一種基于生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的便旅乘機(jī)方案

摘? 要：目前網(wǎng)絡(luò)訂票和自助終端設(shè)備雖然在一定程度上緩解了旅客在機(jī)場(chǎng)的排隊(duì)問題，然而，過安檢、進(jìn)邊防和托運(yùn)行李排隊(duì)現(xiàn)象依然有增無減。生物識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)識(shí)別人體特征的人工智能技術(shù)，從本質(zhì)上，可以利用該技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的人工智能設(shè)備的開發(fā)，替代人工證件核對(duì)、檢驗(yàn)等工作環(huán)節(jié)，自動(dòng)識(shí)別辨認(rèn)旅客身份，使旅客在過安檢、進(jìn)邊防和托運(yùn)行李時(shí)，無需重復(fù)出示證件和憑證，縮短各環(huán)節(jié)排隊(duì)等候時(shí)間，方便旅客出行。

關(guān)鍵詞：人工智能;生物識(shí)別;指靜脈;人臉識(shí)別

中圖分類號(hào)：TP391.4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）24-0044-04

Abstract：Currently，online booking and self-service terminals to a certain extent，ease the passenger line up at the airport，however，past security，frontier defense and queuing phenomenon of the checked baggage is still unabated. Biological recognition technology as a human body characteristics of artificial intelligence technology，from the essence，can use the technology to develop artificial intelligence related equipment，replacement of artificial identification check，inspection，etc.，automatic identification to identify the passenger，the passengers through the security，frontier defense and baggage，without having to repeat show the certificates and vouchers，shorten the waiting time of each link，convenience of passenger travel.

Keywords：artificial intelligence;biometric identification;finger vein;face recognition

0? 引? 言

目前旅客乘機(jī)出行時(shí)，普遍會(huì)遭遇因排隊(duì)過安檢、行李托運(yùn)等環(huán)節(jié)耗時(shí)過長的困境。隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和自助終端設(shè)備的出現(xiàn)，該困境在一定程度上得到了緩解，然而，隨著人們生活水平的提高，乘機(jī)出行逐漸成為大眾的首選出行方式，從而導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)的日均吞吐量不斷增大、使得過安檢、進(jìn)邊防和托運(yùn)行李排隊(duì)的現(xiàn)象依然有增無減。相關(guān)政府部門、航空公司、機(jī)場(chǎng)和技術(shù)部門都在嘗試探索利用各種新興技術(shù)，在保障機(jī)場(chǎng)安全前提下，解決排隊(duì)等候時(shí)間長的現(xiàn)象，方便旅客輕松出行。

生物識(shí)別是一種新興的高端前沿技術(shù)，主要包括人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、掌紋識(shí)別、指靜脈識(shí)別、聲紋識(shí)別等生物特征識(shí)別，是一種通過識(shí)別人體特定的生物特征（該特征往往是獨(dú)一無二的），從而實(shí)現(xiàn)辨別人體身份的人工智能技術(shù)。因生物識(shí)別結(jié)果具備唯一性、高安全性的特點(diǎn)，所以從本質(zhì)上來講，該技術(shù)可應(yīng)用于高安全級(jí)別的機(jī)場(chǎng)環(huán)境，對(duì)旅客身份進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的識(shí)別辨認(rèn)，減少旅客重復(fù)出示相關(guān)證件和憑證進(jìn)行身份核驗(yàn)的環(huán)節(jié)，縮短相關(guān)的安檢時(shí)間，便于旅客出行。

本文主要簡述了兩種基于生物識(shí)別的人工智能設(shè)備（人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備、指靜脈閘機(jī)設(shè)備）的技術(shù)原理，并提出了一種利用這兩種設(shè)備，在保障機(jī)場(chǎng)安全前提下，縮短旅客傳統(tǒng)出行方式中各環(huán)節(jié)排隊(duì)等候時(shí)間，實(shí)現(xiàn)旅客便利出行的方案。

1? 具有指靜脈采集功能的人證合一核驗(yàn)終端

具有指靜脈采集功能的人證合一核驗(yàn)終端是一種能把人臉識(shí)別技術(shù)與身份證識(shí)別技術(shù)、護(hù)照識(shí)別技術(shù)相結(jié)合的自動(dòng)身份識(shí)別設(shè)備，該設(shè)備能達(dá)到辨別持證人與證件照片是否相吻合的識(shí)別目的，并具有指靜脈信息采集功能。

如圖1所示，人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備的技術(shù)原理包括人臉采集、人臉特征提取及識(shí)別、人證一致性辨認(rèn)及指靜脈采集等功能。

（1）人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備采用自身攝像頭（依據(jù)安全等級(jí)要求，可配備單目攝像頭、雙目攝像頭、三目攝像頭）進(jìn)行人臉圖像采集，并提取人臉識(shí)別特征;

（2）人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備利用相關(guān)證件識(shí)別技術(shù)識(shí)別證件（身份證、護(hù)照）的真?zhèn)涡裕糇C件識(shí)別結(jié)果為真，則讀取證件相關(guān)信息（證件號(hào)、證件照片等），若證件識(shí)別結(jié)果為“偽”，則該設(shè)備會(huì)主動(dòng)通知與其連接的相關(guān)外部預(yù)警設(shè)備（如警務(wù)系統(tǒng)等），進(jìn)行安全預(yù)備處理;

（3）人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備利用相關(guān)的圖像識(shí)別算法，將采集的人臉圖像與證件照片預(yù)留的人臉圖像進(jìn)行對(duì)比核對(duì)一致，若符合人證一致性原則，則進(jìn)行指靜脈信息采集，否則主動(dòng)通知與其連接的相關(guān)外部預(yù)警設(shè)備（如警務(wù)系統(tǒng)等），進(jìn)行安全預(yù)備處理;

（4）指靜脈圖像信息采集成功，流程結(jié)束;采集失敗，系統(tǒng)需重新采集，直至成功為止。

2? 指靜脈識(shí)別技術(shù)及基于該技術(shù)的指靜脈閘機(jī)

指靜脈識(shí)別是第二代生物識(shí)別技術(shù)，因其屬于體內(nèi)生理特征，不會(huì)磨損、較難偽造，其檢測(cè)被公認(rèn)為是真正的活體檢測(cè)，且只有活體才存在靜脈，無法被復(fù)制和盜用，決定了其具備唯一性、穩(wěn)定性及高安全級(jí)別三大特征。

基于指靜脈識(shí)別的指靜脈閘機(jī)是指具有指靜脈采集識(shí)別裝置，并以指靜脈識(shí)別結(jié)果作為閘門開啟條件的一種閘機(jī)設(shè)備，該設(shè)備的工作原理如圖2所示。

（1）預(yù)采集指靜脈庫：用于臨時(shí)儲(chǔ)存需要通過閘機(jī)的所有關(guān)聯(lián)人員的指靜脈信息，當(dāng)完成一系列相關(guān)的通閘功能后，系統(tǒng)會(huì)動(dòng)態(tài)刪除該關(guān)聯(lián)人員的指靜脈信息，既避免了個(gè)人信息的泄露，又減少了系統(tǒng)維護(hù)保存的成本;

（2）如圖2所示，通閘人員先在指靜脈采集識(shí)別裝置進(jìn)行指靜脈圖像信息采集，然后指靜脈采集識(shí)別裝置會(huì)將采集的指靜脈圖像信息在“預(yù)采集指靜脈庫”進(jìn)行搜索匹配對(duì)比，若能在“預(yù)采集指靜脈庫”找到與之相匹配的指靜脈圖像，指靜脈采集識(shí)別裝置便觸發(fā)閘機(jī)打開閘門，讓通閘人員通過，通閘成功后，閘門關(guān)閉;若采集的指靜脈信息在“預(yù)采集指靜脈庫”中找不到與之匹配的信息，則指靜脈采集識(shí)別裝置便通知相關(guān)的外接設(shè)備，進(jìn)行預(yù)警備案處理。

3? 基于人證合一核驗(yàn)終端與指靜脈閘機(jī)設(shè)備結(jié)合應(yīng)用的乘機(jī)方案

3.1? 傳統(tǒng)乘機(jī)出行方式描述及弊端分析

3.1.1? 旅客傳統(tǒng)的乘機(jī)出行方式

如圖3所示，旅客通過網(wǎng)絡(luò)訂票后，持相關(guān)證件到自助終端或人工窗口排隊(duì)打印登機(jī)牌，然后排隊(duì)辦理行李托運(yùn)手續(xù)，持證過安檢、候機(jī)、持登機(jī)牌登機(jī)出行。

3.1.2? 傳統(tǒng)出行方式的弊端

從上述傳統(tǒng)乘機(jī)流程可得：

（1）弊端一：旅客在整個(gè)乘機(jī)過程中需要多次重復(fù)出示提供相關(guān)的紙質(zhì)證件，因紙質(zhì)證件容易偽造，僅依賴人工核驗(yàn)檢查，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn);

（2）弊端二：旅客在整個(gè)乘機(jī)過程中，需要多次排隊(duì)等候（登機(jī)牌打印、行李托運(yùn)、安檢通閘、登機(jī)），耗時(shí)較長，尤其是因人工安檢或人工核驗(yàn)證件而導(dǎo)致的行李托運(yùn)排隊(duì)、安檢通閘排隊(duì)的等候時(shí)間較長，給旅客出行造成極大不便。

3.2? 人證合一核驗(yàn)終端與指靜脈閘機(jī)設(shè)備結(jié)合應(yīng)用的便旅乘機(jī)方案

3.2.1? 便旅乘機(jī)方案需要新增的硬件配置概述

人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備：布置于大廳，布局?jǐn)?shù)量視客流量而定，用于旅客自助身份驗(yàn)證以及旅客的指靜脈預(yù)采集，并與機(jī)場(chǎng)其他外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互（如與警務(wù)系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能;與打印機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)托運(yùn)憑證打印等）。

服務(wù)器一臺(tái)：存儲(chǔ)及處理預(yù)采集指靜脈信息，與人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備、票務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，驗(yàn)證處理人票一致性。

指靜脈閘機(jī)：布置在安檢通道及登機(jī)口，其中登機(jī)口布置一臺(tái)，每條安檢通道各一臺(tái)，用于旅客指靜脈驗(yàn)證、安檢通閘、登機(jī)通閘，并與機(jī)場(chǎng)其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警等功能。

3.2.2? 便旅乘機(jī)方案應(yīng)用模式的流程圖設(shè)計(jì)及描述

如圖4所示，旅客在票務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訂票，機(jī)場(chǎng)乘機(jī)時(shí)先在人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備，根據(jù)所乘坐的航班類別（國內(nèi)航班或國際航班）出示相應(yīng)的證件，進(jìn)行自助身份驗(yàn)證，核驗(yàn)人證信息是否一致。

假定人證信息一致，人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備便將旅客證件身份信息通過相關(guān)服務(wù)器與票務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，進(jìn)一步驗(yàn)證核實(shí)人票信息是否一致（即驗(yàn)證該旅客是否存在網(wǎng)絡(luò)訂票信息）：

假定人證信息或人票信息不一致，人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備便會(huì)通知機(jī)場(chǎng)相關(guān)的警務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)行預(yù)警處理;

假定人證信息、人票信息均一致，人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備會(huì)提示旅客在人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備上進(jìn)行指靜脈采集，并將采集結(jié)果和票務(wù)信息進(jìn)行打包，上傳服務(wù)器臨時(shí)存儲(chǔ);同時(shí)人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備也會(huì)提示旅客根據(jù)自身需求選擇是否需要打印相關(guān)的行李托運(yùn)憑證，進(jìn)行行李托運(yùn)。

指靜脈存儲(chǔ)服務(wù)器收到人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備上傳的信息，會(huì)自動(dòng)提取旅客的指靜脈信息發(fā)送給安檢指靜脈閘機(jī)，及對(duì)應(yīng)航班的登機(jī)口指靜脈閘機(jī)。

旅客完成行李托運(yùn)，在安檢閘機(jī)口，只需要進(jìn)行指靜脈信息采集驗(yàn)證，指靜脈閘機(jī)根據(jù)安檢時(shí)采集的指靜脈信息與來自服務(wù)器的預(yù)采集指靜脈信息進(jìn)行驗(yàn)證匹配，若驗(yàn)證成功，閘機(jī)會(huì)自動(dòng)開啟，旅客可通閘候機(jī)，若驗(yàn)證失敗，安檢指靜脈閘機(jī)會(huì)通知機(jī)場(chǎng)相關(guān)的警務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)的預(yù)警處理。

同理，旅客在登機(jī)口同樣只需進(jìn)行指靜脈驗(yàn)證，便可通閘登機(jī)出行，同時(shí)指靜脈閘機(jī)在旅客通閘后，會(huì)通知服務(wù)器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)刪除旅客預(yù)采集的指靜脈信息，既確保了一次采集進(jìn)行一次出行管理，又避免信息泄露風(fēng)險(xiǎn)，以及降低信息存儲(chǔ)維護(hù)成本;同時(shí)若登機(jī)口指靜脈驗(yàn)證失敗，便會(huì)提示旅客入錯(cuò)登機(jī)口，需重新到正確的登機(jī)口驗(yàn)證登機(jī)。

3.2.3? 該乘機(jī)出行方案可實(shí)現(xiàn)的預(yù)期效果

整個(gè)乘機(jī)過程，旅客只需出示一次證件，而且證件的核驗(yàn)非人工進(jìn)行，提升了核驗(yàn)結(jié)果的可靠性、安全性及通行效率。

整個(gè)乘機(jī)過程，均實(shí)現(xiàn)了信息化、電子化管理，旅客無需耗時(shí)排隊(duì)打印登機(jī)牌，耗時(shí)排隊(duì)等候行李托運(yùn)，只需在人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備完成身份、票務(wù)驗(yàn)證，預(yù)采集指靜脈信息，并可驗(yàn)證指靜脈快速通過安檢口、登機(jī)口，節(jié)省大量排隊(duì)等候的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)方便輕松出行。

整個(gè)方案的實(shí)現(xiàn)只需布置相應(yīng)的人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備、增加一臺(tái)服務(wù)器，并將機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有的安檢閘機(jī)、登機(jī)口閘機(jī)加裝指靜脈采集裝置，升級(jí)改造為指靜脈閘機(jī)，并將相關(guān)的設(shè)備信息接口接入機(jī)場(chǎng)的相應(yīng)系統(tǒng)（如票務(wù)系統(tǒng)、警務(wù)系統(tǒng)）便可實(shí)現(xiàn)，對(duì)機(jī)場(chǎng)其他設(shè)施影響少，改造成本低廉，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)的升級(jí)轉(zhuǎn)型。

4? 結(jié)? 論

本文主要對(duì)簡介了基于生物識(shí)別技術(shù)而開發(fā)的兩種智能設(shè)備（人證合一核驗(yàn)終端設(shè)備和指靜脈閘機(jī)）的技術(shù)原理，分析了傳統(tǒng)乘機(jī)出行的主要弊端（多環(huán)節(jié)核驗(yàn)證件、長時(shí)間耗時(shí)排隊(duì)等候），并提出一種綜合應(yīng)用兩種智能設(shè)備的乘機(jī)出行新方案。該新方案不僅能解決機(jī)場(chǎng)的安保問題，而且能有效地減少傳統(tǒng)乘機(jī)出行方案的諸多不便環(huán)節(jié)，方便旅客出行，并助力機(jī)場(chǎng)信息化、電子化管理建設(shè)及實(shí)現(xiàn)智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃如昆.基于生物識(shí)別技術(shù)的出入境旅客自助查驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì) [D].廣州：華南理工大學(xué)，2010.

[2] FRANK A.生物識(shí)別技術(shù)在機(jī)場(chǎng)安防中的應(yīng)用 [J].A&S：安防工程商，2005（5）：102-105.

作者簡介：周桂洪（1981.03-），男，漢族，廣東廣州人，機(jī)械工程師，研究生，研究方向：ATM、清分機(jī)核心模塊及AI生物識(shí)別產(chǎn)品開發(fā)，鈔票控制類核心模塊的研發(fā)及應(yīng)用、AI在金融領(lǐng)域、智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用。