祝胜强 周冰

摘要：介绍了车道安检设备在公安检查站安检核查工作中的重要性，针对目前国内公安检查站核查速度慢、易造成拥堵、民警工作强度大及民众不满意等诸多问题，设计了一种智慧车道安检系统。通过无感知视觉及定向电子侦码等关键技术，采集比对人、车、码3类信息主体，以非接触、无感知和短停留为设计理念，实现车辆快速通行的智慧安检模式。经外场道路实测，该设备的使用大大提升了检查站安检效率，车辆平均安检通过时间大幅降低，平均通过时间为5 s，最快通过时间达3 s。

关键词：机器视觉；定向电子侦码；智慧安检

中图分类号：TN915.09文献标志码：A文章编号：1008-1739（2020）15-66-4

0引言

目前，全國范围内在环国边境、环区域和环省市的主要出入口设置公安检查站，城区主干道路和重点部位设置治安卡点，用于日常通行车辆和人员的安全检查。检查站查控[1]是警务人员为了维护公共安全，对特定行为人的车辆、物品及人身进行查看和搜检的执法行为。当前，近距离接触模式的安检手段，是人体车辆安检的主要途径，不仅人工检查的压力大、工作繁复，而且带给受检人员的体验感不佳。人员、车辆途经城区外围公安检查站时，需进行人证、人像核验和出示相关证件，经安检人员人工核查无误后予以放行，安检过程繁琐、时间长[2]。长期以来，以“人海战术”为主要手段的核查方式缺少必要的智能化技术手段，造成人车通过效率低，特别是旅游旺季和节假日返程高峰等重要节点，更是造成大面积安检车辆积压，交通堵塞严重。且由于以人工核验为主，安检人员24 h不间断值守，导致安检人员劳动强度较大，易产生疲倦，造成疏忽大意。因此在保证核查比例的前提下，如何利用信息化技术和设备解决提高核查效率、改善受检人员体验、减少拥堵现象及降低民警工作强度等一系列问题，已成为实现智慧安检的重要课题。

1基本概念

1.1机器视觉

计算机视觉旨在识别和理解图像/视频中的内容，发展到现在已经衍生出多个细分研究领域，有图像分类、目标检测、语义分割、风格迁移及图像生成等，人脸识别和图片识别是当前人工智能视觉与图像领域中的两大热门应用。

1.2智慧安检

智慧安检系统[3]是将人工智能运用在检查站，以提高检查效率和减轻负担，利用智能检查站大数据应用系统，实现进出站全程人车分离，数据采集和布控预警平轨运行。利用卡口智能抓拍系统、车底检测系统、人证比对、人脸识别、站内抓拍摄像机及自动升降桩等高精科技设备对待检车辆实现自动识别、自动引导、自助核录和自动比对，从而实现精准预警和智能防控的智能勤务工作目标。

2系统设计

2.1系统概述

系统以安检查控业务为核心，上联公安检查站治安管控平台，下接检查站多维感知设备，以“非接触、无感知、短停留”为设计理念，按照不同勤务等级要求，设计逢人必查、逢车必查的全量核查模式，车辆分级、重点核查、等级抽查的分级查控模式，以及全量采集、报警核查的快速通行模式等多种核查模式，实现重点人、重点车精准深度查验，正常人、正常车快速无感通过高效安检的目标。

2.2系统架构

智慧车道安检系统采用分层、模块化架构设计，整体分为感知设备层、设备接入层、业务服务层、接口层和展现层，如图1所示。

智慧车道安检系统在遵循公安部社会治安防控实战业务应用系统技术规范及公安网络安全的前提下，自上而下分为展现层、接口层、业务服务层、设备接入层和感知设备层5层架构。系统总体以服务总线[4]作为承接设备，接入业务服务层和展现层的核心，服务总线提供所有服务（业务支撑、数据、算法模型）的注册、编排、路由、适配及监控等全生命周期管理，作为所有服务资源的指挥调度中心，打通整个系统的数据、能力传输通道，实现数据、能力的跨系统、跨平台、跨地域的数据共享和能力复用，为整个平台提供应用开发集成、数据共享及业务协同等公共服务。

2.3系统功能设计

智慧车道安检系统的主要功能如下：

①车辆核查：车辆抓拍摄像机自动识别车牌类别及车牌号码等信息，同时可手动录入或修改车牌号码，系统显示车辆抓拍图片并自动调用服务进行车辆核查，执勤操作屏上显示车辆核查结果，并同时支持车辆道闸一体机LED显示屏信息提示；免检车辆系统可智能识别并自动开启车道栏杆。

②人像核查：系统控制人脸识别摄像机自动抓取、识别乘车人人脸并可对抓拍人脸图像自动去重，去重后通过调用人脸网关进行人员核查，在执勤操作屏上显示人脸图像及核查结果。

③身份证核查：系统内置身份证阅读器支持读取中华人民共和国居民身份证信息，当司乘人员未携带身份证件时可由执勤人员手动录入核查身份证信息并实时显示身份证核查结果。

④手机侦码核查：系统内置的高精度定向侦码采集设备可精准覆盖安检车道的停车区域，在不影响被检车前后车辆和相邻车道车辆的情况下准确覆盖被检车辆，有效采集被检车辆上司乘人员的电子设备信息，并自动调用后台服务进行比对，比对结果实时显示在执勤操作屏上。

⑤自动关联建档：系统可自动将采集到的车牌信息、车辆特征、人脸照片、手机侦码、身份证信息以及各类信息的核查结果等多维信息进行关联绑定，建立人车档案并自动回传给上级平台。

3设计实现

3.1非接触智能混检

设备采用1∶人脸比对技术、星光级人脸检测技术及成熟的车牌识别技术，实现基于小型车四车窗的快速精准人脸采集比对功能，在人员不下车、不掏证的情况下快速检测车辆司乘人员是否为“重点人、重点车”，实现“非接触、无感知”的目标。通过采用相机优选技术及高频次的试验和现场验证，有效定型了广角相机型号及其位置，可以兼容多种长宽尺寸的小型车，保证全车型人脸识别率达到95%以上。解决的问题主要包括2个方面：①替代了传统单一的通过身份证安检的模式，有效解决了人工判断真假证或者未带证的问题；②因为人员不需要掏证，只需快速扫描人脸即可，大大提高了安检效率，有效解决拥堵问题。

3.2积分预警模型

基于大数据的积分预警模型是主要的技术创新，利用大数据技术，通过对重点人员管控业务规则的挖掘，积累了多种人员异常关系和异常行为的识别，通过多种异常关系的组合，形成不同类型的积分技战法，如风险车辆预警，通过对不同的规则根据重要程度赋予不同的分值，当整个模型规则超过一定阈值时，则产生预警。执勤人员即可有针对性地对预警人员审核或提前布控。非接触智能混检设备的应用，可以有效提高检查站的安检速度，而大数据积分预警模型的应用，则可以在更大程度上保证同等安检比例情况下，优先检查更可能有问题的人员。

3.3定向电子侦码技术

定向电子侦码[5]是指通过电子设备信息采集设备定向覆盖固定区域，有选择性地采集区域内电子设备信息而不影响区域外电子通信设备的正常使用，涉及到的主要技术有高精度定位技术、高定向天线波瓣约束技术和纳秒级延时比对技术。

高精度定位技术：依托电子围栏物理层强大的数据解析能力，构建可以实现波束精准赋形的MIMO系统，使系统可以准确获取车辆内手机与电围的相对位置，进而确定手机的位置信息。

高定向天线波瓣约束[6]技术：缩小天线主辐射面波瓣的半功率波束宽度角，将其主瓣波束约束在一定的范围内，降低旁瓣和后瓣电平，增加天线的定向性和前后比，实现对车内手机的定向覆盖。同时，通过采用增加天线物理尺寸和调整辐射单元位置分布的方法，对车辆内部进行电磁波均匀覆盖，减少覆盖死角。

纳秒级延时对比技术：以LTE系统中最小的时间单位TS为量纲，采集覆盖范围内所有手机的无线信号传输延时，并进行延时比對分析，确定手机间的相对位置，进行手机群落划分，实现同一车辆上手机间的互相绑定，大大提高车码绑定成功率。

4试验验证

为验证系统的可靠性和准确性，进行了高频次多维度的上路实测，分别从核查速度、人脸采集率和侦码采集率3个方面进行了试验验证，具体试验结果如图2～图4所示，图中每个点为10次实验的平均值。

由以上试验结果可得出，智慧安检单车核查平均时间为5.4 s，最快3 s；智慧安检系统人像采集及去重综合准确率为92%，单辆车乘坐4人及以下的情况下采集准确率为98%，定向电子侦码采集综合准确率为97%。

5结束语

本文综合运用机器视觉、人脸识别及定向侦码等关键技术，设计了新型智慧车道安检系统，并对系统进行了测试验证和实战应用。目前该系统已成功应用于全国各地多个公安检查站，助力多地安检查控真正地实现了“无感采集，快速通行”的智慧安检目标，有力地保障了重大活动的外围安全。

未来将继续围绕车道安检场景继续深入探索人工智能、大数据等新技术在创新安检模式中的应用，例如后备箱不开箱安检、车底扫描自动审图报警等无感安检模式，在保证社会安全稳定的前提下提高民众出行满意度。

参考文献

[1]胡人斌，郭建华.公安检查站查控基本理论建构[J].山东警察学院学报，2018（6）：122-129.

[2]李敏蓉.京津冀警务协同发展背景下的公安检查站警务一体化研究———以“京警入冀，联合设卡”合作模式为例[J].北京警察学院学报，2017（3）：45-49.

[3]连珂，王毅，沈冬冬.基于人脸识别技术的公安检查站快速通关系统设计[J].河北公安警察职业学院学报，2016，16（3）： 32-34，38.

[4]辛园园，钮俊，谢志军，等.微服务体系结构实现框架综述[J].计算机工程与应用，2018，54（19）：10-17.

[5]黎永坚，陈剑锋，陈莉莉等.LTE无线网络结构化探究[J].邮电设计技术，2018（9）：37-41.

[6]陈书贞，张旋，王珏镇等.LTE关键技术与无线性能[M].北京：机械工业出版社，2012.