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安檢設(shè)備國內(nèi)外最新標準及發(fā)展趨勢

公安部第一研究所  

李文潔   盧玉華   蘆朋   井冰

公共安全對于人民生命財產(chǎn)和國家社會穩(wěn)定至關(guān)重要。文章首先簡要介紹了安檢技術(shù)和安檢設(shè)備的分類，然后根據(jù)不同應(yīng)用場景、應(yīng)用行業(yè)分類列出了歐美安檢設(shè)備最新標準以及國內(nèi)最新標準，舉例說明了國內(nèi)標準的使用情況和標準局限性，最后根據(jù)實際市場需要指出安檢技術(shù)的發(fā)展趨勢，參考國內(nèi)外文獻總結(jié)違禁品識別技術(shù)在人工智能、大模型訓練中的遇到的瓶頸。

1 背景

安檢分為人身、物品、場地和車輛安檢,目前主要的技術(shù)包括基于電磁場的金屬探測技術(shù)、基于X 射線成像的X 射線探測技術(shù)、基于計算機斷層重建技術(shù)的X 射線CT 技術(shù)、基于離子遷移譜技術(shù)和熒光淬滅技術(shù)的痕量爆炸物探測技術(shù)、基于介電常數(shù)探測的液體探測技術(shù)、基于毫米波/ 太赫茲成像的人體安檢技術(shù)等[1]。

X射線安全檢查設(shè)備常用于貨物、行包檢測，按照技術(shù)特點又可分為透射式設(shè)備、背散射式設(shè)備和透射、背散射組合式設(shè)備；按使用的X射線能量譜可分為單能譜型和雙能譜型設(shè)備，其中雙能CT技術(shù)是一種可以快速無損地鑒別物質(zhì)的重要手段，在燃爆物和毒品無損檢測方面有著廣闊的應(yīng)用前景,能夠根據(jù)不同材料和不同密度的物質(zhì)對不同能級的X射線衰減程度不同的特點，通過對雙能量系統(tǒng)獲取的兩種能量下圖像數(shù)據(jù)進行處理，計算得到被檢測物體有效原子序數(shù)和密度；人體安全檢查設(shè)備從技術(shù)原理上分為X光、毫米波和太赫茲波這三種類型，而在實現(xiàn)方式上，則分為主動式和被動式兩種，近年出現(xiàn)的被動太赫茲安檢技術(shù)具有人體安檢過程零輻射零傷害的特點。

此外，安檢的另一大分支金屬探測設(shè)備，一般可分為手持式金屬探測器和通過式金屬探測門兩類。

2 歐美最新安檢設(shè)備標準

從二十世紀二十年代，美國NIST開始研究電離輻射國家標準，這些標準涵蓋醫(yī)療、工業(yè)、環(huán)境、國防、能源和輻射保護等領(lǐng)域，逐漸發(fā)展出用于安檢的電離輻射系列標準。

為了保證安檢效率，需要確保安檢圖像的清晰度，因此頒布了ANSI N42.44和ASTM F792標準，并設(shè)計了測試體檢測安檢設(shè)備的穿透力、分辨力等性能。為了應(yīng)對航空領(lǐng)域爆炸物檢測的需求，頒布了ANSI N42.45標準，在該標準中規(guī)定了測試體和測試方法；為了應(yīng)對車輛和貨物的檢測需求，頒布了ANSI N42.46標準，標準中規(guī)定了透射式和背散射式設(shè)備的測試要求，ANSI/Health Physics Society (HPS) N43.16則規(guī)定了該類設(shè)備的輻射安全要求；在人體安檢設(shè)備方面，為了平衡輻射效果和輻射安全，頒布了ANSI/IEEE N42.47和ANSI/HPS N43.17標準，ANSI/IEEE N42.47規(guī)定了透射式和背散射式設(shè)備的一系列圖像技術(shù)參數(shù)和檢測方法，而ANSI/HPS N43.17規(guī)定了人體安檢過程中的輻射安全要求。

歐洲各國也由IEC相繼發(fā)布了電離輻射系列標準，包括用于行包安全檢查的的IEC 62945-2018，用于貨物/車輛安全檢查的IEC 62523-2010，用于人體安全檢查的IEC 62463-2010、IEC 62709-2014，以及用于爆炸裝置/物品檢查的IEC 63085-2021、IEC 62963-2020標準。

2019 年 4 月 IEC TC45 巴黎年會上，我國深圳市計量檢測研究院和核工業(yè)標準化所專家提出了對 IEC 62709:2014 進行修訂的工作建議， 2022年1月IEC官網(wǎng)正式發(fā)布了IEC 62709的修訂報告,標志著又一項我國牽頭的國際標準IEC 62709:ED2編制項目正式立項。本標準項目應(yīng)在 2023 年 9 月完成委員會投票草案，2024 年７月發(fā)布正式標準。

美國司法部70 年代就制定了有關(guān)金屬探測設(shè)備的標準，歷經(jīng)多次修訂，目前實施的版本為2003 年發(fā)布的《NIJ Standard - 0601.02 Walk-Through Metal Detector Standard for Use inConcealed Weapon and Contraband Detection》和NIJ 0602.02:2003《Hand-Held Metal Detectors for Use inConcealed Weapon and Contraband Detection》。近年，ASTM國際安全系統(tǒng)和設(shè)備委員會（F12）批準了三種不同類型的金屬探測器標準：手戴式（F3020-20）、手持式（F3278-20）和通過式（F3566-22）。

3 我國最新安檢設(shè)備標準

我國對于安全問題是高度重視的，對各方面安檢投入極大。國外大多數(shù)國家的安檢重點在于反恐，而我國的安檢重點涉及到方方面面，從國際反恐到社會民生，從重要場所到社區(qū)街道，從飛機到車輛，我國的安檢產(chǎn)品實際應(yīng)用比國外的應(yīng)用范圍更寬廣[2]。我國形成了應(yīng)用于公共安全、海關(guān)口岸、郵政快遞領(lǐng)域的系列標準，見下面的表3-5。

在公共安全領(lǐng)域，強制性國家標準GB15208系列標準、以及GB 12899-2018、GB 15210-2018標準對于規(guī)范安檢行業(yè)起到非常重要的作用。《郵件快件微劑量X射線安全檢查設(shè)備配置管理辦法（試行）》和《民用航空安全檢查設(shè)備使用許可事項服務(wù)指南》均引用了GB 15208標準。GB 15208.1-2018除被系列標準中的GB 15208.2-2018、GB 15208.3-2018、GB 15208.4-2018、GB 15208.5-2018引用外，還被GA 1468-2018《寄遞企業(yè)安全防范要求》、GA 38-2021《銀行安全防范要求》、GA/T 1992-2022《公安監(jiān)管場所安全防范與信息管理系統(tǒng) 技術(shù)要求》，地方標準DB31/T 329《重點單位重要部位安全技術(shù)防范系統(tǒng)要求》系列標準、DB4401/T 105 《單位內(nèi)部安全防范要求》系列標準、DB33/T 2417-2021、DB33/T 2417-2021《城市公共客運智慧安防管理通用要求》、DB33/T 2115-2018《監(jiān)獄安全防范信息系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》等引用。金屬探測設(shè)備的兩個標準GB 12899-2018、GB 15210-2018標準在《民用航空安全檢查設(shè)備使用許可事項服務(wù)指南》也被引用。

但安檢標準體系并不完善，對于便攜式背散射安全檢查設(shè)備，GB 15208.5-2018因其主要是針對大型背散射儀器，并不適用于便攜式背散射安全檢查設(shè)備，目前尚未有國家標準或行業(yè)標準對便攜式背散射安全檢查設(shè)備進行規(guī)范。市場上的便攜式背散射設(shè)備體積重量小，不屬于微劑量設(shè)備，整體能量可能比大型機小，但對周邊環(huán)境的輻射并不弱；便攜式背散射設(shè)備有多種能量強度，如70kv、90kv、120kv、140kv，穿透鋼板的能力有弱有強，且分辨力常常高于GB 15208.5-2018中定義的分辨力；此外便攜式背散射安全檢查設(shè)備絕大部分采用電池供電，與GB 15208.1-2018中技術(shù)要求的匹配性低，因此便攜式背散射設(shè)備需要采用更合適的技術(shù)指標進行規(guī)范。公安部已下達行業(yè)標準制修訂計劃《便攜式背散射物品安全檢查設(shè)備通用技術(shù)要求》，目前標準正在制定中。

4 安檢技術(shù)發(fā)展趨勢

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通、物流出現(xiàn)了高速增長的趨勢，快遞、民航等部門要求物品100%過機安檢，且需要在安檢過程準確識別違禁品。海關(guān)面臨高鹽、高冷、高海拔等極端環(huán)境和瀕危物種安檢需求，郵政方面快件業(yè)務(wù)量快速增長，近年已經(jīng)達到5億件/天。軌道交通方面，鐵路需要應(yīng)對高通量、大客流的需求。根據(jù)《現(xiàn)代綜合交通樞紐體系“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，我國將逐步實現(xiàn)軌道交通場站一體化，實現(xiàn)機場、鐵路與地鐵之間安檢統(tǒng)一規(guī)劃。新的行業(yè)需求催生安檢技術(shù)向高通量、高準確、高可靠、智能化、聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等方向發(fā)展，傳統(tǒng)的安檢設(shè)備急需人工智能、大數(shù)據(jù)、云技術(shù)賦能，采用實時、遠程和集中判圖相結(jié)合的方式，解決高峰時段存在人員不足、過檢貨物量大、任務(wù)繁重的困難。

金屬探測門這類安檢設(shè)備常常安裝在醫(yī)院、大型展覽、考場等地，為了減少誤報，也產(chǎn)生了對于手機識別和檢測功能的需要，安檢門逐漸呈現(xiàn)出智能化趨勢，國內(nèi)多部行業(yè)標準，團體標準對安檢門的的物品分類功能、數(shù)字化提示功能做出技術(shù)要求。

近年來，隨著人工智能興起，數(shù)據(jù)驅(qū)動的深度學習、大模型方法開始應(yīng)用于計算機視覺和自然語言處理等領(lǐng)域，新技術(shù)也逐漸在安檢行業(yè)落地生根。雖然人臉圖片、語音等數(shù)據(jù)可以很容易從互聯(lián)網(wǎng)中獲得，但訓練違禁品識別算法所需要的背包掃描X光圖像或CT圖像卻難以獲得，掃描圖像的違禁品標注成本較高，同時違禁品的種類和數(shù)量很難滿足模型訓練需要[3]，因此獲得大量高質(zhì)量標注安檢設(shè)備掃描圖像成為智能安檢發(fā)展的一大關(guān)鍵問題，目前比較常見的數(shù)據(jù)集有2015 年發(fā)布的 GDXray數(shù)據(jù)集（共有19407張X光圖像）,2019年由中國科學院大學發(fā)布的目前公開最大的X光圖像數(shù)據(jù)集SIXray（共有 1059231張X光圖像）, 以及2021年發(fā)布的OPIXray數(shù)據(jù)集（共有8885張X射線圖像），與計算機視覺和自然語言領(lǐng)域可用的數(shù)據(jù)相比在數(shù)量方面還有一定差距。

5 結(jié)語

各種安檢技術(shù)有各自的特點，能較好地實現(xiàn)違禁品的檢測與識別，但繁重的工作量和多樣的物品種類使安檢技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)。自動和高效安檢是研究熱點，深度學習、大模型技術(shù)在安檢圖像的應(yīng)用處于發(fā)展階段。本文總結(jié)了國內(nèi)外最新安檢標準以及安檢技術(shù)的發(fā)展趨勢，金屬探測、毫米波、太赫茲和 X 光檢測技術(shù)在安檢領(lǐng)域的發(fā)展，總結(jié)了各自的優(yōu)缺點，未來安檢設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、智能化將會有效提高安檢效率。

參考文獻

[1]辛欣. 大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展中的智慧地鐵運維研究[J]. 科學技術(shù)與創(chuàng)新, 2020(11): 58-59.

[2]安鑫.新技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)升級 防暴安檢發(fā)展前景可期—專訪公安部第一研究所安檢技術(shù)事業(yè)部主任陳力[J].中國安防,2021(07).

[3]Danijela Vukadinovic，X-ray baggage screening and artificial intelligence (AI)，Report number: JRC129088Affiliation: European Commission，June 2022.