劉碩山

摘 要：隨著我國(guó)鐵路的發(fā)展，車(chē)站往往處于重要地理位置，車(chē)站內(nèi)外客流和人流量較大，在進(jìn)站旅客中也藏匿著各類(lèi)特殊人群。根據(jù)各地的治安要求，有時(shí)需要對(duì)這些人員進(jìn)行甄別、防范，如何準(zhǔn)確、有效地發(fā)現(xiàn)他們就成為車(chē)站管理部門(mén)以及公安部門(mén)迫切希望解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：客運(yùn)；實(shí)名制驗(yàn)票；人臉識(shí)別

中圖分類(lèi)號(hào)：U293 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）31-0041-02

自2012年1月以來(lái)，全國(guó)各大火車(chē)站都已經(jīng)陸續(xù)開(kāi)始實(shí)行了實(shí)名制驗(yàn)票的進(jìn)站方式。通過(guò)實(shí)名制驗(yàn)票，在進(jìn)站的第一關(guān)卡就加強(qiáng)驗(yàn)票，做到人、票、證的對(duì)應(yīng)，第一時(shí)間排查到可疑人員，再通過(guò)上車(chē)、途中、出站等多個(gè)環(huán)節(jié)的驗(yàn)票手段，環(huán)環(huán)相扣、層層把關(guān)，很大程度提升了整個(gè)出行過(guò)程的安全性。但從運(yùn)行多年的角度來(lái)講，目前的實(shí)名制驗(yàn)票只是基于票和證的比對(duì)，是否是本人持有的有效證件，并沒(méi)有技術(shù)手段加以防范，人工檢查也難免疲勞，造成誤判或漏判，而導(dǎo)致非持本人證件的人也能蒙混過(guò)關(guān)登上列車(chē)，造成不良影響。

通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)構(gòu)建一套獨(dú)立的身份證與現(xiàn)場(chǎng)人臉識(shí)別的比對(duì)系統(tǒng)，系統(tǒng)有可靠的防干擾措施，滿足在強(qiáng)電干擾環(huán)境下使用。系統(tǒng)能全天候穩(wěn)定運(yùn)行，確保旅客的“人證合一”，安檢工作萬(wàn)無(wú)一失，從而降低冒乘旅客帶來(lái)的潛在危險(xiǎn)的發(fā)生幾率。

1 重要性

鐵路系統(tǒng)作為國(guó)家重要的交通運(yùn)輸部門(mén)，其日常穩(wěn)定運(yùn)行決定了國(guó)民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。拿唐山站距離來(lái)說(shuō)，唐山站日均上車(chē)旅客達(dá)2.4萬(wàn)人次，春運(yùn)期間日均發(fā)送旅客可達(dá)到10.9萬(wàn)人。目前，主要通過(guò)實(shí)名制驗(yàn)票為鐵路公安提供防范和維持秩序的依據(jù)，但工作量大、效率不高，難免會(huì)出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)、視覺(jué)疲勞、監(jiān)管疏漏等情況。所以，針對(duì)鐵路客運(yùn)站的具體情況，應(yīng)用人臉識(shí)別是完善現(xiàn)代化鐵路站車(chē)服務(wù)體系的必然趨勢(shì)。

隨著我國(guó)鐵路客運(yùn)的快速發(fā)展，實(shí)名制售檢票系統(tǒng)已大規(guī)模推廣，但當(dāng)前實(shí)名制檢票依賴(lài)人工進(jìn)行，檢票效率低，并且容易造成旅客在檢票口滯留。構(gòu)建自動(dòng)化的實(shí)名制檢票系統(tǒng)成為迫切需要解決的問(wèn)題。目前實(shí)名制驗(yàn)票卻出現(xiàn)了身份認(rèn)證等新問(wèn)題。如何能自動(dòng)完成實(shí)名制驗(yàn)票，已成為目前鐵路系統(tǒng)關(guān)注的重點(diǎn)。

針對(duì)鐵路車(chē)站等主要區(qū)域的監(jiān)管和服務(wù)特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)結(jié)合視頻監(jiān)控、公安證照、采集人臉、實(shí)名車(chē)票等鐵路既有應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)?；虮銛y式的鐵路人臉識(shí)別系統(tǒng)。通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)車(chē)站的人臉圖像進(jìn)行采集、檢測(cè)、建模、存儲(chǔ)，確認(rèn)是本人持有的本人有效證件。

利用當(dāng)前的先進(jìn)的人臉識(shí)別技術(shù)，避免人工肉眼判定所存在的各種弊端，既能辨別旅客是否持本人身份證，同時(shí)也能對(duì)旅客的出行記錄進(jìn)行有效管控，完善車(chē)站的實(shí)名制驗(yàn)票機(jī)制，真正做到人、票、證三者對(duì)應(yīng)，營(yíng)造火車(chē)站的安全環(huán)境，為旅客提供更加人性化、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2 必要性

鐵路車(chē)站安檢區(qū)域人臉識(shí)別系統(tǒng)是在鐵路車(chē)站實(shí)名制驗(yàn)票區(qū)域通過(guò)對(duì)進(jìn)站旅客人臉數(shù)據(jù)的采集、檢測(cè)和建模，與身份證上人臉模型進(jìn)行人臉特征比對(duì)，來(lái)確保進(jìn)站旅客的人票證的統(tǒng)一。針對(duì)鐵路行業(yè)自身特點(diǎn)與鐵路公安實(shí)際的應(yīng)用，鐵路車(chē)站人臉識(shí)別系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)如下應(yīng)用：

（1）鐵路車(chē)站安檢區(qū)域視頻智能監(jiān)控（人臉識(shí)別、行包監(jiān)控）；

（2）鐵路車(chē)站治安管理；

（3）鐵路車(chē)站突發(fā)事件處理。

所以，人臉識(shí)別系統(tǒng)有助于減少鐵路實(shí)名制驗(yàn)票人員的日常工作量，提供技術(shù)手段來(lái)管理進(jìn)站人員和進(jìn)站人員身份證。

人臉識(shí)別的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）非侵?jǐn)_，無(wú)需配合。人臉照片的采集可使用系統(tǒng)自動(dòng)拍照，無(wú)須車(chē)站相關(guān)人員操作，也不需要進(jìn)展旅客配合，只需以正常的進(jìn)站狀態(tài)經(jīng)過(guò)攝像頭前即可；

（2）低成本。圖像采集系統(tǒng)簡(jiǎn)單，只需攝像頭或者數(shù)目相機(jī)、攝像機(jī)等設(shè)備即可采集圖像，成本低廉。

3 應(yīng)用人臉識(shí)別優(yōu)勢(shì)

3.1 效率

從發(fā)送規(guī)模來(lái)看，大中型城市的客運(yùn)及貨運(yùn)車(chē)站旅客的發(fā)送吞吐量極大，以北京南站為例，作為北京高鐵第一站在清明小長(zhǎng)假期間，日發(fā)送旅客量在13萬(wàn)人次，并且處在逐年增加的態(tài)勢(shì)。結(jié)合地理位置，換成方式便利等諸多條件，導(dǎo)致人員流動(dòng)性大，在這么大的流動(dòng)性下，人證票核驗(yàn)的效率就變得至關(guān)重要。通過(guò)實(shí)驗(yàn)1對(duì)1的比對(duì)方式會(huì)影響旅客的驗(yàn)證驗(yàn)票時(shí)間，會(huì)降低驗(yàn)票人員的工作效率。

3.2 方便

鐵路部門(mén)嚴(yán)格遵循“以服務(wù)為宗旨、待旅客如親人”的服務(wù)理念，堅(jiān)持“安全正點(diǎn)、方便快捷”的原則，采用先進(jìn)設(shè)備、推進(jìn)科學(xué)管理，因此，現(xiàn)有的設(shè)備的對(duì)于旅客的方便易用也很重要。我們采用系統(tǒng)自動(dòng)抓取進(jìn)站旅客人臉的方式，并對(duì)采集的人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，所以不需要進(jìn)站旅客做出額外的動(dòng)作用于面對(duì)人票證的三方比對(duì)，而且采用人機(jī)界面方便驗(yàn)票工作人員操作。

3.3 經(jīng)濟(jì)

隨著中國(guó)鐵路總公司和國(guó)家鐵路局的成立，鐵路制度改革塵埃落地，中國(guó)鐵路總公司正式成為市場(chǎng)主體。為更好的適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，在推行全面預(yù)算管理的框架體系下，成本管理的重要性日益顯現(xiàn)。作為鐵路公司營(yíng)收資金流入的主要單位，在滿足上述條件的前提下，如何利用有限的鐵路建設(shè)經(jīng)費(fèi)，采用性?xún)r(jià)比最高的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)人證票核驗(yàn)也是我們必須考慮的。

4 主要技術(shù)

4.1 人臉檢測(cè)

指在輸入圖像中確定所有人臉（如果存在）的位置、大小、位姿的過(guò)程。人臉檢測(cè)是自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在火車(chē)站人臉檢測(cè)中，因?yàn)槲覀円獙?duì)排隊(duì)的人群實(shí)時(shí)采集人臉特征，因此采集到人臉通常處于一種不確定的大小和位置，包括人臉自身的旋轉(zhuǎn)、傾斜以及攝像機(jī)角度等因素的影響。解決方案：采用了基于多視角多通道boosting的人臉檢測(cè)方案。在人臉檢測(cè)模塊中，首先將一幅輸入圖像分解成許多不同位置、不同尺度的子窗口圖像；然后由分類(lèi)器判斷每一個(gè)子窗口圖片是不是人臉；最后，合并所有被判定為人臉的窗口和其附近的窗口以形成最終檢測(cè)結(jié)果。人臉級(jí)聯(lián)分類(lèi)器的正樣本訓(xùn)練集是178000張尺寸為20*20像素的各種類(lèi)型人臉圖像。候選的弱分類(lèi)器通過(guò)在多尺度haar特征上的閥值調(diào)整來(lái)構(gòu)造。每次迭代過(guò)程中，adaBoost學(xué)習(xí)算法首先計(jì)算出每一個(gè)候選特征的最優(yōu)閥值，這個(gè)閥值使特征所代表的弱分類(lèi)器在訓(xùn)練集上加權(quán)分類(lèi)錯(cuò)誤率最小，然后在這些最優(yōu)加權(quán)分類(lèi)錯(cuò)誤率中選擇最小的那個(gè)弱分類(lèi)器作為最優(yōu)分類(lèi)器。當(dāng)訓(xùn)練好一個(gè)強(qiáng)分類(lèi)器后，后續(xù)級(jí)聯(lián)分類(lèi)器中的強(qiáng)分類(lèi)器使用重采樣的負(fù)樣本，它們來(lái)自于已經(jīng)訓(xùn)練好的級(jí)聯(lián)強(qiáng)分類(lèi)器。endprint

4.2 人臉關(guān)鍵點(diǎn)定位

不戴眼鏡的眼睛檢測(cè)是一個(gè)相對(duì)容易的工作。戴眼鏡的眼睛檢測(cè)則比較困難。這是因?yàn)檠坨R對(duì)光線的鏡面反射引起眼睛區(qū)域的變化比較劇烈。這導(dǎo)致直接影響眼睛檢測(cè)的精度和速度要求。

4.3 人臉識(shí)別

對(duì)于系統(tǒng)采集到的人臉信息，通過(guò)對(duì)劃定人臉區(qū)域的預(yù)處理，并由消除光線對(duì)采集數(shù)據(jù)的影響，然后將人臉上的眼鏡、頭發(fā)等遮擋去掉，再將人臉角度轉(zhuǎn)成正面；對(duì)于身份證照片，在預(yù)處理后對(duì)照片進(jìn)行高清化處理，并去掉皺紋、斑痕等跟年齡相關(guān)的特點(diǎn)，形成標(biāo)準(zhǔn)人臉模型。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著鐵路客運(yùn)的飛速發(fā)展，在基礎(chǔ)建設(shè)、機(jī)構(gòu)設(shè)置、人員培訓(xùn)、制度建設(shè)、執(zhí)行模式、執(zhí)行流程等方面進(jìn)行了不懈的探索和改進(jìn)，形成了一整套行之有效的體系。

目前，客運(yùn)規(guī)章規(guī)定，旅客在進(jìn)站過(guò)程中需要進(jìn)行實(shí)名制驗(yàn)票，票、證、人必須都相符的旅客，才能進(jìn)入車(chē)站候車(chē)大廳，等待上車(chē)。如果票、證、人不符，車(chē)站有權(quán)力禁止旅客進(jìn)站。通過(guò)現(xiàn)有的實(shí)名制驗(yàn)票系統(tǒng)，已經(jīng)可以保證車(chē)票和身份證的一一對(duì)應(yīng)，但是否是本人持有的有效身份證件，還沒(méi)有通過(guò)技術(shù)手段來(lái)甄別判斷。

基于此，人臉識(shí)別的驗(yàn)證驗(yàn)票系統(tǒng)適用于各大車(chē)站的實(shí)名制驗(yàn)票處。通過(guò)進(jìn)站旅客的實(shí)名制驗(yàn)票順序，在不影響進(jìn)站速度的同時(shí)完成票、證、人三方的比對(duì)，提高實(shí)名制驗(yàn)票處工作人員的工作效率。

（1）堵住漏洞。由于現(xiàn)有的實(shí)名制驗(yàn)票中人和身份證的比對(duì)需要由實(shí)名制驗(yàn)票人員進(jìn)行肉眼甄別，所以當(dāng)工作人員工作一定時(shí)間后，會(huì)造成漏判或錯(cuò)判的現(xiàn)象，通過(guò)此系統(tǒng)，可以有效的減少工作人員的人為錯(cuò)誤。

（2）保證進(jìn)站旅客安全。從進(jìn)站旅客安全的角度來(lái)說(shuō)，基于人臉識(shí)別的比對(duì)系統(tǒng)可以加快犯罪嫌疑人的確認(rèn)，提高公安部門(mén)工作效率，并且在追逃、尋人等方面發(fā)揮巨大功效。

參考文獻(xiàn)：

[1]池燕玲.基于深度學(xué)習(xí)的人臉識(shí)別方法的研究[D].福建師范大學(xué)，2015.

[2]鄒國(guó)鋒，傅桂霞，李海濤，等.多姿態(tài)人臉識(shí)別綜述[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2014.

[3]袁正海.人臉識(shí)別系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京郵電大學(xué)，2013.

[4]王海洋，王寧，朱專(zhuān)專(zhuān)，等.基于人臉識(shí)別的智能大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（15）：49.endprint