劉碩山

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

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

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

自2012年1月以來，全國各大火車站都已經(jīng)陸續(xù)開始實(shí)行了實(shí)名制驗(yàn)票的進(jìn)站方式。通過實(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、證的對應(yīng)，第一時間排查到可疑人員，再通過上車、途中、出站等多個環(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出行過程的安全性。但從運(yùn)行多年的角度來講，目前的實(shí)名制驗(yàn)票只是基于票和證的比對，是否是本人持有的有效證件，并沒有技術(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關(guān)登上列車，造成不良影響。

通過人臉識別技術(shù)構(gòu)建一套獨(dú)立的身份證與現(xiàn)場人臉識別的比對系統(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”，安檢工作萬無一失，從而降低冒乘旅客帶來的潛在危險(xiǎn)的發(fā)生幾率。

1 重要性

鐵路系統(tǒng)作為國家重要的交通運(yùn)輸部門，其日常穩(wěn)定運(yùn)行決定了國民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。拿唐山站距離來說，唐山站日均上車旅客達(dá)2.4萬人次，春運(yùn)期間日均發(fā)送旅客可達(dá)到10.9萬人。目前，主要通過實(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，難免會出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)、視覺疲勞、監(jiān)管疏漏等情況。所以，針對鐵路客運(yùn)站的具體情況，應(yīng)用人臉識別是完善現(xiàn)代化鐵路站車服務(wù)體系的必然趨勢。

隨著我國鐵路客運(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)建自動化的實(shí)名制檢票系統(tǒng)成為迫切需要解決的問題。目前實(shí)名制驗(yàn)票卻出現(xiàn)了身份認(rèn)證等新問題。如何能自動完成實(shí)名制驗(yàn)票，已成為目前鐵路系統(tǒng)關(guān)注的重點(diǎn)。

針對鐵路車站等主要區(qū)域的監(jiān)管和服務(wù)特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中，通過結(jié)合視頻監(jiān)控、公安證照、采集人臉、實(shí)名車票等鐵路既有應(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式的鐵路人臉識別系統(tǒng)。通過人臉識別系統(tǒng)，對車站的人臉圖像進(jìn)行采集、檢測、建模、存儲，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，同時也能對旅客的出行記錄進(jìn)行有效管控，完善車站的實(shí)名制驗(yàn)票機(jī)制，真正做到人、票、證三者對應(yīng)，營造火車站的安全環(huán)境，為旅客提供更加人性化、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2 必要性

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

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

（2）鐵路車站治安管理；

（3）鐵路車站突發(fā)事件處理。

所以，人臉識別系統(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)手段來管理進(jìn)站人員和進(jìn)站人員身份證。

人臉識別的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）非侵?jǐn)_，無需配合。人臉照片的采集可使用系統(tǒng)自動拍照，無須車站相關(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)過攝像頭前即可；

（2）低成本。圖像采集系統(tǒng)簡單，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)用人臉識別優(yōu)勢

3.1 效率

從發(fā)送規(guī)模來看，大中型城市的客運(yùn)及貨運(yùn)車站旅客的發(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假期間，日發(fā)送旅客量在13萬人次，并且處在逐年增加的態(tài)勢。結(jié)合地理位置，換成方式便利等諸多條件，導(dǎo)致人員流動性大，在這么大的流動性下，人證票核驗(yàn)的效率就變得至關(guān)重要。通過實(shí)驗(yàn)1對1的比對方式會影響旅客的驗(yàn)證驗(yàn)票時間，會降低驗(yàn)票人員的工作效率。

3.2 方便

鐵路部門嚴(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)備的對于旅客的方便易用也很重要。我們采用系統(tǒng)自動抓取進(jìn)站旅客人臉的方式，并對采集的人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，所以不需要進(jìn)站旅客做出額外的動作用于面對人票證的三方比對，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)

隨著中國鐵路總公司和國家鐵路局的成立，鐵路制度改革塵埃落地，中國鐵路總公司正式成為市場主體。為更好的適應(yīng)市場競爭的需要，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)，采用性價(jià)比最高的方案來實(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

指在輸入圖像中確定所有人臉（如果存在）的位置、大小、位姿的過程。人臉檢測是自動人臉識別系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在火車站人臉檢測中，因?yàn)槲覀円獙ε抨?duì)的人群實(shí)時采集人臉特征，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的人臉檢測方案。在人臉檢測模塊中，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；然后由分類器判斷每一個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結(jié)果。人臉級聯(lián)分類器的正樣本訓(xùn)練集是178000張尺寸為20*20像素的各種類型人臉圖像。候選的弱分類器通過在多尺度haar特征上的閥值調(diào)整來構(gòu)造。每次迭代過程中，adaBoost學(xué)習(xí)算法首先計(jì)算出每一個候選特征的最優(yōu)閥值，這個閥值使特征所代表的弱分類器在訓(xùn)練集上加權(quán)分類錯誤率最小，然后在這些最優(yōu)加權(quán)分類錯誤率中選擇最小的那個弱分類器作為最優(yōu)分類器。當(dāng)訓(xùn)練好一個強(qiáng)分類器后，后續(xù)級聯(lián)分類器中的強(qiáng)分類器使用重采樣的負(fù)樣本，它們來自于已經(jīng)訓(xùn)練好的級聯(lián)強(qiáng)分類器。endprint

4.2 人臉關(guān)鍵點(diǎn)定位

不戴眼鏡的眼睛檢測是一個相對容易的工作。戴眼鏡的眼睛檢測則比較困難。這是因?yàn)檠坨R對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的精度和速度要求。

4.3 人臉識別

對于系統(tǒng)采集到的人臉信息，通過對劃定人臉區(qū)域的預(yù)處理，并由消除光線對采集數(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；對于身份證照片，在預(yù)處理后對照片進(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

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)入車站候車大廳，等待上車。如果票、證、人不符，車站有權(quán)力禁止旅客進(jìn)站。通過現(xiàn)有的實(shí)名制驗(yàn)票系統(tǒng)，已經(jīng)可以保證車票和身份證的一一對應(yīng)，但是否是本人持有的有效身份證件，還沒有通過技術(shù)手段來甄別判斷。

基于此，人臉識別的驗(yàn)證驗(yàn)票系統(tǒng)適用于各大車站的實(shí)名制驗(yàn)票處。通過進(jìn)站旅客的實(shí)名制驗(yàn)票順序，在不影響進(jìn)站速度的同時完成票、證、人三方的比對，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間后，會造成漏判或錯判的現(xiàn)象，通過此系統(tǒng)，可以有效的減少工作人員的人為錯誤。

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

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