机场自助安检验证系统方案探讨

黄小兵

（中国民航局第二研究所）

机场自助安检验证系统方案探讨

黄小兵

（中国民航局第二研究所）

为了保障机场安全运行，提高安检验证的准确性、可靠性及效率，论文以某机场为案例，以自助安检验证系统为研究对象，根据机场的发展需求、业务需求、旅客需求，对系统流程、系统方案、尾随防范、人脸识别等关键问题进行了重点分析，相比人工安检，自助安检验证系统在安检效率方面，准确性方面、可靠性方面都有所提升。自助安检验证系统对当今倡导的“金色机场”、“智慧机场”建设具有一定的借鉴意义。

机场；自助安检验证系统；人脸识别；尾随防范

1 概述

随着我国民航机场建设的步伐进一步加快，信息技术交叉融合加速，旅客出行的便捷、快速、安全、舒适是衡量民航机场服务好坏的主要指标[1]。为了能够提高旅客出行的安全，安检环节必不可少。传统的安检方式采用人工安检，这种安检方式在人流量少的情况下尚可维持，但是人流量较大的时（如国庆、春运等）就会导致安检速度慢，安全可靠性得不到保证，严重影响了旅客出行的感受度。自助安检验证是近年来新推出的一种新型安检方式，它是采用先进的安检设备，集测控技术、人工智能等高新技术为一体的新型“智慧安检”方式，提高安检验证的准确性，且降低了人工成本[2]。目前在城际高铁站、城市地铁站应用非常广泛。

但是，相对于城际高铁站、城市地铁站，民航机场自助安检验证的应用相对较少，随着自助安检验证技术的不断趋于成熟以及国家大力倡导 “智慧机场”的发展理念，机场自助安检验证将势在必行。

2 机场的需求

2.1 发展需求

随着人们物质生活水平的提高，乘飞机出游旅客愈来愈普遍，促进了民航机场的发展，所以机场的人流量越来越多，，以西安咸阳国际机场为例，据统计，2007年西安咸阳国际机场年旅客吞吐量仅为1137.26万人次，到2016年旅客年吞吐量已经接近3700万人次，从2007年-2016年10年的年增长量平均为14.17%，增长速度非常之快，预计到2020年将将突破5500万人次。图1为近10年西安咸阳机场旅客吞吐量及其增长率统计。

图1 近10年西安咸阳国际机场旅客吞吐量及其增长率统计

图2 系统组成图

传统的人工安检验证已经难以满足当前旅客流量的要求。自助安检验证系统集智能化技术、传感器技术、通信技术、人脸识别技术等为一体新型系统，能够让旅客自行完成身份验证，拥有快速、高效、安全、可靠等优势，促进机场流畅运行，降低了机场运营成本，一定程度上缓解了机场旅客吞吐量快速增长与机场地面空间、设施设备有限性之间的矛盾，同时增加了旅客旅行体验感。

2.2 旅客需求

旅客是机场主要的服务对象，旅客出行舒适度能够真实的反映机场运营状况。目前，大型机场旅客流量的不断增加，旅客出行高峰时段容易呈现旅客值机、安检验证、登机验证等环节排队时间较长，为此严重影响了旅客的出行体验。自助安检验证系统的设计能够让旅客快速通过人身安检验证，减少排队时间，提高机场安检通行速度，同时旅客能够自行操作，也能够提高旅客的真实体验。

2.3 业务需求

目前，为了缓解旅客流量快速增长的压力，各大机场都借助先进的信息化技术手段打造智慧型机场。信息化技术让机场各系统间能够快速的实现信息共享，有效的解决信息“孤岛”问题。自助安检验证系统通过近场感应技术、生物识别等技术的融合解决安检业务的运行效率问题。

3 自助安检验证系统方案设计

3.1 系统架构及功能

自助安检验证系统集成了计算机、网络、数据库、生物特征识别、自动控制等技术，设备自动完成证件信息和生物特征的采集、计算机系统自动进行旅客和证件信息的比对分析，实现旅客人身安检工作的自动化。该系统是以双门闸机设备为核心，其上集成身份证阅读器、登机牌阅读器、高清摄像头、凭证打印机、高清显示屏和扬声器等组成，能够实现旅客身份证信息识别、登机牌信息读取、旅客肖像特征的采集、旅客验证时的状态语音及视频提示，同时该系统还与安检信息系统后台服务器连接，实现相关系统间信息交互。具体系统组成如图2所示。

主要的业务功能：

1）互锁联动

除紧急情况外，当第一道闸门处于开启状态，禁止第二道闸门开启。

2）防尾随

闸机机身自带红外传感器，能够检测到间隔尾随、贴身尾随、儿童验证、旅客行李、翻越闸机等非正常通行现象。

3）状态提示

闸机需安装有高清显示屏、LED灯、扬声器，从视觉、听觉两个方面醒目的提示旅客验证状况。

4）人脸识别

旅客以身份证作为通信凭证，闸机端证件阅读器读取身份证上基本信息及照片信息，闸机端的高清摄像机自动采集当前受检旅客肖像特征，并与身份证上的照片信息比对，以判断旅客是否符合通行条件。

5）联动控制

闸机设备自身隐秘处须设置按钮控制闸机的开启/关闭，既能够通过现场遥控器控制，也能够通过远程管理工作站控制

6）报警

需具备尾随报警提示，黑名单旅客安检报警提示，翻越闸机、反方向闯入报警提示 、紧急灾难报警提示等。

7）统计/查询

能够即席查询，满足快速了解业务情况、辅助决策的需求。实现自助安检验证系统业务统计，主要包括:

①根据年、季度、月份、天、时段对过检人数的统计/查询；

②根据证件信息、照片信息的过检统计/查询；

③系统前端设备、后台设备执行过程的状态查询。

3.2 系统技术实现

虽然采用双门闸机增加了旅客安检验证的时间，但是能够提高安检验证的可靠性并降低尾随事件的发生，双门闸机在技术实现上要比单门闸机复杂。根据旅客所处安检位置，可将整个安检流程分三部分，如图3所示。

图3 双门闸机

1)入口检测区

该部分旅客主要完成排队验证、身份证验证，闸机完成读取身份证件信息，高清摄像头抓拍旅客肖像特征，语音和视频提示旅客验证状态，控制闸机第一道门开关。

图4 控制流程图

2)通道内检测区

在进入闸机通道过程中，闸机通过其上的红外传感器检测旅客通行状况，是否存在尾随、怀抱婴儿、背抱、翻越等情况旅客，若检测出存在类似情况，则发出报警提示以供现场工作人员处理。进入通道内第一道闸门关闭，此时高清摄像头再一次采集旅客肖像特征，查看通道内是否存在两人以上现象，如多于1人则发出报警，待现场工作人员处理。同时自助安检验证系统后台对旅客肖像特征与身份证照片信息比对，如比对成功则第二道闸门开启，否则提示待现场工作人员处理。

3)出口检测区

对比成功，工控机控制第二道闸门开启，待旅客走出闸机通道，第二道闸门关闭同时打开第一道闸门提示下一位旅客过检。

特殊旅客，由于采集护照信息相对比较繁琐，持护照旅客、抱小孩旅客、残障旅客需预留人工通道。

具体控制流程如图4所示。

4 关键问题解决

4.1 尾随防范

防尾随是闸机系统技术的一个难点问题，目前，多数机场仍然采用的是人工安检验证，地铁站、火车站采用闸机系统的自助过检较为普遍。为了提高尾随拦截成功率，可以从改进闸机自身结构和改进闸机尾随检测方案两种办法实现。

1）闸机结构改进

目前，自助安检多采用单门闸机，在闸机上、中、下侧均有红外探测器对成年人、儿童、拉杆箱及随身行李等进行检测，能够检测出大部分尾随，但是对于特殊尾随，如贴身尾随、怀抱未成年旅客等出现漏检的概率较大，一旦闸机门开启，漏检旅客在没受检情况下就进入候机区，给机场带来安全隐患。而采用双门闸机采用双门互锁形式，除紧急情况外，至多仅有一道门处于开启状态，因此尽管尾随者闯入第一道门，但是第二道门未开启，尾随者仍然无法闯入。

2）尾随检测方案改进

首先，将传统的红外对射传感器改为红外光栅传感器，提高了尾随探测的精度；其次，在闸机通道内装设有高清摄像头，在旅客进入闸机同道内时，摄像头抓拍旅客并统计出闸机通道内安检旅客人数，如果多于1人，则此时闸机发出报警提示工作人员进行处理。

4.2 人脸识别效率问题

人脸识别是一种生物识别技术，主要根据旅客的面部特征自动进行身份鉴别，它运用了图像处理技术、模式识别技术、视频处理技术等[3-4]。为了能够提高安检验证的准确性、可靠性以及效率，人脸识别技术已经在民航领域有着广泛的应用，但是大多是处于静态人脸识别，抓拍旅客面部特征时对旅客的位置、角度、距离都有着较高要求，识别效率低。

自助安检验证系统采用动态人脸识别技术，系统直接从高清视频中采集最佳人脸照片，并在前端闸机处进行人脸特征分析，输出旅客肖像特征并传输至安检验证系统后台服务器，在后台服务器处快速完成人脸肖像与身份证照片比对、人脸肖像与公安数据库黑名单人员肖像比对，提高了人脸比对的准确度和快速性。

5 总结

采用智能化安检验证是建设“智慧机场”前提，降低人工失误，提高机场安全可靠性。本文主要是针对目前机场安检验证过程中存在的一些问题，提出一种采用双门闸机加多识别技术的融合来解决自助安检验证的一种方案，既提高了安检速度，也满足了机场运营的安全性，同时，对于安检单位关心的防尾随方案进行了改进，在机场自助安检验证的推广中有一定的借鉴意义。

[1] 王海湘. 高速铁路车站安检系统流程仿真研究[J]. 铁道运输与经济, 2013,35(3): 44-47.

[2] 王璐. 基于物联网的车站安检技术研究[J]. 电子测试, 2014 (2X): 63-65.

[3] 胡大涛. 人脸识别系统在机场安检中的应用[J]. 科技信息,2010(20):240-240.

[4] 安然, 王辉麟. 人脸识别系统在铁路车站安检区域应用的研究[J]. 铁路计算机应用, 2012 (9): 21-24+29.

Discussion on the Scheme for the Verif i cation System of the Airport Self-security Inspection

HUANG Xiao-bing

(The Second Research Institute of CAAC)

To ensure the safe running of the airport and improve the accuracy, reliability and efficiency of the self-security verification, some airport was proposed as a case in the paper, talking the verification system of the self-security check as the research object, and according to development demand, business demand and passenger demand, the key problems, such as the system process, system scheme, trailing guard,face recognition and so on, were analyzed in the paper. Compared to manual security check, the verification system of the self-security check improves the efficiency, accuracy and reliability of the security check. the verification system of the self-security check has certain reference significance for the building of the "golden airport" and "smart Airport".

airport; the verification system of the self-security check; face recognition; trailing guard