Record Details

TWO-PARAMETER IRT MODEL APPLICATION TO ASSESS PROBABILISTIC CHARACTERISTICS OF PROHIBITED ITEMS DETECTION BY AVIATION SECURITY SCREENERS

Civil Aviation High TECHNOLOGIES

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title TWO-PARAMETER IRT MODEL APPLICATION TO ASSESS PROBABILISTIC CHARACTERISTICS OF PROHIBITED ITEMS DETECTION BY AVIATION SECURITY SCREENERS
ПРИМЕНЕНИЕ ДВУХПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ IRT ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБНАРУЖЕНИЯ ЗАПРЕЩЕННЫХ ПРЕДМЕТОВ ОПЕРАТОРАМИ ДОСМОТРОВОЙ ТЕХНИКИ
 
Creator Alexander Volkov K.
Dmitry Aidarkin V.
Andrei Volkov K.
Александр Волков Константинович; Ульяновский институт гражданской авиации
Дмитрий Айдаркин Викторович; Ульяновский институт гражданской авиации
Андрей Волков Константинович; Ульяновский институт гражданской авиации
 
Subject вероятность обнаружения опасных предметов; оператор досмотровой техники; оценка профессиональной подготовленности; сложность рентгеновского изображения; probability of prohibited items detection; aviation security screeners; competency assessment; x-ray images complexity
 
Description The modern approaches to the aviation security screeners’ efficiency have been analyzedand, certain drawbacks have been considered. The main drawback is the complexity of ICAO recommendations implementation concerning taking into account of shadow x-ray image complexity factors during preparation and evaluation of prohibited items detection efficiency by aviation security screeners. Х-ray image based factors are the specific properties of the x-ray image that in- fluence the ability to detect prohibited items by aviation security screeners. The most important complexity factors are: geometric characteristics of a prohibited item; view difficulty of prohibited items; superposition of prohibited items byother objects in the bag; bag content complexity; the color similarity of prohibited and usual items in the luggage.The one-dimensional two-parameter IRT model and the related criterion of aviation security screeners’ qualification have been suggested. Within the suggested model the probabilistic detection characteristics of aviation security screeners are considered as functions of such parameters as the difference between level of qualification and level of x-ray images com- plexity, and also between the aviation security screeners’ responsibility and structure of their professional knowledge. On the basis of the given model it is possible to consider two characteristic functions: first of all, characteristic function of qualifica- tion level which describes multi-complexity level of x-ray image interpretation competency of the aviation security screener; secondly, characteristic function of the x-ray image complexity which describes the range of x-ray image interpretation com- petency of the aviation security screeners having various training levels to interpret the x-ray image of a certain level of com- plexity. The suggested complex criterion to assess the level of the aviation security screener qualification allows to evaluate his or her competency taking into account not only the average level qualification, but its possible variance. The important feature of implementing IRT models logistic functions is the necessity of preliminary selection of test images. Test x-ray im- ages have to be selected in the ascending order of their complexity taking into consideration the influence of various factors.The suggested model may be applied both in the field of improving of aviation security screeners’ training methods to provide screening procedures, and while solving problems of increasing the efficiency of the screening system functioning.
В статье проанализированы существующие подходы к оценке эффективности деятельности операторов до- смотровой техники и представлены их недостатки. Основным недостатком является сложность реализации реко- мендаций ИКАО относительно учета влияния факторов сложности теневого рентгеновского изображения при под- готовке и оценке эффективности обнаружения запрещенных предметов операторами. Под факторами сложности теневого рентгеновского изображения понимаются специфические свойства рентгеновского изображения, которые влияют на способность к обнаружению запрещенных предметов операторами досмотровой техники. В качестве наиболее важных факторов сложности выделяются следующие: геометрические характеристики запрещенного предмета, изменение ориентации запрещенного предмета, наложение на запрещенный предмет обычных предме- тов, сложность содержимого багажа или ручной клади, схожесть цветовой гаммы запрещенных и обычных пред- метов в багаже или ручной клади.Предложена одномерная двухпараметрическая модель IRT и соответствующий критерий подготовленно- сти операторов. В рамках предложенной модели вероятностные характеристики обнаружения оператора рассмат- риваются как функции от таких параметров, как разности уровня подготовки и уровня сложности изображений, а также меры ответственности и структурированности профессиональных знаний оператора. С помощью предло- женной модели можно рассматривать две характеристические функции: во-первых, характеристическую функцию уровня подготовленности, которая описывает способности оператора по интерпретации рентгеновских изображе- ний различной трудности; во-вторых, характеристическую функцию трудности рентгеновского изображения, ко- торая описывает возможности операторов с различным уровнем подготовки интерпретировать рентгеновское изображение определенного уровня сложности. Предложенный комплексный критерий оценки уровня подготов- ленности оператора позволяет оценить его профессиональную пригодность с учетом не только среднего уровня подготовленности, но и возможной его дисперсии. Важной особенностью применения логистических функций моделей IRT является необходимость предварительного отбора тестовых изображений. Тестовые изображения должны отбираться в порядке возрастания их трудности с учетом влияния различных факторов.Предложенная модель может найти применение как в области совершенствования методов подготовки операторов досмотровой техники, так и при решении задач повышения эффективности функционирования систем досмотра.
 
Publisher Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)
 
Date 2017-06-30
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1085
 
Source Civil Aviation High TECHNOLOGIES; Том 20, № 3 (2017); 100-109
Научный вестник МГТУ ГА; Том 20, № 3 (2017); 100-109
2542-0119
2079-0619
 
Language rus
 
Relation http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1085/960
Michel S., Mendes M., de Ruiter J.C., Ger Koomen C.M., Schwaninger A. Increasing x-ray image interpretation competency of cargo security screeners. International journal of industrial ergonomics, 2014, vol. 44, pp. 551-560
Ионов В.В., Курчавов В.В. Многопараметрическая оценка деятельности опе- раторов интроскопов / В.В. Ионов, В.В. Курчавов // Мир транспорта. 2014. № 2 (51). С. 194-201
Zhang N., Zhu J. A study of x-ray machine image local semantic features extraction model based on bag-of-words for airport security. International journal on smart sensing and intelligent sys- tems, 2015, vol. 38 (1), pp. 45-64
Biggs A.T., Cain M.S., Clark K., Darling E.F., Mitroff S.R. Assessing visual search per- formance differences between transportation security administration officers and nonprofessional visu- al searchers. Applied cognitive psychology, 2014, vol. 29 (1), pp. 142-148
Biggs A.T., Mitroff S.R. Improving the efficacy of security Screening tasks: a review of visual search challenges and ways to mitigate their adverse effects. Visual cognition, 2013, vol. 21 (3), pp. 330-352
Steiner-Koller S.M., Bolfing A., Schwaninger A. Assessment of x-ray image interpretation competency of aviation security screeners. IEEE International Carnahan Conference on Security Tech- nology Proceedings, 2009, vol. 43, pp. 303-308
Schwaninger A., Bolfing A., Halbherr T., Helman S., Belyavin A., Hay L. The impact of image based factors and training on threat detection performance in x-ray. International Conference on Research in Air Transportation Proceedings. 2008, vol. 3, pp. 317-324
Hofer F., Schwaninger A. Reliable and valid measures of threat detection performance in X-ray screening. IEEE International Carnahan Conference on Security Technology Proceedings. 2004, vol. 38, pp. 303-308
Halbherr T., Schwaninger A., Budgell G.R., Wales A. Airport security competency: A cross-sectional and longitudinal analysis. The international journal of aviation psychology, 2013, vol. 23 (2), pp. 113-129
Челышкова М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов: учеб- ное пособие. М.: Логос, 2002. 432 с
Нейман Ю.М. Введение в теорию моделирования и параметризации педагогических тестов / Ю.М. Нейман, В.А. Хлебников. М.: Прометей, 2000. 168 с
Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие для студ. вузов / В.Е. Гмурман. 6-е изд., стер. М.: Высшая школа, 1998. 478 с
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).