黑麗民，王 軍，孟志強，王建榮

（公安部第一研究所 安檢技術事業(yè)部，北京 100048）

0 引言

從公眾安全考慮以及目前維穩(wěn)需求，在城市組織重大活動或一些重點場所，迫切需要一種可移動、高分辨、迅速檢測各種中小型車輛的高性能安全檢查設備。

本文按照目前城市重大活動和重點場所應急安全裝備需求中對于安全檢查設備的要求，完成針對進入重大活動和重點場所的車輛的檢查裝置。采用中等能量的X射線源和高分辨率線陣探測器，搭建門架式高分辨頂照式X射線中小車輛檢測系統(tǒng)，可以以反恐為目的對進入重點場所的中小型車輛進行高清晰度的X射線透視快速安全檢查，形成的車輛透視高清晰度圖像可供安檢保衛(wèi)人員清晰地分辨車內隱藏的危險物品和爆炸裝置。

1 背景技術

射線掃描檢查技術系統(tǒng)是海關、機場、車站等重要部門對人員和物品進行安全檢查所必需的檢測設備，一般地，該系統(tǒng)包括射線源、探測器裝置和輸送機。用于車輛檢查時，一類車輛檢查系統(tǒng)，其被檢車輛不動，采用滑軌軌道支持或車載等方式使射線源及探測器裝置沿被檢車輛車長方向同步運動，期間射線源及探測器裝置采用懸臂等方式連接，以保持相對位置不變。此類檢查系統(tǒng)采用側照式，即射線源布置于被檢車輛一側的底部，L型探測器位于另一側及頂部，射線源發(fā)出的掃描射線穿透車體并被探測器裝置接收；另外一類車輛檢查系統(tǒng)，射線源及探測器裝置固定不動，由司機駕駛或由專門的車輛輸送裝置拖動車輛經過檢測通道，使其接受由射線源發(fā)出的掃描射線，同時探測器裝置接收透過車輛的射線，以達到識別檢查車內物品的目的。我們設計的中小型車輛輻射檢車系統(tǒng)便屬于此類。此類檢查系統(tǒng)通常也采用側照式，原因是采用頂照式需將探測器埋在被檢車輛支撐面之下，系統(tǒng)復雜程度遠高于側照式。

對于檢查目標為箱式車輛所載的箱體內物體時，側照檢測系統(tǒng)可以完成安檢任務，車身和箱體圖像自然分隔，辨識度高。而檢查目標為中小型車輛時，側照檢測系統(tǒng)成像時各部件圖像疊加難于辨識。而頂照式透射方向與車身結構相匹配，可形成的車輛透視高清晰度圖像，供安保人員清晰地分辨車內隱藏的危險物品和爆炸裝置。

此外還有一類車輛檢查系統(tǒng)，采用背散射技術，射線源及探測器位于被檢車輛同一側，利用探測器接收被檢物反射的射線以形成圖像，其優(yōu)點是不影響被檢車輛行駛，可實現隱蔽偵查，但其圖像分辨低、射線穿透性差，即使采用雙側布置兩套檢查系統(tǒng)，也很難反映車體內全部特征。

目前，在城市和重點場所的重大活動中，迫切需要一種可移動、快速裝配、高分辨、可迅速檢測各種中小型車輛的高性能安全檢查設備。為此，我們設計了中小型車輛輻射檢車系統(tǒng)，其技術參數及性能指標均能滿足城市應急需求，以下分幾方面介紹該系統(tǒng)。

2 硬件組成及其設計

中小型車輛輻射檢車系統(tǒng)硬件組成包括檢查通道、車輛輸送裝置、工作站等。系統(tǒng)采用模塊化設計，便于拆卸組裝，各部分均設計安裝了腳輪和地腳，便于設備安裝調試和移動，現場適應性強，且不破壞現場地面。圖1為系統(tǒng)布置圖。

圖1 檢查系統(tǒng)示意圖Fig.1 The inspection system schemetic drawing

2.1 檢查通道

圖2 檢查通道外形圖Fig.2 The inspection passage perspective drawing

檢查通道包括門架、射線源和探測器裝置及其它相關設備。如圖2所示。

門架用于安裝射線源、探測器裝置以及其它相關設備，與車輛輸送裝置配合并允許車輛從門架中通過，以實現對全車身的掃描。

射線源的設計為頂照式，位于門架頂部，用于產生X射線束對被檢測對象進行掃描，其中所述輻射方向與所述車輛輸送裝置的輸送方向垂直。

探測器裝置位于門架底部和兩側，布置為U型，實現了相對于車輛的扁平化輻射檢測，有效提高了圖像質量。

系統(tǒng)采用了高靈敏度探測器，探測器像素間距約為2.5mm，圖像分辨率達到包裹檢測的級別，便于安檢員識別槍支刀具、爆炸裝置等違禁物品；同時采用雙能探測技術探測車內物品的材料特性，有助于安檢員識別易燃易爆的危險物品。

雙能探測技術是指采用的探測器板每一塊都包含有低能探測通道和高能探測通道。高能和低能光電二極管晶體陣列吸收不同的X射線能譜，轉換成可被處理的微弱電流信號；由于物體的密度和厚度不同，對X射線的衰減程度也有所不同，所以轉換成的電信號強弱也不同。因此，不同強弱的電信號經處理后形成不同灰度的圖像信號，因此可以實現物品的材料分辨。

2.2 車輛輸送裝置

車輛輸送裝置采用模塊化設計，便于拆卸組裝、方便移動，包括出入口斜臺、支撐平臺、輸送機等。輸送裝置設有防止車輛跑偏裝置，糾正車輛行進方向，確保車輛及設備的安全。

出入口斜臺用于車輛駛入駛出系統(tǒng)，由于系統(tǒng)采用頂照式，水平探測器位于被檢車輛下方，被檢車輛支撐面高于地面，需出入口斜臺方便車輛駛入駛出。

支撐平臺用于支撐被檢車輛，為了避免阻擋射線，以射線掃描面為分界線將其分成兩部分，并在水平探測器之下進行連接固定。

輸送機用于輸送被檢車輛，也以頂照光縫為分界線被分成兩部分，包括輸送機支架、循環(huán)拖動系統(tǒng)。輸送機支架用于包容并支撐輸送機其它組成部分；循環(huán)拖動系統(tǒng)由電動機及減速器、動力鏈輪、改向鏈輪、環(huán)形鏈條和拖動輥組成。

為減小拖動阻力，拖動輥設計成輥軸和輥筒兩部分，將輥軸兩端分別連接于兩條環(huán)形鏈條相應位置，輥筒可自由轉動，輥筒抵住車輪以驅動車輛前進。

2.3 工作站

工作站采用移動式集裝箱房，為安檢員工作空間，提供車輛的時時狀態(tài)以進行操控，同時顯示高清晰度的透視圖像以供研判。

3 系統(tǒng)控制

中小型車輛輻射檢車系統(tǒng)控制包括兩個子系統(tǒng)：前端檢查通道內布置的車輛檢查子系統(tǒng)、后端安檢操作子系統(tǒng)（包括檢查圖像判讀、檢查過程視頻圖像檢索）。系統(tǒng)控制方框圖如圖3所示。

（1）車輛檢查子系統(tǒng)：包含源探檢查分系統(tǒng)、安全報警子系統(tǒng)、車輛拖動分系統(tǒng)、獨立的系統(tǒng)控制分系統(tǒng)、檢查過程視頻監(jiān)控分系統(tǒng)。該系統(tǒng)與后端安檢操作子系統(tǒng)通過網絡系統(tǒng)連接，不同的子系統(tǒng)有其各自獨立的物理鏈路。

（2）操控子系統(tǒng)：包含安檢計算機分系統(tǒng)、視頻監(jiān)控計算機分系統(tǒng)。兩個分系統(tǒng)通過網絡與前端車輛檢查子系統(tǒng)相連，獲取前端系統(tǒng)的各種狀態(tài)信息以及相關圖像信息。安檢操作子系統(tǒng)支持本地和遠程同時部署。

4 系統(tǒng)指標及成像效果

（1）中小型車輛輻射檢車系統(tǒng)的各項指標如下：①大角度高速流X射線源，最高工作電壓為250kV，束流＜1.2mA；②探測器像素間距約為2.5mm；③穿透力不小于43mm；④空氣背景分辨率不大于0.25mm鍍鋅銅線；⑤對圖像進行灰度和偽彩色顯示，圖像邊緣增強，反轉，灰度變換，圖像放大等圖像處理功能；⑥用不同飽和度的顏色表示有機物（橙色）、無機物（藍色）和混合物（綠色）；⑦單次檢查劑量：不大于5μGy。

（2）系統(tǒng)成像： 中小型車輛輻射檢車系統(tǒng)成像清晰，如圖4所示成像的局部示意，在被檢車輛副駕駛上箱包內的違禁品清晰可見，安檢操作員可輕松判讀圖像，發(fā)現排除各類違禁品，確保重大活動和重點場所的安全。

圖4 檢查系統(tǒng)成像局部圖Fig.4 A partial view of the X-ray image

5 結束語

中小型車輛輻射檢車系統(tǒng)以城市反恐安保為目的，對進入重要場所的中小型車輛進行高清晰度的X射線透視快速安全檢查，形成的車輛透視高清晰度圖像可供安檢操控人員清晰地分辨車內隱藏的危險物品和爆炸裝置。系統(tǒng)采用模塊化設計，穩(wěn)定可靠，裝運方便，可快速投入檢查工作，各項功能指標先進，圖像清晰分辨率高，能很好的滿足城市應急需求。

[1]成大全.機械設計手冊[M].北京：化工大學出版社,1992.