機場自助安檢驗證系統(tǒng)方案探討

黃小兵

（中國民航局第二研究所）

機場自助安檢驗證系統(tǒng)方案探討

黃小兵

（中國民航局第二研究所）

為了保障機場安全運行，提高安檢驗證的準(zhǔn)確性、可靠性及效率，論文以某機場為案例，以自助安檢驗證系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)機場的發(fā)展需求、業(yè)務(wù)需求、旅客需求，對系統(tǒng)流程、系統(tǒng)方案、尾隨防范、人臉識別等關(guān)鍵問題進(jìn)行了重點分析，相比人工安檢，自助安檢驗證系統(tǒng)在安檢效率方面，準(zhǔn)確性方面、可靠性方面都有所提升。自助安檢驗證系統(tǒng)對當(dāng)今倡導(dǎo)的“金色機場”、“智慧機場”建設(shè)具有一定的借鑒意義。

機場；自助安檢驗證系統(tǒng)；人臉識別；尾隨防范

1 概述

隨著我國民航機場建設(shè)的步伐進(jìn)一步加快，信息技術(shù)交叉融合加速，旅客出行的便捷、快速、安全、舒適是衡量民航機場服務(wù)好壞的主要指標(biāo)[1]。為了能夠提高旅客出行的安全，安檢環(huán)節(jié)必不可少。傳統(tǒng)的安檢方式采用人工安檢，這種安檢方式在人流量少的情況下尚可維持，但是人流量較大的時（如國慶、春運等）就會導(dǎo)致安檢速度慢，安全可靠性得不到保證，嚴(yán)重影響了旅客出行的感受度。自助安檢驗證是近年來新推出的一種新型安檢方式，它是采用先進(jìn)的安檢設(shè)備，集測控技術(shù)、人工智能等高新技術(shù)為一體的新型“智慧安檢”方式，提高安檢驗證的準(zhǔn)確性，且降低了人工成本[2]。目前在城際高鐵站、城市地鐵站應(yīng)用非常廣泛。

但是，相對于城際高鐵站、城市地鐵站，民航機場自助安檢驗證的應(yīng)用相對較少，隨著自助安檢驗證技術(shù)的不斷趨于成熟以及國家大力倡導(dǎo) “智慧機場”的發(fā)展理念，機場自助安檢驗證將勢在必行。

2 機場的需求

2.1 發(fā)展需求

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，乘飛機出游旅客愈來愈普遍，促進(jìn)了民航機場的發(fā)展，所以機場的人流量越來越多，，以西安咸陽國際機場為例，據(jù)統(tǒng)計，2007年西安咸陽國際機場年旅客吞吐量僅為1137.26萬人次，到2016年旅客年吞吐量已經(jīng)接近3700萬人次，從2007年-2016年10年的年增長量平均為14.17%，增長速度非常之快，預(yù)計到2020年將將突破5500萬人次。圖1為近10年西安咸陽機場旅客吞吐量及其增長率統(tǒng)計。

圖1 近10年西安咸陽國際機場旅客吞吐量及其增長率統(tǒng)計

圖2 系統(tǒng)組成圖

傳統(tǒng)的人工安檢驗證已經(jīng)難以滿足當(dāng)前旅客流量的要求。自助安檢驗證系統(tǒng)集智能化技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、人臉識別技術(shù)等為一體新型系統(tǒng)，能夠讓旅客自行完成身份驗證，擁有快速、高效、安全、可靠等優(yōu)勢，促進(jìn)機場流暢運行，降低了機場運營成本，一定程度上緩解了機場旅客吞吐量快速增長與機場地面空間、設(shè)施設(shè)備有限性之間的矛盾，同時增加了旅客旅行體驗感。

2.2 旅客需求

旅客是機場主要的服務(wù)對象，旅客出行舒適度能夠真實的反映機場運營狀況。目前，大型機場旅客流量的不斷增加，旅客出行高峰時段容易呈現(xiàn)旅客值機、安檢驗證、登機驗證等環(huán)節(jié)排隊時間較長，為此嚴(yán)重影響了旅客的出行體驗。自助安檢驗證系統(tǒng)的設(shè)計能夠讓旅客快速通過人身安檢驗證，減少排隊時間，提高機場安檢通行速度，同時旅客能夠自行操作，也能夠提高旅客的真實體驗。

2.3 業(yè)務(wù)需求

目前，為了緩解旅客流量快速增長的壓力，各大機場都借助先進(jìn)的信息化技術(shù)手段打造智慧型機場。信息化技術(shù)讓機場各系統(tǒng)間能夠快速的實現(xiàn)信息共享，有效的解決信息“孤島”問題。自助安檢驗證系統(tǒng)通過近場感應(yīng)技術(shù)、生物識別等技術(shù)的融合解決安檢業(yè)務(wù)的運行效率問題。

3 自助安檢驗證系統(tǒng)方案設(shè)計

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)及功能

自助安檢驗證系統(tǒng)集成了計算機、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、生物特征識別、自動控制等技術(shù)，設(shè)備自動完成證件信息和生物特征的采集、計算機系統(tǒng)自動進(jìn)行旅客和證件信息的比對分析，實現(xiàn)旅客人身安檢工作的自動化。該系統(tǒng)是以雙門閘機設(shè)備為核心，其上集成身份證閱讀器、登機牌閱讀器、高清攝像頭、憑證打印機、高清顯示屏和揚聲器等組成，能夠?qū)崿F(xiàn)旅客身份證信息識別、登機牌信息讀取、旅客肖像特征的采集、旅客驗證時的狀態(tài)語音及視頻提示，同時該系統(tǒng)還與安檢信息系統(tǒng)后臺服務(wù)器連接，實現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)間信息交互。具體系統(tǒng)組成如圖2所示。

主要的業(yè)務(wù)功能：

1）互鎖聯(lián)動

除緊急情況外，當(dāng)?shù)谝坏篱l門處于開啟狀態(tài)，禁止第二道閘門開啟。

2）防尾隨

閘機機身自帶紅外傳感器，能夠檢測到間隔尾隨、貼身尾隨、兒童驗證、旅客行李、翻越閘機等非正常通行現(xiàn)象。

3）狀態(tài)提示

閘機需安裝有高清顯示屏、LED燈、揚聲器，從視覺、聽覺兩個方面醒目的提示旅客驗證狀況。

4）人臉識別

旅客以身份證作為通信憑證，閘機端證件閱讀器讀取身份證上基本信息及照片信息，閘機端的高清攝像機自動采集當(dāng)前受檢旅客肖像特征，并與身份證上的照片信息比對，以判斷旅客是否符合通行條件。

5）聯(lián)動控制

閘機設(shè)備自身隱秘處須設(shè)置按鈕控制閘機的開啟/關(guān)閉，既能夠通過現(xiàn)場遙控器控制，也能夠通過遠(yuǎn)程管理工作站控制

6）報警

需具備尾隨報警提示，黑名單旅客安檢報警提示，翻越閘機、反方向闖入報警提示 、緊急災(zāi)難報警提示等。

7）統(tǒng)計/查詢

能夠即席查詢，滿足快速了解業(yè)務(wù)情況、輔助決策的需求。實現(xiàn)自助安檢驗證系統(tǒng)業(yè)務(wù)統(tǒng)計，主要包括:

①根據(jù)年、季度、月份、天、時段對過檢人數(shù)的統(tǒng)計/查詢；

②根據(jù)證件信息、照片信息的過檢統(tǒng)計/查詢；

③系統(tǒng)前端設(shè)備、后臺設(shè)備執(zhí)行過程的狀態(tài)查詢。

3.2 系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)

雖然采用雙門閘機增加了旅客安檢驗證的時間，但是能夠提高安檢驗證的可靠性并降低尾隨事件的發(fā)生，雙門閘機在技術(shù)實現(xiàn)上要比單門閘機復(fù)雜。根據(jù)旅客所處安檢位置，可將整個安檢流程分三部分，如圖3所示。

圖3 雙門閘機

1)入口檢測區(qū)

該部分旅客主要完成排隊驗證、身份證驗證，閘機完成讀取身份證件信息，高清攝像頭抓拍旅客肖像特征，語音和視頻提示旅客驗證狀態(tài)，控制閘機第一道門開關(guān)。

圖4 控制流程圖

2)通道內(nèi)檢測區(qū)

在進(jìn)入閘機通道過程中，閘機通過其上的紅外傳感器檢測旅客通行狀況，是否存在尾隨、懷抱嬰兒、背抱、翻越等情況旅客，若檢測出存在類似情況，則發(fā)出報警提示以供現(xiàn)場工作人員處理。進(jìn)入通道內(nèi)第一道閘門關(guān)閉，此時高清攝像頭再一次采集旅客肖像特征，查看通道內(nèi)是否存在兩人以上現(xiàn)象，如多于1人則發(fā)出報警，待現(xiàn)場工作人員處理。同時自助安檢驗證系統(tǒng)后臺對旅客肖像特征與身份證照片信息比對，如比對成功則第二道閘門開啟，否則提示待現(xiàn)場工作人員處理。

3)出口檢測區(qū)

對比成功，工控機控制第二道閘門開啟，待旅客走出閘機通道，第二道閘門關(guān)閉同時打開第一道閘門提示下一位旅客過檢。

特殊旅客，由于采集護照信息相對比較繁瑣，持護照旅客、抱小孩旅客、殘障旅客需預(yù)留人工通道。

具體控制流程如圖4所示。

4 關(guān)鍵問題解決

4.1 尾隨防范

防尾隨是閘機系統(tǒng)技術(shù)的一個難點問題，目前，多數(shù)機場仍然采用的是人工安檢驗證，地鐵站、火車站采用閘機系統(tǒng)的自助過檢較為普遍。為了提高尾隨攔截成功率，可以從改進(jìn)閘機自身結(jié)構(gòu)和改進(jìn)閘機尾隨檢測方案兩種辦法實現(xiàn)。

1）閘機結(jié)構(gòu)改進(jìn)

目前，自助安檢多采用單門閘機，在閘機上、中、下側(cè)均有紅外探測器對成年人、兒童、拉桿箱及隨身行李等進(jìn)行檢測，能夠檢測出大部分尾隨，但是對于特殊尾隨，如貼身尾隨、懷抱未成年旅客等出現(xiàn)漏檢的概率較大，一旦閘機門開啟，漏檢旅客在沒受檢情況下就進(jìn)入候機區(qū)，給機場帶來安全隱患。而采用雙門閘機采用雙門互鎖形式，除緊急情況外，至多僅有一道門處于開啟狀態(tài)，因此盡管尾隨者闖入第一道門，但是第二道門未開啟，尾隨者仍然無法闖入。

2）尾隨檢測方案改進(jìn)

首先，將傳統(tǒng)的紅外對射傳感器改為紅外光柵傳感器，提高了尾隨探測的精度；其次，在閘機通道內(nèi)裝設(shè)有高清攝像頭，在旅客進(jìn)入閘機同道內(nèi)時，攝像頭抓拍旅客并統(tǒng)計出閘機通道內(nèi)安檢旅客人數(shù)，如果多于1人，則此時閘機發(fā)出報警提示工作人員進(jìn)行處理。

4.2 人臉識別效率問題

人臉識別是一種生物識別技術(shù)，主要根據(jù)旅客的面部特征自動進(jìn)行身份鑒別，它運用了圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)、視頻處理技術(shù)等[3-4]。為了能夠提高安檢驗證的準(zhǔn)確性、可靠性以及效率，人臉識別技術(shù)已經(jīng)在民航領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但是大多是處于靜態(tài)人臉識別，抓拍旅客面部特征時對旅客的位置、角度、距離都有著較高要求，識別效率低。

自助安檢驗證系統(tǒng)采用動態(tài)人臉識別技術(shù)，系統(tǒng)直接從高清視頻中采集最佳人臉照片，并在前端閘機處進(jìn)行人臉特征分析，輸出旅客肖像特征并傳輸至安檢驗證系統(tǒng)后臺服務(wù)器，在后臺服務(wù)器處快速完成人臉肖像與身份證照片比對、人臉肖像與公安數(shù)據(jù)庫黑名單人員肖像比對，提高了人臉比對的準(zhǔn)確度和快速性。

5 總結(jié)

采用智能化安檢驗證是建設(shè)“智慧機場”前提，降低人工失誤，提高機場安全可靠性。本文主要是針對目前機場安檢驗證過程中存在的一些問題，提出一種采用雙門閘機加多識別技術(shù)的融合來解決自助安檢驗證的一種方案，既提高了安檢速度，也滿足了機場運營的安全性，同時，對于安檢單位關(guān)心的防尾隨方案進(jìn)行了改進(jìn)，在機場自助安檢驗證的推廣中有一定的借鑒意義。

[1] 王海湘. 高速鐵路車站安檢系統(tǒng)流程仿真研究[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟, 2013,35(3): 44-47.

[2] 王璐. 基于物聯(lián)網(wǎng)的車站安檢技術(shù)研究[J]. 電子測試, 2014 (2X): 63-65.

[3] 胡大濤. 人臉識別系統(tǒng)在機場安檢中的應(yīng)用[J]. 科技信息,2010(20):240-240.

[4] 安然, 王輝麟. 人臉識別系統(tǒng)在鐵路車站安檢區(qū)域應(yīng)用的研究[J]. 鐵路計算機應(yīng)用, 2012 (9): 21-24+29.

Discussion on the Scheme for the Verif i cation System of the Airport Self-security Inspection

HUANG Xiao-bing

(The Second Research Institute of CAAC)

To ensure the safe running of the airport and improve the accuracy, reliability and efficiency of the self-security verification, some airport was proposed as a case in the paper, talking the verification system of the self-security check as the research object, and according to development demand, business demand and passenger demand, the key problems, such as the system process, system scheme, trailing guard,face recognition and so on, were analyzed in the paper. Compared to manual security check, the verification system of the self-security check improves the efficiency, accuracy and reliability of the security check. the verification system of the self-security check has certain reference significance for the building of the "golden airport" and "smart Airport".

airport; the verification system of the self-security check; face recognition; trailing guard