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安檢設(shè)備國(guó)內(nèi)外最新標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展趨勢(shì)

公安部第一研究所  

李文潔   盧玉華   蘆朋   井冰

公共安全對(duì)于人民生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)家社會(huì)穩(wěn)定至關(guān)重要。文章首先簡(jiǎn)要介紹了安檢技術(shù)和安檢設(shè)備的分類(lèi)，然后根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景、應(yīng)用行業(yè)分類(lèi)列出了歐美安檢設(shè)備最新標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)內(nèi)最新標(biāo)準(zhǔn)，舉例說(shuō)明了國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的使用情況和標(biāo)準(zhǔn)局限性，最后根據(jù)實(shí)際市場(chǎng)需要指出安檢技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)總結(jié)違禁品識(shí)別技術(shù)在人工智能、大模型訓(xùn)練中的遇到的瓶頸。

1 背景

安檢分為人身、物品、場(chǎng)地和車(chē)輛安檢,目前主要的技術(shù)包括基于電磁場(chǎng)的金屬探測(cè)技術(shù)、基于X 射線成像的X 射線探測(cè)技術(shù)、基于計(jì)算機(jī)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(cè)技術(shù)、基于介電常數(shù)探測(cè)的液體探測(cè)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(cè)，按照技術(shù)特點(diǎn)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(wú)損地鑒別物質(zhì)的重要手段，在燃爆物和毒品無(wú)損檢測(cè)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(duì)不同能級(jí)的X射線衰減程度不同的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)雙能量系統(tǒng)獲取的兩種能量下圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算得到被檢測(cè)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(lèi)型，而在實(shí)現(xiàn)方式上，則分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，近年出現(xiàn)的被動(dòng)太赫茲安檢技術(shù)具有人體安檢過(guò)程零輻射零傷害的特點(diǎn)。

此外，安檢的另一大分支金屬探測(cè)設(shè)備，一般可分為手持式金屬探測(cè)器和通過(guò)式金屬探測(cè)門(mén)兩類(lèi)。

2 歐美最新安檢設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

從二十世紀(jì)二十年代，美國(guó)NIST開(kāi)始研究電離輻射國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋醫(yī)療、工業(yè)、環(huán)境、國(guó)防、能源和輻射保護(hù)等領(lǐng)域，逐漸發(fā)展出用于安檢的電離輻射系列標(biāo)準(zhǔn)。

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(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)計(jì)了測(cè)試體檢測(cè)安檢設(shè)備的穿透力、分辨力等性能。為了應(yīng)對(duì)航空領(lǐng)域爆炸物檢測(cè)的需求，頒布了ANSI N42.45標(biāo)準(zhǔn)，在該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了測(cè)試體和測(cè)試方法；為了應(yīng)對(duì)車(chē)輛和貨物的檢測(cè)需求，頒布了ANSI N42.46標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了透射式和背散射式設(shè)備的測(cè)試要求，ANSI/Health Physics Society (HPS) N43.16則規(guī)定了該類(lèi)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(biāo)準(zhǔn)，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(cè)方法，而ANSI/HPS N43.17規(guī)定了人體安檢過(guò)程中的輻射安全要求。

歐洲各國(guó)也由IEC相繼發(fā)布了電離輻射系列標(biāo)準(zhǔn)，包括用于行包安全檢查的的IEC 62945-2018，用于貨物/車(chē)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(biāo)準(zhǔn)。

2019 年 4 月 IEC TC45 巴黎年會(huì)上，我國(guó)深圳市計(jì)量檢測(cè)研究院和核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化所專(zhuān)家提出了對(duì) IEC 62709:2014 進(jìn)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(bào)告,標(biāo)志著又一項(xiàng)我國(guó)牽頭的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 62709:ED2編制項(xiàng)目正式立項(xiàng)。本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目應(yīng)在 2023 年 9 月完成委員會(huì)投票草案，2024 年７月發(fā)布正式標(biāo)準(zhǔn)。

美國(guó)司法部70 年代就制定了有關(guān)金屬探測(cè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，歷經(jīng)多次修訂，目前實(shí)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(guó)際安全系統(tǒng)和設(shè)備委員會(huì)（F12）批準(zhǔn)了三種不同類(lèi)型的金屬探測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)：手戴式（F3020-20）、手持式（F3278-20）和通過(guò)式（F3566-22）。

3 我國(guó)最新安檢設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)對(duì)于安全問(wèn)題是高度重視的，對(duì)各方面安檢投入極大。國(guó)外大多數(shù)國(guó)家的安檢重點(diǎn)在于反恐，而我國(guó)的安檢重點(diǎn)涉及到方方面面，從國(guó)際反恐到社會(huì)民生，從重要場(chǎng)所到社區(qū)街道，從飛機(jī)到車(chē)輛，我國(guó)的安檢產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用比國(guó)外的應(yīng)用范圍更寬廣[2]。我國(guó)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(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)下面的表3-5。

在公共安全領(lǐng)域，強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB15208系列標(biāo)準(zhǔn)、以及GB 12899-2018、GB 15210-2018標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于規(guī)范安檢行業(yè)起到非常重要的作用?！多]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(xiàng)服務(wù)指南》均引用了GB 15208標(biāo)準(zhǔn)。GB 15208.1-2018除被系列標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)所安全防范與信息管理系統(tǒng) 技術(shù)要求》，地方標(biāo)準(zhǔn)DB31/T 329《重點(diǎn)單位重要部位安全技術(shù)防范系統(tǒng)要求》系列標(biāo)準(zhǔn)、DB4401/T 105 《單位內(nèi)部安全防范要求》系列標(biāo)準(zhǔn)、DB33/T 2417-2021、DB33/T 2417-2021《城市公共客運(yùn)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(cè)設(shè)備的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)GB 12899-2018、GB 15210-2018標(biāo)準(zhǔn)在《民用航空安全檢查設(shè)備使用許可事項(xiàng)服務(wù)指南》也被引用。

但安檢標(biāo)準(zhǔn)體系并不完善，對(duì)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(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)便攜式背散射安全檢查設(shè)備進(jìn)行規(guī)范。市場(chǎng)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(jī)小，但對(duì)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(qiáng)度，如70kv、90kv、120kv、140kv，穿透鋼板的能力有弱有強(qiáng)，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(biāo)進(jìn)行規(guī)范。公安部已下達(dá)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)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(biāo)準(zhǔn)正在制定中。

4 安檢技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通、物流出現(xiàn)了高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，快遞、民航等部門(mén)要求物品100%過(guò)機(jī)安檢，且需要在安檢過(guò)程準(zhǔn)確識(shí)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(zhǎng)，近年已經(jīng)達(dá)到5億件/天。軌道交通方面，鐵路需要應(yīng)對(duì)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(guó)將逐步實(shí)現(xiàn)軌道交通場(chǎng)站一體化，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)、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(zhǔn)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(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程和集中判圖相結(jié)合的方式，解決高峰時(shí)段存在人員不足、過(guò)檢貨物量大、任務(wù)繁重的困難。

金屬探測(cè)門(mén)這類(lèi)安檢設(shè)備常常安裝在醫(yī)院、大型展覽、考場(chǎng)等地，為了減少誤報(bào)，也產(chǎn)生了對(duì)于手機(jī)識(shí)別和檢測(cè)功能的需要，安檢門(mén)逐漸呈現(xiàn)出智能化趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)多部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安檢門(mén)的的物品分類(lèi)功能、數(shù)字化提示功能做出技術(shù)要求。

近年來(lái)，隨著人工智能興起，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的深度學(xué)習(xí)、大模型方法開(kāi)始應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和自然語(yǔ)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(yǔ)音等數(shù)據(jù)可以很容易從互聯(lián)網(wǎng)中獲得，但訓(xùn)練違禁品識(shí)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(biāo)注成本較高，同時(shí)違禁品的種類(lèi)和數(shù)量很難滿足模型訓(xùn)練需要[3]，因此獲得大量高質(zhì)量標(biāo)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(wèn)題，目前比較常見(jiàn)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(guó)科學(xué)院大學(xué)發(fā)布的目前公開(kāi)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(jì)算機(jī)視覺(jué)和自然語(yǔ)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(yǔ)

各種安檢技術(shù)有各自的特點(diǎn)，能較好地實(shí)現(xiàn)違禁品的檢測(cè)與識(shí)別，但繁重的工作量和多樣的物品種類(lèi)使安檢技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)。自動(dòng)和高效安檢是研究熱點(diǎn)，深度學(xué)習(xí)、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(guó)內(nèi)外最新安檢標(biāo)準(zhǔn)以及安檢技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，金屬探測(cè)、毫米波、太赫茲和 X 光檢測(cè)技術(shù)在安檢領(lǐng)域的發(fā)展，總結(jié)了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，未來(lái)安檢設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、智能化將會(huì)有效提高安檢效率。

參考文獻(xiàn)

[1]辛欣. 大數(shù)據(jù)和人工智能發(fā)展中的智慧地鐵運(yùn)維研究[J]. 科學(xué)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(jí) 防暴安檢發(fā)展前景可期—專(zhuān)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(guó)安防,2021(07).

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