交通運輸新興技術案例手冊/移民處理

簡介

平均每天有 2,900,000 名乘客進出美國機場。 。如今，航空業是美國最大的行業之一，每年有超過 1000 萬架定期客運航班。 。紐瓦克大都會機場建於 1928 年，成為美國第一個在 1925 年《航空郵政法案》將航空旅行商業化後為人們提供服務的商業機場。隨著 20 世紀 60 年代航空業的激增，華盛頓特區的杜勒斯等大型機場應運而生，以滿足不斷增長的行業需求。隨著航空業的不斷發展，對提高安全性和簡化機場服務的迫切需要促使機場開始尋求生物識別等技術來解決問題。

生物識別技術不能被認為是一種新的技術形式。1892 年，弗朗西斯·高爾頓爵士開發了一種指紋分類系統，該系統被認為是生物識別技術的基礎。 。自 20 世紀以來，生物識別技術已用於多種目的，包括移民處理和執法。隨著 911 恐怖襲擊事件的發生，機場安全成為所有機場的首要任務。為了應對這些安全挑戰，美國運輸安全管理局 (TSA) 將生物識別技術視為機場安全的下一步。

改善機場服務一直是所有機場面臨的挑戰。為了改善服務，機場開始自動化行李提取和登機流程，以及機場運營，如衛生。自動化服務使機場能夠簡化其服務，從而提高其整體服務質量。 

儘管生物識別技術和麵部識別技術為機場提供了巨大的好處，但隱私問題仍然是技術發展的一大障礙。在這些挑戰中，最大的挑戰之一是大規模實施該技術，該技術仍處於測試階段。

本案例手冊由 Jimmy Luong 和 Valentina Farias 於 2022 年 11 月建立，作為喬治梅森大學沙爾政策與政府學院 Jonathan Gifford 博士的 CEIE 690/POGO 750 新興技術、交通和公共政策課程的一部分。

安全

美國生物識別技術的使用

休斯敦國際機場的生物識別面部識別技術

據國際生物識別身份協會 (IBIA) 稱，生物識別技術被定義為“一種基於生理或行為特徵自動驗證或識別活體個體身份的方法”。 。透過機場安檢時，每個人都必須出示身份證明。目前，大多數人使用某種形式的實體身份證，如駕駛執照或護照。另一方面，生物識別技術使用數字身份證。根據 TSA 的說法，數字身份證託管在數字平臺上（通常是使用者的移動裝置），由發行機構擁有和管理”。 。數字身份證的示例包括駕駛執照或護照的數字副本。為了驗證數字身份證，TSA 使用帶有攝像頭和 1:1 面部驗證技術的憑證認證技術 (CAT) (CAT-2)。 。CAT-2 具有兩個功能：第一個是驗證數字身份證的真實性，第二個是透過使用面部驗證技術將旅行者的面部與資料庫中先前捕獲的面部影像進行匹配來識別冒名頂替者和非法移民。 。這項技術仍在美國部分機場進行測試，包括底特律 (DTW) 和亞特蘭大 (ATL) 機場。總體而言，該技術的受歡迎程度在日本等其他國家以及國際航空運輸協會 (IATA) 或星空聯盟等組織中有所上升，它們都有自己的生物識別技術計劃。

 

使用生物識別技術 - 分步流程  

步驟 1：一個指示牌會引導乘客前往安檢點以提供數字身份證驗證。另一個指示牌將引導他們前往另一個安檢點以驗證其實體身份證。 

步驟 2：旅行者在安檢點將移動裝置上的數字身份證出示給 TSA 工作人員，TSA 工作人員將使用 CAT-2 系統檢查提供的身份證。 

步驟 3：旅行者的移動裝置將要求旅行者向 TSA 出示其數字身份證。乘客同意後，數字身份證將提交給 CAT-2。 

步驟 4：CAT-2 會拍攝乘客的即時照片，以匹配數字身份證上的即時照片。 

步驟 5：CAT-2 驗證了乘客的身份後，系統將透過驗證發行機構的數字身份證來檢查其他資訊，例如航班狀態、身份證認證和行程資訊。“

步驟 6：CAT-2 確認乘客身份後，TSA 工作人員將引導乘客進入安全流程的下一步。如果出現不匹配結果，TSA 工作人員將要求出示其他身份證件以驗證旅行者的身份。 

 

影響生物識別技術發展因素

生物識別技術的使用可以被認為是機場安全的下一步，因為它倡導從實體身份證過渡到數字身份證。生物識別技術最顯著的優勢是它允許乘客使用實體身份證或數字身份證。此外，隨著使用者友好性的提高，生物識別技術提供了一種更高效的身份驗證方法。這是由於資訊的可接受性和可收集性很高。IATA 表示，生物識別安全技術減少了檢查護照的人為錯誤。 。另一個好處是，該技術幫助 TSA 工作人員分析和檢查美國國土安全部的整個指紋資料庫，以檢查是否有人試圖使用偽造的身份證。 。

儘管生物識別技術帶來了諸多益處，但隱私問題仍然是美國大規模部署生物識別專案最主要的障礙。根據國際航空運輸協會 (IATA) 2019 年的一項調查，發現“73% 的乘客願意分享他們的生物識別資料以改善機場流程（高於 2019 年的 46%）。美國運輸安全管理局 (TSA) 目前正在開發一個名為“OTVC 文件管理系統 (DMS)” 或“閘道器”的資訊管理系統。關於誰可以訪問資訊、資訊將儲存在哪裡以及何時使用資訊，還有待解決。儘管公眾對此反應積極，但 IATA 還發現，“資料保護仍然是一個關鍵問題，56% 的乘客表示擔心資料洩露。乘客希望明確知道他們的資料將與誰共享（52%）以及如何使用/處理（51%）。”。技術問題仍然存在，因為技術可能隨時停止工作或發生故障。因此，乘客將需要透過另一個僅提供物理身份驗證服務的通道，直到系統恢復線上或被替換。

由於上述挑戰，TSA 已經將該專案的參與定為自願，並且仍在測試該技術。

運營

機場通常被認為是通往城市的“門戶”，近年來乘客數量不斷增加。即使在 COVID-19 大流行期間，許多國家暫時關閉了商業航空旅行，但旅行需求再次上升。哥倫比亞、墨西哥和奈及利亞等國家在 2022 年已達到大流行前客流量。國際機場理事會 (ACI) 還預測，全球航空旅行需求將在 2024 年達到 2019 年的水平。高出行需求常常使機場達到其容量極限，導致機場擁擠，安檢時間過長。 這會讓乘客感到沮喪和壓力，使整體體驗不愉快，有時甚至會讓乘客不願再次使用該機場。 

蘇黎世機場的自助值機機

乘客數量龐大意味著機場需要實施智慧門、智慧值機流程和生物識別技術等解決方案，以改善乘客體驗，加快安檢隊伍。這些數字化解決方案將提高機場的商業和技術效率，確保其保持競爭力，同時為乘客提供安全友好的環境。

自助服務技術 (SST)

機場提高效率的一種方法是透過自助服務技術 (SST)，該技術允許機場自動化航班和行李值機以及停車等流程。 SST 可以加快流程，減少值機櫃臺的排隊人數，因為一些乘客會在網上值機。允許客戶透過智慧手機訪問他們的航班資訊，也為航空公司提供了一種方便的與客戶溝通和互動的方式。乘客使用傳統方式值機需要兩分鐘，而一些自助值機系統將此過程縮短至 30 秒，速度是傳統值機方式的四倍。

臺灣桃園機場的自助行李託運

在機場整合技術有很多策略。慕尼黑機場採用了“移動即服務”計劃，允許乘客比較前往和離開機場的交通選擇，並檢視檢查站的即時等待時間。哥本哈根機場使用 SST 解決方案減少登機和行李領取期間的等待時間。新加坡樟宜機場已實現身份數字化，透過應用程式為客戶提供支援；並使用物聯網、人工智慧和機器學習在客戶旅程的不同階段與客戶互動。這使他們能夠擁有許多數字平臺，這些平臺可以透過一個身份訪問，從而使機場能夠收集資料，併為客戶提供高度個性化的體驗、資訊和優惠。 樟宜機場已獲得 654 多項大獎，其中包括英國商務旅行者評選的“世界最佳機場”35 次。 

Taufik 和 Hanfiah 在 2019 年的研究確定，乘客往往更重視 SST 的“感知有用性”而不是其“易用性”。這意味著，如果乘客認為這些技術有用或更快，他們就會使用這些技術，但機場管理部門應確保 SST 簡單易用。SST 在全球各地的機場變得越來越普遍，是機場邁向數字化成熟（即在管理和運營系統中全面整合智慧系統）的一步。

自動邊境控制 (ABC) / 電子門

自動邊境控制 (ABC)，通常稱為電子門，是完全自動化的系統，用於驗證旅行證件並核實旅客身份。生物識別技術的持續使用和旅客對 SST 的接受，導致 ABC 在機場的使用。 

蘇黎世國際機場的電子門

ABC 非常有用，因為安檢人員通常只有很少的時間來確定根據其移民政策，該乘客是否允許入境。 許多 ABC 使用令牌跟蹤旅客。當乘客第一次被定位時，將建立一個令牌。令牌將保持啟用狀態，直到乘客再次透過移民檢查站。令牌將依靠人臉識別來確定是否是同一個旅客。 ABC 還依賴於儲存乘客資訊和旅行歷史記錄以及機器可讀旅行證件的資料庫。這些證件包括具有射頻識別 (RFID) 晶片的生物識別護照和電子護照，儲存個人資料和不同的生物識別特徵，如指紋、人臉和虹膜影像。 這些系統可以方便地處理大量乘客，同時保持安全並滿足移民要求。 

ABC 結構包括電子護照閱讀器、生物識別閱讀器、允許乘客透過的電子門、顯示視覺指示的螢幕和幾個生物識別採集裝置。 ABC 主要有三種類型：單步系統、整合系統和隔離的雙步系統。單步過程是指旅客只需在電子門驗證身份，而無需在使用電子門之前進行登記。生物識別資訊的讀取和身份驗證同時進行。如果發生錯誤或資訊不匹配，旅客將需要向移民官員進行傳統的檢查。整合雙步系統將證件檢查和身份驗證分為兩個步驟，但在同一個物理空間內進行。隔離的雙步系統與整合雙步系統相同，但發生在兩個不同的位置。 

根據生物識別資料、之前的旅行歷史和行為，旅客將被分為不同的風險類別，即已知旅客、普通旅客和增強型旅客。每個類別都有不同的安全檢查級別。已知旅客將接受之前的背景調查，並在通過後，可以獲得快速通關通道。 這種信任旅客計劃只有在生物識別系統的高精度下才能實現。在美國，有不同的專案為“已知”旅客提供更快的通關便利。它們包括全球入境、Nexus、Sentri 和 TSA 預檢。透過允許“已知”旅客更快地透過，也釋放了資源來篩查其他風險更高的旅客。 增強型旅客將接受最多的檢查。

為了使數字化轉型取得成功，必須投資於人力資源教育和培訓。每個員工都應該瞭解數字化為何重要以及他們將從中獲得的好處。營造數字化文化也意味著員工將能夠預測需求和所需的技能。機場、航空公司和各級政府之間的高度合作也很重要。

挑戰

雖然 SST 和 ABC 對於加快機場流程是必要的，但仍然有一些挑戰需要解決。對新技術的接受程度因年齡段而異，年輕一代更容易接受技術變革，並且更容易適應。Taufik 和 Hanfiah 認為，除了新技術外，機場還應該保留傳統的登機櫃臺，以便那些更喜歡人際互動或不想學習如何使用自助櫃檯的人。  

與許多其他技術裝置一樣，SST 和 ABC 也可能出現故障或停止執行。如果發生這種情況，則需要使用備用機器，或者在修復 SST 或 ABC 之前，可以使用之前的傳統流程。許多機場也處於數字化初期階段，因此尚未準備好成為“智慧”機場。數字化包括新的安全程式、培訓和新裝置。儘管如此，機場採用新技術以保持競爭力至關重要。  

有時，旅客會試圖使用“照片攻擊”欺騙自動化系統，他們會使用他人的照片而不是自己的臉來欺騙面部識別系統。類似地，印有照片的面具也被用於類似目的。化妝、服裝、假髮和整形手術的使用也使面部識別系統更難以識別旅客。

COVID-19 對機場運營的影響

歐盟數字新冠證書

2020 年和 2021 年，COVID-19 大流行導致航空交通量大幅下降，這給衛生和健康證書檢查帶來了挑戰，但也為進一步數字化流程、減少接觸點和提高機場安全提供了機會。

數字健康證書

為了阻止 COVID-19 的傳播，許多政府要求旅客出示疫苗接種證明或陰性 PCR 檢測結果，才能有資格進入該國。最初，許多疫苗接種證書是紙質檔案，這增加了機場的處理時間。國際航空運輸協會 (IATA) 釋出的資料顯示，在 COVID-19 疫情前的 30% 旅行需求水平下，處理時間已從 1.5 小時增加到 3 小時。以同樣的速度，如果旅行需求恢復到疫情前的 100% 交通量水平，處理時間將增加到 8 小時。

IATA 還建議將所需的健康證書透過數字證書整合到自動化系統中。這將減少處理時間和排隊時間。數字證書需要符合標準，以便在國際上得到認可，並與檢測機構和其他疫苗接種證書互操作。IATA 指出了數字健康證書的其他優勢，包括透過取消紙質檔案來減少接觸點，提高僅需管理一個數字身份的邊境管制當局的能力，以及避免使用偽造檔案。

菲尼克斯天港國際機場的標誌，告知旅客扶手已使用 UV-C 光消毒，並要求旅客保持 6 英尺的距離

數字化健康證書與之前透過 SST 讓乘客掌控旅程的舉措一致。數字健康證書使旅客能夠像往常一樣“準備就緒”到達機場，而不是迫使他們回到傳統的登機流程。

衛生

COVID-19 為機場提供了加強清潔程式併為旅客創造更安全環境的機會。許多機場都應對挑戰，並開發了不同的方法來消毒他們的空間。Kováčiková 等人確定了以下方法：  

• 多哈的卡達哈馬德國際機場投資了“智慧篩查頭盔”，由機場員工佩戴，以保護他們免受病毒侵害。此外，該機場還部署了紫外線消毒機器人，這些機器人發出 UV-C 光來消滅病毒。這些機器人被放置在旅客流量大的戰略區域。  
• 新加坡的樟宜國際機場也部署了配備 UVC LED 技術和消毒噴霧的自動清潔機器人。  
• 溫哥華國際機場在自助服務亭使用紫外線清潔燈和非接觸式螢幕保護器。  
• 休斯頓國際機場也使用自動機器人使用 UV 技術清潔和消毒表面，並使用 LIDAR 遙感技術來確定目標物體的距離。  
• 羅馬的菲烏米奇諾國際機場使用熱成像儀和配備紅外溫度感測器的智慧頭盔來測量旅客的體溫。

展望未來

ACI 的智慧安全

國際機場協會 (ACI)“代表世界各地機場的集體利益，以促進航空業的卓越”。他們透過與政府、專家和國際組織（如國際民航組織、國際航協和世界衛生組織）合作，在全球範圍內製定標準、政策、計劃和最佳實踐。ACI 目前代表著 185 個國家的 1950 個機場和 717 個成員。  

ACI 已經確定，到 2040 年，國際旅客流量將幾乎與國內旅客流量持平。國際旅客流量將從 2017 年的 41.4% 增長到 2049 年的 48.6%。 為了應對這些高旅行需求，ACI 開發了智慧安全，作為“乘客和行李安檢領域的安全創新領導者”，並設想檢查點為“步行通道”。  

ACI 認為機場設計是一個需要解決的問題。他們聲稱安全措施通常是事後諸葛亮，在設計過程中沒有考慮。他們還擔心目前的機場沒有能力為未來的旅客流量提供服務。ACI 預計 2040 年的旅客流量將達到 209 億。 

新加坡樟宜機場 4 號航站樓的自動值機和行李託運

為了解決這個問題，ACI 與機場、政府機構和航空公司合作，加強安保、提高運營效率，並改善旅客體驗。機場合作夥伴包括阿姆斯特丹機場、倫敦希思羅機場、新加坡樟宜機場和卡達哈馬德國際機場。政府機構合作伙伴包括英國交通部、美國運輸安全管理局、加拿大交通部、加拿大航空運輸安全域性和紐西蘭航空安全域性。這個全球合作伙伴關係還包括 KLM、漢莎航空、澳洲航空和墨西哥航空作為航空公司合作伙伴。

最終，智慧安保將透過人工智慧、自動威脅識別和全球資訊共享引入基於風險的安保理念。它還將推進佔地面積更小的安檢技術，並開發流程創新，使旅客在透過不同的安檢站時能夠擁有無縫的步行體驗。從旅客的角度來看，旅程將是無干擾的、步行速度的體驗。智慧安保計劃開創了研究，並提出了許多當今的現行做法，例如自動托盤返還系統和中央影像處理，允許在單獨的房間內審查 X 光影像。目前的研究集中在客艙行李爆炸物探測系統 (EDS-CB) 和計算機斷層掃描 (CT) 上。

機場 4.0

機場 4.0 的概念代表了機場的完全數字化和完全的數字成熟。具有基本 IT 解決方案的傳統機場被認為是機場 1.0。包括一些自動化、SST 和 Wi-Fi 的機場被歸類為機場 2.0。下一階段的機場，機場 3.0，是全自動的。最後，機場 4.0 是智慧機場，它們是完全數字化的，資料被捕獲並與關鍵利益相關者共享。機場 4.0 是更廣泛的數字生態系統的一部分。

與機場 4.0 相關的數字化轉型不僅自動化了流程，還透過智慧手機、雲計算、區塊鏈技術、大資料、物聯網和機器人技術吸引了旅客。這些允許使用地理定位、身份管理、流量管理和 RFID 進行快速解決方案和預防措施。 為了支援完全數字化，機場必須提供無處不在的、可靠的和安全的寬頻無線連線。

私營公司現在競標成為連線提供商 並透過智慧的基於應用程式的解決方案提供更好的運營和態勢感知。從自動向第一響應者車輛報告事件到使用數字孿生，機場 4.0 是航空的未來。  

機場 4.0 將需要許多利益相關者之間的合作。為了確保合作效率，機場將需要高度的連線性。維護強大的安全、可靠的網路，並將機場的服務和資料管理保持在機場，將需要高效能的 LTE 和 5G 網路。 諾基亞全球公共安全和航空實踐負責人理查德·範·維克表示，“連線不再可以被視為商品。它是對機場來說與跑道一樣重要的戰略資產”。 這一概念是機場 4.0 願景的核心。 

結論

新加坡樟宜機場內的以自然為主題的娛樂和零售綜合體“寶石”

在 9/11 事件後的世界，對提高機場安全的需要急劇增加。為了應對日益嚴峻的安全挑戰，美國的 TSA 轉向 CAT-2，它結合了生物識別技術和麵部識別技術，以驗證任何形式的數字 ID 的有效性並驗證旅客的身份。CAT-2 減少了人為錯誤，並提供了更有效的方式驗證 ID。資訊的使用、儲存和訪問等因素極大地減緩了生物識別技術在美國的大規模實施，導致它仍然處於測試階段。其他國家已透過使用 ABC/e-Gates 加強了安保流程。ABC 使用生物識別技術，允許邊境管制機構跟蹤旅客並驗證旅客身份。 

如今，大多數機場都採用了自助服務技術，允許旅客使用智慧手機辦理登機手續，或以數字方式提供航班資訊。雖然一些旅客仍然喜歡面對面的互動，但大多數旅客樂於使用 SST。2019 年冠狀病毒病大流行加速了技術的應用，透過數字化和自動化流程來避免病毒的傳播。

現代機場正在從飛機起降的地方轉變為零售和酒店樞紐。它們也代表著該地區的經濟發展，最現代化的機場，如新加坡的樟宜機場，本身已成為地標。隨著越來越多的機場採用新技術，並與旅客互動，使其旅程儘可能順利，那些沒有數字化和自動化的機場將變得競爭力不足。