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                    新一代航空保安系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
作者:武 衛(wèi)
                        來源:中國航空信息網(wǎng)
                        日期:2008-04-10 17:05:27
                    
                        摘要:航空保安系統(tǒng)是保障航空運輸安全的第一道防線。中國民航在新一代民航運輸系統(tǒng)(NGATS)中,將建立新型的高效、透明、多層次、非干擾式的機場安全檢查系統(tǒng)列為8個戰(zhàn)略目標(biāo)之一。要實現(xiàn)這一目標(biāo),需要強大的科技力量作為支撐。
                    
                    
                      航空保安系統(tǒng)是保障航空運輸安全的第一道防線。中國民航在新一代民航運輸系統(tǒng)(NGATS)中,將建立新型的高效、透明、多層次、非干擾式的機場安全檢查系統(tǒng)列為8個戰(zhàn)略目標(biāo)之一。要實現(xiàn)這一目標(biāo),需要強大的科技力量作為支撐。  
鑒于目前恐怖犯罪分子針對民航運輸飛機的非法干擾事件時有發(fā)生,各國政府紛紛出臺了多種更為嚴(yán)格的安檢措施,使得旅客不得不花費大量的時間接受安檢,導(dǎo)致航空運輸?shù)?quot;快捷"優(yōu)勢大打折扣。新一代航空保安系統(tǒng)的研究目標(biāo)就是在安全和高效之間尋找一個平衡點,在保證安全的前提下,提高乘客的旅行效率。
保安系統(tǒng)應(yīng)運行于航空運輸?shù)恼麄€過程
中國民航在新一代民航運輸系統(tǒng)中,把"建立新型的高效、透明、多層次、非干擾式的機場安全檢查系統(tǒng)"作為8個戰(zhàn)略目標(biāo)之一。它所描繪的未來航空保安系統(tǒng),即各種安檢措施將無縫地運行于整個航空運輸系統(tǒng)的各個階段。
例如,從旅客購買機票開始,系統(tǒng)即可通過背景調(diào)查,可對其進行風(fēng)險評估,確定其風(fēng)險等級和安檢流程;旅客進入機場后,分布于機場特定區(qū)域的探測器對經(jīng)過的人和物可進行化學(xué)物品、生物試劑、輻射材料、核材料、爆炸物和武器等違禁物品的探測,對正常旅客則實現(xiàn)無干擾式安全檢查,提高安檢的效率和有效性;先進的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將對機場內(nèi)外場景、航空器的客艙和貨艙進行實時監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)異常情況并做出反應(yīng),從而提高系統(tǒng)的安全性;更加高效、可靠的貨物/郵件安全檢查系統(tǒng)和安檢流程將不安全因素帶來的風(fēng)險拒絕在航空器之外。
從以上程序可以看出,新一代的航空保安系統(tǒng)通過將多種安全防范技術(shù)和程序的多層次的有機整合,可確保航空運輸?shù)母咝А踩\行。
新一代航空保安系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
新一代航空保安系統(tǒng)既是一個高效、穩(wěn)定、可靠的保安信息采集、整理、交互、發(fā)布和處理的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),也是一個全球化的保安體系,需要國際間相關(guān)領(lǐng)域的合作和信息共享。因此該系統(tǒng)是個多學(xué)科交叉、融合的有機統(tǒng)一體,涉及電子信息、物理、化學(xué)、生物技術(shù)、計算機視覺、視頻信號分析、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)挖掘、系統(tǒng)辨識、模式識別和運籌學(xué)等多學(xué)科理論和專業(yè)知識。
生物識別技術(shù)
生物識別技術(shù)是將計算機與光學(xué)、生物學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計學(xué)原理相結(jié)合,利用人體固有的可以測量的生理特征和行為特征來進行個人身份鑒定的技術(shù)。人的生理特征是與生俱來的,如人的指紋、虹膜、面相、掌形、DNA(生物基因)等。這些特征具有普遍性、唯一性、穩(wěn)定性和可測量性等特點,而且具有防偽性好,"隨身攜帶"等諸多優(yōu)點。
目前生物識別技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進展,指紋、虹膜、面相、掌形等生物識別技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,在公共安全、出入境管理、金融服務(wù)、通信和航空等領(lǐng)域得到大力發(fā)展和應(yīng)用,而且經(jīng)過多年的使用,大眾對生物識別技術(shù)的接受程度也大幅提高,據(jù)調(diào)查,全球有約7成的被訪者支持生物識別技術(shù)。
生物識別技術(shù)的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面:
工作人員身份驗證和管理 基于生物識別技術(shù)的機場通行管制系統(tǒng),可以有效地防止因為工作人員證件的丟失或冒用給機場安全所帶來的隱患,有助于增強機場安全管理水平。
旅客的安全檢查 在機場安全信息管理系統(tǒng)中加入旅客的生物特征信息,可用于旅客身份的鑒別和驗證。
機場的智能視頻監(jiān)控 通過視頻圖像,遠(yuǎn)距離地對人的面相和行為進行監(jiān)控、分析,可以及時捕捉人的不正常行為,從而對可疑人員進行主動跟蹤,進而采取相應(yīng)措施,能夠有效地提高機場安全管理水平和增強應(yīng)急反應(yīng)能力。
近年來生物識別技術(shù)發(fā)展迅速,但基本上停留在身份驗證的水平上。在機場這樣大流量、高密度的人群環(huán)境下進行個人身份識別等還存在很大的不足,需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有:高精度、高效率、遠(yuǎn)距離的生物信息采集技術(shù)、人的行為特征的識別技術(shù)、生物特征與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息交互和融合技術(shù)等。
射頻識別技術(shù)(RFID)
RFID技術(shù)具有無接觸、信息量大、可讀寫數(shù)據(jù)、傳輸速率高、可重復(fù)使用等優(yōu)點。以目前的技術(shù)水平,RFID標(biāo)簽?zāi)軐⑿畔鬟f至6米范圍內(nèi)的射頻識別讀寫器上,并通過網(wǎng)絡(luò)送至中央計算機,存入相關(guān)數(shù)據(jù)庫。
美國運輸安全局(TSA) 2005年在世界幾個機場成功完成了一項超高頻射頻識別兼容性試驗。貼有超高頻RFID電子標(biāo)簽的行李,在經(jīng)過裝有閱讀器的機場出港和到港行李傳送系統(tǒng)時,行李的信息即被自動讀取、存儲并傳送到中央控制器中。
目前,該項技術(shù)已經(jīng)為包括北京首都國際機場在內(nèi)的全球許多機場所使用,用于全程跟蹤行李的位置和旅客/行李匹配。實際運行結(jié)果表明,該項技術(shù)的采用不僅大大減少了行李、貨物丟失、錯運等現(xiàn)象,而且可以提高航班的正點率。根據(jù)國際航協(xié)(IATA)的統(tǒng)計,預(yù)計2010年全球?qū)⒂?0%的機場在行李處理系統(tǒng)中使用RFID技術(shù)。
在中國新一代的航空保安系統(tǒng)中,RFID網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將擴展應(yīng)用于旅客、行李、貨物和車輛的跟蹤、控制區(qū)道口管理等環(huán)節(jié),不僅可以實現(xiàn)旅客、行李的匹配,而且能夠完成行李快速定位、旅客的跟蹤管理、地勤車輛監(jiān)控與管理、工作人員進入控制區(qū)的時間和所通過的道口等信息的動態(tài)管理,從而實現(xiàn)人、物、車輛的動態(tài)管理和監(jiān)視。
從實際運行和測試結(jié)果看,目前RFID技術(shù)還存在許多不足,如容易受周圍環(huán)境的干擾,有部分行李出現(xiàn)傳送錯誤,識別率還達不到100%。鑒于航空運輸?shù)膰H性,RFID在全球各機場的廣泛使用,還存在RFID讀寫格式、存儲格式等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)兼容的問題。因此,下一步RFID技術(shù)需要在識別的準(zhǔn)確性、目標(biāo)的定位、標(biāo)準(zhǔn)化(包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、一致性標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn))等問題上進一步研究。
現(xiàn)有探測技術(shù)與未來突破
鑒于國內(nèi)外經(jīng)常發(fā)生的針對航空器的人為非法干擾事件,特別針對恐怖犯罪分子將爆炸物等違禁物品隱藏在人身、行李、貨物中,對航空安全所造成的威脅,國內(nèi)外安檢生產(chǎn)廠商紛紛研制并推出了許多基于各種原理和方法的爆炸物探測設(shè)備,如基于離子漂移技術(shù)(IMS)的爆炸物痕量探測器、毫米波技術(shù)的人身爆炸物探測門、X射線背散射的人體掃描系統(tǒng)和太赫茲光譜技術(shù)的探測系統(tǒng)等。這些技術(shù)在一定程度上提高安檢效率和準(zhǔn)確性,但是由于傳感器的靈敏度、抗干擾性等原因,只能在較小的空間范圍內(nèi)探測,而且存在誤報率較高、成本較高和個人隱私等方面的問題。
而新一代航空保安系統(tǒng)中提出要實現(xiàn)對正常旅客的非干擾式的安檢模式,讓旅客在不知不覺中完成安全檢查,在探測概念和原理等方面應(yīng)該有一個根本性的飛躍發(fā)展。
                    
                鑒于目前恐怖犯罪分子針對民航運輸飛機的非法干擾事件時有發(fā)生,各國政府紛紛出臺了多種更為嚴(yán)格的安檢措施,使得旅客不得不花費大量的時間接受安檢,導(dǎo)致航空運輸?shù)?quot;快捷"優(yōu)勢大打折扣。新一代航空保安系統(tǒng)的研究目標(biāo)就是在安全和高效之間尋找一個平衡點,在保證安全的前提下,提高乘客的旅行效率。
保安系統(tǒng)應(yīng)運行于航空運輸?shù)恼麄€過程
中國民航在新一代民航運輸系統(tǒng)中,把"建立新型的高效、透明、多層次、非干擾式的機場安全檢查系統(tǒng)"作為8個戰(zhàn)略目標(biāo)之一。它所描繪的未來航空保安系統(tǒng),即各種安檢措施將無縫地運行于整個航空運輸系統(tǒng)的各個階段。
例如,從旅客購買機票開始,系統(tǒng)即可通過背景調(diào)查,可對其進行風(fēng)險評估,確定其風(fēng)險等級和安檢流程;旅客進入機場后,分布于機場特定區(qū)域的探測器對經(jīng)過的人和物可進行化學(xué)物品、生物試劑、輻射材料、核材料、爆炸物和武器等違禁物品的探測,對正常旅客則實現(xiàn)無干擾式安全檢查,提高安檢的效率和有效性;先進的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將對機場內(nèi)外場景、航空器的客艙和貨艙進行實時監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)異常情況并做出反應(yīng),從而提高系統(tǒng)的安全性;更加高效、可靠的貨物/郵件安全檢查系統(tǒng)和安檢流程將不安全因素帶來的風(fēng)險拒絕在航空器之外。
從以上程序可以看出,新一代的航空保安系統(tǒng)通過將多種安全防范技術(shù)和程序的多層次的有機整合,可確保航空運輸?shù)母咝А踩\行。
新一代航空保安系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
新一代航空保安系統(tǒng)既是一個高效、穩(wěn)定、可靠的保安信息采集、整理、交互、發(fā)布和處理的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),也是一個全球化的保安體系,需要國際間相關(guān)領(lǐng)域的合作和信息共享。因此該系統(tǒng)是個多學(xué)科交叉、融合的有機統(tǒng)一體,涉及電子信息、物理、化學(xué)、生物技術(shù)、計算機視覺、視頻信號分析、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)挖掘、系統(tǒng)辨識、模式識別和運籌學(xué)等多學(xué)科理論和專業(yè)知識。
生物識別技術(shù)
生物識別技術(shù)是將計算機與光學(xué)、生物學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計學(xué)原理相結(jié)合,利用人體固有的可以測量的生理特征和行為特征來進行個人身份鑒定的技術(shù)。人的生理特征是與生俱來的,如人的指紋、虹膜、面相、掌形、DNA(生物基因)等。這些特征具有普遍性、唯一性、穩(wěn)定性和可測量性等特點,而且具有防偽性好,"隨身攜帶"等諸多優(yōu)點。
目前生物識別技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進展,指紋、虹膜、面相、掌形等生物識別技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,在公共安全、出入境管理、金融服務(wù)、通信和航空等領(lǐng)域得到大力發(fā)展和應(yīng)用,而且經(jīng)過多年的使用,大眾對生物識別技術(shù)的接受程度也大幅提高,據(jù)調(diào)查,全球有約7成的被訪者支持生物識別技術(shù)。
生物識別技術(shù)的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面:
工作人員身份驗證和管理 基于生物識別技術(shù)的機場通行管制系統(tǒng),可以有效地防止因為工作人員證件的丟失或冒用給機場安全所帶來的隱患,有助于增強機場安全管理水平。
旅客的安全檢查 在機場安全信息管理系統(tǒng)中加入旅客的生物特征信息,可用于旅客身份的鑒別和驗證。
機場的智能視頻監(jiān)控 通過視頻圖像,遠(yuǎn)距離地對人的面相和行為進行監(jiān)控、分析,可以及時捕捉人的不正常行為,從而對可疑人員進行主動跟蹤,進而采取相應(yīng)措施,能夠有效地提高機場安全管理水平和增強應(yīng)急反應(yīng)能力。
近年來生物識別技術(shù)發(fā)展迅速,但基本上停留在身份驗證的水平上。在機場這樣大流量、高密度的人群環(huán)境下進行個人身份識別等還存在很大的不足,需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有:高精度、高效率、遠(yuǎn)距離的生物信息采集技術(shù)、人的行為特征的識別技術(shù)、生物特征與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息交互和融合技術(shù)等。
射頻識別技術(shù)(RFID)
RFID技術(shù)具有無接觸、信息量大、可讀寫數(shù)據(jù)、傳輸速率高、可重復(fù)使用等優(yōu)點。以目前的技術(shù)水平,RFID標(biāo)簽?zāi)軐⑿畔鬟f至6米范圍內(nèi)的射頻識別讀寫器上,并通過網(wǎng)絡(luò)送至中央計算機,存入相關(guān)數(shù)據(jù)庫。
美國運輸安全局(TSA) 2005年在世界幾個機場成功完成了一項超高頻射頻識別兼容性試驗。貼有超高頻RFID電子標(biāo)簽的行李,在經(jīng)過裝有閱讀器的機場出港和到港行李傳送系統(tǒng)時,行李的信息即被自動讀取、存儲并傳送到中央控制器中。
目前,該項技術(shù)已經(jīng)為包括北京首都國際機場在內(nèi)的全球許多機場所使用,用于全程跟蹤行李的位置和旅客/行李匹配。實際運行結(jié)果表明,該項技術(shù)的采用不僅大大減少了行李、貨物丟失、錯運等現(xiàn)象,而且可以提高航班的正點率。根據(jù)國際航協(xié)(IATA)的統(tǒng)計,預(yù)計2010年全球?qū)⒂?0%的機場在行李處理系統(tǒng)中使用RFID技術(shù)。
在中國新一代的航空保安系統(tǒng)中,RFID網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將擴展應(yīng)用于旅客、行李、貨物和車輛的跟蹤、控制區(qū)道口管理等環(huán)節(jié),不僅可以實現(xiàn)旅客、行李的匹配,而且能夠完成行李快速定位、旅客的跟蹤管理、地勤車輛監(jiān)控與管理、工作人員進入控制區(qū)的時間和所通過的道口等信息的動態(tài)管理,從而實現(xiàn)人、物、車輛的動態(tài)管理和監(jiān)視。
從實際運行和測試結(jié)果看,目前RFID技術(shù)還存在許多不足,如容易受周圍環(huán)境的干擾,有部分行李出現(xiàn)傳送錯誤,識別率還達不到100%。鑒于航空運輸?shù)膰H性,RFID在全球各機場的廣泛使用,還存在RFID讀寫格式、存儲格式等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)兼容的問題。因此,下一步RFID技術(shù)需要在識別的準(zhǔn)確性、目標(biāo)的定位、標(biāo)準(zhǔn)化(包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、一致性標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn))等問題上進一步研究。
現(xiàn)有探測技術(shù)與未來突破
鑒于國內(nèi)外經(jīng)常發(fā)生的針對航空器的人為非法干擾事件,特別針對恐怖犯罪分子將爆炸物等違禁物品隱藏在人身、行李、貨物中,對航空安全所造成的威脅,國內(nèi)外安檢生產(chǎn)廠商紛紛研制并推出了許多基于各種原理和方法的爆炸物探測設(shè)備,如基于離子漂移技術(shù)(IMS)的爆炸物痕量探測器、毫米波技術(shù)的人身爆炸物探測門、X射線背散射的人體掃描系統(tǒng)和太赫茲光譜技術(shù)的探測系統(tǒng)等。這些技術(shù)在一定程度上提高安檢效率和準(zhǔn)確性,但是由于傳感器的靈敏度、抗干擾性等原因,只能在較小的空間范圍內(nèi)探測,而且存在誤報率較高、成本較高和個人隱私等方面的問題。
而新一代航空保安系統(tǒng)中提出要實現(xiàn)對正常旅客的非干擾式的安檢模式,讓旅客在不知不覺中完成安全檢查,在探測概念和原理等方面應(yīng)該有一個根本性的飛躍發(fā)展。