智能AI在解決高鐵站擁堵及占座行為等問題中的應(yīng)用

楊旭東,馮曉新

(西南科技大學(xué)城市學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院,四川 綿陽 621000)

0 引 言

2017年來，鐵路運(yùn)營旅客流動性較強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性高、環(huán)保性強(qiáng)，客流高峰時段高鐵客運(yùn)站進(jìn)出口客流擁擠，以及在列車上隨意占座、霸座的不良現(xiàn)象，引起社會各界的廣泛關(guān)注，這嚴(yán)重破壞鐵路出行的良好社會氛圍，嚴(yán)重旅客出行效率、出行安全以及列車運(yùn)營效率。

目前在我國高鐵客運(yùn)站及列車座位上還缺乏良好的系統(tǒng)構(gòu)建，一方面對高鐵入站安檢環(huán)節(jié)沒有得以智能整合構(gòu)建，另一方面對列車上挑戰(zhàn)良俗、缺失道德的占座、霸座乘客，缺少有效杜絕事件發(fā)生的智能技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建。

在AI的創(chuàng)新時代,高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、智能手機(jī)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都需要機(jī)器學(xué)習(xí)的創(chuàng)新力量。技術(shù)的發(fā)展和需求的互補(bǔ)給予智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的巨大機(jī)會。云計(jì)算、AI、互聯(lián)網(wǎng)+、5G等先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)逐漸來到應(yīng)用爆發(fā)的階段。針對交警部門在城市道路交通治理中所遇問題，天地偉業(yè)即開發(fā)出基于AI人工智能技術(shù)的軟硬件系統(tǒng)。基于自動駕駛汽車將會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)的原理，參考可知AI技術(shù)可以幫助我們實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)的身邊比對系統(tǒng)功能。因此，通過智能技術(shù)才能全面有效緩解高鐵客運(yùn)站入站安檢擁堵問題，才能高效消除列車占座、霸座的不良行為群體，才能有效提升高鐵運(yùn)營整體效率，真正體現(xiàn)智能技術(shù)的價值所在。

表1 中國鐵路運(yùn)營發(fā)展已進(jìn)入智能化階段

1 站內(nèi)擁堵及霸座行為性質(zhì)分析

1.1 高鐵站擁堵性質(zhì)分析

高鐵客運(yùn)站入站安檢口擁堵，重點(diǎn)在于其對時間經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生一定損失。旅客進(jìn)站排隊(duì)以及安檢排隊(duì)擁堵現(xiàn)象，一定程度上，第一，增加了旅客從進(jìn)站到乘車的整體時間，第二，降低旅客出行乘高鐵的時效性，第三，影響鐵路運(yùn)營的整體效率及效益。

1.2 霸座行為性質(zhì)分析

我國現(xiàn)行法律對列車車廂內(nèi)擾亂秩序的行為，主要由警告、罰款、和行政拘留，故現(xiàn)行法對占座霸座行為的有效解決方案基本為事后處理。當(dāng)這類行為事件發(fā)生時，即便是當(dāng)場進(jìn)行處罰，也依然對乘客及列車秩序造成了不可避免的損失和權(quán)益損害。

在法制約束的同時，為了從根本解決這兩大問題所產(chǎn)生的時效性、權(quán)益性、突發(fā)性以及潛在性，更加重要的即為構(gòu)建發(fā)揮智能技術(shù)系統(tǒng)的高效性、約束性、預(yù)防性以及精準(zhǔn)性。

2 構(gòu)建智能AI人臉識別身份比對系統(tǒng)

據(jù)新聞報道顯示，2018年8月在濟(jì)南開往北京的G334次列車上，一名男子在女乘客上車前，先坐在了屬于該女乘客的座位上，在女乘客上車后，繼續(xù)“霸座”,并拒絕與乘務(wù)人員溝通，稱“無法起身，不能歸還座位”等現(xiàn)象。

2.1 AI人工智能身份識別系統(tǒng)介紹

智能AI人臉識別身份比對系統(tǒng)智能識別是一種有效手段。智能視覺通過機(jī)器來代替人的眼睛來做測量和判斷，由視覺單元、圖像處理單元和控制執(zhí)行單元組成，在大量繁重的重復(fù)性工作過程中使用智能視覺檢測方法可以大大提高工作效率和準(zhǔn)確度。應(yīng)用于列車座位及車廂范疇時，依據(jù)國家官方身份信息庫作為系統(tǒng)核心，列車智能身份服務(wù)模塊作為樞紐，連接至列車座椅智能身份比對終端，與此同時，乘客的比對信息及緊急請求信息均實(shí)時上傳至鐵路智能安全檢測預(yù)警系統(tǒng)，與中國高速鐵路智能AI人臉識別身份比對系統(tǒng)形成分層互聯(lián)式工作原理，如圖1。

圖1 智能身份比對系統(tǒng)列車區(qū)域工作原理

2.2 智能消除霸座提升效率的對策

針對這些屢見不鮮的霸座行為，為從根本上消除霸座事件的發(fā)生，通過構(gòu)建智能AI身份比對系統(tǒng)將其應(yīng)用于列車座位上，可實(shí)現(xiàn)真正意義上的對號入座。

依據(jù)現(xiàn)有列車組人員配備，參考現(xiàn)有的不同等級座位享有不同服務(wù)環(huán)境的原則，提出以下對策：

圖2 高鐵座位AI身份比對系統(tǒng)服務(wù)流程圖

(1)二等座椅可設(shè)立車票身份證智能身份識別裝置，對一等座椅加設(shè)智能AI人臉識別系統(tǒng)，旅客乘車后在座椅前識別成功后，座椅鎖解除即可入座。由此可實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)地解決座位不對號得不良現(xiàn)象，并有效減免列車乘務(wù)人員逐個復(fù)查車票的工作，為乘客休息等帶來方便，保障車廂良好環(huán)境。

(2)商務(wù)座屬于單獨(dú)高級服務(wù)等級座位，故對其設(shè)立智能AI車廂門鎖身份識別裝置，從而減少列車乘務(wù)人員傳統(tǒng)查票開門的環(huán)節(jié)。

(3)為完善系統(tǒng)的服務(wù)性，可針對這一問題在智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)模塊，首先，雙方乘客同時按下座椅旁的請求換座位按鍵，系統(tǒng)經(jīng)過人員信息互換比對，即可完成換座特殊服務(wù)。其次如遇小朋友等無法自主完成乘車的旅客，可由監(jiān)護(hù)人輔助購票，即購票人進(jìn)行座位身份智能比對，完成入座。極少可能如需要人工調(diào)節(jié)時，乘客便可按下呼叫人工按鍵，列車組人員將前來調(diào)解。

因此，該系統(tǒng)的構(gòu)建從根本上有效解決了以下問題：第一，有效避免了許多旅客慌忙上車，尋找所屬作為的心理，并充分杜絕了無座乘客滿車廂尋找空座甚至“霸座“的不良心態(tài)！列車內(nèi)擁堵現(xiàn)象基本緩解；第二，乘客將不再擔(dān)心所屬被占的情形，優(yōu)化了列車組人員復(fù)查車票的繁瑣性；第三，列車工作人員也將不必因處理這些突發(fā)的不良現(xiàn)象出現(xiàn)延誤等一系列工作而擔(dān)心，列車的運(yùn)營效率可得到顯著的提升；第四，初步分析可得，由此增加的經(jīng)濟(jì)效益基本大于在列車上升級該系統(tǒng)所花費(fèi)的經(jīng)濟(jì)支出。

2.2 智能緩解高鐵入站安檢擁堵的對策

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年中秋假期最后一天，福州火車站迎來返程客流高峰，據(jù)測算，該站當(dāng)日到達(dá)和出發(fā)旅客人數(shù)近20萬人次。

針對一方面，我國現(xiàn)有的自助取票系統(tǒng)，系排隊(duì)刷身份證依次取票系統(tǒng)，旅客常因取票時間漫長而提早2～3 h前往火車站從而便造成車站內(nèi)外擁擠的現(xiàn)象，另一方面，雖然現(xiàn)已逐步升級為身份證代替車票的方式，但由于進(jìn)站人臉識別身份比對系統(tǒng)還需完善，加之安檢系統(tǒng)與其分離，且多以人工安檢的模式，致使進(jìn)站口及安檢通道依然常出現(xiàn)擁堵的現(xiàn)象。

圖3 集取票、檢票、安檢一體智能系統(tǒng)流程

在高鐵客運(yùn)入站、安檢區(qū)域客流高峰時段擁堵問題上，筆者認(rèn)為，建立完善集成取票、檢票入站、安檢為一體的大數(shù)據(jù)快捷智能身份檢測安檢系統(tǒng)，可大幅度提升旅客從取票、檢票入站、至安檢結(jié)束的時效性，精準(zhǔn)高效的完成一整套環(huán)節(jié)，減少維持秩序、傳統(tǒng)安檢的工作人員，從而有效緩解入站檢票安檢的擁堵問題。

對于該系統(tǒng)的應(yīng)用構(gòu)建：

(1)完善身份比對效率，滿足旅客持身份證即可快速入站；

(2)打破原有的人工安檢，與入站系統(tǒng)分層互聯(lián)，建立旅客隨身及行李智能掃描機(jī)系統(tǒng)，保障更加精準(zhǔn)有效的出行安全；

(3)繼續(xù)發(fā)揮身份證乘車機(jī)制，并加設(shè)安檢后智能取票設(shè)備，滿足旅客可短時取票，順利乘車；

(4)加設(shè)應(yīng)急特殊智能通道，提供人性化設(shè)計(jì)，并由鐵路相關(guān)工作人員輔助旅客入站，人機(jī)結(jié)合，滿足特殊時間、特殊情況的旅客需求。

因此，智能AI人臉識別身份比對系統(tǒng)應(yīng)用于“取、檢、入”一體的大數(shù)據(jù)快捷智能身份檢測安檢范疇時，依然依據(jù)國家官方身份信息庫作為系統(tǒng)核心，檢票安檢智能服務(wù)模塊作為樞紐，連接至入站身份比對檢票終端，與此同時，乘客的比對信息及安檢信息均實(shí)時上傳至鐵路智能安全檢測預(yù)警系統(tǒng)，與中國高速鐵路智能AI人臉識別身份比對系統(tǒng)形成分層互聯(lián)式工作原理，如圖4。

圖4 智能身份比對系統(tǒng)入站區(qū)域工作原理

2.3 智能AI身份比對系統(tǒng)模型構(gòu)建分析

依據(jù)上文所提將系統(tǒng)在兩大問題范疇的合理應(yīng)用，從根本上積極有效地解決了高鐵客運(yùn)站入站安檢擁堵困境，以及列車占座、霸座破壞秩序難以消除的困境。應(yīng)以分層式智能互聯(lián)架構(gòu)構(gòu)建該系統(tǒng)模型，如圖5所示：將總控制中心、應(yīng)用模塊、智能終端與應(yīng)急三層互聯(lián)，以便實(shí)時預(yù)警、及時解決兩大問題。

圖5 中國高速鐵路作為智能身份比對AI人臉識別系統(tǒng)模型構(gòu)建

該系統(tǒng)從入站檢票到乘車入座，將AI智慧應(yīng)用升級至列車及車站，升級應(yīng)用均為便捷，在解決問題的同時，可增加列車數(shù)量，及客流數(shù)量，為鐵路運(yùn)營效率帶來了更多的經(jīng)濟(jì)。

針對于該系統(tǒng)模型構(gòu)建在今后的實(shí)際應(yīng)用中，對于AI與5G的智慧高速結(jié)合、智能系統(tǒng)的智能維護(hù)、系統(tǒng)自檢維護(hù)、更全面的人性化方面，還需依照旅客實(shí)際使用反饋情況進(jìn)行進(jìn)一步完善構(gòu)建。

3 結(jié) 語

智慧鐵路運(yùn)輸作為新時代中國“十三五”時期交通發(fā)展的重要核心，還需要我們不斷的思索與創(chuàng)新！

據(jù)初步數(shù)據(jù)推算(搜狐新聞及現(xiàn)場調(diào)研)，智能系統(tǒng)建立完善后，在客流高峰時期，每位乘客到站入站時長較原有模式的50～90 min至少可提升30%，乘車對號對座時長亦可大幅提升。形成有效提升乘客入站乘車效率，可縮短每趟列車的?？繒r長，有效增加列車開行數(shù)量，更加有效避免部分乘客隨意“買短乘長”導(dǎo)致列車擁擠超載現(xiàn)象的閉環(huán)式智能系統(tǒng)鏈。至此，鐵路車站及列車的高效運(yùn)營便得以顯著提升。

因此，通過本文分析可得出，建立完善智能AI人臉識別身份安全系統(tǒng)的技術(shù)模型，應(yīng)用于消除列車占座、霸座，提升旅客入站效率是有效解決并緩解危害鐵路安全、破壞鐵路公共秩序、預(yù)防不良心態(tài)及行為的出現(xiàn)，以及實(shí)現(xiàn)高效入站安檢出行的根本途徑，也是核心內(nèi)容。這是提升中國智能化鐵路的發(fā)展進(jìn)程的核心內(nèi)容，更是加快建設(shè)智慧綜合交通運(yùn)輸?shù)牡旎?/p>