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    （上海国际机场股份有限公司，上海 25560）周沈超，沈 琪

    （公安部第一研究所，北京 100048）冯 涌
                         
    周沈超（1975-）男，上海人，从事行李处理系统、安检系统、登机桥的研究工作，现就职于上海国际机场股份有限公司上海机场建设指挥部。

    摘要：本文结合国内机场的情况和民航相关规定，提出了一套能符合实际的安检信息管理系统的概念。通过用户的需求，规划了该系统大框架的构成，包括交运行李安检系统、手提行李安检系统、货运安检系统、安检培训系统等；文章初步定义了该管理系统及各子系统的功能；并对该系统最终能实现的核心问题“人包对应”的问题进行分析，提出了自己的解决方案。

    关键词：安检信息管理系统；安检分层管理模式；人包对应

    Abstract: This article presents a practical security information management system concept by combining the domestic airports and civil aviation regulations. The author give a general framework of this system by the user’s needs, which includes the cross-running security systems, baggage security systems, cargo security systems, security training systems, etc.. This paper also gives the primitive management system and the subsystem functions. Finally,the author analyze the key problem of this system called as “human pack corresponding”, and propose the solution to this problem.

    Key words: Security information management systems; Security hierarchical management model; Human pack corresponding

    1 机场安检综合信息管理系统功能需求概述

    安检综合信息综合系统设计所关心的问题大致有这几个方面：飞机的安全、处理突发事件的能力、提供快速高效的服务、提高综合管理水平与效率，同时尽量达到零学习培训成本。机场安检综合信息管理系统就是在这种需求下启动开发的。

    随着IT技术的发展，使原本独立的安检设备组建成综合信息管理系统成为可能，该系统希望能基本涵盖所有可能的安检信息，包括：旅客离港信息、现场电视监控信息、行李图像信息、货物图像信息、公安布控信息和安检现场管理信息等。

    该系统规划将由旅客离港信息子系统、交运行李检查子系统、人身及手提行李检查子系统、团体及超大件（含中转）行李检查子系统、货物检查子系统等组成。

    该系统将基于计算机局域网的、采用数字视频监控技术的、数字X射线图像处理技术的、数据处理技术的及量化管理模式的系统，可实现对机场安全检查流程中各岗位的计算机辅助管理、提高对危险旅客登机前的查控能力、提高事发后对犯罪嫌疑人的排查效率、对与离港航班相关的人流和物流的电视监控。

    该系统能将旅客离港信息、旅客的肖像图片、旅客及其包裹通过安检现场的动态视频图像、旅客包裹的X射线透视图像、登机货物的X射线透视图像及其货单信息等一一对应并存储于相关数据库；以此多媒体信息（文本、图形、图像及语音信息）数据库为基础，既能够提供数值信息功能（报表与统计数据等），又能够提供全面的检索功能（用户通过几个简捷、直观的界面，就能完成信息检索），从而为航班安全及安检流程中各岗位的量化管理提供了一个全新的、完整的、高效的工作平台。
    总之，建立安检综合信息管理系统的目的是能够提升机场针对离港航班安全信息的管理水平。

    要建立一个完善的机场安检综合管理系统，就要先回顾一下目前国际、国内机场针对交运行李安全检查的现状。

    1.1 交运行李安检分类

    目前，根据对旅客交运行李的安检及办理交运手续的前后时间不同，针对交运行李的安检流程大致有两种流程：

    流程一：如图1所示。
                   
                            图1  先安检后交运的安检流程
    先安检后交运的安检流程从图1中可以看出，这种流程为：在离港大厅入口处对旅客所有行李进行安检，通过后，旅客携带经过安检的行李办理登机及交运手续，之后再进行人身和手提行李的安全检查，通过后，进入隔离区等候登机。虹桥机场原国际区域及国内一些中小型机场就采取了这种方式。可以看出，这种安检模式存在着明显的不足和隐患：在图中虚线框所示区域内，未经人身及手提行李安检的旅客可以自由接触以后不再需要进行安全检查的交运行李，旅客可以将随身携带的危险物品放入已经经过安全检查的交运行李中。因此可以说，这种流程基本上没有起到对交运行李的检查作用。且由于所有的行李都必须经仅有的几个安检通道的检查，所以安检速度很慢，效率也很低。
有鉴于此，将交运行李的安检工作放在办理登机手续之后，可基本克服流程一的安全隐患，由此产生了第二种安检流程，如图2所示。
                  
                           图2  先安检后交运的安检流程
    从上图可以看出，经过安检的交运行李不会再回到旅客手中，消除了流程一中的安全隐患。目前浦东机场T1航站楼、北京机场T2航站楼等大中型机场均采用了该模式，且从八年来的运行效果来看是行之有效的。但是，这种模式的代价却是设备数量太多，占用了大量的宝贵的候机楼面积。

    1.2 综合信息管理系统概述

    现有国内绝大多数机场的交运行李安检、手提行李安检、货运物品安检都处于独立运行状态，与公安部门等外部安全信息也未能共享，因此安检工作效率不高，这不利于航空安全工作的有序高效展开。笔者从事的浦东机场T2安检综合信息管理系统功能设计希望能基本涵盖将来T2中的安检工作，其工作流程大致如图3所示。
                     
                               图3  机场安检工作示意图
    从图3中可看出，针对不同人员的安检过程如下：

    （1）旅客离港安检过程：

    旅客进入候机厅，携带手提行李及交运行李到值机柜台办理登机手续，并交运行李，此时信息管理系统从离港系统获取旅客信息（例如旅客姓名、航班号、交运行李件数等），并与交运行李的X光图像对应存储；如属于团体或中转旅客或交运超大件行李，则到相应值机柜台办理，过程相同。

    旅客携带手提行李到达验证工作站，进行身份识别；身份确认后，进入人身及手提行李安检区，进行手提行李及人身的安检，信息管理系统自动存储手提行李的外观视频图像、X光图像、安全门信息以及旅客接受安检全过程的全景视频图像。

    在登机口经登机安全确认后登机。

    （2）机组及工作人员安检过程

    机组及工作人员进入隔离区之前，经过验证工作站进行身份确认，然后经过人身及手提物品的安全检查，同时信息管理系统将相应信息进行存储。信息可包括工作人员姓名、肖像、手提物品X光图像以及接受安检时的视频录像等。

    （3）货运安检过程

    进行货运物品的安检前，通过发货单获取货主姓名、货物名称等信息，并抓拍发货人的面部肖像。

    进行货运物品的安全检查，并将货物的X光图像与上述信息对应存储。

    2 各子系统的系统组成及功能介绍

    2.1 系统的组成
                
                           图4  安检综合信息管理系统构成示意
    离港安全信息管理系统应由交运行李检查子系统、人身及手提行李检查子系统、团体及大件行李（含中转行李）检查子系统、货物检查子系统组成，它将是一个开放的系统，为了功能上的完善，就会与其它外部系统通讯，例如，与交运系统输送系统通讯以实现协调工作，与旅客离港信息系统通讯以获取旅客的信息等，同时系统还可为安检多媒体培训系统提供资料。系统还具有很强的功能扩展性，也可以与海关系统、机场时钟系统等通讯，以实现其他功能需求，这取决于使用部门的需要。

    2.2 系统防范能力

    原先对于公安布控协查对象安检人员只能通过姓名或是模糊图像的人工识别，存在很大的漏查可能，这是以前空防安全的一个隐患。设置了公安接警工作站，预先将危险人物信息和有不良记录的旅客信息输入系统，当该人试图登机时，系统会自动报警或给出相应的提示信息，只有这样才能真正做到防患于未然。

    2.3 系统信息匹配能力
                  
                                 图5  安检信息关系图
    从图5安检信息关系图中可以看出，以航班为中心，所有信息之间建立了相互匹配关系，通过系统中的管理员工作站，可以完整再现与航班有关的所有安检信息，为处理突发事件提供有力的帮助。

    3 交运行李安全检查分层管理子系统

    交运行李安全检查分层管理子系统，实现对旅客交运行李的安全检查，该系统包括X光机工作站、操作员工作站、管理员工作站、通讯员工作站以及控制服务器。网络结构将为星型网络。

    该子系统设计充分考虑到其整体安全性。由于采用数字化技术，使操作员和管理员远离X射线安检设备，到一个安静的计算机机房中从事安检工作。远离X射线安检设备操作现场、隔绝噪音、使工作环境得到改善。

    3.1 建设目标

    交运行李必须百分之百得到检查；

    经过安全检查的行李在无安检人员在场的情况下不得重新回到旅客手中；

    充分利用现代计算机技术、网络技术提高安检的工作效率，并实现安检工作的信息化管理。

    3.2 X 射线安检设备布局
                    
                                  图6  X射线安全检查设备布局示意图
    如图6所示，交运行李X射线安检设备安装在值机柜台后的输送机上，为了节省设备，两套并列的输送机可以共用一台安检设备，即所谓的双通道方式，如场地有限制，也可以使一套输送机单独使用一台安检设备。

    3.3 交运行李分层管理系统构成

    考虑到每条通道行李通过频率较低，在T1中已使值机人员远离安检现场，实现操作员集中图像判读，并设管理员集中管理。

    如果将交运行李通道上的X光机设备看作第一层，将大大减少的安检操作员看作第二层，将管理员看作第三层，就形成金字塔式的立体分层管理安检系统。
                   
                                    图7  交运行时分层管理系统构成示意图
    如图7所示，分层管理系统分为三层，第一层为X射线机工作站，位于各办票柜台通道后侧，完成行李图像生成及传输任务；第二层为图像判读操作员工作站，位于中央控制室，完成图像判读；第三层为安全检查管理员工作站和控制服务器，也位于中央控制室，可实现集中管理、图像可集中存储以便复检；从而大大提高安全检查的工作效率和图像判读的准确性。

    在T1中已经使用了该子系统，它集成了公安部一所生产的X射线安全检查设备系列产品，并利用各种先进的图像处理技术以提供高质量的X射线图像；系统具有对操作员在岗考核及远程网络诊断的功能。由于该系统所含的设备数量最多，且与机场行李分拣系统关系密切，这是各大机场建设所必须需要前期考虑的问题。国内各大机场已广泛使用该系统，所以T2的交运行李分层管理子系统经反复论证和领导决策，最终决定也将延续此模式。

    3.4 人包对应方式的实现

    “人包对应”，就是将航班旅客信息与其行李的X射线图像匹配。实现“人包对应”可以提高机场安检效率，也是实现开放式值机和安检信息管理系统的必要条件。在TI中由于种种原因的局限，只能做到某个航班在特定的一个或是若干个柜台办理值机手续，如果不按此办理的话，行李安检图像就无法和航班号等旅客信息相对应，也就是没有做到“人包对应”，当航空器上发生紧急事件时就很难做出对行李图像与相应当事人的判断处理，这就是一个严重的安全隐患。但如果一味的强调在特定的办票柜台值机的话机场资源又比较浪费，办票效率很低。这已经成为上海机场的一个瓶颈，且安检信息管理系统的建立也要求交运行李分层管理子系统严格做到“人包对应”。

    按照实现方法的不同，“人包对应”的实现可分为条码扫描方式、“端对端”数据通讯方式、数据库访问方式、通讯网关方式；按照同步信息内容的不同，又可分为同步旅客信息、同步行李信息（行李信息中须包含旅客关键信息）、同步旅客信息及行李信息三类。以下主要比较不同实现方法之间的差异。

    （1）条码扫描方式

    条码扫描方式要求为安检的X射线机配置条码扫描器，在行李进入X射线机之前，值机人员需要扫描每个行李的行李牌，由安检方面解析行李牌号并存入安检数据库。为获取详细的旅客信息，条码扫描方式需要与机场集成数据库访问方式或通讯网关方式结合使用。安检方可根据行李牌号中的信息与旅客信息相匹配以实现“人包对应”。

    条码扫描方式的优点在于：在条码信息完整（即，可唯一对应至某个旅客）的前提下，可以实现旅客与行李图像的精确对应；同时，对离港系统而言具有较高的安全性。尤其在开放式值机时，条码扫描方式对特殊安检流程（如开包复检、重新打包）无须特殊处理，易于操作。

    此种实现方式的缺点在于：要求保证条码信息的完整性，以便行李唯一对应于一个旅客；需要机场方面投入一定资金追加相关硬件设施；同时，该方式要求现场工作人员遵守既定的工作流程，实际增加了现场工作人员的工作量，间接加大机场方面的人力投入。对此设计了一种方式：原先值机人员在办完手续后需启动柜台上的传送带启动按钮将行李送入安检机接受安检。现在进一步做好了与行李的配合，在扫描完绑定在行李上的行李标签同时自动启动传送带。这样既没有太多增加航空公司办票人员的工作量同时又保证了每个行李只有被扫描后方能进入安检。

    （2）“端对端”数据通讯方式

    “端对端”数据通讯方式是指，值机柜台所用计算机与通道内X射线机工作站直接通过串口或其他物理连接方式传送旅客行李信息，由X射线机工作站根据获得的信息达到与X射线图像匹配的目的。

    此种实现方式要求值机必须保证先打行李标签，并通过协议立刻将旅客行李信息（包括航班号、座位号、办票号、离港时间等关键信息）传送到X射线机工作站，然后过此行李，等行李出安检通道后再打印下一个行李标签的操作流程；并且对于就地开包行李重新检查前必须在原通道检查、由开包员手动对应原图像。

    此种方式的优点是各方按规定流程配合工作可实现严格对应，图像判读、查询、检索、备份等都可严格按航班实时实现；并且即使系统应用过程中出现局部网络连接失败也不会造成整个系统匹配错误。

    此种方式的缺点是值机打行李标签时必须同时将旅客信息传送给X射线机工作站可能有一定难度，两个系统之间对于信息的接受和编译存在障碍；因为行李标签是一起打印出来的，无法保证当一名旅客有多件行李时值机人员是否会按照打印的顺序将标签绑在行李上，如不然就无法做到“人包对应”。安检系统与离港系统连接点太多可能对系统安全与稳定运行有影响，工程施工和维护复杂。且离港主机分属各航空公司，其航班旅客信息是否愿意与我系统公开共享尚不确定。

    （3）数据库访问方式

    数据库访问方式通常指，由安检方面建立通讯工作站定时或由离港系统通知访问离港数据库，并根据离港数据库的内容同步安检数据库内的信息。安检方可根据值机时间（或打印行李牌时间）与行李图像采集时间的匹配关系实现“人包对应”。

    数据库访问方式下，要求离港方面开放部分数据库访问权限，并提供访问标志字段。其中，标志字段用来判断该记录是否已同步，可以是数据库记录的插入时间标志，或数据库记录的Identity标志位，或是同步的Tag标志位。

    根据同步信息的内容不同，数据库访问方式可进一步分为：同步旅客信息、同步行李信息（行李信息中需包含旅客关键信息）、同步旅客信息及行李信息三类。目前，上海虹桥机场通过数据库访问同步旅客信息及行李信息的方式；深圳宝安机场通过数据库访问同步旅客信息。

    此种方式的优点是当出现网络中断等异常情况时，数据库访问方式可在异常恢复后自动补全信息，容错能力相对较高；在各方按规定流程配合工作、并且网络正常时可实现对应，图像判读、查询、检索、备份等都可按航班实现。

    此种方式的缺点是：数据库访问内容及时效受限于离港数据库；若只采用同步旅客信息方案，则对不与办票同时进行托运的行李（如重新打包的行李、旅检处要求托运的行李等）无法实现对应；数据库访问存在单点失败可能影响整个网络；由于涉及离港数据库的访问，考虑到信息安全等因素，该实现方式可能被拒绝使用。

    （4）通讯网关方式

    通讯网关方式是指由离港方面将旅客行李信息按照协议的格式实时发送到安检的通讯网关，而安检的通讯网关负责将接收到的消息解析并存放到安检数据库，完成信息的同步。安检方可根据值机时间（或打印行李牌时间）与行李图像采集时间的匹配关系实现“人包对应”。
   
    与数据库访问方式相似，根据同步信息的内容不同，通讯网关方式可细分为：同步旅客信息、同步行李信息（行李信息中须包含旅客关键信息）、同步旅客信息及行李信息三类。成都机场拟采用通讯方式同步行李信息；长春龙家堡机场拟采用通讯方式同步旅客信息与行李信息。

    此种方式的优点是当出现网络中断等异常情况时，信息发送方在异常恢复后可补全信息，具有一定的容错能力；在各方按规定流程配合工作、网络正常的前提下可实现对应，图像判读、查询、检索、备份等都可按航班实现；无需离港开放数据库，通讯时效性较高。

    此种方式的缺点是：通讯网关错误可能影响整个网络；通讯网关效率是影响系统的关键。

    表1从若干个角度考察了四种实现方式间的差异。可见，条码扫描方式的长处在于对特殊安检流程的控制，但成本较高，当前条码信息不够则不易实现；“端对端”数据通讯方式可实现准确对应但施工、维护复杂；数据库访问方式相对便于实施且具有较高的异常恢复能力，但要求网络稳定；通讯网关方式也便于实施，既可保证离港数据库安全又具一定异常恢复能力，但同样要求网络稳定。

    因此，结合以上几种方式，可以采取条码扫描方式结合通讯网关方式来实现“人包对应”。通过值机人员对交运行李上的行李标签条形码的扫描读取并解析为行李IATA条码，及时地与扫描后该通道最近时段通过形成的行李X射线安检图像相绑定，图像被分层管理子系统传回磁盘存储阵列，同时在位于英国伦敦的航空公司离港行李系统CUBES向值机柜台行李标签打印机发送打印指令的同时，也向CUBES网关发送该行李的行李源信息（BSM报文信息），机场CUBES网关也实时地向分层管理系统将此BSM信息传送。分层子系统对收到的BSM信息进行解码，编译为与行李有关的一系列信息。其中包含有BTD（BAGGAGE TAGDETAIL）的信息，就有IATA条码、日期、航班号、姓名、目的地、经停站（联程）、LOGO等相关信息，其中的IATA条码与在行李标签上的经解析的IATA码一致，最终得到了相应的匹配。这样也为安检信息管理大框架的实现奠定了基础。
      
                 

    4 手提行李安全检查子系统

    人身及手提行李检查子系统，可以实现对人身和行李的安全检查并进行全过程的监视和控制。

    该子系统包括：验证工作站、手提行李X射线机工作站、旅检工作站、公安工作站、现场处置工作站、登机口工作站、管理员工作站和控制服务器。

    为了获取更丰富的信息，该子系统还可能与离港或其它外部系统通讯。
                    
                                图8  人身及手提行李检查子系统构成示意图
    5 综合管理系统中的其它安检子系统

    其它安检子系统包括货物安检子系统、团体安检子系统、超大件交运行李安检子系统和中转交运行李安检子系统。由于团体、超大件和中转这几个子系统完成的业务与普通旅客交运行李安检子系统很相似，所以在空间布局及使用方法上也很相似。

    5.1 货物检查子系统

    货物检查子系统的功能是将货运的货物X射线图像和货单信息对应存储，并同时记录视频图像和货主的照片。

    由于货运仓库距离候机楼比较远，所以它与其它系统之间的通讯也可以采用光缆传输等方式进行。

    5.2 团体、超大件行李和中转行李检查子系统

    团体行李的检查实际上与一般旅客的行李检查没有本质的区别，所以如果没有场地、空间的限制，则完全可以并入一般旅客交运行李分层管理系统。中转的旅客办理登机及交运手续的场所一般与一般旅客不同，但其安检子系统也可以并入一般旅客交运行李分层管理系统。

    对于携带超大件行李的旅客情况有所不同，这时安检工作需要的设备型号有所不同，通道尺寸加大，因此只能使用单独的安检设备，其控制模式可采用与一般旅客交运行李分层管理系统相同的方式，也可采用在现场操作的方式。

    6 安检多媒体培训子系统

    6.1 概述

    安检多媒体培训子系统是公安部第一研究所最新开发的用于培训的软件。安检多媒体培训系统是独立的培训系统软件，除了支持通用多媒体文件格式外，也可对利用公安部一所专用的图像采集卡采集FISCAN X射线机上的图像文件（fim图像文件格式）进行识别和处理。

    安检多媒体培训子系统软件应该包括：服务器程序、教师程序和学员程序。

    使用安检多媒体培训系统软件，使用部门可制作生动活泼的多媒体教学课件、试卷库、内容丰富的图像库；使用部门可对安检培训人员进行编组，并为不同学员组编制不同的教学计划；受训人员可按指定的教学计划进行学习和考核。

    安检多媒体培训系统软件的编制目的是为学校教学、为学生学习、为机场安检技能的培训提供了一个内容丰富、功能强大、形式新颖、界面友好、形象直观的教学工具。

    使用安检多媒体培训子系统软件，任何用户均可获得集文字、图像、声音、视频等多种媒体数据于一体的多媒体教学效果。

    6.2 安检多媒体培训子系统软件组成

    安检多媒体培训子系统软件设计目标由三部分组成：服务器程序、教师程序和学员程序。

    （1）服务器程序：服务器计算机上安装的软件。包括基本服务程序和培训服务程序。

    基本服务：为培训服务提供底层网络协议和网络通讯服务。

    培训服务：运行于服务器。在网络上为学员机提供数据服务，学员机与服务器的数据交换几乎都是通过培训服务程序进行的。

    （2）教师程序：教师计算机上安装的软件。教师程序包括课件制作、试卷制作、图像库管理、教学计划和人事管理等几个程序。

    课件制作：用于编写课程以供学员阅读，并将课程存放于课件库中。

     试卷制作：用于编写不同内容、不同类型的试题，指定试卷的考试时间和分数，建立试卷库。

    图像库管理：将来源不同的图像，集中存储在系统的图像库中，并对图像作各种处理。

    教学计划：针对不同的教学要求，从“课件库”、“试卷库”、“图像库”中提取相应内容，编制不同课程的教学计划。

    人事管理：将学员编组，并为各组指定不同的教学计划，为学员成绩建档。

    （3）学员程序：学员计算机上安装的软件，供学员学习和考试使用。

    安检多媒体培训子系统是相对独立的系统，它既可以安装在一台计算机上供单人使用，也可以安装在计算机网络上，供多人使用，这都将根据使用部门的需求而定。

    综上所述，针对交运行李的安全检查的方式上没有一个国际上统一的做法，各种系统的优缺点都很明显，目前广州新白云机场已经采用主带模式，北京T3航站楼也将使用，对于浦东机场扩建工程来说仅做了相应预留，视航班发展形势确定将来交运行李安检的模式。

    7 结语

    世界各国越来越重视民用航空的安全问题，安检手段也越来越先进，但安检的具体方式没有统一的标准，且各有利弊。这次浦东机场二期工程也就是希望通过建立安检综合信息管理系统将整个机场的空防安全信息整合起来。此系统在国内外都还没有先例，所涉及的范围又很大，所以本着统筹规划、分期发展、预留接口的原则，在先期的设备采购中要预留充分的拓展空间，争取多采取成熟的、能有效形成市场竞争的技术和产品，在具体实施过程中针对该系统在技术领域的差异性和复杂性，简单问题简单处理，复杂问题现简化再处理，力争将此系统建成真正完善的安检管理系统。

    参考文献：

    [1] MH/T 7010-2003，民用航空运输机场安全检查信息管理系统技术规范[S].

    [2] MH 7011-2003，民用航空微剂量X射线安全检查设备技术规范[S].

    [3] MH 7012-2004，民用航空通过式金属探测门技术规范[S].

     摘自《自动化博览》2010年第五期