摘要：当前，双通道X射线安全检查设备的技术和产品已经日趋成熟。阐述了双通道安检设备的产生背景、安检设备的发展历程，论述了未来发展趋势，针对早期生产双通道安全检查设备脱离民航机场交运行李输送线使用的技术改造问题，提出了解决的对策与方法，借此对此类设备的拓展应用提供相应的技术支持与帮助。

关键词：双通道  安全检查设备  拓展应用

引言

双通道X射线安全检查设备是专门为民用航空机场检查旅客交运行李设计的，为了使旅客携带的交运行李经安全检查后与乘客及其他无关人员彻底隔离，直接送入封闭的行李输送线，抵达行李分拣区。公安部第一研究所在全球首创双通道X射线安全检查设备，并于上世纪九十年代初，成功应用在香港启德机场，此后，双通道安全检查设备成为中国民航机场旅客交运行李安全检查的标准配置设备，大规模地装备到国内各地的民航机场。目前市场上的双通道X射线安全检查设备品牌主要有： FISCAN、HISCAN、NUCTECH等。

双通道X射线安检设备借助位于航站楼内值机柜台侧后方，称重输送带与投放输送带之间的过渡输送带，将待检的旅客交运行李送入检查通道，接受X射线的扫描，从而完成检查，之后被过渡带送出检查通道，再经投放带送至主输送带（如图1所示）。通常情况下，每两组相邻并列的过渡输送带跨装一台X射线安全检查设备。传统的双通道X射线安全检查设备（早期设备），由于是跨装在过渡带上，借助过渡带将被检测行李送至主输送带，所以，这种安检设备的标准配置当中是不带有传送带拖动装置的。

为了拓展双通道X射线安全检查设备的应用范围，使其在脱离旅客交运行李输送线的情形下亦能够正常使用，就需要对这种设备进行一定的技术改造，增加传送带拖动及其控制装置，并解决好设备离线后的一些次生技术问题，给使用者以与传统的单通道标准安全检查设备相同的操作与使用方式。

一、技术改造方案

传统双通道X射线设备拓展应用的改造技术方案，业已成功应用于天津滨海国际机场、中国民航大学的FISCAN838ODH、HI-SCAN16580等设备，截至目前，方案的制定及实施单位天津滨海国际机场基于此技术方案创造专利三件，并获得天津市技术创新优秀成果一等奖、首都机场集团科技奖励等奖项。后续又在使用过程中不断改进和完善，最终形成本文成果，如图2所示。

（一）双通道X射线安检设备拓展应用的实现目标

增设双通道X射线安全检查设备的传送带拖动部分及其传送带控制装置，撷取X射线安全检查设备的开启时发生的一个弱电控制信号（一般是12VDC或24VDC），作为对加装的传送带控制的开启与关闭信号：当X射线安全检查设备开机时，传送带控制装置正常工作，X射线安全检查设备的操作键盘控制传送带的正、反向运行及停止；当X射线安全检查设备关机时，传送带控制装置停止工作，传送带停止运行。

实现传送带与双通道X射线安全检查设备的联动。通过双通道X射线安检设备操作键盘相关按键来控制传送带的前进、停止与后退。从而使双通道X射线安检设备在脱离开交运行李输送线的情形下，亦可通过新增传送带拖动部分，将被检查物送人检查通道，接受扫描，完成检查，从而实现拓展应用。

由于双通道X射线安全检查设备的检查通道较宽，被检行李可选择放置在左右任何一条传送带上，而且被检行李较传统的单通道X射线安全检查设备相比，在检查通道内可能会出现一些异常情况，因此本技术方案增设了对这些情况的智能监控与感知，使传送带会产生相应的动作，确保检查正常完成，传送带控制元件明细详见表1。

（二）双通道X射线安检设备的拓展应用技术改造方案

1.加装传送带拖动装置

射线发生器发生的扇形X射线束与传送带输送线的运行平面相垂直，且其下缘应与传送带平输送线运行平面重合。为了实现双通道安检设备的需求，上述传送带输送线有两条，每条传送带输带线由一个独立的电机驱动；两条输送皮带线位于同一水平面上，且两者相互平行；两条输送皮带线之间的距离小于5cm；传送带总体宽度800mm，长度2300mm，高度300mm，滚筒式电机安装于传送带出口端，电容分相启动；入口端安装与滚筒式电机直径与宽度相同的无动力滚筒；依传送带支架的长度配置传送带，宽度不小于650mm；两条输送传送带结构相同，并列送入安检设备通道，调整地脚保持水平。

2.传送带拖动的控制装置（模块）

控制系统能够满足该类型安检设备的需求，通过拾取安检设备开机时产生的一个电压值（通常是24VDC），作为控制过程的开始，并以此来控制与双通道X射线安全检查设备的联动，即安检设备开机，此控制系统开始工作，安检设备关机，此控制系统停止工作；控制装置接收由解码模块进行键值解码的安检设备操作键盘发生的传送带前进、停止、后退信号，控制滚筒电机进行相应的动作。

3.被检行李放置位置与异常情况的感知与监控

传送带控制装置在上述检查通道的入口处安装有第一图像采集设备；在上述检查通道的出口处安装有第二图像采集设备；当被检物在安检设备开机前或安检过程中发生下列异常情况时：

（1）开机前通道内传送带上有异物（异物1），L1指示灯燃亮；

（2）开机前通道内传送带支架边缘无传送带的区域有异物（异物2），2指示灯燃亮；

（3）被检物向另一侧传送带倾翻，L3指示灯燃亮；

（4）被检物倾翻落在传送带支架的边缘无传送带区域，L3指示灯燃亮；

（5）传送带1或传送带2带速异常时，L4指示灯燃亮。

遇有上述情况发生时，该系统会及时发出暂停、后退的传送带控制信号，同时在图像工作站显示屏上伴有相应的字符出现，提示进行相应的调整或维修，以保证安检过程及结果正常可靠。

控制两台滚筒式电机动作的控制器，其前端感知部件可以是设置在传送带支架上的红外光电开关或架设在检查通道入口端感知被检物放置在哪条传送带上的视频相机，上述控制器的I/O端口分别与前进按键、后退按键和停止按键、两台电机的驱动端子电连接；同一时刻，上述两台电机仅有一台前进或者后退，另外一台电机停机；当传送带1运行时绿色的L5指示灯燃亮，当传送带2运行时绿色的L6指示灯燃亮。

接收第一图像采集设备和第二图像采集设备图像数据的图像处理器，上述图像处理器的I/O端口分别与第一图像采集设备、第二图像采集设备、控制器电连接；上述图像处理器将第一图像采集设备和第二图像采集设备的图像数据进行比对，判定行李是否发生错位，错位包括倾倒、从一条输送皮带线移至另外一条输送皮带线；如果发生错位，则控制器控制相应的电机停机或者是后退；否则，电机保持正常运行状态。由于检查通道内光线比较暗淡，为了保证图像的清晰度，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备均为红外相机。

上述第一图像采集设备和第二图像采集设备的采集时间相差为时间t，上述第一图像采集设备和第二图像采集设备之间的距离为L，输送皮带线的运行速度为v，上述t=L/N；在上述检查通道的入口处安装检测行李是否存在的光电开关，光电开关可以采用对射式或反射式；为了减少布线，采用反射式光电开关，即安检通道的一侧设置光电开关，在安检通道的另外一侧设置反光板，光电开关发出的光信号对射于反光板后反射回光电开关上；该光电开关的输出端子与第一图像采集设备的触发端子电连接，该光电开关的输出端子通过延时器和第二图像采集设备的触发端子电连接；上述延时器的延时时间为上述时间t；上述图像处理器将第一图像采集设备的图像数据和第二图像采集设备的图像数据进行差值运算；当行李未发生错位时，差值为0，否则差值为非0。

为了保证信号传输的质量，上述第一图像采集设备、第二图像采集设备通过交换机和图像处理器进行数据交互。

在上述交换机上还连接有检测异物的第三图像采集设备，对检查通道的下表面进行全景成像，并将全景成像发送给图像处理器，通过对全景成像的分析进而判定传送带上是否有异物或传输带之间是否有异物或传输带两侧是否有异物。第三图像采集设备采用的是红外相机，该安检设备工作之前，首先通过第三图像采集设备对检测通道内的状态进行检测，判定检测通道内是否有异物，具体的检测原理为将全景图像与没有异物时的全景成像进行比对，通过比对结果首先判定是否存在异物，当异物存在时，通过对图像的分析得出异物的位置；随后根据异物的位置发出如下不同的指示信号：如果开机前通道内传送带上有异物，则L1指示灯燃亮；如果开机前通道内传送带支架边缘无传送带的区域有异物，则L2指示灯燃亮。

由于传输带的传输速度对X射线成像质量有直接的影响，因此为了保证成像质量的可靠性，目前X射线安检设备用的传输带的带速大约为0.35m/s；在上述优选实施例的基础上，上述双通道X射线安全检查设备用双传送带控制系统还包括检测传输带速度的速度传感器；上述速度传感器检测结果直接发送给控制器；控制器将实际速度和预设速度进行比对，进而判定传输带的带速是否正常；当速度传感器检测结果与预设速度不匹配时，则L4指示灯燃亮。

4.传送带控制装置（模块）与传统的双通道X射线安全检查设备实现联动

使用双通道X射线安检设备的操作键盘，无需对其改造，实现对传送带的控制，键盘发生的相关传送带控制键值，如图3所示，由连接在外围接口（PI）后的模块解码，分别送入传送带控制模块；上述控制模块与射线发生器、射线接收器进行数据交互，当控制模块向电机发送后退指令时，控制模块同时关闭射线发生器，该控制过程可以通过软件模块实现，也可以通过继电器和逻辑电路实现。

5.稳定性与可靠性保证

为了确保传统双通道X射线安全检查设备拓展应用后的稳定性与可靠性，在支架制作与控制模块的设计及制作中采取了如下措施：（1）选取良好的制作材质，高精度的加工制造设备，确保支架的精度、力度等相关品质；（2）精心设计反复论证，不断优化完善电路设计；（3）选择高品质、高性能的元器件；（4）采用冗余式的控制方式，在一套控制装置方式故障的情形下，可启用另外的备份控制手段。

二、技术优势与应用效果

双通道X射线安全检查设备的拓展应用所涉及的相关技术改造工作，解决了跨装在民航机场航站楼内交运行李输送线上的X射线安全检查设备，在脱离开交运行李输送线使用时，对加装的传送进行控制的问题，实现了利用X射线安全检查设备的键盘对加装的传送带进行控制的操作方式，给操作员提供了标准的、与其它安检设备统一的操作方式与操作体验，减少了设备的控制、操作环节，提高了设备的运行效率；同时，丰富了行李物品的倒带（反向运行）、中途停止传送带等操作控制方式。丰富了双通道安检设备的使用范围，另外，键盘控制方式的使用为设备使用部门节省了人员配备成本，使资产得以最大化利用，具有很好的经济效益、社会效益和推广价值。

其技术上具体的优点和积极效果如下：

（1）使原本仅用于行李输送线上检查旅客交运行李的X射线机器视觉安检设备适用于各种面积允许的应用场地；

（2）由于采用了两条传送带输送线，因此能够满足安检设备不同位置安放被检物的需求；

（3）使用安检设备原有操作键盘来控制新增的两组传送带，同时实现自动识别选择放置被检物的传送带，并对其进行操作键盘控制，给操作人员带来与其它安检设备相同的操作体验；

（4）在安检设备开机前检查通道内留有异物或行李在安检的过程中有异常情况，则图像处理器及时输出错位检测结果，进而控制器控制相应的警示及电机停止倒退，对该行李进行再次扫描安检，这样能够极大地提高安检的质量，提升民航机场的安全裕度；

（5）当控制器向电机发送后退指令时，控制器同时关闭射线发生器和射线接收器，有效抑制X射线的无效发生，这样能够防止辐射污染。

三、未来发展

科学技术的发展，催生出许多新事物，安全检查设备也会不断吸纳融合新技术而发展、进步，由此衍生出智慧安检的概念。据悉，首都机场集团公司在“十三五”规划中，拟建设“四型机场”即“平安机场”、“人文机场”、“绿色机场”、“智慧机场”，其中，“智慧安检”将成为“智慧机场”与“平安机场”建设的重要内容。

在智慧安检建设工作中，首先要进行数据采集、共享和分析三个基础环节的建设，在这三个环节中数据采集主要依赖物联网的建设，共享主要的对象是大数据，人工智能主要进行数据分析、运算、决策等步骤。

伴随着物联网、大数据、云计算、移动互联网、IPV6等信息技术发展的第三次信息化浪潮，使智能芯片、智能传感器、嵌入式软件、智能识别技术融合进智慧安检成为可能。依据现有的资源来看，在安检管理工作方面，如人员管理、设备管理、安检通道管理等实现人工智能的条件较为成熟；而基于安全检查设备的人工智能，如X射线安全检查设备图像的智能判读，由于数据量庞大、运算复杂，实现起来难度很大，这将成为智慧安检建设工作的瓶颈，因此，如何突破这一瓶颈的制约，将成为公共安全科技领域专家学者及有识之士亟待突破的课题。

四、结语

X射线安全检查设备集机、光、电、算于一体，经历了从初期的飞点式扫描，到如今的飞线扫描；从单能量、单视角探测到多能量、多视角探测，从以电路为核心的硬件平台角探测到多能量、多视角探测，从以电路为核心的硬件平台到以计算机为核心的软件平台的发展历程。如今呈现给用户有背散射式、透射式、计算机断层扫描式等多种成像机理的机型，其中凝聚着该领域科研人员的智慧，体现了当代科技的发展成果，成为守护社会公共安全的“神盾”。

同安全是民用航空工作的永恒主题一样，如何管理好、使用好安全检查设备也始终是民航空防安全工作的重点。让专业的人做专业的事，用技术、经济、行政等多种方法手段做好安全检查设备的综合管理，让安检设备发挥出最大的效能，确保安检工作万无一失、绝对安全，将是安检人永远面对的课题之一。

参考文献

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