■文/公安部第一研究所 姜玲玲 桑伟 郑海东 王伟

关键字：通过式金属探测门 国家标准 修订 解析 自动测试系统

1 引言

国家标准GB15210-2018《通过式金属探测门通用技术规范》已于2018年11月由国标委发布，将于2019年12月1日正式实施。为促进新标准的宣贯与应用，本文就标准修订的背景、原则及主要内容进行解读。

2 修订背景

通过式金属探测门是检测人员是否随身携带金属武器和金属违禁品的传统设备，与手持式金属探测器设备配合使用已成为人体安检的标准流程。在安检领域，虽然国内有几十家的金属探测器生产厂商，但国外品牌仍占有50%-60%的国内市场份额，民航市场也一直是国内金属探测器的禁区。究其原因，主要是因为产品质量不过关导致无法取得相关认证。其实，国内金属探测器产品的研发、生产和推广，近几年已取得较大进步。只要配套更加规范的技术指导和更加严格的检测要求，国产金属探测门的发展将会迈上一个新的台阶。

国家标准GB 15210是公安部第一研究所于1994年制定并于2003年修订的，至今已有十余年，其技术指标、试验方法都亟待更新和改进。为更好地促进和规范行业发展，提高国产产品的竞争实力，在全国安全防范报警系统标准化技术委员会（SAC/TC100）的组织下，2015年启动了标准修订程序，由公安部第一研究所负责起草。

GB 15210的技术要求对通过式金属探测门品质、探测能力、磁感应对人体健康影响程度等提出了严格、详尽的要求，以符合公共场所安检使用的需要，直接关乎人民生命财产安全和社会治安稳定，自颁布以来即为强制性标准。

3 修订原则

标准修订过程中遵循了以下修订原则：

（1）继承性原则：由于GB 15210标准已经实施了20余年，对于多年来业内约定俗成的术语、概念原则上沿用，涉及修改的术语，均经过充分讨论，达成一致后方可进行更改。

（2）与国际标准接轨的原则：本次修订在结合我国国情的基础上积极参考国外先进标准。美国司法部70年代就制定了有关金属探测器的标准，历经多次修订，目前实施的版本为2003年发布的《NIJ Standard - 0601.02 Walk-Through Metal Detector Standard for Use in Concealed Weapon and Contraband Detection》,其修订版《NIJ Standard-0601.03 Walk-Through Metal Detector Standard for Public Safety》处于征求意见过程中。此标准的01版作为国标GB 15210-2003《通过式金属探测门通用技术规范》的参考文献，提供了一定的借鉴。这次新国标的修订同样参考并追踪了其02、03版的变化，由于NIJ标准是为了适应监狱的安全检查，其技术要求和试验方法十分详细严格，修订中仅作为参考，主要从我国安检的实际情况考虑修订的具体细节。NIJ标准的测试物共4类12种，模拟不同形状、尺寸、电磁特性的随身金属物品，覆盖面较全。试验方法要求采用自动化测试系统完成主要性能指标的测试，确保试验结果的精准度。GB 15210新标准在修订后扩充了测试物，并要求主要性能指标的测试采用自动测试系统，以避免人工测试的弊端。

4 主要修订内容

4.1 分类

2003版标准中将产品分为A、B、C三个检测等级。由于不同检测等级均需满足对应等级的“应报警测试物”和“不应报警测试物”的测试，等级之间无涵盖关系，无高低之分，因此新标准将“检测等级”改为“探测类别”，用于描述金属探测门对一定尺寸和电磁特性的金属物体的探测能力，并依据探测类别将产品分为四类：Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类及混合类。其中Ⅰ类：能够探测半片剃须刀片的金属门；Ⅱ类：能够探测螺丝刀、无磁性的不锈钢匕首，同时对含金属的笔不产生报警的金属门；Ⅲ类：能够探测磁性不锈钢匕首、铝制刀具，同时对不锈钢钥匙不产生报警的金属门；混合类：通过参数调整，探测能力能够达到Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类中的两类或三类的金属门。采用分类的描述可以使不同种类产品之间的探测性能差异更为明确，便于产品定位和用户选型。

4.2 探测灵敏度

2003版标准中探测灵敏度指标的要求是对“应报警测试物”无漏报，但经调研，此要求过高，漏报较为普遍，所以指标的重新拟定也是修订的重点。新标准在起草阶段通过对国内外主流品牌选取的几款八区及六区安检门进行摸底测试，组织参编企业自测产品指标，根据反馈的测试结果分析，拟定了每个探测类别对“应报警测试物”的探测率和对“不应报警测试物”的误报率指标，并进行公开征求意见。新标准中要求为对“应报警测试物”进行全部位置的检测，探测率应达到：

（1）对一个应报警测试物在同一位置的探测率大于等于90%；

（2）对一个不应报警测试物在同一位置的误报警率小于等于30%，且全部位置总的误报警率小于等于15%。

根据新标准的要求，对每一个探测类别进行试验的过程中，应对这个类别中每个“应报警测试物”进行12个位置，每个位置3个姿态，每个位置每个姿态10次，共计360次测试，且在同一位置的30次测试中至少发生27次报警；每个“不应报警测试物”应进行12个位置，每个位置1个姿态测试10次，共计120次测试，同一位置的误报警次数不应超过3次，总的误报警次数不应超过18次。

4.3 通行速度

通行速度范围由2003版标准的0.4 m/s～1.8 m/s改为0.2 m/s～2.0 m/s，且在此速度范围内的总探测率应大于等于90%。速度范围的扩大考虑到能够更好的适应行动较缓的老人和高吞吐量场所要求行人快速通过的情况，此速度范围与国际标准一致。

根据新标准的要求，对每个探测类别进行试验的过程中，只需选取本类别的一种“应报警测试物”进行测试，需采用两个速度（0.2 m/s、2.0 m/s），进行12个位置，每个位置3个姿态，每个位置每个姿态10次，共计720次测试，应至少发生648次报警。

4.4 测试物

磁场激发原理、工作频率、线圈排布工艺等技术决定了金属探测门对不同电磁特性的金属具有不同的探测能力，测试物的选择要涵盖较为常见且电磁特性上具有较大差异的金属材料，同时测试物的尺寸应符合随身携带的常见物品类型。新标准在原“应报警测试物”基础上增加了：不锈钢板（06Cr19Ni10）和铝板（5A02）的报警测试物，模拟不同材料的刀类违禁品，覆盖不同电导率和磁导率特性的材料，更为全面，更符合国际标准的测试物分类方式。

4.5 外壳防护等级

新标准增加外壳防护等级的要求：室内工作型符合IP41；室外工作型（有遮蔽）符合IP53。根据此防护等级，室内工作型的产品需具备防止直径1.0mm的异物进入，防止垂直滴水的外壳防护能力；室外工作型的产品应具备防尘、防淋水的外壳防护能力。

4.6 探测灵敏度、通行速度的试验方法

新标准参考美国NIJ标准和民航最新规范，对探测灵敏度、通行速度的测试提出了采用自动测试系统的要求，以确保测试过程公平精准，且同一个位置上相同的测试次数提高到10次，以检验可重复性。传统人工测试采用标准测试人携带测试物穿过金属探测门的方式很难精确控制测试物的定位、姿态和运动速度，测试数据主观因素强、数据不够可靠且可重复性不高。同时，新标准提出了自动测试系统的基本要求：

（1）X轴移动距离应大于等于0.5 m；

（2）Y轴移动距离应大于等于1.9 m；

（3）Z轴移动距离应大于等于1.9 m；

（4）定位误差应在±50 mm以内；

（5）Y轴运动速度应满足：0.2 m/s～2 m/s，误差±0.02 m/s；

（6）测试中构成系统的金属部件与金属门的距离应符合下列要求:运动金属物体：离门体任一部位1.5 m以外；静止金属物体：离门体四周1.0 m以外，顶部0.5 m以上，底部0.1 m以上；

图1 自动测试系统示意图

（7）系统在不夹持测试物的情况下，其运动不应引起金属门的报警。

新标准在附录中给出了自动测试系统示意图，如图1所示。自动测试系统为三维运动平台，通过水平（X轴）运动轨道和垂直（Z轴）运动轨道进行探测位置的定位，其穿过金属门探测平面的探测臂为测试物运动轨道，探测臂全部部件及夹具为非金属材料。

4.7 辐射磁感应强度的试验方法

新标准参考美国材料与实验协会ASTM的《受控通道处搜查用金属武器检测器的评价用标准实施规程》，给出一种便于操作的试验方法，试验设备包括：

（1）示波器：灵敏度50mV，带宽大于500kHz，输入电阻大于1MΩ或输入电容小于30pF；

（2）测量线圈：在直径为50mm的绝缘骨架上，用高强度漆包线φ0.19mm单层密绕250圈；

（3）3m长的双芯屏蔽线。

测试时，屏蔽线的一端与测量线圈连接，另一端与示波器输入端连接，屏蔽线外皮导线与示波器金属外壳连接。屏蔽线中的非接地线与测量线圈之间串联4700Ω电阻。用线圈探头在金属门内上下左右离门框15cm的区域各处测量；如果探头是非各向同性的，则应当转动探头方向以获得最大读数。读出示波器显示的峰-峰值电压Vp-p（mV）和周期T（ms），按下式进行计算磁感应强度（μT）。新标准给出了设备的连接示意图，如图2所示，并在附录中给出了计算公式的推导。

图2 辐射磁感应强度测量示意图

5 自动测试系统

根据新标准的要求，公安部第一研究所研制了一款专用于金属探测门检测的自动测试平台，如图3所示，与新国标同步推出，便于相关检测机构和生产企业依照新国标的试验法进行产品性能检验。

图3 通过式人体安检门自动化综合测试系统样机实物图

这款自动测试系统采用单悬臂的结构设计，由三组直线单元完成三个轴向的运动，其中3m长的探测臂（Y轴）为全非金属材料，确保达到标准要求的“测试环境门体四周1m无静止金属，1.5m无运动金属”。垂直（Z轴）及水平（X轴）轴向采用整体直线模组实现探测臂的定位。探测臂采用可拆卸设计，以便于运输和存储。三组直线单元分别采用伺服电机进行运动控制，探测臂采用拉加强杆的设计避免了在导轨远端产生谐振、抖动、形变问题，确保实现不超过20mm的定位精度，高于标准要求。

探测臂上安装有运动滑块和夹具。夹具为全非金属材料制作，由具有旋转自由度的两个垂直安装面构成，保证了测试物能够以六种姿态中的任意一种通过待测安检门。采用魔术贴的方式实现对测试物的固定，能够适应各种不同形状的测试物，且保证了粘接的牢固，不会出现在测试过程中测试物掉落的问题。

自动测试系统采用工业相机，采集被测门体的红色灯光报警信号，配合基于机器视觉技术的自动识别方法，与运动轨迹的匹配，实现了报警信号的自动识别、区位显示的功能。

依据新标准开发的上位机测试软件，能够完成金属探测门的探测灵敏度、通行速度的自动测试，软件界面如图4。通过一系列参数的设定实现运动控制、报警识别、记录检测结果、生成检测报告的全自动测试过程，同时具备手动模式，便于个性化测试要求。

图4 通过式人体安检门自动化综合测试系统软件界面图

这款测试系统解决了人工测试的弊端，其测试物位置、姿态、运动速度的精度大大提高，为性能评价提供了公平、轻松、精准、规范化的平台。

6 结语

新标准更多地是从产品的实际应用和技术发展出发，对产品性能的评价方法进行完善，从而提高检测过程的客观性、公平性和精准性。经过一年的过渡期，正式实施后，将对我国金属探测门行业的产品设计、生产制造和质量控制提供更为规范的技术依据，促进产品的探测性能指标、稳定性的提升，赶超国际一流产品，进而产生更大的经济效益和社会效益。