【安防知識(shí)網(wǎng)】一、引言

　　近年來，隨著國(guó)際形勢(shì)的復(fù)雜多變，各種形式的恐怖活動(dòng)有增無減，在防范和打擊這類犯罪活動(dòng)的工作中，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，如利用X射線成像技術(shù)進(jìn)行集裝箱、車輛和行李檢查，使用離子遷移譜技術(shù)進(jìn)行爆炸物、毒品和化學(xué)戰(zhàn)劑的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等。各國(guó)警方和安檢部門也在探索研究更先進(jìn)的安全檢查技術(shù)和裝備，從而更有效地對(duì)危險(xiǎn)和違禁物品進(jìn)行防范性安全檢查。

　　二、傳統(tǒng)安檢技術(shù)

　　本段將簡(jiǎn)要介紹幾種傳統(tǒng)的安檢技術(shù)，這些技術(shù)目前在安防領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用：

　　1.X射線透視成像：X射線穿過不同物質(zhì)(即密度、原子序數(shù)、形狀不同)時(shí)，衰減各有不同，利用探測(cè)器接收穿透物質(zhì)的X射線，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后進(jìn)行數(shù)學(xué)重建，即可得到被檢物體的透視圖像。

　　2.離子遷移譜：將被測(cè)樣品電離形成離子，然后在外加電場(chǎng)中漂移。由于不同成分的離子通過電場(chǎng)所需的漂移時(shí)間各不相同，一般情況下重的分子比輕的分子走得慢，因此可以根據(jù)測(cè)量離子的漂移時(shí)間來間接地分離和檢測(cè)樣品。

　　3.金屬探測(cè)：根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，金屬探測(cè)器利用有交流電通過的線圈產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)能在金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦電流。渦電流又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，反過來影響原來的磁場(chǎng)，由此引發(fā)探測(cè)器發(fā)出報(bào)警聲。

　　4.放射性物質(zhì)監(jiān)測(cè)：依據(jù)探測(cè)特殊核材料發(fā)出的射線來判斷特殊核材料的存在，用靈敏的核計(jì)數(shù)系統(tǒng)可測(cè)量出特殊核材料發(fā)射出的特有伽馬和中子信號(hào)，實(shí)現(xiàn)核材料的定性、定量監(jiān)控。

　　三、新型安檢技術(shù)

　　在上述傳統(tǒng)安檢技術(shù)的應(yīng)用中，仍然存在很多技術(shù)難題。比較集中的問題如：如何在X射線穿透集裝箱/車輛的同時(shí)，對(duì)厚重的集裝箱貨物進(jìn)行分層甚至實(shí)現(xiàn)物質(zhì)識(shí)別?如何實(shí)時(shí)、非接觸、無傷害地對(duì)人身進(jìn)行爆炸物及危險(xiǎn)品檢查?是否有技術(shù)手段可以在分子水平上更加有效地識(shí)別爆炸物和毒品?針對(duì)這些難題，近年來幾種新型安檢技術(shù)得到快速發(fā)展。

　　1.X射線雙能雙視角/多視角技術(shù)：不同能量的X射線對(duì)同一物質(zhì)有不同的衰減效應(yīng)，雙能技術(shù)就是利用兩種不同的探測(cè)器對(duì)不同能量的X射線進(jìn)行成像探測(cè)，然后對(duì)兩種不同能量成像信號(hào)進(jìn)行算法處理，得到被檢物的等效原子序數(shù)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分類。雙視角/多視角技術(shù)是在單視角成像的基礎(chǔ)上，通過增加射線源(束)的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)角度的X射線透視成像，這能夠有效地克服物體重疊的影響，并降低系統(tǒng)誤報(bào)率和漏報(bào)率。這兩種新技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用使得檢查人員能夠更加有效、快速地在不開箱的情況下檢查出藏匿在貨物中的危險(xiǎn)品及各種違禁物品，提高了查驗(yàn)準(zhǔn)確程度。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有廠家成功地設(shè)計(jì)并制造了采用雙能雙視角/多視角技術(shù)的產(chǎn)品，應(yīng)用于航空集裝箱、中小型車輛和貨物等的查驗(yàn)。

　　2.X射線CT成像：X射線CT成像技術(shù)通過在一定角度范圍內(nèi)圍繞被檢測(cè)物體旋轉(zhuǎn)，采集多個(gè)角度的X射線投影數(shù)據(jù)，然后利用專門的重建算法獲得物體內(nèi)部密度的三維分布信息，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的三維成像檢測(cè)，它已經(jīng)在醫(yī)療、航天、航空、軍事、冶金、機(jī)械、石油、電力和地質(zhì)等部門得到了廣泛的應(yīng)用。在安檢領(lǐng)域，由于CT技術(shù)能夠無需開箱實(shí)現(xiàn)行李的快速、三維成像檢查，有效地識(shí)別隱藏的物體，其漏報(bào)率和誤報(bào)率遠(yuǎn)低于其他準(zhǔn)實(shí)時(shí)成像檢測(cè)系統(tǒng)，因此，該技術(shù)具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域的研究開發(fā)處于世界領(lǐng)先水平，如有的廠商制造的采用雙能X射線CT技術(shù)的檢查系統(tǒng)，占地面積小，尤其適合機(jī)場(chǎng)的行李安檢，也可以廣泛的應(yīng)用在海關(guān)、車站、政府部門、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等其它公共場(chǎng)所。

　　3.毫米波成像：毫米波成像是指利用位于毫米波段的電磁波作為介質(zhì)，對(duì)物體進(jìn)行檢測(cè)和物質(zhì)鑒別。毫米波成像分主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式，區(qū)別在于主動(dòng)方式需要有毫米波發(fā)生源，而被動(dòng)方式則只需要毫米波接收器。主動(dòng)毫米波由源發(fā)出高頻信號(hào)，通過接收反射信號(hào)進(jìn)行探測(cè);而被動(dòng)毫米波通過分析所接收的由被檢對(duì)象自然發(fā)出的毫米波進(jìn)行探測(cè)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的鑒別。毫米波技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)，實(shí)時(shí)成像，可探測(cè)衣服下隱藏的可疑物，檢測(cè)效果直觀，并且能量低，對(duì)人體無害，適合人群的快速成像檢測(cè)。當(dāng)然，由于毫米波穿透能力有限，相對(duì)于X射線，其只能夠?qū)崿F(xiàn)表面或很薄覆蓋下的物質(zhì)監(jiān)測(cè)。此外，對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)可能帶來的隱私問題，業(yè)內(nèi)也存在爭(zhēng)議。應(yīng)用方面，美國(guó)運(yùn)輸安全局(TSA)自2007年以來，在美國(guó)境內(nèi)的多個(gè)機(jī)場(chǎng)部署了毫米波探測(cè)設(shè)備。目前市場(chǎng)上所見的此類設(shè)備多為國(guó)外廠商制造。[nextpage]

　　4.太赫茲成像：太赫茲波是介于微波和紅外之間的一種相干電磁輻射，優(yōu)點(diǎn)是對(duì)衣物、塑料、陶瓷、硅片、紙張和干木材等一系列非金屬物質(zhì)具有較好的穿透性能，從而可以探測(cè)X射線、可見光和紅外不可探測(cè)的材料內(nèi)部缺陷和隱藏物，缺點(diǎn)是它無法穿透金屬，并且?guī)缀跬耆杀凰?，使其成像有效范圍減少。與毫米波成像類似，太赫茲波成像方式也分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種方式。盡管目前已經(jīng)有國(guó)外廠商推出了基于太赫茲技術(shù)的安全攝像系統(tǒng)，但總體而言，作為一門新興的前沿學(xué)科，太赫茲?rùn)z測(cè)裝置的研制還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，在實(shí)現(xiàn)具體的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用之前，還要克服輻射源功率低、檢測(cè)速度慢和周圍環(huán)境干擾等諸多方面的挑戰(zhàn)。

　　本段簡(jiǎn)要介紹了四種新型安檢技術(shù)的原理及其研發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀，目前值得關(guān)注的新技術(shù)還包括激光拉曼光譜、聲表面波傳感器和微機(jī)電技術(shù)等，所有這些新技術(shù)中，有的已經(jīng)可以直接服務(wù)于安全防范工作，有的還需進(jìn)一步的研究和實(shí)驗(yàn)。它們共同提升了科技手段在安全檢查中的作用，拓展了安全技術(shù)防范在公安業(yè)務(wù)工作中的應(yīng)用范圍與深度。

　　四、安檢技術(shù)的未來發(fā)展方向

　　目前，國(guó)際安全需求不斷提高，越來越要求實(shí)現(xiàn)快速、精確化、自動(dòng)化、多目標(biāo)的檢查。上文中介紹的傳統(tǒng)和新技術(shù)都有特定的使用環(huán)境和針對(duì)性，單一使用任何一種設(shè)備都難以滿足安全防范工作的要求，因此，有必要將兩種或兩種以上安檢技術(shù)集成在一起以提高檢測(cè)水平，這種集成式的融合設(shè)備和綜合解決方案將是未來安檢技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)。

　　根據(jù)美國(guó)國(guó)土安全部的研究結(jié)果表明，融合了標(biāo)準(zhǔn)X射線技術(shù)、離子遷移和放射性核探測(cè)等多種方式的融合技術(shù)將成為未來市場(chǎng)的主流選擇。這些集成了多種技術(shù)的融合設(shè)備將能精確地探測(cè)大多數(shù)的恐怖材料，如：常規(guī)武器、炸藥、原子武器、武器級(jí)核材料、臟彈及其他生化戰(zhàn)爭(zhēng)武器，并且可以有效地利用物質(zhì)識(shí)別技術(shù)來降低誤報(bào)率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)查危，確保不間斷檢查，并保證維護(hù)時(shí)間最短化。

　　識(shí)別技術(shù)與安檢技術(shù)的結(jié)合，也是未來很重要的發(fā)展方向。智能視頻、光學(xué)字符識(shí)別(OCR)、生物識(shí)別和射頻識(shí)別(RFID)等提供身份識(shí)別和行為識(shí)別的技術(shù)將更多地被應(yīng)用在安檢領(lǐng)域。這些識(shí)別技術(shù)與安檢設(shè)備相結(jié)合，可以充分、及時(shí)地獲得網(wǎng)絡(luò)信息資源支持，并且可以通過流程組織和規(guī)則定義形成系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直接面向用戶需求的綜合解決方案，更加安全可靠，且提升效率。

　　以下將列舉四種采用多技術(shù)融合產(chǎn)品或解決方案：

　　1.結(jié)合高能X射線和中子成像技術(shù)的面向航空貨物安檢領(lǐng)域的貨物掃描系統(tǒng)：

　　圖1 高能X射線和中子成像融合的貨物掃描系統(tǒng)

　　2、結(jié)合OCR、RFID、X射線檢查技術(shù)和放射性物質(zhì)探測(cè)技術(shù)的集裝箱貨物快速檢查通道：

　　圖2 集裝箱貨物快速檢查通道

[nextpage]　　3、面向機(jī)場(chǎng)圍界安全的集多種設(shè)備(OCR、RFID、X射線檢查、離子遷移、放射性物質(zhì)探測(cè)、視頻)為一體的機(jī)場(chǎng)圍界安全綜合解決方案：

　　圖3 機(jī)場(chǎng)圍界安全綜合解決方案

　　4、面向機(jī)場(chǎng)旅客安全檢查的集多種設(shè)備(金屬探測(cè)器、X射線成像(含CT)、離子遷移譜儀、放射性物質(zhì)監(jiān)測(cè))為一體的機(jī)場(chǎng)旅檢綜合解決方案：

　　圖4 機(jī)場(chǎng)旅檢綜合解決方案

　　經(jīng)過國(guó)內(nèi)廠商和科研機(jī)構(gòu)多年來的努力，我國(guó)在安檢技術(shù)的研究開發(fā)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。為了進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)內(nèi)安檢技術(shù)的發(fā)展，更充分地發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在安全防范工作中的作用，主管部門應(yīng)特別注意加強(qiáng)以下幾方面工作：

　　1.積極推動(dòng)自主創(chuàng)新：全球化形勢(shì)下，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，在涉及到一些核心技術(shù)方面，發(fā)達(dá)國(guó)家和跨國(guó)公司出于自身利益的考慮，不可能向我們轉(zhuǎn)讓最先進(jìn)的東西，尤其是在安全防范這一事關(guān)國(guó)家和社會(huì)安危的特殊領(lǐng)域，我們更不能全部依靠國(guó)外技術(shù)解決自己的問題。只有加強(qiáng)自主創(chuàng)新，擁有更多自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和知名品牌，才能為科學(xué)技術(shù)在安防工作中的應(yīng)用奠定扎實(shí)、可靠的基礎(chǔ)。

　　2.支持以企業(yè)為主體承擔(dān)新技術(shù)項(xiàng)目：在自主創(chuàng)新和研究開發(fā)中，企業(yè)要起到主體地位的作用，這是由企業(yè)本身的性質(zhì)和它在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的地位所決定的。企業(yè)的最大特點(diǎn)是貼近市場(chǎng)，了解實(shí)際應(yīng)用的需要，尤其是能前瞻性地掌握市場(chǎng)發(fā)展所產(chǎn)生的潛在需求，使其研究開發(fā)的目標(biāo) 更具針對(duì)性，更能體現(xiàn)以市場(chǎng)為導(dǎo)向。另一方面，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，企業(yè)只有把握住新技術(shù)的制高點(diǎn)，才能在競(jìng)爭(zhēng)中處于領(lǐng)先地位，這也是企業(yè)自身生存發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要。為了推動(dòng)企業(yè)自主創(chuàng)新，各級(jí)政府部門應(yīng)貫徹《國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)施〈國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)〉若干配套政策的通知》及科技部等六部門聯(lián)合發(fā)布的《國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新工程總體實(shí)施方案》的文件精神，創(chuàng)新科技計(jì)劃組織方式、發(fā)揮財(cái)政科技投入的引導(dǎo)作用、建立健全有利于技術(shù)創(chuàng)新的評(píng)價(jià)、考核與激勵(lì)機(jī)制，并加大對(duì)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的金融支持，支持以企業(yè)為主體承擔(dān)新技術(shù)項(xiàng)目。[nextpage

　　3.嚴(yán)格把關(guān)新技術(shù)驗(yàn)證工作：安檢設(shè)備承擔(dān)著安全防范的重要職責(zé)，使用方式、應(yīng)用場(chǎng)合和對(duì)操作人員的要求各有差異，有的設(shè)備要求長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，有的應(yīng)用場(chǎng)合具有特殊的氣候條件，有的還需要考慮對(duì)周圍人員的安全防護(hù)。目前我國(guó)高科技人才比重逐年增加，新技術(shù)也層出不窮，這一方面固然可喜，但另一方面我們也應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到，這些技術(shù)很多還停留在實(shí)驗(yàn)室水平，與真正滿足實(shí)用需要還存在較大距離，因此，為了適應(yīng)復(fù)雜的使用環(huán)境，應(yīng)該以實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用為導(dǎo)向開展新技術(shù)的研究，同時(shí)加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范，促進(jìn)新技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立和檢驗(yàn)評(píng)測(cè)工作的完善。在安防新技術(shù)被推廣之前，不僅要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行大量的性能指標(biāo)檢測(cè)和嚴(yán)酷性試驗(yàn)，更要在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合下接受長(zhǎng)時(shí)間驗(yàn)證，只有關(guān)注新技術(shù)的實(shí)用性，以滿足一線安檢使用需要為第一評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，才能確保新技術(shù)真正地在安全防范工作中發(fā)揮作用。

　　六、結(jié)語

　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)正在安全防范工作中發(fā)揮著重要的作用，新的技術(shù)和產(chǎn)品也在不斷的涌現(xiàn)。防范技術(shù)的發(fā)展，要以自主創(chuàng)新為基礎(chǔ)，既需要國(guó)內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)自身的努力，更需要政府部門相關(guān)配套政策的鼓勵(lì)和支持，只有這樣，才能產(chǎn)生更多更先進(jìn)的滿足實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的新技術(shù)，進(jìn)而拓展安全技術(shù)防范在公安業(yè)務(wù)工作中的應(yīng)用范圍與深度。