Распечатать запись Распечатать запись

Теория игр: введение случайности для безопасности в аэропортах

Могут математическое моделирование и теории игр быть использованы для того, чтобы системы безопасности в аэропортах стали менее предсказуемы для нарушителей? Teamcore — американская команда исследователей, которая работает с Администрацией транспортной безопасности и аэропортом Лос-Анджелеса, доказывает, что это возможно. Крис Лоу взял интервью у руководителя Teamcore, профессора Милинда Тамбе (Milind Tambe).

Обеспечение безопасности аэропорта — сложная задача для любого охранного агентства. Сложные уровни безопасности должны быть вложенными, как русские матрешки, начиная от внешнего периметра аэропорта и до святой святых его — посадочных ворот — для выявления, анализа и устранения потенциальных угроз.

Таким образом, даже при самых строгих мерах на месте, службе безопасности аэропорта приходится иметь дело с вечной проблемой: так как имеется возможность наблюдать и изучать систему безопасности аэропорта, выигрыш всегда на стороне террористов и прочих угроз. Персонал и системы защиты аэропортов мира просто должны быть готовы реагировать всегда, когда бы ни происходила атака.

В последние несколько лет Teamcore, исследовательская группа из Университета Южной Калифорнии, использует сложные математические принципы теории игр для решения фундаментальной задачи безопасности аэропорта. Теория игр представляет собой математическое моделирование того, как два умных объекта стратегически взаимодействуют. В данном случае двумя объектами являются служба безопасности в аэропорту и агрессоры, или, как их называет профессор Милинд Тамбе, “плохие парни’’.

Используя специальную модель теории игр, которая называется игра Штакельберга, в которой силовые структуры должны действовать первыми, устанавливая систему безопасности, в то время как их противники могут наблюдать, чтобы попытаться найти слабые места, команда Тамбе придумывает новый способ помешать наблюдениям террористов в американских аэропортах, вводя случайность в стратегию безопасности и планирование.

Система безопасности ARMOR, разработанная этой командой была установлена в аэропорту Лос-Анджелеса в 2007 году, а пилотная модель более сложной системы GUARDS в настоящее время оценивается Администрацией транспортной безопасности США (TSA) для потенциального использования в будущем при обеспечении безопасности в сотнях аэропортов страны.

В беседе с профессором Тамбе мы постарались получить представление о потенциальных выгодах от применения теоретико-игрового подхода к безопасности в аэропортах, и спросить, как элемент непредсказуемости может быть введен без ущерба для последовательной стратегии безопасности.

Крис Лоу: Не могли бы вы объяснить, что такое игра Штакельберга и как ее можно применить к безопасности в аэропортах?

Милинд Тамбе: Игра Штакельберга является игрой с особыми условиями. Мы говорим, что силовые структуры должны действовать первыми. Они начинают, и противники могут наблюдать за их действиями, а затем реагировать.

Так что это понятие последовательных ходов, в том смысле, что одна из сторон должна действовать первой, должна совершить что-то первой, и именно поэтому мы сосредоточились на игре Штакельберга.

Так, например, в аэропорту Лос-Анджелеса созданы контрольно-пропускные пункты, которые, очевидно, очень заметны, так что противники могут увидеть, где и когда они создаются. Так что если они хотят провести атаку, они будут реагировать на создание этих пунктов, и поэтому используется игра Штакельберга.

КЛ: Какие преимущества может дать применение теории игр к безопасности в аэропортах?

МТ: Главное здесь состоит в том, что мы имеем ограниченные ресурсы и должны защитить многое. Наше предложение: оптимизировать использование наших ограниченных ресурсов безопасности с помощью теории игр.

Как оптимально планировать ограниченные ресурсы в присутствии противника? Теория игр дает нам метод, с помощью которого можно попытаться сделать это. Конечный результат часто — это случайная стратегия, расписание, которое рандомизирует распределение ресурсов безопасности, будь то контрольно-пропускные пункты или патрули с собаками.

КЛ: Как вводится случайность при одновременном сохранении единой стратегии безопасности?

МТ: Это очень хороший вопрос. Даже если это случайности, то они систематические, если угодно. Это интеллектуальные случайности.

Это хорошо спланировано, поэтому планировщик должен действовать с учетом всех вводимых ограничений. Ограничения могут быть следующими. Например, некоторые команды могут быть развернуты только в определенное время, или что-то является более важным в определенное время. Все эти ограничения учитываются, и после их учета делается все возможное для рандомизации.

Так что все случайно, но в случайности есть систематический элемент, даже если это звучит парадоксально. Вы можете планировать заранее. Например, мы используем тот же подход к внедрению непредсказуемости в деятельность Федеральной воздушной маршальской службы, чтобы планировать путь заранее, поскольку имеются люди, отправляющиеся за границу и возвращающиеся.

Таким образом, возможно, потребуется организовать много вещей заранее. Существует некоторое планирование вводимого элемента неопределенности.

КЛ: Можно предположить, что случайность вводится, чтобы труднее было анализировать стратегию службы безопасности через наблюдение?

МТ: Совершенно верно, это считалось очень важным в Лос-Анджелесе — количество наблюдений, которые могут быть проведены до начала атаки. В этом конкретном случае, в то время, когда система была развернута, наибольшую угрозу представляли бортовые СВУ (самодельные взрывные устройства). Так что делалась попытка противостоять любому наблюдению, которое могло быть проведено, чтобы найти дыры в системе безопасности.

КЛ: Можете ли вы рассказать больше о проекте ARMOR и проблемах безопасности в Лос-Анджелесе, к которым он относится?

МТ: ARMOR появился примерно в 2007 году в сотрудничестве с полицией аэропорта Лос-Анджелеса. Университет Южной Калифорнии создал Центр национальной безопасности, где я являюсь одним из главных исследователей. Поэтому они обратились к нам, сказав, что имеются конкретные проблемы: во-первых, есть шесть дорог, ведущих в аэропорт Лос-Анджелеса, но недостаточно офицеров полиции на контрольно-пропускных пунктах на всех дорогах в любое время.

Таким образом, возникает вопрос, где и когда поставить контрольно-пропускные пункты. Вторая задача: было восемь терминалов, но не хватало патрулей с собаками для всех терминалов в любое время. Задача: где должны находиться патрули?

Это были первые задачи, решение которых от нас потребовалось. Для их решения мы создали две отдельные программы — одну для контрольно-пропускных пунктов и одну для патрулей. Это было сделано в апреле 2007 года, а затем мы работали над дизайном интерфейса, чтобы было удобно, и вводили в программу правильные данные: пассажирскую нагрузку и тому подобное. После того как мы ввели всю информацию, в августе 2007 года система была введена в эксплуатацию. Впоследствии мы продолжали модернизацию системы путем изменения интерфейса и исходных данных.

Система находится в эксплуатации уже пять лет, и мы продолжаем сотрудничать с аэропортом по дальнейшему ее совершенствованию. Мы собираемся встретиться с ними на следующей неделе и посмотреть, что можно сделать еще.

Очевидно, что одна из вещей, которые нужно изменить — это данные: схемы аэропорта, пассажирская нагрузка и другие данные, которые должны быть обновлены. Это изменяющаяся система, в том смысле, что существует гораздо больше процессов, которые могут быть интегрированы в будущем.

КЛ: Проект GUARDS больше, чем ARMOR, он направлен на решение задачи безопасности аэропорта в целом, а не служит для конкретных целей. Насколько сложно было создать приложение с такими широкими целями?

МТ: Мы отдали первую версию TSA и на данный момент ждем дальнейших указаний.

В отличие от проекта ARMOR, созданного для полиции аэропорта Лос-Анджелеса, GUARDS делается для TSA (Администрации транспортной безопасности), поэтому он обращен к деятельности, которую проводит TSA в аэропортах. В любом случае, GUARDS не связан с досмотром пассажиров, мы участвуем в закадровой деятельности, которую ведет TSA для безопасности аэропортов.

В то время как ARMOR рассчитан на очень специфическую угрозу, здесь есть все эти различные методы, но они не сосредоточены на одной конкретной угрозе. Поэтому мы должны были создать новую модель, чтобы понять эти угрозы, и мы называем их играми обхода безопасности.

Основная идея заключается в том, что введение новой меры безопасности заставляет противника заплатить определенную цену за выяснение способа обойти эту меру.

Поэтому чем больше различных охранных мероприятий проводится, тем больше, возможно, придется заплатить противнику для того чтобы выяснить, как их обойти.

КЛ: Как вы думаете, что может быть достигнуто в применении теории игр к безопасности в аэропортах через 10-15 лет?

МТ: Если вы думаете обо всем аэропорте Лос-Анджелеса, то это массивная система, и мы рассмотрели только пару ее частей.

Если вы посмотрите на нее в целом, здесь есть потенциал для совместной работы очень многих различных силовых структур, чтобы помочь обеспечить математический инструмент, чтобы посмотреть на проблему всеобъемлющим образом, и чтобы понять компромиссы. Теория игр может оказать силовикам очень большую помощь.

Но в то же время, следует подчеркнуть, что это не заменит опыта и интуиции человеческих экспертов. Это просто дополнительный инструмент, чтобы помочь им.

Источник: http://www.airport-technology.com/features/featuregame-theory-airport-security-teamcore-stackelberg/

Оставьте свой отзыв

Добавить изображение