■文/公安部第一研究所 姜玲玲 桑偉 鄭海東 王偉

關(guān)鍵字：通過式金屬探測(cè)門 國家標(biāo)準(zhǔn) 修訂 解析 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

1 引言

國家標(biāo)準(zhǔn)GB15210-2018《通過式金屬探測(cè)門通用技術(shù)規(guī)范》已于2018年11月由國標(biāo)委發(fā)布，將于2019年12月1日正式實(shí)施。為促進(jìn)新標(biāo)準(zhǔn)的宣貫與應(yīng)用，本文就標(biāo)準(zhǔn)修訂的背景、原則及主要內(nèi)容進(jìn)行解讀。

2 修訂背景

通過式金屬探測(cè)門是檢測(cè)人員是否隨身攜帶金屬武器和金屬違禁品的傳統(tǒng)設(shè)備，與手持式金屬探測(cè)器設(shè)備配合使用已成為人體安檢的標(biāo)準(zhǔn)流程。在安檢領(lǐng)域，雖然國內(nèi)有幾十家的金屬探測(cè)器生產(chǎn)廠商，但國外品牌仍占有50%-60%的國內(nèi)市場(chǎng)份額，民航市場(chǎng)也一直是國內(nèi)金屬探測(cè)器的禁區(qū)。究其原因，主要是因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)導(dǎo)致無法取得相關(guān)認(rèn)證。其實(shí)，國內(nèi)金屬探測(cè)器產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和推廣，近幾年已取得較大進(jìn)步。只要配套更加規(guī)范的技術(shù)指導(dǎo)和更加嚴(yán)格的檢測(cè)要求，國產(chǎn)金屬探測(cè)門的發(fā)展將會(huì)邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15210是公安部第一研究所于1994年制定并于2003年修訂的，至今已有十余年，其技術(shù)指標(biāo)、試驗(yàn)方法都亟待更新和改進(jìn)。為更好地促進(jìn)和規(guī)范行業(yè)發(fā)展，提高國產(chǎn)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，在全國安全防范報(bào)警系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC100）的組織下，2015年啟動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)修訂程序，由公安部第一研究所負(fù)責(zé)起草。

GB 15210的技術(shù)要求對(duì)通過式金屬探測(cè)門品質(zhì)、探測(cè)能力、磁感應(yīng)對(duì)人體健康影響程度等提出了嚴(yán)格、詳盡的要求，以符合公共場(chǎng)所安檢使用的需要，直接關(guān)乎人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)治安穩(wěn)定，自頒布以來即為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。

3 修訂原則

標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中遵循了以下修訂原則：

（1）繼承性原則：由于GB 15210標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)實(shí)施了20余年，對(duì)于多年來業(yè)內(nèi)約定俗成的術(shù)語、概念原則上沿用，涉及修改的術(shù)語，均經(jīng)過充分討論，達(dá)成一致后方可進(jìn)行更改。

（2）與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的原則：本次修訂在結(jié)合我國國情的基礎(chǔ)上積極參考國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。美國司法部70年代就制定了有關(guān)金屬探測(cè)器的標(biāo)準(zhǔn)，歷經(jīng)多次修訂，目前實(shí)施的版本為2003年發(fā)布的《NIJ Standard - 0601.02 Walk-Through Metal Detector Standard for Use in Concealed Weapon and Contraband Detection》,其修訂版《NIJ Standard-0601.03 Walk-Through Metal Detector Standard for Public Safety》處于征求意見過程中。此標(biāo)準(zhǔn)的01版作為國標(biāo)GB 15210-2003《通過式金屬探測(cè)門通用技術(shù)規(guī)范》的參考文獻(xiàn)，提供了一定的借鑒。這次新國標(biāo)的修訂同樣參考并追蹤了其02、03版的變化，由于NIJ標(biāo)準(zhǔn)是為了適應(yīng)監(jiān)獄的安全檢查，其技術(shù)要求和試驗(yàn)方法十分詳細(xì)嚴(yán)格，修訂中僅作為參考，主要從我國安檢的實(shí)際情況考慮修訂的具體細(xì)節(jié)。NIJ標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試物共4類12種，模擬不同形狀、尺寸、電磁特性的隨身金屬物品，覆蓋面較全。試驗(yàn)方法要求采用自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)完成主要性能指標(biāo)的測(cè)試，確保試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度。GB 15210新標(biāo)準(zhǔn)在修訂后擴(kuò)充了測(cè)試物，并要求主要性能指標(biāo)的測(cè)試采用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，以避免人工測(cè)試的弊端。

4 主要修訂內(nèi)容

4.1 分類

2003版標(biāo)準(zhǔn)中將產(chǎn)品分為A、B、C三個(gè)檢測(cè)等級(jí)。由于不同檢測(cè)等級(jí)均需滿足對(duì)應(yīng)等級(jí)的“應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”和“不應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”的測(cè)試，等級(jí)之間無涵蓋關(guān)系，無高低之分，因此新標(biāo)準(zhǔn)將“檢測(cè)等級(jí)”改為“探測(cè)類別”，用于描述金屬探測(cè)門對(duì)一定尺寸和電磁特性的金屬物體的探測(cè)能力，并依據(jù)探測(cè)類別將產(chǎn)品分為四類：Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類及混合類。其中Ⅰ類：能夠探測(cè)半片剃須刀片的金屬門；Ⅱ類：能夠探測(cè)螺絲刀、無磁性的不銹鋼匕首，同時(shí)對(duì)含金屬的筆不產(chǎn)生報(bào)警的金屬門；Ⅲ類：能夠探測(cè)磁性不銹鋼匕首、鋁制刀具，同時(shí)對(duì)不銹鋼鑰匙不產(chǎn)生報(bào)警的金屬門；混合類：通過參數(shù)調(diào)整，探測(cè)能力能夠達(dá)到Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類中的兩類或三類的金屬門。采用分類的描述可以使不同種類產(chǎn)品之間的探測(cè)性能差異更為明確，便于產(chǎn)品定位和用戶選型。

4.2 探測(cè)靈敏度

2003版標(biāo)準(zhǔn)中探測(cè)靈敏度指標(biāo)的要求是對(duì)“應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”無漏報(bào)，但經(jīng)調(diào)研，此要求過高，漏報(bào)較為普遍，所以指標(biāo)的重新擬定也是修訂的重點(diǎn)。新標(biāo)準(zhǔn)在起草階段通過對(duì)國內(nèi)外主流品牌選取的幾款八區(qū)及六區(qū)安檢門進(jìn)行摸底測(cè)試，組織參編企業(yè)自測(cè)產(chǎn)品指標(biāo)，根據(jù)反饋的測(cè)試結(jié)果分析，擬定了每個(gè)探測(cè)類別對(duì)“應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”的探測(cè)率和對(duì)“不應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”的誤報(bào)率指標(biāo)，并進(jìn)行公開征求意見。新標(biāo)準(zhǔn)中要求為對(duì)“應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”進(jìn)行全部位置的檢測(cè)，探測(cè)率應(yīng)達(dá)到：

（1）對(duì)一個(gè)應(yīng)報(bào)警測(cè)試物在同一位置的探測(cè)率大于等于90%；

（2）對(duì)一個(gè)不應(yīng)報(bào)警測(cè)試物在同一位置的誤報(bào)警率小于等于30%，且全部位置總的誤報(bào)警率小于等于15%。

根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)每一個(gè)探測(cè)類別進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，應(yīng)對(duì)這個(gè)類別中每個(gè)“應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”進(jìn)行12個(gè)位置，每個(gè)位置3個(gè)姿態(tài)，每個(gè)位置每個(gè)姿態(tài)10次，共計(jì)360次測(cè)試，且在同一位置的30次測(cè)試中至少發(fā)生27次報(bào)警；每個(gè)“不應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”應(yīng)進(jìn)行12個(gè)位置，每個(gè)位置1個(gè)姿態(tài)測(cè)試10次，共計(jì)120次測(cè)試，同一位置的誤報(bào)警次數(shù)不應(yīng)超過3次，總的誤報(bào)警次數(shù)不應(yīng)超過18次。

4.3 通行速度

通行速度范圍由2003版標(biāo)準(zhǔn)的0.4 m/s～1.8 m/s改為0.2 m/s～2.0 m/s，且在此速度范圍內(nèi)的總探測(cè)率應(yīng)大于等于90%。速度范圍的擴(kuò)大考慮到能夠更好的適應(yīng)行動(dòng)較緩的老人和高吞吐量場(chǎng)所要求行人快速通過的情況，此速度范圍與國際標(biāo)準(zhǔn)一致。

根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)每個(gè)探測(cè)類別進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，只需選取本類別的一種“應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”進(jìn)行測(cè)試，需采用兩個(gè)速度（0.2 m/s、2.0 m/s），進(jìn)行12個(gè)位置，每個(gè)位置3個(gè)姿態(tài)，每個(gè)位置每個(gè)姿態(tài)10次，共計(jì)720次測(cè)試，應(yīng)至少發(fā)生648次報(bào)警。

4.4 測(cè)試物

磁場(chǎng)激發(fā)原理、工作頻率、線圈排布工藝等技術(shù)決定了金屬探測(cè)門對(duì)不同電磁特性的金屬具有不同的探測(cè)能力，測(cè)試物的選擇要涵蓋較為常見且電磁特性上具有較大差異的金屬材料，同時(shí)測(cè)試物的尺寸應(yīng)符合隨身攜帶的常見物品類型。新標(biāo)準(zhǔn)在原“應(yīng)報(bào)警測(cè)試物”基礎(chǔ)上增加了：不銹鋼板（06Cr19Ni10）和鋁板（5A02）的報(bào)警測(cè)試物，模擬不同材料的刀類違禁品，覆蓋不同電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率特性的材料，更為全面，更符合國際標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試物分類方式。

4.5 外殼防護(hù)等級(jí)

新標(biāo)準(zhǔn)增加外殼防護(hù)等級(jí)的要求：室內(nèi)工作型符合IP41；室外工作型（有遮蔽）符合IP53。根據(jù)此防護(hù)等級(jí)，室內(nèi)工作型的產(chǎn)品需具備防止直徑1.0mm的異物進(jìn)入，防止垂直滴水的外殼防護(hù)能力；室外工作型的產(chǎn)品應(yīng)具備防塵、防淋水的外殼防護(hù)能力。

4.6 探測(cè)靈敏度、通行速度的試驗(yàn)方法

新標(biāo)準(zhǔn)參考美國NIJ標(biāo)準(zhǔn)和民航最新規(guī)范，對(duì)探測(cè)靈敏度、通行速度的測(cè)試提出了采用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的要求，以確保測(cè)試過程公平精準(zhǔn)，且同一個(gè)位置上相同的測(cè)試次數(shù)提高到10次，以檢驗(yàn)可重復(fù)性。傳統(tǒng)人工測(cè)試采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試人攜帶測(cè)試物穿過金屬探測(cè)門的方式很難精確控制測(cè)試物的定位、姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)速度，測(cè)試數(shù)據(jù)主觀因素強(qiáng)、數(shù)據(jù)不夠可靠且可重復(fù)性不高。同時(shí)，新標(biāo)準(zhǔn)提出了自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的基本要求：

（1）X軸移動(dòng)距離應(yīng)大于等于0.5 m；

（2）Y軸移動(dòng)距離應(yīng)大于等于1.9 m；

（3）Z軸移動(dòng)距離應(yīng)大于等于1.9 m；

（4）定位誤差應(yīng)在±50 mm以內(nèi)；

（5）Y軸運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)滿足：0.2 m/s～2 m/s，誤差±0.02 m/s；

（6）測(cè)試中構(gòu)成系統(tǒng)的金屬部件與金屬門的距離應(yīng)符合下列要求:運(yùn)動(dòng)金屬物體：離門體任一部位1.5 m以外；靜止金屬物體：離門體四周1.0 m以外，頂部0.5 m以上，底部0.1 m以上；

圖1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)示意圖

（7）系統(tǒng)在不夾持測(cè)試物的情況下，其運(yùn)動(dòng)不應(yīng)引起金屬門的報(bào)警。

新標(biāo)準(zhǔn)在附錄中給出了自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)示意圖，如圖1所示。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)為三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，通過水平（X軸）運(yùn)動(dòng)軌道和垂直（Z軸）運(yùn)動(dòng)軌道進(jìn)行探測(cè)位置的定位，其穿過金屬門探測(cè)平面的探測(cè)臂為測(cè)試物運(yùn)動(dòng)軌道，探測(cè)臂全部部件及夾具為非金屬材料。

4.7 輻射磁感應(yīng)強(qiáng)度的試驗(yàn)方法

新標(biāo)準(zhǔn)參考美國材料與實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM的《受控通道處搜查用金屬武器檢測(cè)器的評(píng)價(jià)用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》，給出一種便于操作的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)設(shè)備包括：

（1）示波器：靈敏度50mV，帶寬大于500kHz，輸入電阻大于1MΩ或輸入電容小于30pF；

（2）測(cè)量線圈：在直徑為50mm的絕緣骨架上，用高強(qiáng)度漆包線φ0.19mm單層密繞250圈；

（3）3m長的雙芯屏蔽線。

測(cè)試時(shí)，屏蔽線的一端與測(cè)量線圈連接，另一端與示波器輸入端連接，屏蔽線外皮導(dǎo)線與示波器金屬外殼連接。屏蔽線中的非接地線與測(cè)量線圈之間串聯(lián)4700Ω電阻。用線圈探頭在金屬門內(nèi)上下左右離門框15cm的區(qū)域各處測(cè)量；如果探頭是非各向同性的，則應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)探頭方向以獲得最大讀數(shù)。讀出示波器顯示的峰-峰值電壓Vp-p（mV）和周期T（ms），按下式進(jìn)行計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度（μT）。新標(biāo)準(zhǔn)給出了設(shè)備的連接示意圖，如圖2所示，并在附錄中給出了計(jì)算公式的推導(dǎo)。

圖2 輻射磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量示意圖

5 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，公安部第一研究所研制了一款專用于金屬探測(cè)門檢測(cè)的自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，如圖3所示，與新國標(biāo)同步推出，便于相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)依照新國標(biāo)的試驗(yàn)法進(jìn)行產(chǎn)品性能檢驗(yàn)。

圖3 通過式人體安檢門自動(dòng)化綜合測(cè)試系統(tǒng)樣機(jī)實(shí)物圖

這款自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)采用單懸臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由三組直線單元完成三個(gè)軸向的運(yùn)動(dòng)，其中3m長的探測(cè)臂（Y軸）為全非金屬材料，確保達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的“測(cè)試環(huán)境門體四周1m無靜止金屬，1.5m無運(yùn)動(dòng)金屬”。垂直（Z軸）及水平（X軸）軸向采用整體直線模組實(shí)現(xiàn)探測(cè)臂的定位。探測(cè)臂采用可拆卸設(shè)計(jì)，以便于運(yùn)輸和存儲(chǔ)。三組直線單元分別采用伺服電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，探測(cè)臂采用拉加強(qiáng)桿的設(shè)計(jì)避免了在導(dǎo)軌遠(yuǎn)端產(chǎn)生諧振、抖動(dòng)、形變問題，確保實(shí)現(xiàn)不超過20mm的定位精度，高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

探測(cè)臂上安裝有運(yùn)動(dòng)滑塊和夾具。夾具為全非金屬材料制作，由具有旋轉(zhuǎn)自由度的兩個(gè)垂直安裝面構(gòu)成，保證了測(cè)試物能夠以六種姿態(tài)中的任意一種通過待測(cè)安檢門。采用魔術(shù)貼的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試物的固定，能夠適應(yīng)各種不同形狀的測(cè)試物，且保證了粘接的牢固，不會(huì)出現(xiàn)在測(cè)試過程中測(cè)試物掉落的問題。

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)采用工業(yè)相機(jī)，采集被測(cè)門體的紅色燈光報(bào)警信號(hào)，配合基于機(jī)器視覺技術(shù)的自動(dòng)識(shí)別方法，與運(yùn)動(dòng)軌跡的匹配，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別、區(qū)位顯示的功能。

依據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的上位機(jī)測(cè)試軟件，能夠完成金屬探測(cè)門的探測(cè)靈敏度、通行速度的自動(dòng)測(cè)試，軟件界面如圖4。通過一系列參數(shù)的設(shè)定實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制、報(bào)警識(shí)別、記錄檢測(cè)結(jié)果、生成檢測(cè)報(bào)告的全自動(dòng)測(cè)試過程，同時(shí)具備手動(dòng)模式，便于個(gè)性化測(cè)試要求。

圖4 通過式人體安檢門自動(dòng)化綜合測(cè)試系統(tǒng)軟件界面圖

這款測(cè)試系統(tǒng)解決了人工測(cè)試的弊端，其測(cè)試物位置、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)速度的精度大大提高，為性能評(píng)價(jià)提供了公平、輕松、精準(zhǔn)、規(guī)范化的平臺(tái)。

6 結(jié)語

新標(biāo)準(zhǔn)更多地是從產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展出發(fā)，對(duì)產(chǎn)品性能的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行完善，從而提高檢測(cè)過程的客觀性、公平性和精準(zhǔn)性。經(jīng)過一年的過渡期，正式實(shí)施后，將對(duì)我國金屬探測(cè)門行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和質(zhì)量控制提供更為規(guī)范的技術(shù)依據(jù)，促進(jìn)產(chǎn)品的探測(cè)性能指標(biāo)、穩(wěn)定性的提升，趕超國際一流產(chǎn)品，進(jìn)而產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。