刘韬 于雷 陈琳琳 刘磊 刘佳斌 王钊 桂梅 任皓

Abstract The replacement of conventional manual inspections of customs by drone digital forensics will help the customs improve the overall efficiency of international trade supply chain through the application of drone technology at railway ports in northern China. Undertaking research on the effectiveness of drone digital forensics in boosting customs supervision operations carries fundamental verification significance for the innovative equipment used in customs supervision. By examining the work at the Suifenhe Railway Port where drone digital forensics replaces part of conventional manual inspections, the analysis of effectiveness test data reveals that: in coal inspection scenarios, the efficiency of drone operations improved by approximately 54.05%; in the case of log inspection scenarios, drone operations saw an efficiency increase of around 19.61%. Throughout the test process, drones essentially managed to handle certain inspection tasks at the northern railway port customs and provided a richer perspective for inspections and forensic materials; the enhancement of customs supervision capacity through drone digital forensics received quantifiable effectiveness verification. Moreover, drone digital forensics can mitigate the production safety risks of falls during the climbing process, elevating risk control capabilities in customs inspection safety at the China-Russia railway ports. Drone digital forensics provides a direction for technological and equipment innovation exploration to enhance safety production and improve the quality and efficiency of customs inspection operations at northern railway ports.

Keywords drone; digital forensics; customs supervision; effectiveness test; railway ports

无人机即无人驾驶飞行器（unmanned aerial vehicles，UAVs）是一种可自主操控或遥控操作的飞行机械设备^[1]。无人机在技术层面具有高度的自主性，大部分无人机均使用全球定位系统（GPS）进行导航，使用无线信息传输（WiFi）进行通信。随着人工智能、芯片技术、材料科技、锂电池技术与GPS技术的成熟和迭代更新，无人机在公共安全、测绘、电力、石油与天然气等行业的应用已经形成相对成熟的行业生态。无人机作为世界贸易组织（WTO）和世界海关组织（WCO）联合认定的海关行业颠覆性技术，在水尺计重、材积测算等方面的应用为智慧海关建设提供诸多具有实践价值的创新路径。

在智慧海关建设场景下，北方铁路口岸开展无人机数字取证对提升海关监管作业有效性以及海关监管装备创新具有基础性验证意义，有助于海关通过无人机技术应用提升国际贸易供应链的整体效率。

1 研究现状

国内外海关均积极探索无人机数字取证，提升海关口岸监管能力的应用生态与发展空间。美国海关通过配备红外和高分辨率成像设备推进无人机数字取证能力有效利用。阿联酋海关利用无人机追踪核、生物和化学物质流动，打击毒品走私犯罪。国内的无人机应用倾向于贸易行为的辅助监管方向。张博^[2]介绍了天津海关与石家庄海关等直属海关单位相继使用无人机进行水尺计重，通过改进工作方法克服传统水尺计重的难题。詹臻^[3]在研究中阐述了启东查私基地借助无人机监管走私成品油的应用案例。陈岚等^[4]在研究中阐述了汕头海关在汕头国际集装箱码头堆场应用无人机开展围网、堆场、卡口等重点场所巡查，通过无人机节约人力资源，提升无接触监管水平。

根据文献统计，在中国知网上以“无人机”为关键词的研究文献有49775篇，其中“海关监管”关键词的研究文献3篇，“无人机”与“海关”的交叉研究尚处于起步阶段。因此，验证无人机技术提升海关监管能力有效性，对海关领域无人机应用探索具有一定基础性研究价值和交叉实践意义。

2 铁路口岸查验工作概述

海关人工查验是指为确定进出口货物收（发）货人向海关申报的内容是否与进出口货物的真实情况相符，或者为确定商品的归类、价格、原产地等，通过海关查验人员根据查验指令依法对进出口货物进行实际核查的执法行为。人工查验可根据查验作业需要，使用相应的查验工具和设备对货物及承装货物的集装箱等容器的外形查验、开箱查验以及对运输工具的外观查验、登临检查等。其中，外形查验主要适用于外部特征直观，或通过查看货物及盛装货物的集装箱等容器，或承载货物的运输工具外部形态及唆头等，能够目视判断其基本属性和状态，或不宜开拆货物外包装的情形，包括矿石、煤炭、粮食、木材、石料等散装、裸装货物及大型机械设备。

北方铁路口岸作为“一带一路”的重要节点口岸，也是大宗资源性商品的重要入境通道，进口货物主要为木材类、煤炭类、矿产品类、粮食类、造纸原料类等，这类货物的人工查验可以通过外形查验的方式进行监管。在实际外形查验作业中，各铁路口岸根据换装场等实地建设情况有各自查验的独特情况。经整理，煤炭等矿产品通过爬车登临的方式对布控货物进行外形查验，木材等货物通过车下观察或换装后在地面进行外形查验。

北方铁路口岸海关人工查验可能存在的问题主要集中在两方面：其一，爬车查验方式存在安全生产隐患。北方铁路口岸在严寒天气或极端天气下，通过传统爬车登临的方式进行人工查验，以确保查验指令的有效执行，容易产生安全生产隐患；其二，换装场地布局不合理，增加查验成本。北方铁路口岸的换装场规划建设不同，有按照宽准轨距离设置的换装场，也有按照换装货物的种类不同设置的换装场，缺少集中查验作业平台或集中作业区域，查验场地分散、距离较远，增加铁路查验成本，不利于提升铁路查验效率。

3 无人机数字取证应用需求与技术创新

3.1 需求分析

通过无人机数字取证替代人工查验与人工巡检，提升监管效率、监管机动性与生产安全保障成为海关监管对无人机数字取证的主要需求。通过无人机等智能装备开展铁矿石等大宗资源性商品监管数据采集与监控，达到顺势监管精准监管目的符合智慧海关建设中智慧商检关于大宗资源性商品监管的建设思路，以北方铁路口岸为例，监管场所内的货物种类主要集中在矿产与矿物制品、粮食、原木与木材等^[5]，货物在换装场或查验作业平台进行监管查验。结合北方铁路口岸海关人工查验在严寒天气与分散场地的作业局限性，利用无人机的俯视直拍，可以获得传统方式无法到达的宽视野图像数据，作为辅助人工查验的录证资料。同时，运用无人机代替人工攀爬车辆提供俯视角度的大宗散货等货物的外形查验与运输工具外观查验，提升查验效率，降低查验关员攀爬车辆的生产安全风险。

3.2 技术优势

1）机动性高，快速稳定。在中俄铁路口岸应用的无人机为多旋翼无人机，多旋翼无人机对起飞场地的要求较低，无需跑道，具有良好的机动性^[6]。以大疆（悟INSPIRE2型号）无人机为例，升降速度可达5 m/s，飞行速度可达108 km/h，垂直悬停精度可达±0.5 m，水平悬停精度可达±1.5 m。在飞行速度、悬停稳定性上，无人机都具有更好的机动性和快速性。

2）全域视角数字化取证。无人机的活动范围在空域，对拍摄物的取证拥有不同高度的拍摄视角、不同距离的拍摄范围，无人机取证的视角与范围更加丰富、全面、多样。在数字化取证的形式上也可以稳定进行定点定角度、定点多角度、多点固定角度拍摄照片或视频，也可以动态进行全视野、环绕式拍摄视频。同样以大疆（悟INSPIRE2型号）无人机为例，云台角度控制精度±0.01°，三维控制转速90°/s，默认搭载的X5S相机可以实现2080万像素20张连拍，录制4.44 Gbps码流录制6 K影像。相较于传统取证只能在货物堆放所在平面上平移切换取证视角，无人机数字化取证具有更丰富的取证素材、更强的取证能力与更高的取证质量。

3）查验安全性高。北方铁路口岸冬季户外执法作业环境恶劣，冬季雨雪低温气候对查验关员攀爬车体查验形成生产安全风险。无人机数字取证可以代替人力攀爬车辆的工作内容，实现关员远程操作，无人机在运输工具与货物周围进行全方位高质量核查，在保证货物外形查验、集装箱外形查验与运输工具查验的质量前提下，提升查验效率，规避北方铁路口岸查验关员在查验过程中的安全风险。

4 无人机数字取证的有效性测试

无人机数字取证提升中俄铁路口岸海关监管能力的有效性需客观验证。测试环境下，在绥芬河铁路口岸通过对比无人机与传统人工作业方式的数据，以验证无人机数字取证提升铁路口岸海关监管能力的效果。

4.1 测试无人机作业参数

综合考虑测试的安全性、可操作性和性能参数，选用大疆（悟INSPIRE2型号）无人机为测试用机。在视野可达范围通过DJI GO4软件进行无人机遥控操作，无人机升降速度可达5 m/s，飞行速度最快可达到108 km/h，但速度过快的情况下数字取证的现场核查效果降低，经反复测试，俯视2 m/s，左右两侧斜视2 m/s的速度，使用默认搭载的X5S相机能够清晰记录货物与运输工具的外观情况。充满电的情况下，飞行20 min提示返航，因此测试准备两组电池。

4.2 测试环境

测试选取绥芬河海关铁路口岸查验场地作为测试场地，测试天气阴转多云，19～27℃，西风3～4级。测试场地为可容纳20节车厢的室外煤炭与木材换装场地，该场地全长2 km，配备4条换装线，火车货运车厢长度12 m，间隙为1.2 m，20节车厢长度为263 m 。查验作业流程依据《中华人民共和国海关进出口货物查验操作规程》的相关要求规范进行。

4.3 无人机航线设计

为尽可能缩短无人机数字取证时间，无人机数字取证的航线应在保证查验监管要素全覆盖的前提下，航线路径无重叠。在无人机数字取证航线示意图中（图1），在列车货厢的箱号位置（①、②号位置）、货物上端（③号位置）、车厢间连接处（④号位置）悬停进行数字取证。为此，无人机数字取证采取单程覆盖货物左右两侧与俯瞰视角获取图像。在无人机数字取证俯视角度航线示意图中（图2），无人机沿①-②-③-④-⑤路线进行飞行取证。

图1 无人机数字取证航线示意图

Fig.1 Schematic of drone digital forensics flight route

图2 无人机数字取证俯视角度航线示意图

Fig.2 Top-down view schematic of drone digital forensics flight route

4.4 录证资料管理

依循海关人工查验作业关于查验录证的要求，对无人机数字取证产生的电子数据进行管理。无人机数字取证生成的电子数据包括照片录证资料与视频录证资料。录证资料要清晰、客观地反映数字取证过程，无人机数字取证在铁路口岸货物外形查验的录证资料应包括车号、运输工具、货物全貌等信息。通过录证资料自动添加水印标识的方式反映查验作业完成情况与查验指令的关联性，并逐票存档备查，照片录证资料的留存时限与相应的报关单存档时间一致，视频录证资料留存时限不少于3个月。为保证录证资料管理上增加数字取证数据与查验作业的关联性与执法行为的可溯性，在无人机数字取证的录证资料中增加水印标识，其中包含报关单号、操作人员信息、地理位置信息、时间等信息。

4.5 海关信息系统相关性分析

无人机数字取证需要信息系统支撑应用，其功能与海关查验管理子系统具有紧密的相关性。无人机数字取证在海关查验作业中的业务交互示意图如图4所示。风险作业子系统分析H2018中的报关数据，对有风险的货物布控，查验管理子系统将查验指令通过新一代查验管理系统下发给查验移动单兵，查验关员用查验移动单兵进行无人机数字取证操作。为保证无人机数字取证产生的录证资料具有客观性，录证资料通过查验移动单兵、海关新一代查验管理、查验异常结果处置、风险作业子系统、H2018等信息系统间的数据接口进行数据直传，规避电子数据在系统间流转的非必要出口。无人机数字取证的信息化系统有助于智慧商检、货物监管等智慧海关应用场景的实现。

4.6 测试流程与内容

将煤炭及原木进境货物重车查验作为测试场景，开展人工查验与无人机查验的对比测试。测试流程如图3所示。

图3 无人机数字取证与海关信息系统交互示意图

Fig.3 Illustration of the interaction between drone digital forensics and customs information systems

人工查验测试部分，由两位查验关员对进入换装线的20节敞车煤炭货厢及20节平车原木货厢进行货物外观查验，在巡查过程中进行运输工具夹藏查验。双人查验关员负责攀爬车厢并记录查验内容，记录员负责作业时间记录与统计。由于原木使用平车运输进境，不具备安全的攀爬条件，通常采用车下外观查验的方式进行，所以需测试数据中原木货物的攀爬时间空值。

无人机数字取证查验测试部分，由一位关员进行查验作业规范性指导，一位无人机飞行员进行测试，对进入换装线的20节敞车煤炭货厢及20节平车原木货厢进行货物外观查验，在巡查过程中进行运输工具夹藏的查验，无人机飞行速度控制在2 m/s，飞行高度为10 m（距换装场地面高度），无人机查验需以车厢为管理单位记录车号及与查验相关的数字证据，记录员负责作业时间记录与统计。

图4 无人机数字取证流程图

Fig.4 Flowchart of drone digital forensics process

4.7 测试结果及有效性

通过测算，获得人工查验与无人机数字取证查验用时的平均值，比较分析结果见表1、表2。测试数据显示，在绥芬河铁路口岸煤炭与原木查验场地，无人机数字取证查验作业时间普遍少于人工查验作业时间，且能够规避人员攀爬货厢查验中的坠落风险。

一方面，无人机数字取证查验方式能有效提高海关查验安全风险管控能力。在查验场景下，测试过程中无人机取代传统人力攀爬车厢^[7]，直接获取货物与运输工具的左右两侧与上侧的实际情况，完成车厢号与货物状况的数字化取证，同时能够规避北方寒冷气候下攀爬过程中发生的安全生产风险，有效提升北方铁路口岸海关查验安全生产的风险管控能力，安全生产的风险管控能力提升在北方铁路长期所处的高寒天气下效果更加明显。

另一方面，无人机数字取证查验方式能有效提高铁路口岸海关查验作业效率。在煤炭查验场景下，无人机作业效率提升约54.05%，且提供了更为丰富的查验视角与取证素材；在原木查验场景下，无人机作业提升效率约19.61%，提供俯瞰视角查验与取证，见表3。这为铁路口岸海关查验作业提供了科技装备创新方向。

5 无人机数字取证海关应用建议

根据测试无人机过程中的实际情况与现场反馈，无人机在海关的行业应用在合法性、合规性、合理性上仍存在问题，将会影响无人机在北方铁路口岸的海关行业应用效果。建议从法规制度、执法流程、技术资源三个方面保障无人机的应用。

第一，解决合法性问题，需健全海关应用无人机的法规制度与行业标准。《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》中第十八条、二十二条、三十一条、五十九条均对海关使用无人机作出明确规定。在国家对无人机监管逐步完善的趋势下，为保证海关运用无人机技术提升监管效能的合法性，建议海关结合各地区空域管理部门对无人机飞行申请与空域申请的相关规定，健全无人机在口岸空域申请与执飞的法规制度。

第二，解决合规性问题，需明确执法流程中数字取证的证据能力与证明力。使用无人机技术进行数字取证应结合人工查验作业规范中查验录证的要求，关注无人机数字取证的合法性、关联性和客观性，保证无人机数字取证产生的录证资料的证明力与证据能力。

第三，解决合理性问题，需优化中俄铁路口岸技术资源的配置水平。在《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》中规定飞行无人机的操作人员应具备相关资质，在北方铁路口岸，无人飞行器驾驶员、无人机维护的技术人员和无人机及养护设施等技术资源方面尚存在欠缺。在中央政府采购网中已有应急管理、教育培训等领域的无人机技术服务采购的案例，通过服务采购的方式优化中俄铁路口岸无人机相关技术资源配置水平具备一定的可行性。

6 结语

无人机在海关监管领域具有丰富的应用场景与实践价值。在北方铁路口岸尝试无人机数字取证辅助海关监管，能够有效提升海关监管服务效能。本研究以口岸现场开展无人机数字取证的有效性测试为主体，验证无人机数字取证基本能够代替传统人工查验完成铁路口岸大宗商品的查验作业。根据有效性测试数据分析：在煤炭与原木查验场景下，无人机查验效率分别提升54.05%和19.61%。此外，还能提供比传统查验作业方式更为丰富的录证素材，由此无人机数字取证提升海关监管能力得到量化的有效性验证。在北方铁路口岸查验作业中，无人机数字取证可以规避攀爬过程中发生的安全生产风险，有效提升北方铁路口岸海关查验安全生产的风险管控能力。

目前，海关行业应用无人机数字取证在行业标准、法规制度与数字取证证明力等方面仍需明确规范，但无人机数字取证为北方铁路口岸安全生产与海关查验作业提质增效提供了监管技术与科技装备创新的探索方向。

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表1 人工查验方式测试数据

Table 1 Test data from manual inspection method

表2 无人机数字取证查验方式测试数据

Table 2 Test data of drone digital forensic inspection method

表3 无人机数字取证查验对传统人工查验效果提升情况

Table 3 Improvement comparison between drone digital forensics inspection and conventional manual inspection