科普時間|這些“黑科技”守護交通安全

每日科普|這些“黑科技”守護交通安全

科技日報

2023-02-07

春運期間，數(shù)以億計的旅客將借助航空、鐵路、公路等多種交通方式踏上歸鄉(xiāng)之旅。

道路千萬條，安全第一條。

無論選擇何種方式出行，平安始終是所有人的共同愿望。在本次春運中，有多種高科技被應(yīng)用于安保環(huán)節(jié)，如毫米波、人臉識別等。它們在保障旅客安全的同時，也大大改善了人們的出行體驗，守護著億萬人的回家路。

各類防爆裝置：

利用特殊結(jié)構(gòu)，巧妙化解危險

在機場、火車站、地鐵站等交通站點的角落里，通常會看到一個圓滾滾的深色球體，這個“胖家伙”是站點應(yīng)對突發(fā)情況的排爆“神器”——防爆球。

防爆球通常是旅客最容易識別出的防爆裝置，其一般采用球形、封閉式結(jié)構(gòu)。在處置爆炸物時，首先將爆炸物通過機械手臂和排爆桿遞送到球體內(nèi)，然后封閉球體。當爆炸物在球形罐體內(nèi)爆炸時，由高強度結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)成的罐體便能夠?qū)⒈Z產(chǎn)物封閉在球內(nèi)，使其不產(chǎn)生更大危害。

北京理工艾爾安全科技有限公司防爆裝備部部長、高級工程師卞曉兵告訴科技日報記者，防爆球的防爆能力一般在2至3千克TNT（三硝基甲苯）當量。其自身重量通常在1噸以上，因此通常需要配合拖車使用。

與防爆球類似的防爆裝置還有防爆罐，桶狀外形的它其貌不揚，要“低調(diào)”許多。

與防爆球不同的是，防爆罐通常是上方敞開的非封閉式結(jié)構(gòu)。當爆炸物在其中爆炸時，高強度金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成的罐體底部和壁面會將沖擊波向上導(dǎo)出，使爆炸能量從頂部泄出，保護周邊人員安全。防爆罐的防爆能力一般為0.5至2千克TNT當量，其自身重量在300千克以上，使用時通常也需拖車配合。

除了大當量、大重量的防爆裝置，卞曉兵表示，如今防爆裝置的一大發(fā)展方向為結(jié)構(gòu)輕量化。如當下已經(jīng)被廣泛運用的防爆毯，便通常采用多層復(fù)合材料制成，由內(nèi)外圍欄和蓋毯組成，能夠有效攔截爆炸破片，并引導(dǎo)爆炸能量向頂部泄出，其防爆當量約為一顆手雷，自身重量通常在30千克以內(nèi)，便于移動。

除此之外，卞曉兵介紹，目前最新的輕量化防爆產(chǎn)品還有柔性防爆罐、剛?cè)釓?fù)合防爆罐等，能夠結(jié)合多種不同排爆場景使用。例如，柔性防爆罐內(nèi)有多孔吸能泡沫和防爆阻燃液體，同時它采用了高性能纖維結(jié)構(gòu)設(shè)計。在爆炸時，通過其內(nèi)部的多孔吸能泡沫和防爆阻燃液體，實現(xiàn)對沖擊波能量的高效吸收和轉(zhuǎn)化，再通過高性能纖維結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對破片的全部攔截。

毫米波人體檢查設(shè)備：

無接觸精準檢測，為出行提速

不超過2分鐘，這是深圳寶安國際機場試行無接觸安檢后旅客通行的速度。

2021年9月，深圳寶安國際機場成為首家試行“無接觸自助安檢”模式的國內(nèi)機場。采用該安檢模式，旅客不用與安檢人員接觸，只需自主脫下腰帶和鞋，進入毫米波人體檢查設(shè)備，并將隨身攜帶的物品、行李放入CT安檢設(shè)備，且筆記本電腦、雨傘等物品無需單獨取出。檢查完成后，如果機器未報警，旅客即可快速通行。正常情況下，整個安檢用時不超過2分鐘。

在無接觸安檢中，扮演重要角色的是毫米波人體檢查設(shè)備以及CT安檢設(shè)備，它們也是近年來安檢領(lǐng)域科技創(chuàng)新的最新成果。

中南大學自動化學院教授梁步閣告訴科技日報記者，雖然毫米波在安檢領(lǐng)域的應(yīng)用并不多見，但其此前已經(jīng)在雷達探測、無線通信等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

“比如，現(xiàn)在許多擁有自動駕駛功能的智能汽車，通常就配有毫米波雷達?！绷翰介w介紹，毫米波屬于電磁波的一種，其波長為1至10毫米，因此被稱為毫米波，且毫米波頻率非常高，通常在30到300赫茲之間。

梁步閣表示，正是由于毫米波波長短、頻率高、帶寬大，使得其具有較高的分辨率，能夠被廣泛應(yīng)用于物體探測。而且毫米波較短的波長使得設(shè)備天線的尺寸得以縮小，由此毫米波設(shè)備的體積就可以縮小，重量也隨之降低。

除此之外，梁步閣表示，毫米波設(shè)備的生產(chǎn)制造十分便于芯片化，即能夠?qū)⒍喾N元器件集成在芯片上進行批量生產(chǎn)，進而可快速降低成本。“體積小、重量輕、成本低，這些特點都使得毫米波設(shè)備能夠走入我們的日常生活?！彼a充道。

不過，毫米波并非沒有缺點，探測距離短就是它的“硬傷”。

梁步閣表示，相較于傳統(tǒng)雷達數(shù)百乃至數(shù)千公里的探測范圍，民用的毫米波探測設(shè)備，其工作距離一般僅為幾百米，只能被應(yīng)用于近距離的目標探測。而人員安檢正是毫米波“揚長避短”，發(fā)揮本領(lǐng)的絕佳場景之一。

同時，與在安檢領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用的金屬探測儀相比，毫米波人體檢查設(shè)備的精準度更高。

“金屬探測儀通常是利用金屬自身會引起電磁感應(yīng)或者霍爾效應(yīng)的原理來探測金屬物品，屬于無源探測器。而毫米波設(shè)備則是通過主動發(fā)射毫米波，再分析物品反射回的電磁波來進行探測，屬于有源探測器，后者檢測更加精準?！绷翰介w介紹道。

因此，被應(yīng)用于安檢領(lǐng)域的毫米波設(shè)備，不僅能夠檢驗金屬物品，就連如陶瓷刀、塑料刀等非金屬物品也可以檢測。

同時，梁步閣補充道，雖然精度高，但毫米波設(shè)備對人體的影響幾乎可以忽略不計?！昂撩撞óa(chǎn)生的輻射屬于非電離輻射，并且功率較小，其影響大致相當于手機對人體的影響，因此不需要過多擔心。”他說。

如果說在安檢領(lǐng)域，毫米波人體檢查設(shè)備還只是“新人”，那么CT安檢設(shè)備應(yīng)該算得上是“老人”了。

CT安檢設(shè)備與醫(yī)院中使用的CT成像儀工作原理基本一致，即利用X射線、γ射線等重射線的強穿透性來實現(xiàn)對物體的內(nèi)部成像。

X射線等重射線的頻率不僅遠遠大于毫米波，也更在可見光之上?！邦l率越高，單個光子的能量就越大，因此能夠穿過物體，進行精準的穿透成像?！蓖瑫r，梁步閣表示，CT安檢設(shè)備在工作時通常會分層進行成像，最后層層疊加，形成物體的三維圖像。在此基礎(chǔ)上，安檢員可運用360度旋轉(zhuǎn)判圖、切片等功能，更為準確地判斷識別層層堆疊、形狀復(fù)雜的行李物品，提高開包準確率，縮短開檢時間。

人臉識別系統(tǒng)：

可實現(xiàn)人包對應(yīng)，便于行李提取

除了“硬核”的安保設(shè)備，得益于多種先進科技手段的應(yīng)用，為春運出行保駕護航的還有軟件系統(tǒng)。

此前，國內(nèi)多家機場宣布在值機、安檢等環(huán)節(jié)中采用智能人臉采集比對技術(shù)。旅客可以自助完成人、證合一檢驗，從而大大加快登機速度。

同時，人臉識別系統(tǒng)還可以與安檢信息管理系統(tǒng)、旅客隨身行李處理系統(tǒng)實現(xiàn)無縫銜接，將采集到的人臉信息、旅客安檢信息、旅客行包信息進行綁定，實現(xiàn)人包對應(yīng)，既方便旅客托運、提取行李，同時也便于對違規(guī)物品進行登記、追溯，提高安檢準確度，實現(xiàn)快速倒查。

此外，在北京大興國際機場，當工作人員佩戴應(yīng)用了AR（增強現(xiàn)實）技術(shù)的眼鏡后，也可以利用其人臉識別功能，識別旅客的登機信息，快速尋找待登機旅客并為旅客提供便捷服務(wù)。

北京理工大學網(wǎng)絡(luò)與安全研究所所長閆懷志向科技日報記者介紹，人臉識別作為當下一種常見的生物識別技術(shù)，其主要基于人的臉部特征信息來進行身份識別。具體流程包括人臉圖像采集、圖像檢測、信息預(yù)處理、人臉特征點提取和人臉匹配/識別等。而無論是固定設(shè)備還是移動設(shè)備，其所采用的人臉識別技術(shù)在原理上都是類似的，最主要的區(qū)別在于不同設(shè)備所采集的圖像質(zhì)量不同。

“比如說取景范圍、圖像像素、圖像格式等，而圖像質(zhì)量的不同則會對圖像匹配精確度和準確度造成一定的影響?！遍Z懷志表示。

提及人臉識別，信息安全始終是公眾最為關(guān)心的問題之一。

對此，閆懷志認為，目前人臉識別技術(shù)應(yīng)用廣泛，由此必然會帶來一定的信息泄露風險。

“這種個人信息泄露的風險主要來自后臺數(shù)據(jù)庫以及識別后的信息存儲系統(tǒng)?！遍Z懷志認為，管控人臉識別信息泄露風險，主要應(yīng)從技術(shù)和管理兩方面來加強保障。相關(guān)企業(yè)單位必須按照《網(wǎng)絡(luò)安全法》《數(shù)據(jù)安全法》《個人信息保護法》的要求建立健全完善的安全防護體系，并遵從相應(yīng)的標準規(guī)范。在技術(shù)層面上，應(yīng)著重在物理環(huán)境、主機系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等層面構(gòu)建縱深防御體系。在管理方面，則應(yīng)從安全管理制度、安全建設(shè)、安全運維等多個角度來強化安全管理。（實習記者都芃）

責任編輯：胡惠雯