公安部第一研究所 李文洁 卢玉华 芦朋 井冰
公共安全对于人民生命财产和国家社会稳定至关重要。文章首先简要介绍了安检技术和安检设备的分类，然后根据不同应用场景、应用行业分类列出了欧美安检设备最新标准以及国内最新标准，举例说明了国内标准的使用情况和标准局限性，最后根据实际市场需要指出安检技术的发展趋势，参考国内外文献总结违禁品识别技术在人工智能、大模型训练中的遇到的瓶颈。
1 背景
安检分为人身、物品、场地和车辆安检,目前主要的技术包括基于电磁场的金属探测技术、基于X 射线成像的X 射线探测技术、基于计算机断层重建技术的X 射线CT 技术、基于离子迁移谱技术和荧光淬灭技术的痕量爆炸物探测技术、基于介电常数探测的液体探测技术、基于毫米波/ 太赫兹成像的人体安检技术等[1]。
X射线安全检查设备常用于货物、行包检测，按照技术特点又可分为透射式设备、背散射式设备和透射、背散射组合式设备；按使用的X射线能量谱可分为单能谱型和双能谱型设备，其中双能CT技术是一种可以快速无损地鉴别物质的重要手段，在燃爆物和毒品无损检测方面有着广阔的应用前景,能够根据不同材料和不同密度的物质对不同能级的X射线衰减程度不同的特点，通过对双能量系统获取的两种能量下图像数据进行处理，计算得到被检测物体有效原子序数和密度；人体安全检查设备从技术原理上分为X光、毫米波和太赫兹波这三种类型，而在实现方式上，则分为主动式和被动式两种，近年出现的被动太赫兹安检技术具有人体安检过程零辐射零伤害的特点。
此外，安检的另一大分支金属探测设备，一般可分为手持式金属探测器和通过式金属探测门两类。
2 欧美最新安检设备标准
从二十世纪二十年代，美国NIST开始研究电离辐射国家标准，这些标准涵盖医疗、工业、环境、国防、能源和辐射保护等领域，逐渐发展出用于安检的电离辐射系列标准。
为了保证安检效率，需要确保安检图像的清晰度，因此颁布了ANSI N42.44和ASTM F792标准，并设计了测试体检测安检设备的穿透力、分辨力等性能。为了应对航空领域爆炸物检测的需求，颁布了ANSI N42.45标准，在该标准中规定了测试体和测试方法；为了应对车辆和货物的检测需求，颁布了ANSI N42.46标准，标准中规定了透射式和背散射式设备的测试要求，ANSI/Health Physics Society (HPS) N43.16则规定了该类设备的辐射安全要求；在人体安检设备方面，为了平衡辐射效果和辐射安全，颁布了ANSI/IEEE N42.47和ANSI/HPS N43.17标准，ANSI/IEEE N42.47规定了透射式和背散射式设备的一系列图像技术参数和检测方法，而ANSI/HPS N43.17规定了人体安检过程中的辐射安全要求。
欧洲各国也由IEC相继发布了电离辐射系列标准，包括用于行包安全检查的的IEC 62945-2018，用于货物/车辆安全检查的IEC 62523-2010，用于人体安全检查的IEC 62463-2010、IEC 62709-2014，以及用于爆炸装置/物品检查的IEC 63085-2021、IEC 62963-2020标准。
2019 年 4 月 IEC TC45 巴黎年会上，我国深圳市计量检测研究院和核工业标准化所专家提出了对 IEC 62709:2014 进行修订的工作建议， 2022年1月IEC官网正式发布了IEC 62709的修订报告,标志着又一项我国牵头的国际标准IEC 62709:ED2编制项目正式立项。本标准项目应在 2023 年 9 月完成委员会投票草案，2024 年７月发布正式标准。
美国司法部70 年代就制定了有关金属探测设备的标准，历经多次修订，目前实施的版本为2003 年发布的《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国际安全系统和设备委员会（F12）批准了三种不同类型的金属探测器标准：手戴式（F3020-20）、手持式（F3278-20）和通过式（F3566-22）。
3 我国最新安检设备标准
我国对于安全问题是高度重视的，对各方面安检投入极大。国外大多数国家的安检重点在于反恐，而我国的安检重点涉及到方方面面，从国际反恐到社会民生，从重要场所到社区街道，从飞机到车辆，我国的安检产品实际应用比国外的应用范围更宽广[2]。我国形成了应用于公共安全、海关口岸、邮政快递领域的系列标准，见下面的表3-5。
在公共安全领域，强制性国家标准GB15208系列标准、以及GB 12899-2018、GB 15210-2018标准对于规范安检行业起到非常重要的作用。《邮件快件微剂量X射线安全检查设备配置管理办法（试行）》和《民用航空安全检查设备使用许可事项服务指南》均引用了GB 15208标准。GB 15208.1-2018除被系列标准中的GB 15208.2-2018、GB 15208.3-2018、GB 15208.4-2018、GB 15208.5-2018引用外，还被GA 1468-2018《寄递企业安全防范要求》、GA 38-2021《银行安全防范要求》、GA/T 1992-2022《公安监管场所安全防范与信息管理系统 技术要求》，地方标准DB31/T 329《重点单位重要部位安全技术防范系统要求》系列标准、DB4401/T 105 《单位内部安全防范要求》系列标准、DB33/T 2417-2021、DB33/T 2417-2021《城市公共客运智慧安防管理通用要求》、DB33/T 2115-2018《监狱安全防范信息系统建设规范》等引用。金属探测设备的两个标准GB 12899-2018、GB 15210-2018标准在《民用航空安全检查设备使用许可事项服务指南》也被引用。
但安检标准体系并不完善，对于便携式背散射安全检查设备，GB 15208.5-2018因其主要是针对大型背散射仪器，并不适用于便携式背散射安全检查设备，目前尚未有国家标准或行业标准对便携式背散射安全检查设备进行规范。市场上的便携式背散射设备体积重量小，不属于微剂量设备，整体能量可能比大型机小，但对周边环境的辐射并不弱；便携式背散射设备有多种能量强度，如70kv、90kv、120kv、140kv，穿透钢板的能力有弱有强，且分辨力常常高于GB 15208.5-2018中定义的分辨力；此外便携式背散射安全检查设备绝大部分采用电池供电，与GB 15208.1-2018中技术要求的匹配性低，因此便携式背散射设备需要采用更合适的技术指标进行规范。公安部已下达行业标准制修订计划《便携式背散射物品安全检查设备通用技术要求》，目前标准正在制定中。
4 安检技术发展趋势
近年来，随着我国经济的快速发展，交通、物流出现了高速增长的趋势，快递、民航等部门要求物品100%过机安检，且需要在安检过程准确识别违禁品。海关面临高盐、高冷、高海拔等极端环境和濒危物种安检需求，邮政方面快件业务量快速增长，近年已经达到5亿件/天。轨道交通方面，铁路需要应对高通量、大客流的需求。根据《现代综合交通枢纽体系“十四五”发展规划》，我国将逐步实现轨道交通场站一体化，实现机场、铁路与地铁之间安检统一规划。新的行业需求催生安检技术向高通量、高准确、高可靠、智能化、联网应用等方向发展，传统的安检设备急需人工智能、大数据、云技术赋能，采用实时、远程和集中判图相结合的方式，解决高峰时段存在人员不足、过检货物量大、任务繁重的困难。
金属探测门这类安检设备常常安装在医院、大型展览、考场等地，为了减少误报，也产生了对于手机识别和检测功能的需要，安检门逐渐呈现出智能化趋势，国内多部行业标准，团体标准对安检门的的物品分类功能、数字化提示功能做出技术要求。
近年来，随着人工智能兴起，数据驱动的深度学习、大模型方法开始应用于计算机视觉和自然语言处理等领域，新技术也逐渐在安检行业落地生根。虽然人脸图片、语音等数据可以很容易从互联网中获得，但训练违禁品识别算法所需要的背包扫描X光图像或CT图像却难以获得，扫描图像的违禁品标注成本较高，同时违禁品的种类和数量很难满足模型训练需要[3]，因此获得大量高质量标注安检设备扫描图像成为智能安检发展的一大关键问题，目前比较常见的数据集有2015 年发布的 GDXray数据集（共有19407张X光图像）,2019年由中国科学院大学发布的目前公开最大的X光图像数据集SIXray（共有 1059231张X光图像）, 以及2021年发布的OPIXray数据集（共有8885张X射线图像），与计算机视觉和自然语言领域可用的数据相比在数量方面还有一定差距。
5 结语
各种安检技术有各自的特点，能较好地实现违禁品的检测与识别，但繁重的工作量和多样的物品种类使安检技术面临诸多挑战。自动和高效安检是研究热点，深度学习、大模型技术在安检图像的应用处于发展阶段。本文总结了国内外最新安检标准以及安检技术的发展趋势，金属探测、毫米波、太赫兹和 X 光检测技术在安检领域的发展，总结了各自的优缺点，未来安检设备网络化、智能化将会有效提高安检效率。
参考文献
[1]辛欣. 大数据和人工智能发展中的智慧地铁运维研究[J]. 科学技术与创新, 2020(11): 58-59.
[2]安鑫.新技术赋能产业升级 防暴安检发展前景可期—专访公安部第一研究所安检技术事业部主任陈力[J].中国安防,2021(07).
[3]Danijela Vukadinovic，X-ray baggage screening and artificial intelligence (AI)，Report number: JRC129088Affiliation: European Commission，June 2022.
本文发表于2024年第2期《中国安全防范技术与应用》杂志
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