王曉冬，戴建強，姜 利，張孝宇

（中國鐵道科學研究院 電子計算技術研究所，北京 100081）

近年來，隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，選擇高速鐵路外出旅行成為許多旅客的首選。2010年春運期間，原鐵道部先后在廣深線、成都鐵路局進行了鐵路售票實名制的試運行，并于2012年在全國全面推廣了實名制售檢票。

鐵路車票實名制主要分為實名制售票和實名制檢票兩大部分。目前，實名制售票通過客票系統(tǒng)升級和窗口售票設備、自動售票機、自動取票機的硬件升級，已經(jīng)得以完全實現(xiàn)。對于實名制驗證檢票，目前，鐵路客運車站普遍采用人工核對旅客的車票與證件。為此，本文提出了一套自動化實名制驗證檢票的解決方案。

1 鐵路檢票業(yè)務現(xiàn)狀分析

自鐵路實名制售票以來，特別是2011年開始的互聯(lián)網(wǎng)售票，紙質(zhì)車票已經(jīng)不是唯一進站憑證，電子車票（身份證等有效證件）、具有儲值功能的中鐵銀通卡豐富了鐵路票制，但在方便旅客出行的同時，也給傳統(tǒng)的鐵路檢票帶來了一定的麻煩。

目前，鐵路客運車站普遍采用的檢票方式是：在車站站前廣場增加臨時搭建的人工驗證檢票窗口，旅客進入候車室前，車站工作人員進行人工核對旅客本人、車票和有效證件三者是否一致；乘車時，需要二次查驗；高鐵站減少了進入候車室的人工查驗環(huán)節(jié)，但進站時仍需人工查驗證件。

實名制驗證檢票主要存在的問題如下：（1）驗證檢票窗口屬于車站后增臨時窗口，占地面積大，車站站前廣場空間有限，驗證檢票窗口設置較少。（2）人工檢票速度效率低，容易造成站前廣場經(jīng)常滯留大量旅客，引起緊急旅客延誤乘車。（3）人工驗證檢票增加了車站工作人員的勞動強度，降低檢票準確率，使車票實名制失去應有的意義。（4）驗證檢票臨時窗口設在室外，工作條件惡劣，不適于長時間工作，影響檢票效率。（5）電子車票查驗復雜，驗票數(shù)據(jù)無法保存，使實名制驗證檢票無法實現(xiàn)閉環(huán)操作。

2 自動驗證檢票總體方案設計

根據(jù)鐵路實名制檢票要求，針對鐵路旅客出行的特點，特制定實名制自動驗證檢票的總體方案，如圖1所示。

圖1 自動驗證檢票總體方案

2.1 驗證檢票工作模式設定技術

自動驗證檢票是以證件為載體，通過對有效證件的正確識讀，上傳后臺查找購票信息，通過提取電子證件的照片，檢驗票、證、人是否一致。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

自動驗證檢票機通過客票網(wǎng)絡接入自動驗證檢票服務器，該服務器可分為車站模式和鐵路局中心模式兩種。自動驗證檢票管理終端分為后臺管理終端和集中控制終端，其中，后臺管理終端可以對全站或全鐵路局的所有自動驗證檢票機進行狀態(tài)監(jiān)控和控制；集中控制終端是針對每組或數(shù)組自動驗證檢票機配備一臺管理機，由專門工作人員進行集中控制，可通過管理機對該組設備進行遠程操作和應急管理。集中控制終端可通過網(wǎng)絡設置在車站管理室，或在每組自動驗證檢票機旁邊。

自動驗證檢票機檢票流程如圖3所示。

2.2 自動驗證檢票應急管理

2.2.1 證件照片和人不相符現(xiàn)象

針對檢票過程中由于旅客票證相符但證件照片和人不相符的現(xiàn)象，采用集中控制人工干預的方式解決。由于現(xiàn)在所使用的二代居民身份證的使用期為10年以上，經(jīng)常會發(fā)生使用人和證件照片匹配不相符的現(xiàn)象，這時會將匹配不相符的人和證件照片以及終端號自動發(fā)送到該組自動驗證檢票機的集中控制終端，通過人工干預的方式判斷是否一致，如果一致，采用人工發(fā)送放行命令。

2.2.2 一般及緊急情況下應對措施

（1）廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都暢通的情況下，可以通過后臺管理終端對自動驗證檢票機進行控制。

（2）廣域網(wǎng)中斷，局域網(wǎng)暢通的情況下，可以通過集中控制終端對自動驗證檢票機進行控制。

（3）網(wǎng)絡中斷，但自動驗證檢票機供電正常的情況下，可以使用前端遙控器來控制自動驗證檢票機。

（4絡中斷，外電斷電的情況下，所有自動驗證 機的門將自動打開或采用手動方式實現(xiàn)機器的 開。

圖2 自動驗證檢票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3 自動驗證檢票流程

3 驗證檢票的關鍵技術研究

3.1 驗證檢票門機構(gòu)選擇

自動檢票機門機構(gòu)一般分為3種：擺門式門機構(gòu)、翼門式門機構(gòu)和三桿旋轉(zhuǎn)門機構(gòu)。綜合分析3種門機構(gòu)，其優(yōu)缺點如下：

（1）擺門式門機構(gòu)，又稱拍打式門機構(gòu)，其優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，互換性強，閘機機體寬度不變，僅改變門機構(gòu)的寬度即可完成寬窄通道變換，通行效率較高，安全可靠，對用戶最大程度的保護，既可做全高式門機構(gòu)，又可做半高式門機構(gòu)。缺點是通行算法復雜，無法完全杜絕尾隨。

（2）翼門式門機構(gòu)，又稱為剪式門機構(gòu)，其優(yōu)點在于通行效率高，能夠較好地阻擋非法旅客的尾隨，但是有夾人的危險，并且寬通道窄通道差異性大，無法做到互換，門機構(gòu)為半高型，無法有效阻擋非法跨越。

（3）三桿旋轉(zhuǎn)門機構(gòu)，主要應用在地鐵自動檢票機中，其最大的優(yōu)點在于可靠性高，堅實安全，能夠完全杜絕非法旅客的尾隨現(xiàn)象，但由于結(jié)構(gòu)固有原因，大件行李的旅客無法順利通行，通行效率低下。

鐵路自動驗證檢票機主要應用在高速鐵路車站或既有線改造上，面向的使用者經(jīng)常是攜帶大件行李的旅客，因此，從安全性、通行效率和實用性等方面綜合考量，選用擺門式門機構(gòu)作為鐵路自動驗證檢票機的門機構(gòu)。

3.2 多證件識讀技術

目前實名制售票支持的證件有：居民二代身份證、按規(guī)定可使用的有效護照、港澳居民來往內(nèi)地通行證、中華人民共和國來往港澳通行證、臺灣居民來往大陸通行證等24種。實名制驗票檢票憑證除了有效的紙質(zhì)熱敏車票外，還包括網(wǎng)絡訂票后未取票的電子車票，主要指二代身份證和有效護照等。

實名制自動驗證檢票設備采用多合一RFID讀卡器，與工控機通過RS232/USB接口通信，可以同時識讀TypeA和TypeB的非接觸IC卡，可以完成對二代居民身份證的識讀，同時兼容各種RFID制式的證件和卡片（如中鐵銀通卡）。多合一證件識讀技術使得驗證檢票設備外觀整潔，旅客操作界面醒目，有效減少了設備之間的不兼容現(xiàn)象，簡化了檢票流程和軟件的復雜度。

3.3 人臉識別技術

人臉識別是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。普遍采用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行臉部的一系列相關技術。

人臉識別系統(tǒng)主要包括人臉圖檢測、人臉跟蹤和人臉比對。目前，人臉識別存在的難點在于如何解決人臉的相似性和易變性，如何解決光線敏感性。近年來，隨著研究的深入，人臉識別技術問題得以逐漸解決。

自動驗證檢票機使用人臉識別技術的難點在于：識別的速度和準確度。如何在保證進站速度的基礎上，盡量提高識別速度和正確率，是自動驗證檢票機需要解決的重點，目前，采用硬件提升和軟件優(yōu)化來解決此問題。

4 結(jié)束語

我國鐵路實名制下自動驗證檢票是發(fā)展方向。隨著高速鐵路的發(fā)展和既有線車站改造的逐漸推行，鐵路自動售檢票（AFC）系統(tǒng)勢必會與其它公共交通運輸系統(tǒng)的互融互通。本文研究的方案，不但可以用在鐵路實名制自動驗證檢票領域，也可以用在城市軌道交通等其他領域，具有廣闊的應用前景。

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