JP6781672B2 - 付着物検査方法 - Google Patents
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Description
本発明は、検査対象物や被験者に付着した付着物もしくは付着物の蒸気を検査する付着物検査方法に関する。
世界各国でテロが発生しており、その数は年間１万件にのぼる。セキュリティ対策を向上させているにも関わらずテロによる死亡者数は増加しており２０１４年は３万人を上回った。テロの半数は爆発物を使ったものであり、死亡者数を減らすために高精度な爆発物探知機の需要が高まっている。特に空港では、数百グラムの爆発物によって航空機が墜落してしまうため、厳重な警備が望まれている。現在、空港で運用されている爆発物検査は、バルク検査とトレース検査である。バルク検査では、Ｘ線イメージング装置やミリ波イメージング装置によって爆発物の形状から存在を探知する。一方、トレース検査では、係員が手荷物を拭き取り、付着した微量成分を分析することで爆発物の痕跡を探知する。乗客の安全・安心を守るためには十分に時間をかけた検査が必要となる。一方で、航空機の旅客数は年々増大している。チェックインから搭乗までの時間を短縮しなくては旅客数の増大に対応しきれない。前記時間の律速はセキュリティチェックポイントの検査時間であり、検査スループットの向上は喫緊の課題である。また、空港における乗客の不満点の多くは検査時間の長さに関わっており、安全・安心のためとは言え、検査スループットの低下は乗客の満足度低下に繋がる。このように高いセキュリティレベルと高いスループットを両立することが昨今の課題となっている。
一般的に空港では社会情勢などに合せてセキュリティレベルを変更している。例えば、各地でテロが発生している場合やナショナルイベントを開催する場合などでは、警備員の増加やセキュリティチェックポイントの増設などを行い、通常よりも時間をかけて検査してセキュリティレベルを上昇させている。しかし、スループットの低下は免れず、上述したように旅客の満足度は低下する。
非特許文献１には、「Risk based security」の考えが開示されている。これまでの考え方では、セキュリティチェックポイントを通過する被験者全員に統一した基準で検査を行ってきた。しかし、被験者のテロを起こしうる可能性（以降、テロリスクという）は各人によって大きく異なる。テロリスクごとに被験者を分類し、高テロリスクの被験者に対しては時間をかけて入念にチェックするが、低テロリスクの被験者には高スループットで簡便な検査を適用する。例えば、電子機器の持ち込みの可否や、液体物の持ち込みの可否をテロリスクに応じて変更する。テロリスクごとに検査を最適化し、セキュリティレベルを低下させることなくスループットを改善する試みがRisk based securityである。
特許文献１には、被験者をグループ化してまとめて検査することで検査スループットを向上させる手法が開示されている。少なくとも２つの検査装置が存在し、１つの検査装置は複数の被験者を同時に検査することが可能である。例えば４人を１グループとしてまとめて第１の検査装置で検査し、あるグループで陽性判定が出た場合、その４人を別々のグループに分散させ、第１の検査で陰性であった被験者とグループ化して第２の検査装置で検査する。第２の検査装置での判定結果によって陽性である人物を絞り込むことができる。本手法では、グループをまとめて検査することで検査スループットを向上できる。また、段階的に複数の検査装置を用いることで陽性である人物を同定することが可能である。
特許文献２には、装置の精度と検査スループットを考慮して、状況に合せて検査ルートを変更する手法が開示されている。複数の検査装置を組み合わせた複数の種類の検査ルートを事前に定義する。各装置の精度や検査スループットを考慮して各検査ルート全体での精度と検査スループットを把握しておく。社会情勢が悪くテロリスクが高い場合は、検査スループットが低くとも検査精度を優先した検査ルートを選択する。一方、社会情勢が安定しており、夏季休暇などで被験者数の増大が見込まれる場合は検査スループットを優先した検査ルートを選択する。このように状況に応じて適宜最適な検査ルートを選択し、高スループットと高セキュリティの両立を試みている。
Journal of Air Transport Management, Vol.48, pp.60-64 (2015)
世界中でテロが発生している現在、人が集まる場所、特に空港などの公共交通機関のセキュリティレベルを高めることが求められている。一方で、旅客数は年々増加しており、セキュリティ検査のスループットを低下させることはできない。このように、セキュリティレベルを低下させずに高スループットで検査することが求められている。
本発明による付着物検査方法は、一態様として、被験者の個人情報を取得する工程と、取得した個人情報をもとに、個人情報とテロリスクとの関係性を格納したデータベースを参照して、当該被験者のテロリスクを算出する工程と、検査装置により、被験者や被験者の所持する検査対象物に付着した付着物やその蒸気を回収し、回収した物質をイオン化して分析し、分析した結果をデータベースと照合して付着物が危険物であるか否かを検査する工程と、を有し、算出されたテロリスクのレベルに応じて検査の真陽性率が変化するように検査装置の検査条件及び／又は判定条件を被験者ごとに変更する。
本発明によれば、セキュリティレベルを低下させずに高スループットで付着物検査を行うことができる。
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。以下の実施形態と、既知の技術との組み合わせや置換による変形例も本発明の範囲に含まれる。なお、実施形態を説明するためのすべての図面において、同一機能を有するものは、同一符号を付し、説明を繰り返すことは省略する。
［第１実施形態］
まず、図１から図７を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る付着物検査システムの概念図である。この付着物検査システムは、ＩＤ認証機能と危険物探知の両方の機能を有するゲート型付着物検査装置１、監視カメラ３及びサーバ４を有する。図１を用いて本実施形態による付着物検査方法のコンセプトを説明する。
まず、図１から図７を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る付着物検査システムの概念図である。この付着物検査システムは、ＩＤ認証機能と危険物探知の両方の機能を有するゲート型付着物検査装置１、監視カメラ３及びサーバ４を有する。図１を用いて本実施形態による付着物検査方法のコンセプトを説明する。
本実施形態は、空港などのセキュリティチェックポイントで利用されることを想定している。被験者２がゲート型付着物検査装置１に接近すると、監視カメラ３が被験者の画像情報を取得し、サーバ４へと伝える。また、被験者２はゲート型付着物検査装置１を通過する際に、付着物検査装置に付属したＩＤ認証機能によってＩＤ認証を行う必要がある。指紋、指静脈、虹彩などの認証や、パスポート、２次元バーコード、スマートフォンなどによって認証を行う。被験者を特定して被験者の個人情報を取得するためのＩＤ情報は、サーバ４へと伝えられる。ゲート型付着物検査装置１は、ＩＤ認証と同時に被験者２や被験者の所持品に付着した付着物が危険物であるか否かを検査する。ＩＤ認証の結果及び付着物検査の結果が正常であればゲートが開放されて被験者がゲートを通過できる。
一般的にセキュリティ検査では、全ての被験者２に対して統一的な基準で検査を行ってきた。本実施形態ではそれとは異なり、監視カメラ情報及びＩＤ情報によって被験者２のテロリスクをリアルタイムで分析する。そして、テロリスクの高低によって付着物検査の検査条件や判定条件を被験者ごとに変更し、高セキュリティレベルと高スループットを両立する。監視カメラ３では被験者２の外見情報からテロリスクを見積もる。例えば、異常行動をしている被験者は高リスクと判断する。
ここで言う異常行動とは平均的行動から逸脱したものを指す。ゲート型付着物検査装置を通過する際の平均的行動を事前に機械学習により学習させておき、それから逸脱する行動は高リスクと判断することが可能である。後述するように、ゲート型付着物検査装置ではガス噴射により被験者自身や被験者の所持する検査対象物から付着物を剥離する。このガス噴射を遮るような行動は高リスク判定となる。また、ゲート型付着物検査装置を通過する直前で検査対象物、例えばＩＤカードや手をハンカチ等で洗浄するような行為も高リスク判定となる。これらは検査で陽性とならないようにする対策行為であるからである。また、ゲート型付着物検査装置近傍を歩行する複数人の平均的人流から逸脱する行動も高リスク判定となる。例えば、ゲート型付着物検査装置に向かって列をなして歩行している中、逆流するような行動は高リスク判定となる。
また、眼の動きや体の微小な動きから被験者２の緊張状態を判断し、それをテロリスク算出に利用することも可能である。また、赤外線カメラによって被験者２の発熱状態を観測し、その結果を利用してもよい。
被験者の所持しているバッグ等の荷物の大小もテロリスクに影響を及ぼす。もしバッグの中身が爆弾であった場合、爆弾が大きいほど被害も大きいからである。バッグがハンドバック、トートバックのような大きな荷物が入らないサイズのものであった場合は低リスクである。一方、スーツケースのような数１０ｋｇの荷物を運搬できるバッグの場合は高リスクである。
ＩＤ認証によって得られた被験者の個人情報もテロリスク算出に用いる。例えば犯罪歴があればテロリスクは上昇する。海外への渡航歴や渡航回数、渡航場所なども有用な個人情報である。また、検査時の渡航先などもテロリスク算出に有用である。
監視カメラ情報やＩＤ情報はサーバ４に伝達され、そこでテロリスクが算出される。テロリスクに従って、検査条件や判定条件を算出し、それがゲート型付着物検査装置１に伝えられ、被験者２への検査に適用される。
図２は、テロリスクの算出と検査条件や判定条件の変更アルゴリズムを示す説明図である。上述してきたように、テロリスク算出には一つの被験者情報からではなく、複数の被験者情報を利用する。サーバ４には監視カメラ３やＩＤ情報から得られる被験者情報とテロリスクの関係が格納されている。例えば図２のグラフのように、異常行動の度合いとテロリスクの関係や荷物の大きさとテロリスクの関係である。これらの関係は必ずしも図示したグラフの例のように正相関であるわけではない。複数の被験者情報を利用して被験者のテロリスクを算出し、それを用いて検査条件及び／又は判定条件を変更する。
図２に示すように、付着物検査装置の性能を示す曲線として真陽性率と検査時間の関係がある。真陽性率は被験者の付着物が危険物である場合に、その付着物を危険物と判定する確率である。検査時間はセキュリティチェックポイントを通過するのに必要な時間である。例えば、ゲート型付着物検査装置１の判定結果が陽性であった場合、再検査や詳細検査が行われる。そういった時間も含めた検査時間をグラフの横軸としている。すなわち、図２に示す真陽性率と検査時間の関係は装置性能を示す偽陽性率と真陽性率の関係であるＲＯＣ（receiver operating characteristic）曲線の概念を含む。検査装置の場合、真陽性率を上昇させるような判定条件を設定すると偽陽性率も上昇する。本来は偽陽性であったとしても、上述したように判定結果が陽性である場合は、再検査や詳細検査が行われるため、検査時間が伸びることになる。したがって、真陽性率と偽陽性率を上昇させるような判定条件の変更は、真陽性率と検査時間の関係のグラフの右上の条件を適用することを意味する。
より考えを単純化すると、本実施形態では被験者のテロリスクを算出し、それに基づいて装置の真陽性率を変更している。高テロリスクの被験者に対して真陽性率を高める場合、検査時間を長くする場合もあれば、真陽性率と共に偽陽性率も上昇するような判定条件を用い、結果として検査時間が長くなる場合もある。本実施形態を利用したセキュリティチェックポイントでは、低テロリスクの被験者は、真陽性率は低いが短い検査時間となる条件でセキュリティ検査を受ける。高テロリスクの被験者は、真陽性率が高く、検査時間が長くなる条件でセキュリティ検査を受ける。
上述してきたように被験者の各種情報からテロリスクを算出する。被験者のある一つの情報の状態量ｘnとテロリスクｙnの関係をｙn＝ｆn(ｘn)とする。ここで、ｎは被験者の各種情報ごとに１、２、３…となる。たとえばバッグの大きさを被験者の情報とすると、ｘはバッグの想定重量となる。状態量ｘnは必ずしも数値ではなく、国名などの場合もありえる。その場合、ｙとの関係は例えば、ｘが日本ならｙは１、ｘがアメリカならｙは２のような形式でデータベースに登録されている。図３は、データベースに登録されている状態量とテロリスクの関係の例を示す図である。最終的に算出される被験者のテロリスクｙは下記の式で計算される。
ｙ＝ｆ1(ｘ1)＋ｆ2(ｘ2)＋ｆ3(ｘ3)＋… （１）
計算されたテロリスクｙを利用して、検査時の真陽性率ｒはｒ＝ｇ(ｙ)で計算され、真陽性率がｒとなるような測定条件・判定条件で検査が実施される。例えば、被験者のテロリスクを算出する情報がバッグの想定重量だけの場合を考える。監視カメラ画像からバッグの想定重量が３０ｋｇとなると、ｘ＝３０となり、例えば、テロリスクｙ＝ｆ(３０)＝１００となる。このとき、例えば真陽性率ｒ＝ｇ(１００)＝９９となり、真陽性率９９％となるような測定条件・判定条件で検査を実施する。また、社会情勢にあわせてｒ＝ｇ(ｙ)の関係性を変化させることで、セキュリティレベルをコントロールすることができる。
図４及び図５は、第１実施形態に係るゲート型付着物検査装置１の装置構成例を示す模式図である。図４に示した付着物検査装置の例は、主機７、補機５、主機７に接続されたイオン分析装置８を有する。被験者２は主機７と補機５の間を通過する。補機５から温風６が噴射され、被験者２やその所持品や服などに付着した付着物の気化を促進し、かつ気化したガスを主機７で回収する。回収されたガスはイオン化されてイオン分析装置８で分析される。図示していないが、ゲート型付着物検査装置１にはＩＤ認証機能も付随している。
図５に示した付着物検査装置は、ＩＤ認証のために検査対象物１１であるＩＤカードなどを装置にかざした際に、ＩＤカードやそれを持つ手、袖口などに付着した付着物１４を分析する装置の例である。ＩＤカードを装置にかざすと噴射ノズル９からガス１０が噴射されてＩＤカードに付着した付着物１４を剥離する。剥離した付着物１４は吸引ファン１２の力によって吸引され、サイクロン１３などの濃縮器に導入されて濃縮される。サイクロン下部には加熱されたフィルタ１５が存在し、フィルタ１５に落下した付着物１４は加熱によって気化する。気化したガスはイオン化されてイオン分析装置８で分析される。
ＩＤ認証の対象は、ＩＤカードだけでなく、パスポート認証や、指紋認証、指静脈認証などでも良い。イオン分析装置８として、例えば、イオントラップ質量分析計、四重極フィルタ質量分析計、三連四重極質量分析計、飛行時間型質量分析計、磁場型質量分析計等の各種質量分析計が適用可能である。又は、イオンモビリティ分析装置等が使用されてもよい。イオンモビリティ分析装置と質量分析計を連結させたものが使用されてもよい。質量分析計を分析装置として利用した場合、計測されたマススペクトルを解析し、このマススペクトルから付着物１４の成分の同定や濃度を特定する。
事前に、物質の分析データが格納されたデータベースが作成されており、判定のための閾値が設定されている。検出された成分の濃度が判定閾値を上回っていた場合、陽性判定を行う。その場合、検出した成分の有無を装置のディスプレイに表示してもよい。結果を表示せずに、遠隔地の監視センタや監視員に通知する構成としてもよい。この分析結果と連携して、検査対象者の通過をコントロールするゲートの開閉が行われる。質量分析計に限らず、イオンモビリティ分析装置等その他の分析装置においてもデータベースと照合することで付着物の分析が行われる。ゲートは必ずしも付着物検査装置と一体である必要はない。別の装置として存在してもよい。また、ゲートと同じ役割を警備員が務めてもよい。
図６は、典型的な検査手順の一例を示すフローチャートである。被験者２がゲート型付着物検査装置１に接近すると、監視カメラ３によって被験者２の外見上の画像情報を取得する。代表的な情報は異常行動の度合いや荷物の大小、荷物の種類である。被験者はゲート型付着物検査装置１のＩＤ認証機能を利用してＩＤ認証を行う。それと同時に図４や図５に示すように被験者２もしくはその服や所持品に付着した付着物やその蒸気を回収し、回収した試料をイオン化して、分析・判定する。
それと並行して、ＩＤ情報やカメラ情報を利用して被験者２のテロリスクを算出する。算出に用いられる代表的な情報は、異常行動の度合い、荷物の大小、荷物の種類、過去犯罪歴、渡航歴、出身国、渡航元、渡航先、座席クラス（エコノミー、ビジネスなど）、渡航回数、勤務先などが挙げられる。ただし、テロリスク算出には検査時点での社会状態も考慮される。世界中でのテロ件数が上昇している時期であれば、テロリスクは高く算出されるようになる。また、テロが頻発した国からの渡航者の場合はテロリスクが高く算出されるなどである。異常行動の度合い、所持している荷物の大小、荷物の種類はカメラ情報から取得される。過去犯罪歴、渡航歴、出身国、渡航元、渡航先、座席クラス、渡航回数、勤務先などの情報は、本実施形態ではＩＤ情報をもとにサーバ４から取得される。また、これらの情報に基づくテロリスクも、図３のようにしてサーバ４に格納されている。
算出したテロリスクを元に被験者２の検査に最適な検査条件や判定条件を適用して付着物検査が実施される。結果が陰性であれば、通行許可となり被験者はゲートを通過できる。一方で、結果が陽性であれば、通行不許可となり、再検査や詳細検査が実施される。
図７は、テロリスクによって変更する判定条件の代表例を示す図である。図７は、特定の爆発物を質量分析装置をセンサとした図５のようなゲート型付着物検査装置１で検出した際のイオンクロマトグラムの例である。横軸は時間、縦軸は検出対象となるターゲット物質のイオン量を示すシグナルである。時間ゼロの時に被験者２がＩＤ認証を行い噴射ノズル９からガス１０が噴射されている。ある値の判定閾値を設定し、シグナルの時間変化をモニタして解析して閾値よりもシグナルが上回った場合に陽性判定とする。陽性閾値が低いと真陽性率は上昇するが、偽陽性率も上昇する。陽性閾値が高いと真陽性率と偽陽性率が共に低下する。被験者のテロリスクのレベルに合せて閾値をコントロールする。
閾値設定は縦軸の絶対値で設定しもよいが別の方法もある。判定開始前、すなわち時間ゼロよりも前数秒のシグナル値をバックグラウンド値と定義し、その標準偏差を計算する。閾値設定を下記の式とする。ｋは任意の係数である。
閾値＝バックグラウンド値＋ｋ×標準偏差 （２）
装置の周囲環境の変化によってバックグラウンド値が変化する可能性があるため、閾値を絶対値として定義するよりも式（２）で定義する方が状況に合った閾値となる。被験者のテロリスクに合せて係数ｋを変化させることで真陽性率をコントロールすることが可能となる。したがって、本実施形態では、監視カメラやＩＤ認証の情報を利用して被験者のテロリスクを算出し、高テロリスクの被験者には係数ｋを小さくして判定し（例えばｋ＝３）、低テロリスクの被験者には係数ｋを大きくして判定する（例えばｋ＝１０）。このように各被験者に対して異なる判定条件で検査を行う。
低テロリスクの被験者は閾値設定が高いため、偽陽性率が低下し、不要な再検査や詳細検査を受ける確率が低下するため、検査スループットが向上する。高テロリスクの被験者に対しては真陽性率が高い条件で検査することで、高セキュリティレベルでの検査が可能となる。低テロリスクの被験者数の方が高テロリスクの被験者数よりも十分に多いため、システム全体としてセキュリティレベルを低下させずに高スループット化できる。本実施形態によると、高スループットと高セキュリティレベルを両立することができる。必ずしも全てのターゲット物質で同じ係数ｋを用いる必要はない。テロで用いられる可能性の高い物質に対しては小さい係数ｋを用い、テロで用いられる可能性が低い物質に対しては高い係数ｋを用いることができる。また、それは各被験者のテロリスクのレベルに応じて変更してよい。
テロリスク算出に利用する情報は監視カメラ情報とＩＤ認証情報のみに限定されるものではない。例えば、ミリ波イメージングのような危険物検出装置を用いてもよい。監視カメラ３はゲート型付着物検査装置１近傍に設置したものだけでなく、遠隔地に設置した監視カメラ３の画像情報を利用してもよい。付着物検査装置１とは別の機能によってテロリスクを算出できる装置であれば何を用いてもよい。図１では監視カメラ３の画像情報とＩＤ認証情報をサーバ４側で処理していたが、サーバ機能をカメラ自体やゲート型付着物検査装置自体に内蔵してもよい。ローカルな環境でシステムが閉じている方がネットワーク遅延の影響を受けなくなり、高速処理が可能な場合がある。
［第２実施形態］
第２実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
第２実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
サーバ４に格納されたデータベースには、検出対象となるターゲット物質が複数登録されている。イオン分析装置８が質量分析装置である場合は、ターゲット物質が観測されるｍ／ｚの値が登録されている。代表的なターゲット物質は、軍用爆薬（ＴＮＴ、ＰＥＴＮ、ＲＤＸ）、手製爆薬（ＴＡＴＰ、ＨＭＴＤ）、可燃性液体（ガソリン、灯油）、可燃物（硫黄）などである。ただし、これらに限定されるわけではない。軍用爆薬は破壊力も大きく、テロに利用された場合は被害が大きい。一方で簡単に合成できる物質ではなく、軍隊から流出しない限りは一般には手に入らない。一方、手製爆薬は日用品から簡単に合成できてしまうため、一般人でも手に入るためテロに用いられる可能性が高い。可燃性液体は一般人でも簡単に購入でき、かつ通常生活で利用するため、被験者の体やその所持品に付着している確率が高い。可燃物である硫黄は花火などにも利用されており、花火職人や花火大会後の人が被験者となった場合は、付着物として検出される可能性が高い。
どの物質をターゲットとするかによって装置の真陽性率と偽陽性率を変化させる。第２実施形態では、被験者のテロリスクのレベルによってターゲット物質を変更する。低テロリスクの被験者を検査する際はターゲット物質の数を減らし、高テロリスクの被験者を検査する際はターゲット物質の数を増やす。低テロリスクの被験者の場合は、例えば可燃性液体や可燃物をターゲットすることは不要となる。一方、手製爆薬はテロに使われる可能性が高いためターゲットから外さない。また、花火大会後の検査である場合やＩＤ認証情報から被験者が花火職人であると判断された場合は硫黄をターゲットから外すなどの変更を行う。また、被験者が低テロリスクの軍人であると判断された場合は軍用爆薬をターゲットから外すなどが考えられる。ターゲット物質の選定も第１実施形態と同様に図２に示すアルゴリズムに従って実施される。
［第３実施形態］
第３実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
第３実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
図５で示すような装置を用いた場合、ガス噴射から検出までの時間は物質によって異なる。これは物質によって蒸気圧が異なり、回収した付着物が加熱部で気化するまでの時間に差が出るからである。ガス噴射後１秒以内で検出できる物質もあれば、３秒程度必要な物質も存在する。例えばＴＮＴやＴＡＴＰといった蒸気圧が高い物質は即座に検出でき、ＲＤＸのような蒸気圧が低い物質は検出まで時間がかかる。ガス噴射後の何秒までを判定に利用するかを変更すると検出できる物質数が変化する。
第３実施形態は、被験者２のテロリスクのレベルによってガス噴射後の判定時間の長短を変更する。図８は、判定条件の変更例を示す図である。図８にはイオンクロマトグラムの例を示す。低テロリスクの被験者を検査する際は判定時間を短くし、検査スループットを向上させる。一方、高テロリスクの被験者では判定時間を長くする。２０１７年現在、最もテロで用いられる可能性が高いのは手製爆薬ＴＡＴＰである。上述したようにＴＡＴＰは蒸気圧が高いため判定時間が短くとも検出可能である。したがって、低テロリスクの被験者に対しても付着物がＴＡＴＰであるかどうかの検査は可能である。
［第４実施形態］
第４実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
第４実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
図７や図８のようなイオンクロマトグラムはターゲット物質のｍ／ｚに対してあるウィンドウ幅を定義して計算される。例えばＴＮＴは負イオンとしてマススペクトル上でｍ／ｚ＝２２６．２に検出されるはずであるが、質量分析装置の分解能の問題からある程度のｍ／ｚ幅をもって検出される。そこでイオンクロマトグラムを描く際は、例えばターゲット物質のｍ／ｚ値±０．５程度のウィンドウ幅で計算する。
図９は、判定条件の変更例を示す図であり、代表的なマススペクトルを示している。ウィンドウ幅が狭い場合はＴＮＴを示すｍ／ｚ＝２２６．２のピークからイオンクロマトグラフを描けるが、ウィンドウ幅を広げると隣のピークもデータに影響することになる。装置の状態変化や周囲環境の変化などによってＴＮＴを示すピークが常にｍ／ｚ＝２２６．２に出るわけではなく、対象のデータのふらつきが発生する。ウィンドウ幅を大きくするとデータのふらつきの影響を無視できるようになり真陽性率が向上するが、隣のピークの影響によって偽陽性率が高まる。ただし、ノイズが多い環境でウィンドウ幅を大きくしすぎると、式（２）におけるバックグラウンド値が上昇するため、真陽性率が低下する。
第４実施形態では、真陽性率と偽陽性率に影響するイオンクロマトグラム算出のためのｍ／ｚウィンドウ幅を被験者のテロリスクのレベルに応じて変化させる。低テロリスクの被験者にはｍ／ｚウィンドウ幅を小さくする（例えば±０．５）。一方で、高テロリスクの被験者にはｍ／ｚウィンドウ幅を大きくする（例えば±１．５）。
［第５実施形態］
第５実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
第５実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
上記したように、付着物検査装置１はデータベースに検出対象となるターゲット物質が複数登録されている。イオン分析装置８が質量分析装置である場合は、ターゲット物質が観測されるｍ／ｚの値が登録されている。図１０に示すマススペクトルの例のようにターゲット物質は必ずしも１つのｍ／ｚにピークとして検出されるわけではない。フラグメントイオンや他の物質との付加体イオンも検出される場合、マススペクトルに複数のピークが表れる。ＴＮＴであれば、電荷が１つ取られたマイナスイオンの親イオンだけでなくフラグメントイオンが検出される場合がある。ＲＤＸでは塩化物イオン付加体、乳酸付加体、ＮＯｘ付加体イオンが親イオン以外に検出される場合がある。
一つのターゲット物質に対して複数ピークを検出対象として、全てのピークが検出された場合のみを陽性と判定するようにすると（ＡＮＤ判定）、偽陽性率が低下する。ＡＮＤ判定とした場合は、感度が最も低いピークが真陽性率を律速することになり、最も感度が高いピークのみを検出対象とした場合に比べて真陽性率が低下する。一方で、複数の検出対象ピークのいずれか一つでも検出された場合は陽性と判定するようにすると（ＯＲ判定）、真陽性率と偽陽性率が共に上昇する。
第５実施形態では、被験者２のテロリスクのレベルに応じて検出ターゲット物質の検出対象ｍ／ｚ数の変更及びＡＮＤ判定とＯＲ判定の変更を行う。低テロリスクの被験者に対しては複数ピークに対するＡＮＤ判定を行うことで真陽性率と偽陽性率が低い条件で検査する。高テロリスクの被験者に対してはＯＲ判定を行うことで真陽性率と偽陽性率が高い条件で検査する。ＡＮＤ判定とＯＲ判定のどちらを行うかはターゲット物質によって変更してもよい。非常に高テロリスクの被験者に対しては全てのターゲット物質をＯＲ判定するが、それほど高テロリスクではない場合は、テロで利用される確率が高いＴＡＴＰのみをＯＲ判定するといった条件設定を行ってもよい。
［第６実施形態］
第６実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
第６実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
イオン分析装置８として質量分析装置を用いた場合、真陽性率を上昇させ、偽陽性率を低下させる方法として、タンデム質量分析法がある。タンデム質量分析法では図１１に示すように、マススペクトルで検出される親イオンを衝突誘起解離によって分解し、フラグメントイオンを生じさせる。一般に、タンデム質量分析法を行うとＳ／Ｎ比が向上するため、真陽性率が上昇する。また、同じｍ／ｚを持つ物質が存在していても、フラグメントイオンのｍ／ｚが異なれば、分離することが可能となり偽陽性率が低下する。ただし、検査時間は長くなる。
第６実施形態では、被験者２のテロリスクのレベルに応じてタンデム質量分析の実施の有無を変更する。低テロリスクの被験者に対してはタンデム質量分析を実施せず、短い検査時間で終了する。一方、高テロリスクの被験者に対してはタンデム質量分析を実施し、検査時間は長くなるものの、高真陽性率の条件で検査を行う。タンデム質量分析は必ずしも全てのターゲット物質に対して行う必要は無い。タンデム質量分析を行わない場合に、Ｓ／Ｎが悪い物質やマススペクトル上に単一ピークしか現れず偽陽性率が高いような物質を優先的にタンデム質量分析のターゲットとする。
［第７実施形態］
第７実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
第７実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
図５に示す装置では、ＩＤ認証時にガスを噴射することで付着物を剥離回収する。第７実施形態は、ガス噴射回数とガス噴射時間の少なくとも１つを被験者のテロリスクのレベルに応じて変更する。ガス噴射回数やガス噴射時間を増やすほど剥離効率は向上し、真陽性率は上昇するが、検査時間が長くなる。低テロリスクの被験者に対しては、例えばガス噴射１回１００ｍｓと、ガス噴射回数を少なくし、噴射時間も短くすることで、短い検査時間で終了させる。一方、高テロリスクの被験者に対しては、例えばガス噴射３回３００ｍｓずつと、ガス噴射回数を増やし、噴射時間も長くすることで、高真陽性率の条件で検査を行う。本実施形態では、これまでの実施形態と異なり、センサからの出力データの解析法ではなく、付着物の回収方法を変更している。
［第８実施形態］
第８実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
第８実施形態における代表的なシステム構成は第１実施形態と同様であり、図１に示す通りである。監視カメラ情報やＩＤ認証情報を利用して各被験者のテロリスクを算出し、付着物検査装置１の検査条件及び／又は判定条件を変更する点も同様である。
本実施形態では、イオン分析装置８としてイオンモビリティ分析装置を用いた。特に、ドリフトチューブ型イオンモビリティ分析装置が代表例である。質量分析装置に比べてイオンモビリティ分析装置は精度が低いが、安価である点が利点である。図１２は、イオンモビリティ分析装置で得られるスペクトルと、ＴＮＴシグナルの時間変化を示す図である。第１実施形態の式（２）は本実施形態でも適用可能である。また、第２実施形態ではイオン分析装置８として質量分析装置を想定し、データベースとしてターゲット物質のｍ／ｚ値が登録されていたが、イオンモビリティ分析装置を用いる場合には、ターゲット物質のドリフトタイム（ｍｓ）が登録されている。第３実施形態に示したガス噴射後の判定時間の変更は第８実施形態にも適用可能である。第４実施形態に示したウィンドウ幅の変更はドリフトタイムに適用可能である。第５実施形態に示した判定するピーク数の変更も本実施形態に適用可能である。第７実施形態に示したガス噴射条件の変更も本実施形態に適用可能である。
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１ 付着物検査装置
２ 被験者
３ 監視カメラ
４ サーバ
８ イオン分析装置
９ 噴射ノズル
１０ ガス
１１ 検査対象物
１２ 吸引ファン
１３ サイクロン
１４ 付着物
１５ フィルタ
２ 被験者
３ 監視カメラ
４ サーバ
８ イオン分析装置
９ 噴射ノズル
１０ ガス
１１ 検査対象物
１２ 吸引ファン
１３ サイクロン
１４ 付着物
１５ フィルタ
Claims (15)
- 被験者の個人情報を取得する工程と、
取得した個人情報をもとに、個人情報とテロリスクとの関係性を格納したデータベースを参照して、当該被験者のテロリスクを算出する工程と、
検査装置により、被験者や被験者の所持する検査対象物に付着した付着物やその蒸気を回収し、回収した物質をイオン化して分析し、分析した結果をデータベースと照合して前記付着物が危険物であるか否かを検査する工程と、を有し、
算出されたテロリスクのレベルに応じて検査の真陽性率が変化するように前記検査装置の検査条件及び／又は判定条件を被験者ごとに変更する、付着物検査方法。 - 前記真陽性率の変化と同時に、検査時間と偽陽性率の少なくとも１つも変化するように前記検査装置の検査条件及び／又は判定条件を変更する、請求項１に記載の付着物検査方法。
- 算出されたテロリスクの低い被験者の場合には前記真陽性率が下がるように、算出されたテロリスクの高い被験者の場合には前記真陽性率が上がるように前記検査装置の検査条件及び／又は判定条件を変更する、請求項１に記載の付着物検査方法。
- 算出されたテロリスクの低い被験者の場合には検査時間が短くなるように、算出されたテロリスクの高い被験者の場合には検査時間が長くなるように前記検査装置の検査条件及び／又は判定条件を変更する、請求項１に記載の付着物検査方法。
- 前記検査装置は、被験者や前記検査対象物にガスを噴射して付着物を剥離し、剥離した付着物を濃縮し、加熱部によって付着物を気化させた後にイオン化して分析する装置である、請求項１に記載の付着物検査方法。
- 前記分析では検出対象となるターゲット物質のイオン量を示すシグナルの時間変化をモニタして解析し、前記時間変化の解析方法を変更することで前記真陽性率を変化させる、請求項１に記載の付着物検査方法。
- 判定開始前のバックグラウンドシグナルに対し、バックグラウンドシグナルの標準偏差に係数を掛けた値を足した値を判定閾値として定義し、前記係数を変更することで前記真陽性率を変化させる、請求項６に記載の付着物検査方法。
- 検出対象とする物質の数を増減させることで前記真陽性率を変化させる、請求項１に記載の付着物検査方法。
- ガス噴射後の判定時間の長短を変更することで前記真陽性率を変化させる、請求項５に記載の付着物検査方法。
- マススペクトルからイオンクロマトグラムを算出する際のｍ／ｚウィンドウ幅を変更することで前記真陽性率を変化させる、請求項１に記載の付着物検査方法。
- マススペクトルで観測される検出ターゲット物質の複数ピークにおいて、判定に利用するピーク数を変更することで前記真陽性率を変化させる、請求項１に記載の付着物検査方法。
- 衝突誘起解離を実施するか否かを変更することで前記真陽性率を変化させる、請求項１に記載の付着物検査方法。
- ガス噴射回数とガス噴射時間の少なくとも１つを変更することで前記真陽性率を変化させる、請求項５に記載の付着物検査方法。
- 前記検査装置の近傍を通過する被験者の監視カメラ情報を解析して得られた異常行動の度合い、所持している荷物の大小、前記荷物の種類のうち少なくとも１つの情報を利用して当該被験者のテロリスクを算出する、請求項１に記載の付着物検査方法。
- 前記検査装置に付属したＩＤ認証機能によって取得した被験者のＩＤ情報でデータベースを参照して得られた過去犯罪歴、渡航歴、出身国、渡航元、渡航先、座席クラス、渡航回数、勤務先のうち少なくとも１つの情報を利用して当該被験者のテロリスクを算出する、請求項１に記載の付着物検査方法。
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