近年來,隨著國(guó)際形勢(shì)的復(fù)雜多變,各種各樣的恐怖活動(dòng)此起彼伏,如:、劫持飛機(jī)、綁架、暗殺、武裝襲擊以及寄送郵件炸彈等等。為了有效地防范和打擊這些犯罪活動(dòng)的發(fā)生和擴(kuò)展,各國(guó)警方都使用安全檢查技術(shù)裝備對(duì)危險(xiǎn)物品、違禁物品有針對(duì)性地進(jìn)行防爆安全檢查。傳統(tǒng)的安全檢查設(shè)備,如X 射線檢測(cè)儀、金屬武器檢測(cè)門等,能發(fā)現(xiàn)金屬武器和普通炸藥等危險(xiǎn)物品,曾在安全檢查工作中發(fā)揮了重要作用。但由于近年來恐怖分子配備的武器越來越先進(jìn)(如:Semtex可塑炸藥、Glock17塑料槍、高精度炸彈等),促使世界各國(guó)都在探索研究更先進(jìn)的安全檢查新技術(shù)、新設(shè)備。目前已投入使用和趨于成熟的安全檢查新技術(shù)、新設(shè)備有如下幾種:
中子探測(cè)器
目前由于X射線安全檢查統(tǒng)的檢查功能日趨完善,恐怖分子在實(shí)施恐怖犯罪時(shí)使用金屬結(jié)構(gòu)的裝置正在減少。為了逃避檢查,采用非金屬結(jié)構(gòu)(如塑料)的裝置有所增加。針對(duì)這一特點(diǎn),世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、英國(guó)和法國(guó)相繼研制出了中子探測(cè)器,可有效地檢測(cè)出塑料炸彈等非金屬武器。
中子探測(cè)器的工作原理是利用中子束作為入射源。它能向行李包裹中發(fā)射穿透能力比X射線強(qiáng)的中子束,能穿透包括鉛在內(nèi)的任何物質(zhì)。由于中子不帶電,因此不會(huì)對(duì)被檢物品造成任何損害。中子束對(duì)氮原子反應(yīng)敏感,塑料炸藥中含有大量的氮,而含氮物體一旦被中子束照射便會(huì)釋放出γ射線,利用傳感器監(jiān)測(cè)γ射線的存在與否以及能量大小,并運(yùn)用計(jì)算機(jī)分析,便可以準(zhǔn)確地探測(cè)出塑料炸彈。
毫米波安全檢查攝像機(jī)
毫米波是介于光波和無線電波之間的電磁波,更準(zhǔn)確地說,它是在遠(yuǎn)紅外和微波頻譜之間很窄的一段電磁頻譜(30—300GHz)。毫米波的特性既不同于微波又區(qū)別于紅外光,它對(duì)各種絕緣材料(如各種衣著布料和大多數(shù)建筑材料)都具有很好的穿透性。因此,它可使隱藏在人體上的各種金屬武器、兇器或違禁物品等都能暴露無遺,是安全檢查的理想波段。毫米波檢查設(shè)備對(duì)于藏匿在墻內(nèi)的武器和竊聽儀器設(shè)備的搜索也是非常有效的。
物理學(xué)的研究成果表明,自然界的任何物體,只要其表面溫度高于絕對(duì)零度(-273℃),它就是一個(gè)能量輻射體,包括毫米波能量。物體所輻射出的毫米波射線能量大小取決于其物理性能和溫度高低。人體輻射的毫米波能量比之金屬、陶瓷、塑料炸藥、粉狀炸藥及衣物、絕緣材料等都多,而毫米波可以穿透任何絕緣材料,如所有衣物布料及大多數(shù)建筑材料。所以,在毫米波攝像機(jī)面前,人身上的衣物不見了,在人體輪廓的映襯下,人身上的錢幣、紐扣、鋼筆、鑰匙等物明顯可見。如身上藏匿有手槍、炸彈、毒品等違禁物品,就會(huì)一覽無余。因此,毫米波攝像機(jī)是最有效的人體安全檢查監(jiān)視手段。
毫米波安全檢查攝像機(jī)的研制難點(diǎn)是研究一種能有效地接收毫米波的探測(cè)器。毫米波既不能像光波那樣用相片底片接收或用光電器件、電離器件和熱吸收器件探測(cè),也不能像無線電波那樣用普通天線接收,只能用特殊的微型無線天線陣列來接收。美國(guó)馬薩諸塞州的Millitech公司從1985年開始就致力于毫米波的安全檢查攝像機(jī)的研究開發(fā),經(jīng)過多年的努力,設(shè)計(jì)出一種由256個(gè)直徑僅為2—3毫米的微型天線組成的二維接收天線陣,較好地解決了毫米波的接收問題。目前,Millitech公司正在進(jìn)一步完善這種天線陣列及開發(fā)圖像掃描識(shí)別和報(bào)警軟件。
毫米波電視攝像機(jī)是一種被動(dòng)攝像機(jī),不受任何周圍環(huán)境影響,不會(huì)對(duì)人體和被檢物品造成任何損害。
微波全息攝影檢查法
全息攝影術(shù)通常是指可見光波的全息攝影,為尋找隱藏在被檢人員身著的衣服內(nèi)或不透明包裹中的武器,則采用微波全息攝影術(shù)。利用微波穿透能力較強(qiáng)的特點(diǎn),采用頻率為70千兆赫茲的全息攝影裝置來進(jìn)行“電子束檢查”,就可以在監(jiān)視屏上顯示出隱藏在層層衣服之下或合成革包裹中的手槍、刀具等物品。微波成像裝置可以輕而易舉地發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)部隱秘部位藏匿的違禁物品(如毒品)。
核磁共振探測(cè)技術(shù)
不同物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)中,其氫核具有不同的共振特性,這種核磁共振信號(hào)強(qiáng)度與物質(zhì)的含氫量成正比,因此,可利用核磁共振技術(shù)區(qū)別炸藥和非炸藥。首先用一臺(tái)發(fā)射機(jī)向行李上發(fā)射低頻無線電波,瞬間擾亂物品內(nèi)部的核子排列。當(dāng)核子自身重新排列時(shí),它們發(fā)射信號(hào),這些信號(hào)即刻由系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。由于每種類型的材料發(fā)射一種獨(dú)特的信號(hào),沒有兩種化合物的信號(hào)是相同的。因此,使之易于查出物或違禁毒品。它還可以檢測(cè)液體炸彈、神經(jīng)毒氣及其他化學(xué)武器。這種磁共振炸藥探測(cè)系統(tǒng)Qscan-1000和Line231 X射線安全檢查系統(tǒng)結(jié)合可以獲得最佳探測(cè)效果。目前在洛杉磯國(guó)際機(jī)場(chǎng)和英國(guó)的多個(gè)國(guó)際機(jī)場(chǎng)已有使用。
圖1 安裝在現(xiàn)場(chǎng)檢查高壓油罐的VACIS-1系統(tǒng),放射源在右側(cè),檢測(cè)器塔在左側(cè)。
圖2 貨柜中內(nèi)部物品圖像,左邊第二個(gè)裝貨的容器(4英尺×4英尺)頂部中心顯示有隱蔽物
圖3 帶假空分隔間(上圖)和分隔間放有隱藏模擬可卡因(下圖)的貨柜圖像
VACIS γ射線多功能車輛與貨柜檢查系統(tǒng)
VACIS γ射線多功能車輛與貨柜檢查系統(tǒng)是一種γ射線的成像系統(tǒng),它是利用一個(gè)窄條狀的γ射線束照射到一系列線狀排列的檢測(cè)器來成像的。由于這一系統(tǒng)使用了輻射強(qiáng)度弱而穿透力強(qiáng)的輻射場(chǎng),使用了單光子記數(shù)與盡可能大的檢測(cè)器(與所要求的空間分離度一致),其掃描速度可以高達(dá)1—60英里/小時(shí)(1.6—96公里/小時(shí))。
VACIS γ射線多功能車輛與貨柜檢查系統(tǒng)可以用來檢測(cè)大型油罐或集裝箱車輛,該系統(tǒng)利用銫-137γ放射源(相當(dāng)于200萬電子伏特的γ射線源),射線能穿透1英寸左右厚度的鋼板并在大約45秒鐘內(nèi)掃描40英尺的油罐。圖1是安裝在檢查現(xiàn)場(chǎng)的VACIS γ射線檢查設(shè)備,銫-137γ放射源在右側(cè),檢測(cè)器塔在左側(cè),兩者都能迅速地順滑輪軌道移動(dòng)來檢查車輛。圖2 可以看出貨柜中的內(nèi)部物品,在左邊第2個(gè)裝貨的容器頂部中心顯示有隱藏物。圖3是一個(gè)帶假空分隔間(上圖)和分隔間放有隱藏物(下圖)的貨柜圖像。實(shí)際上,即使沒有參考圖像,隱蔽物也很容易被檢測(cè)出來。在計(jì)算機(jī)里可以存儲(chǔ)32000幅這樣的參考圖像,根據(jù)油罐的類型可很容易地把它們調(diào)出來。
VACIS γ射線多功能車輛與貨柜檢查系統(tǒng)目前已經(jīng)在美國(guó)得克薩斯的入境港口埃爾帕索使用,用來檢查穿梭于美國(guó)和墨西哥的大型油罐車和集裝箱車輛,每天可檢測(cè)200輛左右的車。
除了美國(guó)的VACIS γ射線多功能車輛與貨柜檢查系統(tǒng)外,目前,英、法、德三國(guó)也相繼研制了大型集裝箱檢測(cè)系統(tǒng),我國(guó)也由清華大學(xué)研制了類似的檢測(cè)裝置。
嗅探器式氣味識(shí)別安全檢查系統(tǒng)
嗅探器也稱為電子鼻,可以通過分析物體揮發(fā)出的氣味來發(fā)現(xiàn)物及毒品等。各種物體,如毒品、炸藥,有特有的氣味。每個(gè)人也都有獨(dú)特的氣味。人體氣味可以像指紋和脫氧核糖核酸測(cè)試一樣,用于鑒定一個(gè)人的特征。嗅探器式氣味識(shí)別安全檢查系統(tǒng)采用一系列高分子聚合物傳感器,當(dāng)從空氣中吸入揮發(fā)性的分子時(shí),傳感器可暫時(shí)改變它的電阻,從而使電信號(hào)發(fā)生變化。對(duì)這種變化進(jìn)行分析,便可以確定它是屬于何種氣味。這種嗅探器不但可以對(duì)人進(jìn)行鑒別和追蹤檢查,而且還可用于檢查毒品和機(jī)場(chǎng)行李中的物等危險(xiǎn)品。例如美國(guó)Thermedic公司研制的EGIS便攜式塑料炸彈搜索器即屬于該類系統(tǒng),EDIS搜索器可以嗅探行李周圍的空氣,以檢查是否有物品的微粒。這種探測(cè)器能探測(cè)到極少量的炸藥,具有很高的靈敏度,但檢測(cè)速度稍慢,一分鐘僅能檢查兩名旅客,一般用于對(duì)可疑對(duì)象進(jìn)行重點(diǎn)檢查。
圖4 SMEX-5170多能量X射線安全檢查設(shè)備
X射線檢查儀的改進(jìn)型
X射線安全檢查系統(tǒng)是用X射線透視物體,通過對(duì)監(jiān)視器上顯示的X光透視物體的圖像來分辨物體的類型。普通X射線透視系統(tǒng)(一維)呈現(xiàn)的是被檢物品的一維平面圖,與實(shí)物可能有較大的差別,容易造成誤判。因此近年來人們對(duì)X射線安全檢查系統(tǒng)從不同方面進(jìn)行了多種改進(jìn),使其性能大大提高。例如由英國(guó)的溫莎市X射線安全系統(tǒng)制造廠、EGG天元物理研究所研制的三維X射線安全檢查系統(tǒng),它根據(jù)E掃描雙能量系統(tǒng)研究,能分析截面圖,并把截面圖送到高速計(jì)算機(jī)處理生成三維圖像。我國(guó)公安部研制生產(chǎn)的雙視角X射線安全檢查設(shè)備,目前廣泛使用在機(jī)場(chǎng)、港口、車站等安全檢查場(chǎng)合。雙視角X射線安全檢查設(shè)備采用底射、側(cè)射兩個(gè)X射線源,可同時(shí)提供行李物品兩個(gè)方向的X射線透視圖像,從而避免了由于單一透視方向造成的視圖不清的問題,提高了檢查的可靠性。同時(shí)還有多能量X射線安全檢查設(shè)備、雙通道多能量X射線安全檢查設(shè)備、大出射角X射線安全檢查設(shè)備等不同的新型號(hào)。
電子安全廊
電子安全廊是利用視頻圖像識(shí)別技術(shù)、超聲波成像技術(shù)、熱成像技術(shù)、氣體光譜分析技術(shù)、傳感器技術(shù)等,組成一個(gè)由若干個(gè)傳感設(shè)備組成的特殊的安全檢查走廊,可使旅客在不知不覺中接受檢查。當(dāng)旅客攜帶行李通過電子安全檢查走廊時(shí),其內(nèi)隱蔽安裝的傳感設(shè)備將感應(yīng)的信號(hào)提供給計(jì)算機(jī)控制中心,以此檢測(cè)出旅客攜帶的違禁物品、品及兇器,從而提高了安全檢查的質(zhì)量和效率。
CTX 5000和CTX-5500智能型行李掃描儀
由EnVision技術(shù)公司開發(fā)的CTX 5000系統(tǒng),其原理與能透視人體內(nèi)部的醫(yī)用CT掃描儀相似。傳統(tǒng)機(jī)場(chǎng)探測(cè)器是將X射線照射在正在通過的傳送帶上的行李并拍下行李內(nèi)物品的平面(二維)照片。而CTX 5000和CTX-5500智能型行李掃描儀與此不同,除用X射線束拍攝許多幅二維照片之外,還在計(jì)算機(jī)內(nèi)拼合成三維圖像。計(jì)算機(jī)中的軟件將判讀這種三維圖像并對(duì)不同物質(zhì)給出不同的顏色:炸藥和其他密度的物質(zhì)在圖像上發(fā)紅色;金屬裝置,如炸彈的電子元件呈藍(lán)色,雷管呈綠色。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)現(xiàn)了可疑炸彈時(shí),它會(huì)通知檢查人員,檢查人員將同機(jī)場(chǎng)當(dāng)局聯(lián)系,拆下炸彈,從而避免重大災(zāi)難。這種掃描儀已在舊金山和亞特蘭大機(jī)場(chǎng)使用。