毫米波安檢“上位”,人類的安全防護又多了一種可能

暴力襲擊,是一個從古至今都令全社會為之沉痛的話題。而安檢技術的每一次進階,都是在將人的安全尺度,向前推進一步。

凌晨六點,北京大興機場的安檢處,睡眼惺忪的出差黨們已經整裝待發,和以往每一次出行有些許不同,這次他們沒有如同小羊羔一樣,被安排到同性別的手檢員那里,而是被提示站進了一個如同淋浴間的儀器中。

旁邊的電腦屏幕上,乘客身上的所有物品被360度地呈現出來。

這并不是什么高科技演習現場。

在不少海關、機場等組織,甚至冬奧會組委會的招標文件上,毫米波安檢掃描設備這一品類出現的越來越多。也就是說,未來觀看比賽、乘坐火車、參加會議,甚至只是簡單地上下班,可能人人都要先接受毫米波的檢驗。

新技術的引入,會給公共安全帶來怎樣的影響,既與每個人休戚相關,也是技術國產化浪潮中的一抹重要剪影。

安檢簡史:每一次摻著血和淚的技術進階

和許多預防性技術不同,安檢模式的每一次進步,都伴隨著慘烈和血腥。

回顧人類歷史發展史上的每一次技術迭代,無不是由一系列安全事件驅動的。

從最早的違禁物品安檢門——阿房宮的 “磁石門”,就是因為荊軻刺秦發生之后,秦始皇三十五年(前212)重建宮殿時,特意加上去的。這座北闕門“累磁石為之”,并且成為外國人專供,依靠磁石與鐵制兵器的反應來搜身。

當然,現代人熟悉的“人工檢查”也是必不可少的。這時靠的就不是技術了,而是簡單粗暴,但是有效。進入城郭等日常操作就略過不提,在科考中一旦不小心被秀才們夾帶私貨混了進去,當期考官和考生被處死或流放也是常規結局。所以在考試前,一場“細致到菊花”的安檢就必不可少。如果現代人穿越回古代想參加“高考”,先要掂量下自己的小身板,在乍暖還寒的三月被扒的只剩一件深衣,光著腳拎著鞋被安檢皂隸摸個通透,能不能受得了這份罪……

電磁時代

和“磁石門”類似,在被引入現代常見的“安檢門”之前,金屬探測技術其實早就已經存在了,只不過多是用于工礦業,檢查礦產的純度,亦或是放在織布機上,避免斷針卷入布料破壞機器。

真正進入到安檢領域,還要到上世紀70年代,一系列民航劫機事件發生之后。

光是1969年一年,全世界就發生了82起劫機事件,其中影響最大的美國在1970年開始設置空中警察,不過真正防范風險還得從地面抓起,所以1972年,美國聯邦航空局FAA就要求所有航空公司開始對旅客和行李進行安檢。

亡羊補牢,未為晚矣。于是,“大羊圈”模式正式登上歷史舞臺,也開啟了一系列現代安檢科技的迭變。

所謂“大羊圈”模式,就是第一道安檢線檢查所有行李,完成值機等手續后,再由第二道安檢線(也就是機場安檢區)完成手提行李和人身檢查。這塊離港安全區域,也就是“羊圈”啦。

今天在眾多機場、高鐵站等公共場所,還能看到這種設置,旅客們如同小羊羔一樣排排站,等候安檢門、手持探測儀、搜身等一系列考驗。

這一階段,主要是電磁感應,即金屬探測技術的天下。

安檢門通過紅外對射感應器對身體進行探測,探測到身體上帶有金屬物品的位置相應的區域報警燈就會報警閃爍,并發出警報聲音。

手持金屬探測儀的原理也基本類似。每個經歷過早高峰地鐵安檢的同學,想必都會對這一技術發出疑問,亂報警、低效率,還識別不了非金屬和其他危險品,這種安檢真的有用嗎?

雖然有其局限性,但這已經是公共場所安檢系統的最佳通用解決方案了。

X光時代

安檢真正邁上一個新臺階,從X光技術的引入開始。

其是利用X光射線穿透物品,將穿透物品所得信號傳送到處理器上進行信號處理,最后傳輸到控制器把信號在顯示視器上顯示出來,安檢員根據顯示出來的圖像進行判斷物品是不是為違禁物品。

是不是很熟悉?沒錯,這就是今天在機場、地鐵、高鐵等地方都能見到的柜臺式安檢。

一開始,X光安檢機主要是在國外應用。直到1983年的“卓長仁劫機事件”,以及90年代多起大陸劫機,驅動中國民航開啟了全面“流程改造”,托運行李全部過檢。

當然,犯罪分子搞事的能力也在不斷進階,比如1988年的洛克比空難直接炸機,就要求安檢系統能夠對爆炸物進行檢測。2006年有人在英國計劃用液體炸彈炸毀十架飛機,以及911事件,都對安檢儀器的連續檢測、分辨能力等提出了更高的要求。

于是,更高級的X射線CT檢查儀開始上崗。相比于行李X光安檢機,它對危險品的檢出率更高。

不僅能夠提供過機行李的彩色高清二維圖像、CT切片圖像和三維立體圖像,還可以利用過機物品密度和有效原子序數等信息,實現對多種違禁品的自動預警識別、判圖查驗。如今已成為各國重要機場的標配。

毫米波時代

安檢系統已經層層設防,可惜道高一尺魔高一丈,犯罪分子也不是省油的燈。2009年圣誕節期間,一個尼日利亞人就通過褲襠藏高性能炸彈的方式,成功混上了飛機,差點將美國西北航空公司253次航班給炸了。

危機雖然被及時發現并解決了,但如何防止有人在身上隱藏物品來搞事,又不能對人體造成損傷,成了公共安檢的新難題。

于是,毫米波人體成像系統開始在全世界的航空領域投入使用。

毫米波不僅可以探測金屬,還可以探測非金屬、爆炸物等。而且可以對平常衣物的穿透能力進行成像,從而確定被檢查人體體表是否藏匿嫌疑物品。相比X光安檢儀,毫米波發射功率不及手機電磁波輻射的千分之一,更容易在人身檢查上被大眾所接受。

(左圖x射線安檢儀的成像,右圖為毫米波安檢儀的成像)

變局中的全球安檢產業

回顧安檢技術的進化史,會發現一些習以為常的事物正在被改變著:

首先,技術前瞻性正在變強。設備升級不再是單純在特定安全事件發生之后才開始被動防御和升級,而是更具備前瞻性。比如2009年褲襠炸彈事件爆發之前,荷蘭阿姆斯特丹史基浦機場就已經在2007年安裝了世界第一臺毫米波設備。

未來“魔高一尺道高一丈”,主動出擊防范安全風險,將會進一步加快安檢設備的周期性迭代。

另外,AI和物聯網的加入,讓智能安檢得以作為整體解決方案,打破各環節“信息孤島”的狀態。尤其是結合智慧城市等數字化網絡之后,“大安檢”,即聯檢概念開始興起,將安檢、海關、檢驗檢疫、公安、城鐵等全鏈路業務整合設計,加上自動識別危險物、人臉識別、系統接口智能管理等AI算法的加持,在潛移默化之中提升著安檢的整體效率。

在這種趨勢下,中國科技力量也不再甘于只做“小學生”,像以往那樣以歐美經驗為主導,而開始主動迭代和輸出自有解決方案。

比如在毫米波設備上,就一改上世紀X射線安檢設備國外廠家獨大的局面,同時跟進了相關準入標準,來引導國產市場的自主研發成長。在分層系統解決方案中,上海虹橋、北京大興機場等也成為先進技術支持的標桿。

新形勢下,物理安檢需要重新確立哪些尺度?

從事故驅動、政策引領、海外主導、單點升級,到如今的國產化、數字化、網絡化,安檢技術正在圍繞人這一安全尺度,來重整自身。

運用了二十多年的X光安檢機到毫米波設備的迭代,也蘊含著極大的商機。當然,傳統產業升級思路也不斷被智慧城市發展時期所鍛造著。

在毫米波設備的上位過程中,有幾個關鍵點可能是最被關注的:

1.安全性。安檢系統設計等的第一奧義就是安全,這意味著必須有高可信的軟硬件工程支撐。不僅技術上要自主可控,還需要針對中國自己的違禁品庫進行針對性的識別算法訓練,國產化毫米波設備將迎來爆發期。

2.性價比。每一代安檢技術的普及,都離不開性能和價格的權衡與博弈。國產設備固然在造價上擁有毋庸置疑的優勢,但毫米波技術還依賴于集成電路版圖、傳感器組件、深度學習算法、成像技術等一系列的知識產權支撐,中國安檢設備廠商如何順利突破這些困難關卡,市場孵化和政策引導都必不可少。

3.可擴展。前面提到,安檢正在從被動防御走向主動預判,這就要求安檢系統的設計者能夠對未來國際形勢、行業演變、技術發展、產業需求走向等,有充分的研究和預判,從而在系統研發時在技術更新上留有靈活的擴展接口,來降低快速更新的隱形成本。

暴力襲擊,是一個從古至今都令全社會為之沉痛的話題。而安檢技術的每一次進階,都是在將人的安全尺度,向前推進一步。

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