Ложные тревоги: в чем их опасность?

Линн Сеннотт

Профессор математики Иллинойского университета (Кормэл, штат Иллинойс), член Математической ассоциации Америки, Американского общества по исследованию проблем управления и Ассоциации женщин-математиков.

Совпадение сигналов ложной тревоги

Краткая история атомного века изобилует примерами ложных атомных тревог, когда радар принимал стаю гусей за взмывшие в воздух ракеты, лебедей — за МИГов, восходящую Луну — за приближающиеся межконтинентальные баллистические ракеты, а программу с записью учебной тревоги, случайно оставленную в компьютере,— за боевую тревогу. Ложные тревоги стали явлением настолько частым, что их перестали принимать всерьез, и поэтому опасность случайного возникновения из-за них войны в целом маловероятна. Тем не менее имеется достаточно оснований для беспокойства.

Как следует из данных, предоставляемых для общего сведения американским правительством на основании Закона о свободе информации, за период с 1977 по 1984 год произошло 1152 ложные тревоги средней степени серьезности. Другими словами, каждую неделю в среднем принимается около трех сигналов ложной тревоги '. При обнаружении возможного запуска ракеты или при появлении необычной информации от предупреждающих датчиков немедленно организуется совещание по телефону для оценки потенциальной угрозы. Сигналы ложной тревоги являются настолько секретной темой, что правительство США перестало публиковать соответствующие данные, а советская сторона и ранее не публиковала никаких сведений на этот счет. Тем не менее, исходя из данных одной стороны, вероятно предположить, что другая сторона имеет такую же стабильную степень возникновения сигналов ложной тревоги.

Как отмечалось выше, сигналы ложной атомной тревоги — дело обычное и не вызывающее чрезмерного беспокойства. Новая и потенциально опасная ситуация возникает в том случае, когда второй сигнал ложной тревоги возникает раньше, чем выяснен предыдущий. Два почти одновременно поступивших сигнала подкрепляют друг друга и могут привести к катастрофическим последствиям. Детальное описание опасностей, таящихся в такой многократной ошибке, читатель найдет в статье Брэкена, включенной в эту книгу.

Частое появление сигналов ложной тревоги делает возможность совпадения сигналов вполне вероятной. Я проанализировала такую вероятность, используя данные о ложных тревогах, полученные от Объединенного командования ПВО Североамериканского континента (НОРАД), точнее — от системы дальнего обнаружения в рамках указанного командования. Полный математический анализ включен в другие мои работы 2,1, а данная статья ограничивается изложением результатов.

Проблема совпадения сигналов ложной тревоги может быть проанализирована с помощью математических приемов так называемой теории очередности. Нам всем знакомо неприятное ожидание в длинных очередях, будь то в магазине или к телефонной линии. Теория очередности была разработана для анализа таких ситуаций и выработки компромиссных решений между потребителем и обслуживающим персоналом в отношении приемлемого времени ожидания. Увеличение обслуживающего персонала сократит ожидание, но увеличит затраты. В нашей модели роль потребителей выполняют сигналы ложной тревоги, а функция обслуживающего персонала возложена на командную и управляющую аппара-туру, имеющую дело с этими сигналами. Совпадение, или перекрытие, сигналов соответствует образованию очереди, которая вынуждена ожидать обслуживания. Такая ситуация возникает, если новый сигнал ложной тревоги поступает, когда предыдущий еще не разрешен (не «обслужен») командной и управляющей системой.

Хотя среднее время разрешения сигнала ложной тревоги не публиковалось в открытой печати, из ряда докладов следует, что оно составляет не менее минуты. Известно также, что по крайней мере один из таких сигналов оставался неразрешенным в течение шести минут. В моей модели я использовала среднюю величину этих двух чисел, т. е. 3,5 минуты, которые были приняты за время разрешения сигнала. Среднее время до возможного перекрытия двух сигналов ложной тревоги также может быть подсчитано 2. Результаты такого подсчета представлены в табл. 1. Хотя полученные данные зависят от принятого времени разрешения сигнала, мои общие выводы останутся правильными, если время разрешения сигнала будет выбрано в интервале между одной и шестью минутами.

При поступлении в среднем 144 сигналов ложной тревоги в год (что соответствует данным НОР АД за период 1977—1984 гг.) перекрытие двух сигналов должно происходить каждые семь лет. Если учитывать менее серьезные сигналы ложной тревоги, чем те, которые заслуживают созыва оперативного совещания, то перекрытие будет возникать гораздо чаще по следующим причинам. Во-первых, каждый год количество менее серьезных ложных сигналов достигает нескольких тысяч. Во-вторых, удвоение числа ложных сигналов учетверяет периодичность их перекрытия. Математическое объяснение этого явления не входит в задачу данной статьи, однако основной принцип прослеживается в табл. 1. Например, удвоение количества ложных тревог со 150 до 300 в год учетверяет периодичность возможных перекрытий — с одного за каждые 6,7 года до одного за каждые 1,7 года.

Более частые по своей природе ложные тревоги обычно считаются менее серьезными, однако с учетом учетверяемости перекрытия и нестабильности в системах военного командования и контроля даже такие несерьезные ложные тревоги могут оказаться весьма опасными.

Неэффективность системы двойной проверки в обнаружении ракет

Используя теорию очередности, можно объяснить еще один режим несрабатывания системы оповещения.

Система оповещения состоит в основном из двух компонентов:

—           спутниковых систем для обнаружения инфракрасного следа, оставляемого работающим двигателем ракеты, и

—           радарных систем, выявляющих приближающиеся межконтинентальные ракеты и следящих за их продвижением.

Понимание серьезных последствий ошибочного сигнала о ядерном нападении вынуждает прибегать к дублированию систем обнаружения ракет. Двойная проверка (дублирование) состоит в том, что сигнал о нападении, обнаруженный датчиками спутниковой системы, должен быть подтвержден радиолокационной системой 3. Спутники обнаруживают ракету в момент запуска, в то время как радарные установки, которые находятся на территории страны, подвергшейся нападению, обнаруживают ракету несколько позже, а именно в момент, когда она попадает в их поле зрения. В нашей модели система дублирования не спасает положения, если радар подаст ошибочный сигнал тревоги прежде, чем будет разрешен последний ложный сигнал со спутниковых систем. При такой последовательности событий обнаружение ракеты спутником будет как бы подтверждено радарным обнаружением.

Если мы вновь обратимся к теории очередности и сопоставим сигналы ложной тревоги с потребителями, а их разрешение с временем обслуживания, мы получим два вида потребителей — спутниковые «потребители» и радарные «потребители». Система дублирования не срабатывает, если новый радарный «потребитель» окажется в ситуации, при которой последний спутниковый «потребитель» все еще находится в стадии обслуживания (разрешения).

В нашей модели принято условие, что сигналы ложной тревоги в спутниковой и локационной системах совершенно независимы друг от друга (совершенно произвольны), однако принятая система консервативна, поскольку корреляция (т. е. тенденция ложных сигналов к концентрации) увеличит вероятность перекрытия или несрабатывания.

Следующая таблица показывает вероятную периодичность несрабатывания системы дублирования, вычисленную исходя из упомянутого выше времени разрешения ложного сигнала, равного 3,5 мин.

Заметьте, что удвоение количества ложных сигналов любого типа повышает вдвое периодичность несрабатывания системы дублирования, а удвоение количества ложных сигналов обоих типов, по аналогии с табл. 1, повышает периодичность «подтвержденных» ошибок в четыре раза.

Вероятность «предупредительного» удара

Кратковременность поддета современных межконтинентальных баллистических ракет (около 30 мин.) и еще более короткое время подлета ракет, запускаемых с подводных лодок, а также ракет среднего радиуса действия (менее 10 мин.) сокращает время предупреждения практически до нуля. Одной из возможных реакций на такую угрозу является так наз. «запуск по предупреждению», или «запуск в момент атаки». Выбор подобной стратегии мотивируется страхом перед неожиданным ударом, который может оказаться парализующим, обезглавливающим. «Обезглавливающий удар» суть стратегии, при которой одна сторона из опасения неизбежного нападения на нее другой стороны наносит упреждающий удар по руководству и командным центрам противника 4. Цель такого удара — парализовать действия противника, лишить его возможности нанести удар. Поскольку каждая сторона четко осознает возможность обезглавливающего удара со стороны противника, возникает сильное желание нанести удар первым. Как отмечает в этой книге Брэкен, «никто не хочет войны, но каждый предпочел бы напасть первым, чтобы не оказаться вторым. Вместо выбора между войной и миром решение может выглядеть так: либо напасть первым, либо нанести ответный удар...».

В качестве ответной меры против обезглавливающего удара или аналогичной стратегии запуска по предупреждению предусматривается немедленная контратака — как только будет получено надежное подтверждение начала ядерного нападения со стороны противника. Другими словами, контрудар наносится прежде, чем вражеские ракеты достигли цели. При этом предупреждение о нападении противника исходит от сигналов, полученных датчиками спутниковой системы и подтвержденных через несколько минут радаром. Такое условие является требованием вышеупомянутой системы двойной проверки.

Существуют различные предположения относительно того, придерживаются ли США стратегии запуска по предупреждению или запуска в момент атаки. В недавней статье Брюса Блейра и Роберта Макнамары5 Соединенным Штатам предлагается немедленно публично отречься от подобных планов. Официальная линия пока что заключается ни в подтверждении, ни в отрицании указанной стратегии. Тем временем Советский Союз предупредил 6, что он может перейти к стратегии запуска по предупреждению в ответ на развертывание странами НАТО ракет типа «Першинг-2» с кратким временем подлета. Из табл. 2 следует, что при появлении порядка 100 ложных сигналов в год со спутников и радаров ожидаемое время до вероятного несрабатывания системы дублирования, которое может привести к встречному запуску по предупреждению, составляет неутешительные 15 лет.

Заключение

Статьи Борнинга, Брэкена и Раушенбаха убедительно доказывают, что технологическая эскалация гонки вооружений создает дестабилизирующий эффект, который необходимо принимать во внимание. Будущее обещает усугубление этой проблемы. Использование новой военной техники (в частности, так наз. технологии «Стеле») уменьшает возможности обнаружения радаром бомбардировщиков и ракет. Это в свою очередь снижает достоверность оповещения о нападении и увеличивает количество сигналов ложной тревоги.

Присутствие советских подводных лодок с ядерным оружием у берегов США, так же как и наличие американских ракет с коротким временем подлета в Европе и у берегов Советского Союза, в сочетании с опасением обезглавливающего удара и последующей всеохватывающей ядерной атаки резко сокращает время на принятие решения и еще больше дестабилизирует систему. Хотя общепризнано, что процесс принятия решения должен оставаться под контролем людей, мы приближаемся к ситуации, при которой участие человека в этом процессе не гарантирует безошибочности. Планы запуска по предупреждению и запуска в момент атаки обсуждаются как серьезные альтернативы.

Такое развитие в сочетании с возможностью совпадения нескольких сигналов ложной тревоги или несрабатывания системы дублирования делает стратегическую ситуацию весьма нестабильной и опасной.