(jìn)行處理的工具；例如使用BG巡邏或強(qiáng)化技術(shù)系統(tǒng)。在圖4中示出了系統(tǒng)的框圖，所述系統(tǒng)能夠處理統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算最終威脅潛力、威脅、保護(hù)因數(shù)和最后趨勢概觀(圖)并且將其呈現(xiàn)給操作員。所述系統(tǒng)包括邊界管理單元45,該邊界管理單元45具有與各種檢測器41-44的接口。該單元還包括允許邊界守衛(wèi)手動地輸入在沿邊界巡邏期間所獲得的信息的用戶接口以及用于呈現(xiàn)威脅曲線和警報的顯示單元410。邊界管理單元45被連接到存儲所有事件的數(shù)據(jù)庫46。統(tǒng)計單元47適于從數(shù)據(jù)庫46取數(shù)據(jù)。統(tǒng)計單元47針對每個邊界元素針對每個威脅潛力類別提取事件數(shù)目(用于每個更新)，其將被以下威脅計算單元48使用來生成威脅數(shù)據(jù)的概觀圖以及邊界形勢發(fā)展中的趨勢。歷史數(shù)據(jù)被保存以便能夠在歷史數(shù)據(jù)庫49中選擇所關(guān)心的時間段。結(jié)果被返回邊界管理單元45以用于顯示或警報。形勢更新的頻率取決于在給定邊界上所觀測的活動，并且可以從幾小時一次到一天一次之間變化。人們未預(yù)期更加頻繁的更新將會提供任何改進(jìn)，原因在于數(shù)據(jù)部分取決于操作者處理的數(shù)據(jù)(來自事件的報告)，包括野外活動以檢查和/或逮捕對象。所述系統(tǒng)將能夠在威脅升到給定閾值之上時提供警報以向指定操作者(分析者)警告由于行為方面的改變而引起的潛在問題。短期變化或季節(jié)變化能夠由BG通過重新定義巡邏活動或修改技術(shù)解決方案(例如添加或移動傳感器/障礙物)來處理。圖5是說明在用于調(diào)查和維護(hù)邊界保護(hù)的系統(tǒng)中所采取的步驟的順序圖。在初始步驟100中，接收到來自各種傳感器的信號。傳感器所報告的事件被存儲并且被用于利用如上所迷的方法來計算瞬時威脅形勢，步驟101。在步驟102中將新近計算的威脅形勢與歷史數(shù)據(jù)(先前的計算)進(jìn)行比較。如果該比較表明形勢是穩(wěn)定的，則該過程返回步驟100以用于從傳感器讀取新信號，步驟103。然而，如果在威脅形勢中已經(jīng)出現(xiàn)了顯著的改變，則觸發(fā)警報，步驟104。然后，必須在步驟105中采取各種保護(hù)措施，如上所解釋的那樣。在步驟106中確定新的威脅形勢直到在步驟107中實現(xiàn)了最優(yōu)邊界保護(hù)，也就是說循環(huán)105、106、107將會運(yùn)行直到邊界保護(hù)形勢令人滿意。在該階段，該過程返回步驟100并且再次重新開始。盡管已經(jīng)在涵蓋國家邊界的邊界保護(hù)系統(tǒng)的背景中描述了本發(fā)明，但是其同樣可以很好地用于保護(hù)任何非常重要的大型實體并且其可能受到外部的威脅?？梢员环治龊捅Ｗo(hù)的大型實體的例子有發(fā)電廠、機(jī)場、水壩(dams)、防御工業(yè)用地以及具有由"本地，，邊界系統(tǒng)保護(hù)的化學(xué)/有害/核廢物的用地。除人或人的團(tuán)體之外，所討論的威脅可以包括空運(yùn)和陸運(yùn)交通工具，或者海船和潛水船。本發(fā)明還可以被用于其他環(huán)境中以保護(hù)非物理的邊界，例如用于確定大型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的威脅形勢。然后，必須將嘗試的闖入的記錄事件與保護(hù)措施(例如防火墻)和潛在風(fēng)險元素(例如不熟練或不嚴(yán)格的用戶)進(jìn)行比較。本發(fā)明還可以由例如保險公司使用來確定威脅形勢，對照風(fēng)險因數(shù)和保護(hù)措施來映射所記錄的事件。1權(quán)利要求1.一種用于確定邊界所受到的來自穿越或試圖穿越所述邊界的對象的威脅的方法，其特征在于將所述邊界分割成統(tǒng)一的地形特征、基礎(chǔ)設(shè)施和天氣狀況的邊界元素(1-n)，收集沿給定邊界元素(x)所發(fā)生的事件的數(shù)據(jù)，確定對于所述邊界元素(x)的威脅潛力(tpx)，確定對于所述邊界元素(x)的保護(hù)因數(shù)(pfx)，以及根據(jù)威脅潛力(tpx)和保護(hù)因數(shù)(pfx)來確定邊界元素(x)所受到的威脅(tx)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所迷威脅潛力是通過以下方式來確定的將所述事件分成多個類別，將每個類別的威脅潛力確定為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>并且將邊界元素的總威脅潛力確定為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中m是就給定元素而言威脅潛力類別的數(shù)目，f是以對象/天來計的給定類別的觀測或估計的頻率，c是以每個對象的損害單位來計的威脅潛力類別的結(jié)果因數(shù)，并且WFTP是用于針對來自已知影響的效果來對威脅潛力值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)耐{潛力類別的加權(quán)因數(shù)。3.如權(quán)利要求l所述的方法，其中通過將保護(hù)因數(shù)值分配給地形、基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)保護(hù)系統(tǒng)的單獨保護(hù)元素，并且對邊界元素中存在的保護(hù)元素的所述值求和來確定所述保護(hù)因數(shù)。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中就邊界元素而言所述威脅被確定為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>，并且就整個邊界而言被確定為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>，5.使用如權(quán)利要求1-5所述的方法來警告對邊界的增加的威脅，其中將威脅與威脅值閾值進(jìn)行比較，并且如果威脅超過威脅值閾值，就發(fā)出警報。6.使用如權(quán)利要求1-5所述的方法來沿邊界部署保護(hù)措施。7.—種用于確定邊界所受到的來自穿越或試圖穿越所述邊界的對象的威脅的系統(tǒng)，其特征在于用于檢測在邊界處發(fā)生的事件的多個檢測器(41-44)，具有與檢測器(41-44)的接口的邊界管理單元(45)，適于針對每個威脅潛力類別提取邊界元素中的事件數(shù)目的統(tǒng)計單元(47)，用于生成威脅數(shù)據(jù)的概觀圖以及邊界形勢發(fā)展中的趨勢的威脅計算單元(48)，所述邊界管理單元(45)包括用于呈現(xiàn)所述圖和趨勢的顯示單元(410)。8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中邊界管理單元(45)適于在威脅數(shù)據(jù)值升到預(yù)定義閾值之上的情況下提供警報。9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括用于存儲在邊界處發(fā)生的所有事件的第一數(shù)據(jù)庫(46)。10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所迷系統(tǒng)包括用于存儲從所述威脅計算單元(48)接收的威脅數(shù)據(jù)的歷史數(shù)椐庫(49)。11.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中邊界管理單元(45)包括允許手動輸入通過邊界巡邏所提供的信息的接口。全文摘要本發(fā)明提供了一種用于確定邊界所受到的來自穿越或試圖穿越所述邊界的對象的威脅的方法。所述方法至少包括以下步驟將邊界分割成統(tǒng)一的地形特征、基礎(chǔ)設(shè)施和天氣狀況的邊界元素，收集沿給定邊界元素所發(fā)生的事件的數(shù)據(jù)，確定對于所述邊界元素的威脅潛力，確定對于所述邊界元素的保護(hù)因數(shù)，以及根據(jù)威脅潛力和保護(hù)因數(shù)來確定邊界元素所受到的威脅。該方法可以被用于警告對邊界的增加的威脅，其中將威脅與威脅閾值進(jìn)行比較。如果威脅超過威脅閾值，則發(fā)出警報。該方法還可以被用于沿邊界部署保護(hù)措施。文檔編號G08B25/00GK101523450SQ200680056063公開日2009年9月2日申請日期2006年10月9日優(yōu)先權(quán)日2006年10月9日發(fā)明者H·托夫馬克,O·赫爾維克申請人:艾利森電話股份有限公司