新一代航空保安系統的關鍵技術

　　航空保安系統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(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列為8個戰略目標之一。要實現這一目標,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生,各國政府紛紛出臺了多種更為嚴格的安檢措施,使得旅客不得不花費大量的時間接受安檢,導致航空運輸的"快捷"優勢大打折扣。新一代航空保安系統的研究目標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。

　　保安系統應運行于航空運輸的整個過程

　　中國民航在新一代民航運輸系統中,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"作為8個戰略目標之一。它所描繪的未來航空保安系統,即各種安檢措施將無縫地運行于整個航空運輸系統的各個階段。

　　例如,從旅客購買機票開始,系統即可通過背景調查,可對其進行風險評估,確定其風險等級和安檢流程;旅客進入機場后,分布于機場特定區域的探測器對經過的人和物可進行化學物品、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;先進的智能視頻監控系統將對機場內外場景、航空器的客艙和貨艙進行實時監控,及時發現異常情況并做出反應,從而提高系統的安全性;更加高效、可靠的貨物/郵件安全檢查系統和安檢流程將不安全因素帶來的風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通過將多種安全防范技術和程序的多層次的有機整合,可確保航空運輸的高效、安全運行。

　　新一代航空保安系統的關鍵技術

　　新一代航空保安系統既是一個高效、穩定、可靠的保安信息采集、整理、交互、發布和處理的數據管理系統,也是一個全球化的保安體系,需要國際間相關領域的合作和信息共享。因此該系統是個多學科交叉、融合的有機統一體,涉及電子信息、物理、化學、生物技術、計算機視覺、視頻信號分析、傳感器技術、網絡技術、數據庫管理、數據挖掘、系統辨識、模式識別和運籌學等多學科理論和專業知識。

　　生物識別技術

　　生物識別技術是將計算機與光學、生物學、生物傳感器和生物統計學原理相結合,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。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"等諸多優點。

　　目前生物識別技術已經取得了很大的進展,指紋、虹膜、面相、掌形等生物識別技術已經相當成熟,在公共安全、出入境管理、金融服務、通信和航空等領域得到大力發展和應用,而且經過多年的使用,大眾對生物識別技術的接受程度也大幅提高,據調查,全球有約7成的被訪者支持生物識別技術。

　　生物識別技術的應用主要集中在以下幾個方面：

　　工作人員身份驗證和管理 基于生物識別技術的機場通行管制系統,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。

　　機場的智能視頻監控 通過視頻圖像,遠距離地對人的面相和行為進行監控、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,進而采取相應措施,能夠有效地提高機場安全管理水平和增強應急反應能力。

　　近年來生物識別技術發展迅速,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,需要解決的關鍵技術有:高精度、高效率、遠距離的生物信息采集技術、人的行為特征的識別技術、生物特征與視頻監控系統的信息交互和融合技術等。

　　射頻識別技術(RFID)

　　 RFID技術具有無接觸、信息量大、可讀寫數據、傳輸速率高、可重復使用等優點。以目前的技術水平,RFID標簽能將信息傳遞至6米范圍內的射頻識別讀寫器上,并通過網絡送至中央計算機,存入相關數據庫。

　　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電子標簽的行李,在經過裝有閱讀器的機場出港和到港行李傳送系統時,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,該項技術已經為包括北京首都國際機場在內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。實際運行結果表明,該項技術的采用不僅大大減少了行李、貨物丟失、錯運等現象,而且可以提高航班的正點率。根據國際航協(IATA)的統計,預計2010年全球將有40%的機場在行李處理系統中使用RFID技術。

　　在中國新一代的航空保安系統中,RFID網絡系統將擴展應用于旅客、行李、貨物和車輛的跟蹤、控制區道口管理等環節,不僅可以實現旅客、行李的匹配,而且能夠完成行李快速定位、旅客的跟蹤管理、地勤車輛監控與管理、工作人員進入控制區的時間和所通過的道口等信息的動態管理,從而實現人、物、車輛的動態管理和監視。

　　從實際運行和測試結果看,目前RFID技術還存在許多不足,如容易受周圍環境的干擾,有部分行李出現傳送錯誤,識別率還達不到100%。鑒于航空運輸的國際性,RFID在全球各機場的廣泛使用,還存在RFID讀寫格式、存儲格式等相關標準兼容的問題。因此,下一步RFID技術需要在識別的準確性、目標的定位、標準化(包括技術標準、數據內容標準、一致性標準和應用標準)等問題上進一步研究。

　　現有探測技術與未來突破

　　鑒于國內外經常發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,國內外安檢生產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備,如基于離子漂移技術(IMS)的爆炸物痕量探測器、毫米波技術的人身爆炸物探測門、X射線背散射的人體掃描系統和太赫茲光譜技術的探測系統等。這些技術在一定程度上提高安檢效率和準確性,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中提出要實現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該有一個根本性的飛躍發展。