Cuối năm 2017, các sân bay ở Mỹ và một số nơi khác thử nghiệm máy quét an ninh dùng công nghệ chụp cắt lớp vốn phổ biến trong bệnh viện, thay cho máy quét X-quang đang dùng. Bài viết ghi lại nội dung thử nghiệm đó, rồi bàn phần thiết bị đứng sau mọi hệ soi chiếu: máy tính xử lý ảnh Advantech, thiết bị mạng và màn hình đặt tại quầy kiểm tra an ninh.
Thử nghiệm máy quét chụp cắt lớp năm 2017
Nguyên lý của loại máy này là quét ba chiều thay vì chụp một hình chiếu, nhờ đó cán bộ an ninh xem được vật thể từ nhiều hướng mà không phải mở hành lý. Một trong các máy được nhắc tới khi đó là ConneCT của Analogic, thiết kế cho làn an ninh sân bay; nhà sản xuất đã giảm trọng lượng và kích thước so với thế hệ trước, vốn nặng tới mức sân bay phải gia cố sàn khi đưa vào khu vực hành khách.
Về triển khai, American Airlines khi đó mua tám máy đầu tiên để thử nghiệm và phối hợp với cơ quan an ninh vận tải Mỹ thử công nghệ chụp cắt lớp của một nhà cung cấp khác tại sân bay Phoenix Sky Harbor. Thử nghiệm ở châu Âu được ghi nhận làm giảm ùn tắc tại điểm kiểm soát, với số hành khách mỗi giờ tăng từ khoảng 150 lên khoảng 300, trong khi bản thân máy có thể xử lý tới 600 túi mỗi giờ. Nói cách khác, giới hạn chuyển từ máy sang con người.
Bài báo gốc cũng nêu hai điểm chưa xong ở thời điểm đó: thuật toán còn nhầm với một số hộp đồ ăn nên phải huấn luyện lại, và chi phí đầu tư cao hơn đáng kể so với máy X-quang đang dùng. Đây là hiện trạng và dự kiến của năm 2017, không phải mô tả tình hình hiện nay.
Đường đi của ảnh trong một hệ soi chiếu
Bỏ qua phần đầu dò, phần còn lại của một hệ soi chiếu là bài toán xử lý ảnh quen thuộc trong công nghiệp. Bảng dưới tách chuỗi đó thành các chặng, mỗi chặng có một điểm nghẽn riêng.
| Chặng | Việc phải làm | Điểm nghẽn thường gặp |
|---|---|---|
| Thu ảnh | Nhận dữ liệu từ đầu dò và camera theo dõi băng tải | Băng thông cổng mạng và độ ổn định của nguồn cấp cho camera |
| Dựng hình | Ghép các lát cắt thành khối ba chiều | Năng lực tính toán tại chỗ, quyết định thời gian chờ của người soi chiếu |
| Đánh dấu tự động | Thuật toán chỉ ra vùng cần xem kỹ | Tỷ lệ báo nhầm, mỗi lần nhầm là một lần mở hành lý không cần thiết |
| Hiển thị | Đưa hình lên màn hình cho người soi chiếu | Chất lượng và vị trí đặt màn hình, ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ ra quyết định |
| Lưu và tra cứu | Giữ ảnh theo thời hạn quy định để tra lại khi cần | Dung lượng và tốc độ ghi, tăng nhanh theo số làn và số giờ hoạt động |
Hai chặng đầu quyết định máy đặt tại quầy phải mạnh tới đâu, hai chặng cuối quyết định phòng thiết bị phải có gì. Tách rõ hai nhóm này giúp không phải mua máy quá mạnh đặt ở nơi chật và nóng.
Điều kiện tại quầy kiểm tra an ninh
- Chỗ đặt rất hẹp. Máy thường nằm trong hốc tủ dưới mặt bàn hoặc sau tấm che, ít đường thoát khí. Máy không quạt tản nhiệt qua vỏ phù hợp hơn máy có quạt hút khí từ mặt trước.
- Vệ sinh thường xuyên. Khu vực này được lau dọn nhiều lần mỗi ngày. Màn hình và thiết bị lộ ra ngoài cần mặt trước kín, chịu được nước lau.
- Không có người kỹ thuật tại chỗ. Nhân sự tại quầy là cán bộ an ninh, không phải kỹ sư. Thiết bị cần tự khởi động lại đúng trạng thái sau khi mất điện và cần xem được nhật ký từ phòng thiết bị.
- Hoạt động liên tục theo lịch bay. Không có khung giờ dừng để bảo trì thoải mái, nên phần dự phòng phải tính từ đầu: nguồn kép cho thiết bị mạng, ổ đĩa thay nóng cho máy chủ lưu ảnh.
Nhóm máy nhỏ đặt tại các vị trí khác trong nhà ga được liệt kê ở bài máy tính nhúng không quạt cho ứng dụng sân bay, phần mạng của nhà ga có ở bài thiết bị mạng EKI cho sân bay thông minh, còn một máy hộp chuyên cho sân bay có ở bài máy tính hộp ECU-4553.
Thiết bị Advantech cho quầy kiểm tra an ninh
| Vai trò | Model | Thông số theo tài liệu hãng | Lý do phù hợp |
|---|---|---|---|
| Máy thu và xử lý ảnh tại quầy | AIIS-5410P | Vi xử lý Intel Core thế hệ 6 dạng BGA1440, các cấu hình gồm i5-6442EQ 1,9 GHz và i7-6822EQ 2,0 GHz, đồ hoạ Intel HD 530 hỗ trợ DirectX 12, 4 cổng Gigabit có cấp nguồn qua cáp mạng với khả năng tự nhận và phân loại thiết bị nhận nguồn, tuân theo IEEE 1588 và IEEE 802.3af, tương thích camera chuẩn GigE, 8 cổng USB 3.0, 2 cổng nối tiếp, 1 cổng VGA và 1 cổng DVI, vào ra số có cách ly, nguồn vào dải rộng 9 đến 36 VDC, nhiệt độ làm việc âm 20 đến 60 độ C khi dùng ổ thể rắn, khoang khoá khoá cứng USB bên trong, bộ gá bàn hoặc treo tường | Bốn cổng cấp nguồn cho camera và hỗ trợ IEEE 1588 giúp đồng bộ thời điểm chụp giữa các camera |
| Máy chủ lưu ảnh trong phòng thiết bị | HPC-7242 | Vỏ máy chủ nhận bo mạch chuẩn ATX với hai bộ xử lý, 4 khay ổ thay nóng chống rung cho ổ 3,5 hoặc 2,5 inch chạy được cấu hình RAID 5 và RAID 10, thêm 1 ổ quang mỏng và 2 ổ 2,5 inch bên trong, 2 cổng USB 3.0 ở mặt trước, hỗ trợ bộ nguồn đơn hoặc bộ nguồn dự phòng đạt chuẩn 80 Plus tới 700 W, quạt hệ thống thay được từ mặt trước mà không mở nắp, đèn báo và còi cảnh báo khi có lỗi, mô-đun quản lý hệ thống điều khiển quạt và quản trị từ xa | Ổ thay nóng và nguồn dự phòng cho phép bảo trì mà không dừng hệ, quạt thay từ mặt trước hợp tủ rack chật |
| Mạng cho khu vực nhiều làn | EKI-7626C | 2 cổng Gigabit dạng combo cáp đồng hoặc SFP cùng 16 cổng Fast Ethernet, khe SFP cho phép mở rộng cáp quang linh hoạt, tự nhận tốc độ và tự đảo cặp tín hiệu, bảo vệ tĩnh điện 4.000 VDC trên cổng mạng, bảo vệ xung 3.000 VDC trên đường nguồn, nguồn kép 12 đến 48 VDC kèm một ngõ ra rơ le, gá thanh DIN hoặc treo tường | Đủ cổng cho nhiều làn trong một khu vực, hai cổng Gigabit làm đường trục về phòng thiết bị |
| Màn hình cho người soi chiếu | FPM-3191G | Màn hình 19 inch SXGA đèn nền LED, khung thép không gỉ và mặt trước nhôm, kính cường lực chống phản xạ, bàn phím điều khiển OSD ở mặt trước, nguồn công nghiệp 24 VDC, mặt trước đạt IP65, gá bảng, treo tường, để bàn, gá tủ rack hoặc gá tay VESA, có sẵn lỗ gá tủ rack 9U | Mặt trước kín chịu được vệ sinh thường xuyên, nhiều kiểu gá nên đặt được đúng tầm mắt |
| Máy tính màn hình cảm ứng cho vị trí giám sát | PPC-4151W | Màn hình phẳng 15,6 inch WXGA với cảm ứng điện dung hoặc bản cảm ứng điện trở, vi xử lý Intel Core i5-4300U hai nhân tới 2,9 GHz, thân không quạt, 2 cổng Gigabit Intel hỗ trợ IEEE 1588, ba đường hiển thị độc lập, khe mở rộng PCIe x1 hoặc PCI cùng khe mini PCIe, 1 khay ổ SATA 2,5 inch và 1 khe mSATA, tự điều khiển hướng truyền RS-485, nguồn vào dải rộng 9 đến 32 VDC | Gộp máy và màn hình vào một khối, hợp vị trí giám sát không có chỗ đặt thùng máy |
Chọn thiết bị cho quầy kiểm tra an ninh
Bốn thông tin cần chuẩn bị trước khi lên danh mục: số làn và số camera trên mỗi làn kèm độ phân giải và tốc độ khung hình, dung lượng ảnh sinh ra trong một giờ đo trên chính thiết bị sẽ dùng, thời hạn phải lưu ảnh theo quy định của đơn vị, và kích thước thực của hốc đặt máy tại quầy.
Máy xử lý ảnh chọn ở danh mục PC không quạt mạnh mẽ, màn hình ở danh mục màn hình công nghiệp. Trang sản phẩm hai mã dùng nhiều cho hệ soi chiếu là AIIS-5410P và FPM-3191G. Một máy thị giác cỡ nhỏ cho vị trí chật hơn có ở bài hệ thống thị giác máy AIR-020.
Phần kiến thức nền về máy tính công nghiệp cho xử lý ảnh có tại chuyên mục máy tính công nghiệp Advantech trên IPC247. Khi cần lọc model theo số cổng camera và dải nhiệt độ, dùng công cụ chọn máy theo yêu cầu lắp đặt.
Câu hỏi thường gặp về máy tính xử lý ảnh Advantech
Vì sao máy xử lý ảnh cần cổng mạng cấp nguồn cho camera?
Camera công nghiệp truyền qua cổng Gigabit thường nhận nguồn ngay trên cáp mạng. Máy có sẵn cổng cấp nguồn giúp mỗi camera chỉ còn một sợi cáp, giảm số điểm đấu nối tại quầy và giảm chỗ có thể lỏng khi vệ sinh hay di dời thiết bị.
Máy đặt tại quầy có cần cấu hình mạnh như máy chủ không?
Không nhất thiết. Máy tại quầy chỉ cần đủ sức nhận ảnh, chạy phần xử lý ban đầu và hiển thị kết quả trong thời gian người soi chiếu chờ được. Phần lưu trữ dài hạn và phần tính toán nặng nên đặt ở máy chủ trong phòng thiết bị, nơi có điều hoà và nguồn dự phòng.
Ảnh của một ca làm việc chiếm bao nhiêu dung lượng?
Con số phụ thuộc độ phân giải, số lát cắt và mức nén, nên phải đo trên chính thiết bị sẽ dùng thay vì ước lượng. Cách làm là chạy thử một giờ ở lưu lượng cao nhất, đo dung lượng sinh ra, rồi nhân theo số giờ hoạt động và số ngày phải lưu theo quy định của đơn vị.
Màn hình cho quầy kiểm tra an ninh cần gì hơn màn hình văn phòng?
Ba điểm: mặt trước kín để chịu được vệ sinh thường xuyên, khung vỏ chắc vì màn hình đặt nơi đông người qua lại, và khả năng gá vào tủ hoặc gá tay đỡ để đặt đúng tầm mắt người soi chiếu. Màn hình văn phòng thiếu cả ba nên hỏng sớm ở vị trí này.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
