李隆

摘 要：自動售檢票系統(tǒng)是地鐵建設運營中的重要組成部分，同時也是直接與乘客交互的環(huán)節(jié)，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，人臉識別作為潛力巨大的高新技術，與地鐵自動售檢票系統(tǒng)的應用融合，是行業(yè)的重點研究方向和發(fā)展趨勢?；诖?，該文主要對人臉識別技術在地鐵自動售檢票系統(tǒng)中的具體應用進行了分析，重點探究了關鍵技術、解決方案等相關內容，以供參考。

關鍵詞：地鐵自動售檢票系統(tǒng)；人臉識別技術；解決方案

中圖分類號：TP391 文獻標志碼：A

人臉識別技術是一種以人體臉部特征為基礎，識別身份的高新技術手段。其主要就是利用攝像機或者攝像頭采集人臉的相關圖像以及視頻流，可以自動地進行圖像檢測以及人臉跟蹤，可以對檢測的人臉進行系統(tǒng)的識別分析。在自動售檢票系統(tǒng)中（AFC）中融合了計算機技術、信息傳輸網絡技術，將IC卡作信息載體，真正地實現(xiàn)了全過程自動化管理。在AFC中應用人臉識別系統(tǒng)，可以有效地提升乘客乘車效率，增強系統(tǒng)運營維護能力，是一種提升服務效果的有效技術手段。

1 地鐵自動售檢票系統(tǒng)人臉識別技術

1.1 人臉識別技術

計算機視覺人臉識別技術主要分為應用層、人臉識別系統(tǒng)以及硬件層3個層次。硬件層主要包括CPU、GPU以及FPGA、AI芯片等零部件。由于深度神經網絡算法CNN以及RNN要進行大量的計算分析，因此人工智能技術在應用的過程中會受到不同程度的限制。而隨著GPU以及AI芯片等技術手段的不斷成熟，其在人工智能以及計算機視覺領域中得到廣泛應用，有效地拓展了復雜算法的應用范圍。

應用層主要就是人臉識別技術在門禁系統(tǒng)、安防系統(tǒng)以及身份認證系統(tǒng)中的總應用。人臉識別技術在自動售檢票系統(tǒng)中的應用效果十分顯著，人臉識別技術是決定用戶通行體驗、識別性能以及精準度的關鍵技術手段。

1.2 應用模型

綜合人臉識別技術的原理以及流程，要根據(jù)規(guī)范要求在人臉識別系統(tǒng)中注冊信息并形成綁定關系。人臉識別技術在自動售檢票識別系統(tǒng)應用的過程中，要添加閘機以及扣費2個系統(tǒng)。

人臉識別技術在自動售檢票機中要構建乘客人臉檔案庫，通過閘機采集人臉信息，對比信息輸出結果，發(fā)送扣費以及通行等工作指令。

自動售檢票系統(tǒng)是一種直接與乘客聯(lián)系的系統(tǒng)，不僅會直接影響乘客的出行體驗與舒適度，而且也會涉及票款等金錢問題。

2 地鐵自動售檢票系統(tǒng)人臉識別技術解決方案研究

2.1 售檢票方案

在網絡環(huán)境中，利用二維碼、刷臉技術過閘的方式逐漸成熟，這樣就會降低售檢票機的應用頻率。為了提升AFC的應用效率與質量，就需要綜合第三方的支付功能，在人臉識別技術的支持下購票。

在AFC中增加人臉識別功能，可以實現(xiàn)通過微信公眾號、小程序、支付寶以及APP等方式進行遠程購票，可以通過刷臉的方式獲取車票；同時也可以支持直接刷臉買票，有效地提升了工作效率與質量。

在人臉識別功能的支持下，有效地減少了傳統(tǒng)運維以及結算的工作量，不僅提升了工作效率和用戶的體驗，而且實名刷票的功能可以提升安全性。

2.2 過閘方案

在各種高新技術手段的支持下，交通行業(yè)正在如火如荼的發(fā)展。在2017年已經有部分城市通過二維碼刷碼的方式過閘。在人臉識別過閘中最關鍵的終端設備就是閘機。閘機主要包括了工控機、門單元、乘客端工具、讀寫器、票卡回收等單元，可以實現(xiàn)單程票刷臉過閘的操作。讀寫器主要就是為交通卡以及NFC手機虛擬卡提供設備支持。二維碼則對應刷碼過閘；攝像頭主要就是用于人臉識別分析過閘。

在人臉識別技術的支持下，可以實現(xiàn)先乘后付，通過在進站端設置人臉識別閘口可以直接過檢乘車，然后在出站端口利用人臉對比的方式收集進出閘的乘客信息，形成一種閉合交易數(shù)據(jù)信息，通過第三方支付平臺可以實現(xiàn)直接扣款。

首先，乘客通過軟件注冊賬戶，綁定第三方賬戶并進行實名認證。其次，利用移動軟件以及人臉識別系統(tǒng)，采集并存儲用戶人臉特征值。進出站的過閘模式主要有2種：第一，離線模式。閘機通過藍牙與手機形成對應關系，利用藍牙向閘機傳遞乘客的人臉特征。攝像頭收集分析乘客的面部信息與特征。對比特征值滿足條件則可以通關。第二，在線模式。攝像頭捕捉乘客的臉部特征，通過上位機程序將人臉圖像傳送到云平臺或者信息庫中對比特征值，滿足相似度條件則可以有效通行。最后，發(fā)送交易記錄，通過云平臺或者ACC根據(jù)進站臺、出站記錄計算金額，通過第三方軟件扣款。

在人臉識別技術的支持下，可以做到無卡通行，在乘客進站臺的時候無須任何操作。但是對網絡傳輸?shù)囊笙鄬^高，一對多的特征值匹配模式對于技術的要求也較嚴格。受到軌道交通自身大流量以及高頻次的特征的影響，人臉識別技術在應用的過程中最關鍵的就是要提升穩(wěn)定性，并對綜合通行效率等因素進行合理設計分析。

2.3 云平臺方案框架

人臉識別平臺是整個系統(tǒng)的核心。利用云平臺可以實現(xiàn)云閘機的過閘功能。在自動售檢票系統(tǒng)中要重視云平臺的建設，將其作為網絡業(yè)務的支撐平臺，進而實現(xiàn)軟件售檢票、人臉取票以及人臉過閘等業(yè)務操作，可以為不同的網絡入口提供基礎的信息服務，也可以為指紋識別、無感知識別等技術手段的應用提供技術支持。

2.4 付費模式與信用管理手段

在乘客進入閘機的過程中，系統(tǒng)對人臉進行識別，乘客完成人臉識別進入閘機之后，沒有完成扣費的乘客會被納入黑名單。通過人臉識別庫分析，識別出乘客黑名單，進入黑名單的乘客無法使用人臉識別系統(tǒng)，并且會將失信行為納入個人信用記錄中。對非黑名單用戶則快速放行，系統(tǒng)后臺可以在各種技術手段的支持下進行人臉對比以及計算扣費。

2.5 優(yōu)化人臉識別算法

綜合運營狀況以及特點，優(yōu)化人臉識別算法，可以提升人臉識別技術的準確性，提高整體的對比速度。構建完善的人臉檔案信息庫，通過動態(tài)子庫以及黑名單的方式進行管理，將注冊過人臉識別信息的乘客的面部檔案信息整理到信息庫中，在乘客進站后進行第一次刷臉快速放行，將信息錄入動態(tài)子庫系統(tǒng)，人臉系統(tǒng)后臺進行動態(tài)子庫以及信息庫黑名單的對比分析，對比結果正常的乘客信息會存留在動態(tài)子庫中，對比結果為黑名單的乘客則要在動態(tài)子庫中清除。

在出站刷臉的過程中，對比人臉信息以及動態(tài)子庫信息，成功之后扣費放行，動態(tài)子庫會消除人臉信息，失敗則對比黑名單，符合黑名單則告警提示。

在算法層面中，識別對比主要分為2種方式，其中一種是基于文件的模式，就是將特征存儲為文件信息，對比文件級；另一種則是以數(shù)據(jù)庫為基礎，在數(shù)據(jù)庫信息中進行對比分析，通過圖文混合查詢的方式提升對比速度。

3 結語

在信息技術手段的支持下，應用于地鐵自動售檢票系統(tǒng)的人臉識別技術會不斷地成熟。在今后的發(fā)展中，地鐵軌道出行會呈現(xiàn)信息化、智能化、數(shù)字化以及網絡化的發(fā)展趨勢，可以有效避免傳統(tǒng)人工售票、檢票問題，從根本上提升乘客的出行體驗，是智慧城市建設的重要手段與措施。

參考文獻

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