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探討歐美機場安全防線與安檢技術的發展

  從上世紀70年代開始,劫機事件和爆炸成為全球恐怖主義組織和激進組織慣用的手段,給歐美國家航空業和安全造成了巨大的損失和危害。在近40年的漫長歲月里,歐美各國交通安全管理部門和機場運營方為防御針對航空為目標的恐怖襲擊,依托日新月異的現代科學技術,不斷地提升安全防范技術與設施,提高航空安保水平。尤其是在“9·11”恐怖襲擊后,美國聯邦政府迅速成立了美國交通安全管理局,對所有機場實行統一管理。各種技術出現在乘客與登機口之間。

日本一级理论av    歐美機場安全防線

日本一级理论av  據美國國土安全部的統計,每年大概有7.3億人乘坐客機旅行,有超過7億的行李包裹接受安全掃描檢查是否有爆炸物和其他危險違禁品。而且,作為恐怖主義的主要目標,又牽涉到飛機、乘客、機組人員和機場基礎設施等多種元素,因此,機場安全防范系統非常龐大而且像迷宮一樣復雜,極具挑戰。

  第1道防線:周界防護

日本一级理论av  很難攀爬的柵欄或圍墻并配置上先進的周界防范系統,是保護整個機場設施的第一道安全屏障。在早期,機場周界防護手段就是物理的高高的圍墻或柵欄;后來才漸漸有越來越多的傳感器技術被應用起來,逐步增強了機場周界抵抗破壞和突襲的能力。機場常用周界防范技術主要有震動光纖、輻射電纜、脈沖電子圍欄、張力圍欄和微波墻等。

  除此之外,安全巡邏隊會定期檢查周界查看是否有人試圖破壞周界圍欄。特別是對那些敏感區域,如燃料補給站、飛機停靠站臺和行李處理區,必須配備更安全的防護欄和更密集的安全檢查點。所有的出入口必須有警衛站或者監控攝像機來監測。

日本一级理论av  第2道防線:確認身份——“你是誰?”

日本一级理论av  機場最重要的安全措施之一,就是檢查確認每個乘客的身份。要求所有乘客必須出示帶照片的身份證件,如駕照。如果是跨國旅行,必須出示護照。不過,由于每天迎接的乘客數量如此龐大,人工的處理能力是有限的,這道安全防線需要借用計算機化身份證件信息管理系統和生物特征識別技術。生物識別技術的本質是通過檢查指紋、視網膜掃描和面部識別,使用復雜的計算機系統來確定乘客身份是否與身份證件一致,或者檢查乘客是否屬于政府確定可能是潛在的恐怖主義分子名單之列。

  另外,對于所有機場工作人員,從行李處理員到安全保衛人員,在雇用之前都必須進行背景調查。所有機場工作人員都必須佩戴有照片的工作牌,上面要明確標注姓名、崗位和訪問權限等信息。

  第3道防線:旅客人身安全檢查

日本一级理论av  所有旅客在指定的安檢線通道中按順序依次經過人身檢查,防止攜帶危險品或違禁品。恐怖分子可能會使用各類具有攻擊力的武器來制造破壞,甚至用鞋底、褲襠炸彈等爆炸裝置來實施爆炸,特別是人體炸彈的猖獗盛行在全球航空業界制造了嚴酷的恐怖氣氛。因此說,這道防線是航空安全領域最棘手、最具挑戰性的一環。

  當前在歐美機場主要采用的人身檢查設備有金屬探測儀、X射線背散射安檢儀和毫米波探測儀。

  金屬探測器基于脈沖感應(PI)技術,典型的PI系統使用線圈,線圈一端作為發射器和接收器。PI技術發出強大的瞬時的脈沖電流通過線圈,每個脈沖產生一個尖厲的磁場,當脈沖結束時,磁場會瞬間發生極性反轉和結束,導致劇烈的電脈沖。該電脈沖持續幾微秒,并再產生一個電流通過線圈。該再生電流被稱為反射脈沖,并且持續時間只有大約30毫秒,于是又發出另一個脈沖,如此該過程重復。典型的基于PI的金屬探測器就是發送每秒大約100個脈沖,不過不同類型的金屬探測器或生產廠家可能會有很大的差別,范圍從每秒25個脈沖到超過1000。當金屬物經過金屬探測器時,脈沖在金屬物內產生一個相反的磁場。因為當脈沖的磁場結束時產生反射脈沖,金屬物的磁場就能讓反射脈沖延長作用時間。在金屬探測器采樣電路被設置為監視的反射脈沖長度,通過比較它預計的長度,該電路可以確定一個磁場引起的反射脈沖需要較長時間的衰減。如果反射脈沖的時間超過幾微秒的時間比正常的衰退,有可能是一個金屬物體干擾它。

  雖然目前機場使用的金屬探測器可以輕松地檢測到金屬制的炸彈,但是當遇到非金屬材料炸彈時,這個問題就難以解決。特別是在2009年圣誕節褲襠炸彈未遂事件之后,美國政府立即下令加強機場人身安檢水平,在多個機場安裝了背散射X射線檢查設備和毫米波人體檢查設備,對登機旅客實施更嚴格的全身檢查。

  背散射人體檢查設備利用了X射線與物質相互作用的康普頓散射效應,采用點掃描成像原理,設備采集被檢人體背向散射的X射線,生成清晰的被檢人體的背散射X射線圖像。由于這種設備使用的X射線能量低,射線只能穿透衣服,不能穿透人體,所以,必須要求被檢人轉身,完成另一個側面的掃描檢查。機場通常采用雙背散人體檢查系統,被檢人站在2臺設備中間,2臺設備完成對人體2個側面的檢查,這樣,檢查一個旅客的時間只有5秒鐘左右,速度不低于金屬探測門。但是,背散射人體安檢儀因其安全性和隱私保護等問題一直飽受爭議。為了保護受檢者的隱私,美國交通安全管理局(TSA)要求設備使用特殊算法處理人體圖像,或采用遠程網絡通訊方式完成檢查。遠端的顯示器顯示被檢人員的圖像,但遠端的圖像分析人員看不到被檢者,能看到被檢者的值機人員只能看到經過處理的人體輪廓圖像或卡通圖像,處理后的圖像突出顯示了人體攜帶危險品的形狀和位置。而這些圖像不被存儲、打印或傳輸,分析人員也不允許攜帶照相機、手機或能照相的設備進入工作室,每一個分析后的圖像都會自動刪除。

  毫米波人體安檢機利用毫米波反射技術,類似于紅外成像,利用毫米波能穿透某些可見光和紅外不能穿透的物質的原理成像,使用物體分析技術和圖像處理技術識別出材料特性,并顯現出隱藏的違禁品和危險品。相比X射線背散射技術原理來說,毫米波技術具有更好的隱私保護功能以及對人體健康危害更小。有報道說,歐盟因擔心X射線背散射人體掃描儀可能引發癌癥和危害人體健康風險,已要求其成員國機場停止使用X光設備進行人體全身掃描,允許使用毫米波設備。

  第4道防線:行李或貨物通過X射線安檢機進行掃描檢查

  隨身攜帶的行李要過X射線安檢設備,除了旅客隨身行李,大多數飛機還裝載著大量托運貨物。在被裝上飛機之前,所有這些貨物都要經過X射線掃描檢查。

  從安檢設備操作形式來看,X射線行李安檢設備可以分成三類:(1)中型X射線系統,是最常用的固定式掃描設備,能掃描整個貨物托盤尋找可疑物品;(2)移動X射線系統:一種裝載著一整套X射線安檢設備的大型卡車,在另一輛停下來的卡車旁邊慢慢開過去,將卡車上所有物品進行一遍掃描,查找可疑物品;(3)大型固定掃描裝置,類似一個通過門,拖車或卡車從門中開過,被掃描檢查一遍。

日本一级理论av  從技術原理和門類來看,X射線安全檢查設備主要包括常規的單能透視技術、雙能透視技術、多視角技術和背散射技術,以及先進的CT技術等。

  隨著機場X射線安檢機的廣泛配備,對于刀具、槍支等高對比材料可以進行有效查處,恐怖分子將襲擊方式轉向了爆炸物。由于爆炸物由低對比度材料組成,和行李中常見物品很容易混淆,當時普通X射線安檢機難以進行有效識別。由于X射線CT技術具有最高的探測精度,因此在安全檢查領域起著越來越重要的作用。根據TSA制訂的“炸藥自動探測設備檢測的技術規范(CTD)”,被檢測設備分為2個級別,即炸藥探測設備(EDS)和先進技術探測設備(AT),目前CT型設備是美國交通安全局(TSA)認證的兩種炸藥探測系統(EDS)型安檢設備之一。

  X射線CT的全稱是X射線計算機斷層成像技術,X射線圍繞被檢查物體做旋轉掃描探測,計算機根據采集到的360度投影信號再反算出掃描物體斷面的圖像。與透視成像的投影圖像不同的是,最后看到的是被檢查物體內部斷層的圖像,可以更加細致地觀察物體的三維內部結構。CT技術已經被廣泛地用于醫療和工業探傷檢測,與醫療和工業探傷不同的地方是,安全檢查針對的被檢查物體要廣泛的多,情況也復雜的多,而且還有檢查速度的要求,難度比醫療和工業CT更大。單能CT探測的是被檢測物體的密度信息,從密度上來判定是否是可疑的炸藥。雙能量CT探測技術的應用還可以彌補單能CT只進行密度探測的不足,加入等效原子序數的信息,進一步提高探測率,降低誤報率。

日本一级理论av  在美國,大多數重要機場都已經配備了CT安檢儀。歐盟已經明確要求2012年后所有機場新裝托運行李安全設備必須采用CT技術,2018年要求所有機場托運行李安全設備必須采用CT技術。

日本一级理论av  最后的第5道防線:空中警衛

  現在旅客已經登上飛機了。如果說機場周界防護是第一道安全防線,那么空中警衛就是最后一道。如果其他措施都失敗使得恐怖主義分子仍然帶著武器進入機艙,那么就將依靠武裝的空中警衛來控制事態,制止攻擊者。雖然說空中警衛是從1970年代就存在的,但是在9-11事件之后才更加得到重視。空中警衛是喬裝成普通乘客樣子的聯邦武裝力量。每個空中警衛有權攜帶一把槍并實施逮捕。目前沒有那么多的空中警衛可以安排到每個航班上,因此他們的分配任命是保密的。沒有人知道哪個乘客是空中警衛,或者是否這個航班上有空中警衛。當前空中警衛的具體數量還是保密的,但航空公司內部人士估計目前只有5%的美國航班上面配備有一名空中警衛。這已經算是得到加強了的,在9-11事件之前,只有為數不多的空中警衛,而且只能保護少量的國際航班。

  除了空中警衛力量,新的法律還要求駕駛艙門安裝鎖具,這個措施可以防止受到飛行訓練的恐怖主義分子進入到駕駛艙劫持飛機。

  安檢技術發展趨勢

  1.更快更準確

  目前對于機場安檢一個較大的詬病就是排隊時間太長,長長的等候隊伍和人群甚至造成機場安檢區域秩序混亂,使得旅客和安檢人員產生煩躁不安的心理。這是因為X射線掃描、全身成像、液體探測、足部掃描、電子嗅探等多層安全檢查要花費很多時間,致使乘客排起長隊等候。這種狀況不僅影響航空服務的質量,而且還可能影響安全檢查的效果和效率。如何使得安檢程序更快更準確,這是擺在安全管理當局和機場運營者面前的急迫而重要的問題。

日本一级理论av  在美國,TSA有計劃啟動力度更大和范圍更廣的旅客篩選系統,根據旅客的行程計劃、財產記錄、車輛登記和工作信息來對旅客進行先期審查和篩選。一種名為CAPPSII(計算機輔助乘客預檢系統)的設備能夠幫助實現這種需求。CAPPSII要求旅客在訂購機票的時候登記更多的個人信息,以便進行前期風險評估,確定“無危險”、“不確定危險”、“較高危險”和“高危險”等風險級別,被認為存在危險的旅客要接受進一步的檢查。雖然目前該系統還沒有實施運用,但是美國國土安全部(DHS)預測CAPPSII能夠使普通旅客的登機手續加快,使平均登機時間減少。

日本一级理论av  國際航空運輸協會(IATA)也在積極支持未來機場高科技掃描系統,可依據登記信息對乘客進行過濾掃描,乘客們不需要排長隊等待安全檢查,只需走過過道旁的嗅探系統便能驗證是否攜帶危險違禁物品。依據危險等級,該審查系統可在飛行前審查乘客,將乘客分成三類:“增強型(高危險等級人群)”“正常型”和“熟知乘客(最低危險等級的人群)”,目的就是快速而準確地尋找潛在的危險分子和危險物品。

日本一级理论av  2.高度集成化——機場安全整體解決方案(TASS)

日本一级理论av  機場安全保衛涵蓋飛機、乘客、機組人員和機場基礎設施等多種元素,因此,如何集合所有相關信息和數據,做出最有效的保衛機場安全和順利運行的決策,機場管理當局需要最先進和創新的多層次安全監控和管理情報系統,而且要實時跟進所有環境和元素的變化。歐洲的TASS(機場安全整體解決方案)項目就是這樣一個典型的計劃,其核心就是通過創建機場情境智能整體解決方案,使機場主管部門具備實時、準確的情境意識,實現先進的機場安全集成。由于TASS集成并融合不同類型的實時傳感器和數據采集子系統,因此可在固定和移動等各種模式下運行并適應各種環境條件,為所有的使用者和相關方提供實時的動態數據信息和決策操作平臺。TASS由多級視頻和情境智能產品包組成,旨在幫助機場提升自身的威脅檢測能力。

日本一级理论av  TASS項目是歐盟第七框架計劃(7th EU Framework Program,簡稱FP7)的一部分,是一個4年計劃,計劃到2014年5月完成,預計歐盟委員會將提供約9000000歐元財政支持。TASS聯盟由慧銳系統公司牽頭(領導),由20個頂尖的歐洲科技公司、研究機構和終端用戶組織構成。2012年10月,TASS項目在倫敦希思羅機場啟動了TASS模型現場測試,測試了三個預先明確的安全威脅情境,提供給機場內部會員觀察和評估TASS系統,對TASS系統進行概念性驗證。

  在TASS系統下,機場安全控制將被分解成以下7個主要機場安全控制部分(AS-CS),以保證每個部分以及機場整體的防御作用都能有效而且高效。全部機場7要素:人(包括乘客、訪客、工作人員、航空公司工作人員);車輛;貨物;行李;飛機和機場飛行區域的出入口;環境;虛擬網絡空間。所有這7個部分都將處于時時監控狀態下(一周7天,一天24小時),各個傳感器和子系統所產生的數據(信息)將被融合、處理和分析。所有這些數據對整個機場區域的安全狀態得出不間斷的實時分析。在與機場安全有關的所有部門之間分享即時信息,使決策者能夠進行狀況評估并緊密合作制定防御各種危險的最佳戰術。

  TASS的創新就是使得所有安全管理和控制部門能夠合作來抵御所有可能的危險。希思羅機場的安全管理經理安迪?科恩認為,TASS系統是一種從現有機場系統中收集數據和信息并將它們集中到一起的新方法,任何大的機場都可以從中受益,它可以向單用戶提供信息和給多個系統帶來協同效應,還可能通過減少持續操作和監視這些系統所需資源來減少人力。

  結語

日本一级理论av  盡管歐美國家每年有大量的納稅人的稅費被花費在加強機場安全防范方面,但是對于航空安全的恐怖和擔憂依然還是如陰云般籠罩。現代科技和電子信息技術的不斷發展更新,給機場安全防范提供著有力的技術支持,推動著航空安全向前發展。只是,永遠沒有能夠完全放松的一天。


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