在新冠肺炎疫情日趨穩(wěn)定的情況下，全國各單位都面臨安全復(fù)工和返工人員交通工作。對于安檢部門，如何在疫情防控階段確保復(fù)工后的交通運輸業(yè)、重點單位安檢保障工作的同時盡可能避免工作中的感染風(fēng)險，成為需要防范的重點。
新型冠狀病毒通常通過咳嗽和打噴嚏、與感染者密切接觸或接觸受感染的表面進行傳播，其次通過嘴、鼻子或眼睛傳播。為了減少感染風(fēng)險，民眾去公共場所時，除佩戴口罩外還要盡量減少接觸公共場所的公共物品和部位，減少和他人的接觸，要盡可能和別人保持一定的距離。安檢人員由于日常接觸人員多，感染風(fēng)險比普通人群大，所以更要重視新型冠狀病毒感染的防護工作。除了在崗期間要規(guī)范佩戴口罩等防護用品外，還要做好日常清潔和消毒。因為可能接觸旅客或其物品，安檢人員尤其要注意手的衛(wèi)生，平常用洗手液或者流水洗手，每天至少兩次測量體溫。如果出現(xiàn)了可疑癥狀如發(fā)熱、咳嗽、呼吸困難、腹瀉、嘔吐、肌肉酸痛等，應(yīng)該立即停止工作，及時就醫(yī)，不能帶病上崗。
為了防止攜帶危害公共安全的違禁物，目前在機場和車站廣泛使用的安檢方式是讓旅客先通過金屬探測安檢門，如果安檢門報警則需接受手動檢查。金屬探測安檢門可以檢出旅客隨身攜帶的金屬物品，然而這種方式的缺點也很明顯：一方面，只能檢測金屬物品，而對于陶瓷、塑膠、液體等材料的物體沒有識別能力，會漏掉非金屬違禁物，因此可能需要以手動檢查作為補充；另一方面，金屬探測安檢門會報警但不能顯示物品形狀和準確的藏匿位置，不具備識別物品-比如是無害的硬幣還是違禁的刀片-的可能，只能通過后續(xù)的手動檢查來定位和識別物體。實際上，幾乎每個旅客都會有皮帶扣等隨身金屬物，旅客所戴的N95口罩也含有鋁塑條，部分旅客體內(nèi)還有植入金屬物。種種隨身攜帶的金屬物存在使得金屬探測安檢門基本都報警，之后幾乎百分之百的仍需手檢。而在手動安全檢查時，安檢人員需近距離接觸旅客，從而增加了由于飛沫和密切接觸帶來了的感染風(fēng)險。本文介紹的毫米波人體安檢儀能檢出金屬和非金屬的違禁物并準確顯示其形狀和藏匿位置，方便識別物體，從而可以大大減少手檢工作的頻次，降低感染風(fēng)險，守護安檢人員的健康。
毫米波人體安檢儀分主動式和被動式兩種，前者工作原理和雷達類似，設(shè)備首先向人體輻射毫米波，然后通過接收器檢測人體反射的毫米波，從而對人體進行成像。后者不主動輻射，只是通過檢測目標自身的毫米波輻射實現(xiàn)成像。相比較而言，主動式毫米波系統(tǒng)分辨率更高，成像效果更好，環(huán)境適應(yīng)性也更強，不受溫度、陽光、周圍輻射源的影響，因此在安檢行業(yè)得以大量應(yīng)用。本文后面介紹的都是主動式毫米波人體安檢儀。
毫米波人體安檢儀的分辨率與工作頻率相關(guān)，工作頻率較高的，波長更短，分辨率更高，不過器件成本也會增加。羅德與施瓦茨公司的R&S?QPS201毫米波人體安檢儀采用70-80GHz頻段的電磁波信號，分辨率可以到2mm。而采用低頻段信號的設(shè)備，其探測分辨率會受到波長的限制。例如38GHz的信號只能探測5mm的物體。對人體的電磁輻射安全，是射頻微波類設(shè)備的設(shè)計重要考察點。毫米波人體安檢儀對人體是非常安全的。首先，毫米波信號只能經(jīng)體表反射，而不會穿透人體，其次，毫米波人體安檢儀的發(fā)射功率很低，因此非常安全。以R&S?QPS201為例，其發(fā)射功率強度不到手機的千分之一，且持續(xù)時長僅有幾十毫秒。因此其電磁輻射非常低，完全符合世界各國的電磁環(huán)境標準。
當(dāng)主動式毫米波人體安檢儀向人體輻射毫米波時，有全電子掃描和電子加機械掃描兩種實現(xiàn)方式，前者的天線陣列是由數(shù)千個天線組成的二維大規(guī)模天線陣列，掃描方式是以全電子的方式進行二維掃描，代表產(chǎn)品有德國R&S?QPS系列。后者的天線陣列是由少量天線組成一維電掃描天線陣列，然后通過機械移動該一維天線陣來實現(xiàn)二維掃描，代表產(chǎn)品有美國L3的ProVision。由于采用二維大規(guī)模天線陣列，全電子掃描成本比較高，但帶來三大優(yōu)點：首先，電路的響應(yīng)速度遠超過運動部件，比如R&S?QPS201的掃描時間僅有64毫秒，瞬間完成，即點即掃，沒有機械啟停過程；其次，沒有機械運動部件，工作穩(wěn)定性得以大幅提升，大大降低故障風(fēng)險，而且不需要定期校準；最后，維護極為簡單方便。天線陣列是模塊排列鑲嵌結(jié)構(gòu)，模塊故障時僅需更換插入備用模塊即可，耗時僅幾分鐘，本地維護人員經(jīng)培訓(xùn)后就可以直接操作。全電子掃描的毫米波人體安檢儀工作原理如圖1。儀器的二維天線陣列（圖1的QPS Panel）發(fā)射天線依次發(fā)出毫米波信號到人體，經(jīng)受檢人（圖1的PAX）體表反射回面板。天線陣的所有接收天線同時測量信號分布情況，全部掃描所得的海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入信號處理單元和計算機，進行相關(guān)成像運算，并還原受檢人的體表特征。根據(jù)物體的反射率推算出物體形狀，反射強度。由人工智能算法輔助識別，找出不屬于人體部分的獨立物品。最后將可疑物的位置和形狀標識在人體示意圖上（如圖2），該圖像不會顯示人體細節(jié)，以尊重個人隱私。如果在機器人工智能的基礎(chǔ)上加以遠程人工判別，還可以對可疑物進行進一步識別。
圖 1. 在一次檢測中，發(fā)射天線逐一發(fā)射，而接收天線則每一次都全部同時工作。保證高效，高精度檢測
圖 2. 檢測結(jié)果顯示在人體示意圖上，以保護隱私
隨著射頻技術(shù)進步和計算機系統(tǒng)集成能力的提升，毫米波人體安檢儀的應(yīng)用推廣成為了行業(yè)新趨勢，該儀器適用于機場、重點單位的安檢工作。其優(yōu)點是很高的有效檢出率因此可大大減少手檢的頻次。首先檢測物品范圍大大增加，既可檢測金屬物體也可檢測塑料、陶瓷、液體等非金屬物體。其次，能精確細致顯示物體形狀、藏匿的位置，并將目標物的形狀和位置標示以人體示意圖方式顯示在安檢人員面前的屏幕上。如果旅客沒有藏匿違禁物品，可以允許直接通過，無需手檢；如果有藏匿違禁物，安檢人員根據(jù)示意圖，僅需檢查相關(guān)身體部位的物體藏匿情況而無需全身檢查。因而能極大地降低手檢接觸幾率，在提高安檢效率的同時顯著降低感染風(fēng)險。本文以羅德與施瓦茨（Rohde & Schwarz）的QPS201為例來介紹毫米波人體安檢儀在安檢領(lǐng)域的應(yīng)用。羅德與施瓦茨1933年創(chuàng)立于德國慕尼黑，產(chǎn)品專精于射頻微波、毫米波方向，具有豐富的通信、軍工、航空、機場行業(yè)基礎(chǔ)，并在相關(guān)領(lǐng)域一直保持業(yè)界領(lǐng)先地位。在當(dāng)前的科技前沿：微波成像領(lǐng)域和智能識別領(lǐng)域，羅德與施瓦茨有高精度的測量方案設(shè)計經(jīng)驗，和獨特的高效算法軟硬件系統(tǒng)。R&S?QPS系列產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用在歐美數(shù)十個大中型機場的乘客安檢區(qū)，以及一些重點單位的安檢崗位。在中國，R&S?QPS201已經(jīng)通過中國民航總局安檢設(shè)備認證，并已經(jīng)在開始部署到國內(nèi)機場。
圖 3 德國慕尼黑機場使用的R&S?QPS201毫米波人體安檢儀替代傳統(tǒng)的金屬探測安檢門
R&S?QPS201毫米波人體安檢儀的核心部件是兩塊高2.3米寬1.1米的測量面板，兩塊面板間隔1.5米以形成一個寬敞開放的測量通道，這對有幽閉恐懼癥的人是有利的。每塊面板內(nèi)含數(shù)千個收發(fā)單元和微型天線，構(gòu)成大規(guī)模天線陣列，并內(nèi)置了控制、處理和成像用的快速數(shù)據(jù)處理單元和高性能計算機。整體設(shè)計高度集成化，穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)提供兩種顯示終端：主顯示終端可供操作人員進行操作并顯示，一般放置在安檢儀附近；輔助終端可以選配多個，可以靈活擺放，通常安置在各個手檢位旁，為手檢人員提供提示，如圖4。
圖 4 R&S?QPS201毫米波人體安檢儀
儀器的空間擺放方面，操作員與旅客可保持距離，無需近距離接觸（如圖3所示）；手檢顯示終端可以在網(wǎng)線長度內(nèi)任意放置。無論是旅客之間的距離，還是旅客與安檢人員的距離，均得到保證。工作方式：旅客按照儀器上的人像提示，面向主面板自然站立，雙腳和雙手略微分開。操作員點擊開始按鍵，只需64毫秒掃描就完成了，并伴隨著“?！钡囊宦曁崾?。受檢旅客聽到該聲音即可離開檢測區(qū)域。儀器很快就顯示出檢測結(jié)果，包括可疑物品數(shù)量以及隱匿位置。此時操作員根據(jù)檢測結(jié)果引導(dǎo)旅客：如果安檢通過，請旅客直接通過安檢區(qū)；對一部分旅客提示有可疑物存在，請旅客走到手檢位接受檢查。在手檢區(qū)域，手檢人員根據(jù)終端提示，對旅客相應(yīng)身體部位進行檢查。因為已經(jīng)有部位提示，手檢目的更加明確，接觸時間更短。從儀器的工作機制可以看出，在安檢過程中：
●旅客可以戴口罩通過毫米波安檢儀，即便口罩上有金屬鋁條；
●安檢儀檢測時，操作員與旅客保持足夠距離；
●安檢儀的檢測結(jié)果具有極高準確性，可以使手檢位大幅減少檢查概率；
●手檢