新一代航空保安系统的关键技术

　　航空保安系统是保障航空运输安全的第一道防线。中国民航在新一代民航运输系统(NGATS)中,将建立新型的高效、透明、多层次、非干扰式的机场安全检查系统列为8个战略目标之一。要实现这一目标,需要强大的科技力量作为支撑。  

　　鉴于目前恐怖犯罪分子针对民航运输飞机的非法干扰事件时有发生,各国政府纷纷出台了多种更为严格的安检措施,使得旅客不得不花费大量的时间接受安检,导致航空运输的"快捷"优势大打折扣。新一代航空保安系统的研究目标就是在安全和高效之间寻找一个平衡点,在保证安全的前提下,提高乘客的旅行效率。  

　　保安系统应运行于航空运输的整个过程 

　　中国民航在新一代民航运输系统中,把"建立新型的高效、透明、多层次、非干扰式的机场安全检查系统"作为8个战略目标之一。它所描绘的未来航空保安系统,即各种安检措施将无缝地运行于整个航空运输系统的各个阶段。 

　　例如,从旅客购买机票开始,系统即可通过背景调查,可对其进行风险评估,确定其风险等级和安检流程;旅客进入机场后,分布于机场特定区域的探测器对经过的人和物可进行化学物品、生物试剂、辐射材料、核材料、爆炸物和武器等违禁物品的探测,对正常旅客则实现无干扰式安全检查,提高安检的效率和有效性;先进的智能视频监控系统将对机场内外场景、航空器的客舱和货舱进行实时监控,及时发现异常情况并做出反应,从而提高系统的安全性;更加高效、可靠的货物/邮件安全检查系统和安检流程将不安全因素带来的风险拒绝在航空器之外。 

　　从以上程序可以看出,新一代的航空保安系统通过将多种安全防范技术和程序的多层次的有机整合,可确保航空运输的高效、安全运行。  

　　新一代航空保安系统的关键技术 

　　新一代航空保安系统既是一个高效、稳定、可靠的保安信息采集、整理、交互、发布和处理的数据管理系统,也是一个全球化的保安体系,需要国际间相关领域的合作和信息共享。因此该系统是个多学科交叉、融合的有机统一体,涉及电子信息、物理、化学、生物技术、计算机视觉、视频信号分析、传感器技术、网络技术、数据库管理、数据挖掘、系统辨识、模式识别和运筹学等多学科理论和专业知识。 

　　生物识别技术 

　　生物识别技术是将计算机与光学、生物学、生物传感器和生物统计学原理相结合,利用人体固有的可以测量的生理特征和行为特征来进行个人身份鉴定的技术。人的生理特征是与生俱来的,如人的指纹、虹膜、面相、掌形、DNA(生物基因)等。这些特征具有普遍性、唯一性、稳定性和可测量性等特点,而且具有防伪性好,"随身携带"等诸多优点。 

　　目前生物识别技术已经取得了很大的进展,指纹、虹膜、面相、掌形等生物识别技术已经相当成熟,在公共安全、出入境管理、金融服务、通信和航空等领域得到大力发展和应用,而且经过多年的使用,大众对生物识别技术的接受程度也大幅提高,据调查,全球有约7成的被访者支持生物识别技术。 

　　生物识别技术的应用主要集中在以下几个方面： 

　　工作人员身份验证和管理 基于生物识别技术的机场通行管制系统,可以有效地防止因为工作人员证件的丢失或冒用给机场安全所带来的隐患,有助于增强机场安全管理水平。 

　　旅客的安全检查 在机场安全信息管理系统中加入旅客的生物特征信息,可用于旅客身份的鉴别和验证。 

　　机场的智能视频监控 通过视频图像,远距离地对人的面相和行为进行监控、分析,可以及时捕捉人的不正常行为,从而对可疑人员进行主动跟踪,进而采取相应措施,能够有效地提高机场安全管理水平和增强应急反应能力。 

　　近年来生物识别技术发展迅速,但基本上停留在身份验证的水平上。在机场这样大流量、高密度的人群环境下进行个人身份识别等还存在很大的不足,需要解决的关键技术有:高精度、高效率、远距离的生物信息采集技术、人的行为特征的识别技术、生物特征与视频监控系统的信息交互和融合技术等。 

　　射频识别技术(RFID)  

　　 RFID技术具有无接触、信息量大、可读写数据、传输速率高、可重复使用等优点。以目前的技术水平,RFID标签能将信息传递至6米范围内的射频识别读写器上,并通过网络送至中央计算机,存入相关数据库。 

　　美国运输安全局(TSA) 2005年在世界几个机场成功完成了一项超高频射频识别兼容性试验。贴有超高频RFID电子标签的行李,在经过装有阅读器的机场出港和到港行李传送系统时,行李的信息即被自动读取、存储并传送到中央控制器中。 

　　目前,该项技术已经为包括北京首都国际机场在内的全球许多机场所使用,用于全程跟踪行李的位置和旅客/行李匹配。实际运行结果表明,该项技术的采用不仅大大减少了行李、货物丢失、错运等现象,而且可以提高航班的正点率。根据国际航协(IATA)的统计,预计2010年全球将有40%的机场在行李处理系统中使用RFID技术。 

　　在中国新一代的航空保安系统中,RFID网络系统将扩展应用于旅客、行李、货物和车辆的跟踪、控制区道口管理等环节,不仅可以实现旅客、行李的匹配,而且能够完成行李快速定位、旅客的跟踪管理、地勤车辆监控与管理、工作人员进入控制区的时间和所通过的道口等信息的动态管理,从而实现人、物、车辆的动态管理和监视。 

　　从实际运行和测试结果看,目前RFID技术还存在许多不足,如容易受周围环境的干扰,有部分行李出现传送错误,识别率还达不到100%。鉴于航空运输的国际性,RFID在全球各机场的广泛使用,还存在RFID读写格式、存储格式等相关标准兼容的问题。因此,下一步RFID技术需要在识别的准确性、目标的定位、标准化(包括技术标准、数据内容标准、一致性标准和应用标准)等问题上进一步研究。 

　　现有探测技术与未来突破 

　　鉴于国内外经常发生的针对航空器的人为非法干扰事件,特别针对恐怖犯罪分子将爆炸物等违禁物品隐藏在人身、行李、货物中,对航空安全所造成的威胁,国内外安检生产厂商纷纷研制并推出了许多基于各种原理和方法的爆炸物探测设备,如基于离子漂移技术(IMS)的爆炸物痕量探测器、毫米波技术的人身爆炸物探测门、X射线背散射的人体扫描系统和太赫兹光谱技术的探测系统等。这些技术在一定程度上提高安检效率和准确性,但是由于传感器的灵敏度、抗干扰性等原因,只能在较小的空间范围内探测,而且存在误报率较高、成本较高和个人隐私等方面的问题。 

　　而新一代航空保安系统中提出要实现对正常旅客的非干扰式的安检模式,让旅客在不知不觉中完成安全检查,在探测概念和原理等方面应该有一个根本性的飞跃发展。