顾梦婕，季佳华，吴 猷，李楠鑫，李 月

（中国电子口岸数据中心上海分中心，上海 200120）

0 引言

海关属于国家对外进出口贸易管理控制与通关监督管理的重要行政管理部门,关系到国家、社会以及人民的安全等方面。 因此,其工作的重要性不言而喻。但是,由于我国与世界往来贸易的不断深入,我国的海关监督管理工作量也随之不断地增长,各地区的海关监管场所较多,并且战线也比较长。 在海关业务量日益增长的背景下,海关监管工作出现如下4 个方面的问题:(1）监管效率低下、人力成本高。 (2）作业区域危险系数较大,工作人员安全风险高。 (3）认为查验易出错,精准性不高。 (4）特殊时期往返人员管理控制较困难。

本研究针对上述海关监管工作遇见的困难,通过依托国家最新的“人工智能发展规划的战略目标”,响应国家号召,提出5G 智能机器人应用于海关监管工作,加强海关对人工智能的利用,提高海关在日常生活中的工作效率、准确性以及保障人员人身安全。

1 5G 的智能机器人的研究现状

在近十年中,我国对巡逻机器人的研制处于飞快的发展状态,尤其是国家出台了众多政策,对以机器人为代表的智能高端制造产业给予了极大的关注与支持。 国家促进各大高等院校、研究院所以及公司进行紧密合作,有效地形成了产学研一体化的人工智能机器人生态链［1］。

人工智能巡逻机器人的工作通过终端服务系统平台进行指挥控制,终端服务系统平台对机器人采集信息进行实时分析、计算处理以及提出决策等方面控制,技术人员可以通过后台终端服务器对这些人工智能机器人进行相关作业的操作和控制［2］。

人工智能机器人信息传输要求高速、安全,视频传输要求高清无卡顿,才能满足用户在各种复杂的环境中使用。 现阶段的无限通信联络方式主要是WiFi 与4G 网络通信链接方式。 WiFi 通信方式需要依靠搭建在机器人工作范围内的各种基站。 只有各种基站之间的切换配置比较复杂,才能满足巡逻机器人的无线通信要求,并且这种方式存在安全隐患。 而4G 网络无线通信虽然不需要单独搭建信号发射接收基站,但需要为运营商支付网络服务费用,尤其是在进行高清视频传输的过程中,需要消耗的流量巨大,支付的费用更高。 这两种无线通信连接方式都存在不小安全隐患以及成本较高等问题。 因此,本文通过提出利用5G 网络通信技术,来对巡逻机器人进行无线信息的连接和信息传输,有效地提高了信息的安全性,也有效地降低了成本［3］。

2 5G 智能机器人技术设计

2.1 5G 智能机器人的定义和系统结构设计

5G 人工智能机器人是一款综合采用人工智能、云计算、物联网、大数据、5G 通信等技术,集成环境感知、动态决策、行为控制和报警装置,具备自主感知、自主行走、自主保护、自主识别等能力,可帮助人类完成基础性、重复性、危险性的安保工作,推动海关服务升级,提升安全效果,降低服务成本的多功能综合智能装备。

主体系统主要分为应用层、平台层、网络层以及终端层4 个层面,这4 层的结构关系如图1 所示。

图1 主体系统结构

2.2 机器人硬件结构的设计

2.2.1 机器人硬件设计

终端机器人的硬件结构组成主要有:动力模块、导航避障模块、环境感知模块、接入控制模块、监控模块、主控模块、电源模块、网络模块以及外设模块9 个部分。

2.2.2 机器人总体设计

机器人上层配备了一个可以旋转和上下升降的全方位云台,装配高清摄像机和红外热成像摄像机以及4个全景摄像头,可以进行实时视频的采集、抓拍、录像,在后台可观看机器人角度的全身影像和红外热成像影像。

下层的底盘集成了导航系统、避障模块和电量管理模块,用于实现机器人的自动导航、自动巡查功能。

在后台部署了机器人的监控系统以及App,可以查看实时视频、录像、告警信息以及每次巡查生成的巡查报告,并且可以给机器人设定巡查或值守任务。

2.3 机器人管理系统软件设计

机器人管理系统软件主要由监控管理系统、移动控制专用系统以及后台服务系统3 个部分组成。

2.3.1 监控管理系统

监控管理系统的主要作用是后台监控人员使用的监管系统,实时监控巡逻机器人传回来的视频、机器人状态、告警等数据,并可对机器人进行远程遥控、双向对讲、设置巡逻计划、处理告警数据等。

2.3.2 移动控制专用系统

移动控制专用系统的作用是辅助机器人管理人员引导机器人进行扫描建图,设置巡逻路线与巡逻点位动作,并可实时查看机器人实时视频、位置、告警数据等。

2.3.3 后台服务系统

后台服务系统的作用是机器人接入网关。 音视频处理模块、环境量数据处理模块、告警数据处理模块、机器人状态模块、智能处理模块是巡逻机器人运行后台服务保障,位于人机交互的底层服务。

3 5G 智能机器人技术在海关的应用

3.1 5G 智能机器人技术在危化环境作业监管场景应用

危化环境现场工作环境存在一定的危险性,需要专业工人携带便携式单兵设备检测,不仅任务繁重、工作效率低下,同时人员安全还存在一定的威胁。 危化品释放的可燃气体、危化品的物料的温度超标都会对检查人员造成不可逆转的伤害。 人工探测采用携带移动单兵设备的方式对探测人员要求较高。 新上手的探测人员即便参加了如何使用设备的培训,也可能会导致操作错误,获得错误的数据,该种方式占用了海关的大量人力资源。 在无法监控的区域,技术人员无法及时看见人员的操作情况以及自身的安全情况,需要对固定摄像机的监控盲区增加补充,保证操作过程全程记录。

5G 智能机器人具备自主移动性、灵活性、交互性特点,通过机器人安装温湿度传感器、危化气体检测器等仪器,可提前感应探测自身周边环境的信息,采集温度、湿度、有害气体浓度值等信息,发现异常实时上传信息给后台以及通知相关人员,在一定程度上提高了人员的安全保障性。

3.2 5G 智能机器人技术在海关现场监管应用

海关各大现场监管,如跨境电子商务物品监管仓库、保税物品监管仓库,货物快进快出,灵活性强,无法实时监管货物。 通过机器人提升工作效率,收集货物流通行为的证据,防止中途有调包或其他涉嫌违法行为,保障货物按质按量结算清关。

通过借助巡逻机器人自主巡逻、定点值守及智能识别算法能力,可以在各大监管现场区域辅助代替海关工作人员进行值守监管,减轻海关工作人员的劳动强度,甄别陌生人员及异常行为,保障现场安全。

巡逻机器人可通过安装全息感知设备,且机器人采用人脸识别技术在现场区域进行人脸识别,通过与系统内部对接获取黑名单信息库,进行比对识别,由后台系统进行身份判断并呈现实时识别结果,工作人员根据识别结果采取进一步措施,实现事前预警。

3.3 5G 智能机器人技术在高温装卸现场监管应用

监装监卸集装箱过程中,物品摆放杂乱,每个操作涉及多个小时,在高温环境下,无论从身体上、心理上对海关人员及码头操作工人来说是严峻的考验。 码头操作工人容易误操作或者主观操作。 对码头工人进行现场监督,以保障现场作业规范。

在高温环境下,为减少监管人员的工作压力,机器人可到现场进行监管。 海关监管人员只需到监控中心后台端进行查看,这使得海关人员的工作效率得以提高,能更集中注意力查看现场异常情况。 机器人定时语音播报,提醒码头人员严谨对待工作,提高码头工人的警觉性和安全性。

4 结语

海关响应国务院《优化口岸营商环境促进跨境贸易便利化工作方案》以及全国海关通关一体化改革的政策号召,并根据海关总署《新一代海关信息系统(智慧海关）建设工作方案》对科技信息化水平提出具体的要求,关注5G AI 机器人在海关场景的应用,推进智慧海关系统在海关的推广建设。