疫情背景下的三通道智能消毒安检机设计

蒋林喆 凌雁

一、新冠疫情对生活的影响

新冠疫情全球肆虐，大量人口流动成为了疫情蔓延的重要一关。针对此次突发的疫情，我国卫健委先后发布了：2020年1月23日《关于印发新型冠状病毒实验室生物安全指南（第二版）》、2020年1月29日《关于印发公共交通消毒操作技术指南的通知》、2020年2月15日《新型冠状病毒肺炎流行期间商场卫生防护指南》、2021年10月22日《落细落实各项防控措施 坚决遏制疫情扩散蔓延》、2021年11月3日《有温度、有速度、有力度——中国精准科学防控疫情》等一系列针对防控疫情的相关文件。截至2020年4月份，我国累计确诊病例84278例，医疗耗资高达1200亿元，对医疗消毒设备的需求量迅猛增涨。一年后的今天，尽管国内疫情已经得到了较好的遏制，但国外疫病仍然传播得很快，截至日前，印度每日新增病例已超过40万例，累计确诊病例更是高达3400万例。并且随着病毒的不断变异，完成疫苗注射也无法保证不被感染。并且在2020年12月19日，钟南山院士提出了“环境传人”的新课题，物传人将成为不可忽視的问题，为对抗疫情打开新的思路。

二、安检工作的现状

安检工作是现代城市公共安全秩序的重要组成部分，安检工作的有效实施是为了确保人们在公共场合的人身安全。长期以来人们对安检机设计的关注一直停留在对所携带物品的检测上。在此次疫情中，公共卫生安全问题凸显，行李与病毒携带者的直接或间接接触使得病菌依附于行李表面，而由于安检设备直接接触行李，可能导致病菌转移至其他行李上，进而感染健康人群，人们的安全得不到保障，防疫出现漏洞。

三、科学的行李卫生管控措施

我们的产品通过在安检机器上加入超声波消毒喷雾与在紫外线相结合的消毒模块的方式实现了在行李安检过程中对行李进行全方位无死角消毒的目的。我们采用了新型的三通道自动检测模式，结合AI人工智能识物与空间偏移拉曼光谱分析法实现对问题行李进行自动筛选后通过滚珠模组带自动分拣系统将其择道送出。实现三通道全自动化的行李无人安检。同时我们将个人行李消毒数据上传到疫情防控数据库，通过云计算实现了旅客行李消毒数据的监测与分析。

1.全自动三通道安检模式

本产品通过AI智能识物与空间偏移拉曼光谱分析法对行李进行安检。利用现在先进的AI人工智能识物技术，构建一个深度神经网络，将图象和标注位置作为样本输入，然后经过CNN网络，再通过一个分类头的全连接层识别出目标是什么物体。当识别出行李内有物品的形状符合枪支与管制类工具特征时将其筛选出来进行核验;对于液体，采用最新的空间偏移拉曼光谱分析法对行李内液体进行鉴别，该技术利用光的量子理论，当光与物质分子进行非弹性撞击时，就会使光子的能量与频谱产生变化，进而产生拉曼散射现象。且不同的分子会发生不同的变化，利用此技术可以快速灵敏地检测易燃易爆液体。当检测到行李内含易燃易爆液体时，通过滚珠模组带自动分拣模块，将含有问题件的行李输送至第三传送带，而安检合格的行李会根据身份证号码最后一位的单双数分别向左右方向运输。

2.行李大数据管理模式

旅客进站时在安检口领取二维码将其贴于行李上方，并通过站点app（如铁路12306）扫码与行李进行联接，当行李经过安检机时，安检机会识别相绑定用户的身份证号码最后一位单双数判断将行李送向左通道或者右通道，并将消毒时间、安检站台、消毒状态等信息上传到数据库，旅客可以通过站点app查询自己行李的消毒状况。防疫相关部门可通过大数据对各站点进行实时的监控和统计，对人群密集的站点快速做出调整，减少疫情传播的隐患。当出现确诊病例时，相关部门可通过数据库调取与其相同时间段内进入站点的旅客，从而辅助确定密切接触者做进一步处理，切断物传物的途径，更加高效地应对病毒传播的突发事件。

3.产品使用流程

该产品投入使用的时候，第一传送带将行李运送至滚珠模组带处，此时位于第一传送带和滚珠模组带之间的下方喷雾口开始对行李下方进行消毒，在传送带运行时位于安检机顶部的紫外线灯对行李进行消毒，同时顶部的识别照相机扫描行李上的二维码将消毒数据及行李尺寸数据传送至数据库，随后第一传送带将行李送至滚珠模组带，通过计算机对行李内的物品进行识别判断后，反馈给滚珠模组带系统，把将身份证最后一位为单数用户行李送至第二传送带，把将身份证最后一位为双数的用户行李送至第四传送带，把装有违禁物品的行李送至第三传送带，在滚珠模组带运行时，位于两侧的第二，三喷雾口继续对行李四周和上方进行消毒，最终由第二，三，四传送带输出。

四、该产品所带来的社会效益

该产品将安检设备与消毒设备相结合，通过在行李安检过程中对行李进行消毒液喷洒达到切断行李这一病毒传播途径，且通过下部喷雾头和上侧方喷雾头相结合实现对行李的无死角消毒，无需人工干预，简化了消毒流程。且实现了行李自动筛选分流，三通道自动化的行李分拣，提高安检效率，减少设备成本投入，结合AI人工智能识物与空间偏移拉曼光谱分析法实现对问题行李进行自动筛选，实现问题件无人操作自动分拣，将问题件进行自动剔出，提高了通行效率。通过扫描行李二维码将行李被消毒安检的场所与时间上传至数据库，旅客可以通过站点app查询自己行李的消毒状况。防疫相关部门可通过大数据对各站点进行实时的监控和统计，减少疫情中物传物的隐患。该产品可以广泛应用于地铁站台、海关口岸、火车站、社区、医院、机场、学校、社区、商场、检查站等人流密集场所。

2021年 国家级大学生创新创业训练计划项目，基于AI智能识别技术的三通道无人消毒安检机，202113001047

指导老师：凌雁