城市轨道交通安检集成系统研究

赵 野，付保明，张 宁

（1. 无锡地铁集团有限公司运营分公司，江苏无锡 214000；2. 苏州市轨道交通集团有限公司，江苏苏州 215004；3. 东南大学智能运输系统研究中心轨道交通研究所，南京 210018）

1 概述

城市轨道交通具有准点率高、运量大等特点，是城市公共交通的重要组成部分[1]。然而，城市轨道交通是环境封闭、人员高度密集的公共复杂场所，面临着暴恐袭击、个人极端暴力犯罪和拥挤踩踏等案（事）件的现实威胁。东京地铁沙林毒气事件、韩国大邱地铁纵火案、英国伦敦爆炸事件等均造成了大量的人员伤亡和巨大的财产损失[2]。在车站非付费区设置安全检查点，配置安检机、安检门等安检设备，对进站乘车的乘客、乘客行李等进行检查，是预防公共安全事件的重要手段。当前，轨道交通安检基本采用安检设备独立运行、安检信息本地存储、安检事件现场处置的管理模式，安检工作对安检员依赖度高，存在漏检、误检等问题，并易引发乘客纠纷，造成不良社会影响。一些城市尝试通过设置白名单进行差异化安检，或进行集中判图以提升安检效率[3]，但并不能完全解决现有安检模式存在的问题。因此，依据国家相关规范[4]，建立安检集成系统，对各安检点的安检数据资源、安检人员、安检事件信息等进行系统化、信息化管理，能够有效解决安检过程存在的一些问题，提高轨道交通运营管理水平。

2 安检现状

当前，车站安检主要设备为安检机、便携式炸探、液探、金属探测仪等探测设备[5]。安检员首先根据安检机X 射线图像对乘客行李进行初次判定；对于可疑危险物，安检员需进行开包检查或借助便携式探测设备进行二次检测[6]。部分城市还设置了安检门，同时对乘客进行安全检查。对于检查发现的危险物，安检人员将立即通知本站执勤民警进行处置。现有安检模式存在以下问题。

安检质量难保障。乘客行李是否需要二次检查完全依赖于安检员的判图结果。因此，安检员对乘客行李X 射线图像的判定水平及工作状态严重制约安检质量。而安检人员一般由第三方安保公司负责管理，普遍缺乏专业培训且换岗流动率大[7]，其业务水平难以保障。

安检数据孤岛。车站安检设备每天产生大量的安检数据，但这些数据只能存储在设备本地，缺乏统一管理。基于安检数据的二次开发、运营管理工作也无法展开，阻碍了安检管理水平的提升。

信息孤岛。由于车站安检设备孤岛化运行，当安检现场发现重大危险物时，该重要安检信息可能无法及时传递给管理决策层，不仅延误事件现场处置，更有可能影响轨道交通网络化运营。

运营成本高。车站安检工作需要大量的安检人员，每年耗费巨额的人力成本。同时，安检设备一旦发生故障，极易引发乘客滞留，造成不良社会影响。

对安检设备进行系统集成，可实现安检设备的集成化管理、安检过程的自动化监管、安检要素（行李、乘客、安检员、安检机等）的协同处理。安检集成系统将有效提高现场安检质量、提升安检数据利用水平、增强安检应急处理能力，将有力推进轨道交通安检工作的信息化、智能化进程，对于行业发展有着重要意义。

3 系统设计

在进行安检集成系统设计时，不仅要考虑系统的可靠性、实用性、安全性及可扩展性，更需结合运营管理模式，充分考虑安检专业的业务需求，着力解决现有车站安检专业存在的各种问题，构建智能化、信息化、人性化的安检集成系统。

3.1 系统功能设计

安检集成系统，除能实现现有安检设备检测功能外，可通过对安检过程涉及的行李、乘客、安检员、安检设备等实施自动化监管，实现对安检设备、安检员及乘客的管理功能。

智能化检测。车站安检设备应具备智能化检测及网络接入功能，其中X 光安检机应具备辅助判图功能。智能化检测技术在降低安检人员工作强度、提高安检效率及乘客通行效率的同时，对减少安检人员配置、降低人员成本有重要意义。

集成化管理。系统可以集成包括但不限于X 光安检机、台式/便携式炸探、摄像机、金属探测门、台式/便携式液探、有毒有害气体探测设备、放射性物质监测设备等车站设备，从而实现设备的系统化管理，解决安检数据孤岛，提高设备管理水平。

安检员管理。系统通过采集安检员特定信息，分析安检员的在岗情况、工作状态、工作时长、持证情况等，从而为安检队伍的规范化管理提供依据。通过安检员的系统化管理，可杜绝疲劳上岗、无证上岗等情况，提升安检队伍质量，进而提升安检质量，同时精确控制人员成本。

安检数据管理。系统应能够实时监控安检设备的运行数据与工作状态，并对各项安检数据进行历史查询与统计分析，生产相关可视化报表，从而为运营安全评估提供数据支撑，为管理者配置安检人员、制定维护方案等提供决策依据，并为新线安检点的设置提供有效参考。同时，海量的车站安检数据也为未来安检系统智能化发展提供数据基础。

应急管理。系统能实时采集安检点报警信息，并将报警信息发送给各级管理部门，使各级管理人员能够第一时间掌握现场情况并高效决策，进而迅速有效处置现场各类突发事件，保障车站的正常运营，避免不良社会影响。

多系统联动。预留与线网指挥中心、城市轨道交通安全防范平台、公安等部门系统的接口，以期将来实现报警实时联动，提高应急处置能力。

3.2 系统架构设计

借鉴城市轨道交通既有自动化系统架构，结合安检集成系统的功能需求以及车站安检设备的实际布设情况，依据“分级管理、分级控制”管理理念[8]，构建“两级管理、三级控制”的安检管理系统，具体如图1 所示。

1）现场级

现场安检设备包括但不限于X 光安检机、金属探测门、爆炸物探测仪、液体探测仪、有毒有害气体探测设备、放射性物质监测设备等。安检人员利用安检设备对乘客及其行李进行检查，并对危险物及突发情况进行有效处置。

图1 安检集成系统架构Fig.1 Integrated security system architecture diagram

2）车站级

在车站安检点设置交换机、安检数据采集终端及安检数据接口服务软件等软硬件设施，将安检设备接入安检信息系统，对安检数据进行集聚、上传，并将安检平台的指令信息转发至安检设备。

3）线路级

在线路控制中心设置网管工作站、安检服务器以及安检信息平台软件等软硬件设施，构建安检信息平台。通过通信传输网络，平台获取安检点安检数据、报警事件、设备状态等信息，对安检数据进行统计分析，对安检点进行远程监控。

4）线网级

线网级管理平台涉及线网指挥中心、安防平台以及公安部门应急管理平台等，该层级平台并不直接管理安检集成系统。安检集成系统通过外网接口将特定安检数据上传给线网平台，以供线网平台进行大数据应用以及公共事件应急管理。

3.3 信息平台设计

安检信息平台是安检集成系统的核心组成部分。考虑安检集成系统的复杂性，采用模块化、参数化及分层设计理念形成完整的系统平台，确保系统的可靠性、可扩展性、灵活性。因此，平台软件可划分为表示层、业务逻辑层和基础支持层，具体架构如图2 所示。

图2 安检平台软件架构Fig.2 Software architecture of security platform

表示层指用户操作界面，是系统的人机交互端，负责与系统管理人员进行信息交互。管理人员通过人性化的操作界面，进行业务处理操作。业务逻辑层各业务采用模块化设计，根据不同业务模块的需求进行不同的处理和响应。基础支持层为业务逻辑层提供数据支持，其中数据库提供了安检相关数据的存储和管理功能，具体包括X 光图像数据、液体物品探测数据、易燃易爆化学物质探测数据、有毒有害气体监测数据、放射性物质探测数据、视频录像数据、设备状态数据、报警信息数据及系统基础信息数据等。

4 系统应用

某市轨道交通安检集成系统通过车站、控制中心两级组网，对X 光安检机、爆炸物探测仪、复合式核化检测仪、台式液体危险品检查仪等安检设备进行数据的多源收集、紧急事件的分析判断、辅助站点工作人员执行紧急事件的处理，打破了安检信息孤岛，为整个地铁安检工作提供最优化的监管以及决策支持。系统具体如图3 所示。

图3 安检集成系统网络Fig.3 Network of integrated security system

本系统所使用的X 光安检机具备智能判图功能，即安检机能够自主对行李X 射线图像进行识别，使用图框及文字标记行李中的可疑危险物，提示安检员进行二次检查，从而提高安检质量。

同时，系统充分考虑接入其他线路安检设备的情况，对相关软硬件的接入能力和接口进行了预留，以满足后期扩容的需求。

4.1 设备管理

安检信息化平台对全线的安检设备进行管理，实时监控安检设备的状态，并以图形化的形式按线路、站点显示设备的位置及状态信息。同时，平台可按线路、站点、设备名称等条目对安检设备信息、设备故障信息、维修记录信息等进行查询和统计。设备故障处理界面如图4 所示。

信息平台可根据现场安检设备上传的数据信息及运行状态信息，快速判断设备是否处于故障状态，并给出报警提示，以便于故障的快速安排。同时，对故障信息进行统计，分析故障类型及规律，有助于管理者制定合理的备件储备计划、设备维修计划。

图4 设备故障处理界面Fig.4 Equipments fault handling interface

4.2 安检数据管理

4.2.1 数据查询

安检监控中心能通过网络远程实时查看及调阅任意站点的X 光机扫描图像、监控摄像机的视频图像、台式液体危险品检查仪及智能违禁品检查仪的探测数据，实现人物、事件、物品信息的关联，实时掌握各安检点现场运作情况。某可疑包裹安检图像与监控视频的关联查询结果如图5 所示。

图5 安检图像与视频关联查询Fig.5 Correlation graph of security inspection image and video image

通过安检图像与视频的关联，管理人员能够快速定位行李所属乘客，将乘客与行李密切联系，有效解决乘客行李误领、危险乘客定位难等问题。

4.2.2 数据统计

安检信息平台利用日常的安检数据，从线路、站点、时间、事件类型等维度进行过包数、检出率等统计分析工作，为现场安检工作提供数据支撑。系统在生成统计报表的同时，能以饼/柱状图、折线图等多种形式直观展示数据统计分析结果，具体如图6、7 所示。

检出率分析图直观展示了站点是否检出过危险物品以及危险物品所占比重；过包数分析图展示了安检点过包数随时间的变化趋势。依据统计分析结果，管理人员可根据站点及运营时段制定不同安检策略，从而优化安检资源配置，提高安检效率。

图6 检出率分析Fig.6 Analysis of detection rate

图7 过包数分析Fig.7 Analysis of packets number

4.3 报警管理

通过在安检点隐蔽且便利位置设置报警按钮，并设置报警主机，在车控室设置声光报警器，并为车站警员配置腕式报警接收器，构建一键报警系统。报警按钮、声光报警器及腕式报警接收器与报警主机间采用无线连接。

当安检设备检出危险物品时，该检测信息将通过安检网络实时上传至监控中心安检平台，触发报警。同时，安检员触动报警按钮，系统将安检点的位置信息通过无线传输方式传送至车控室、车站民警及监控中心，并触发声光报警信息。一键报警系统保证了工作人员能够隐秘地获取安检点报警信息并及时进行现场处置。

安检平台根据危险程度，对各类报警信息进行分类，并对报警信息进行远程管理。同时，安检平台将报警信息上传至公安应急管理平台，从而实现安检与公安的双重联动。

4.4 考勤管理

由于运营单位将车站安检业务委托第三方进行管理，有必要对安检员考勤情况进行监督，进而督促第三方严格遵守相关规定开展工作。在安检点设置考勤机，获取安检员的在岗信息，并将该信息上传至安检监控中心。鉴于安检员流动性高，为便于信息平台安检员信息的维护，采用读取安检员身份证的方式，获取安检员在岗信息，包括姓名、性别、年龄、上岗站点、在岗时间等。

通过分析安检员的在岗信息，管理人员能够获取现场安检队伍规模、人员构成、工作时长等信息，进而对第三方进行严格考核。通过考勤管理，运营单位可有效杜绝安检人员短缺、安检员疲劳上岗等问题，对于提高安检质量、提升安检业务监管水平有着重要意义。

5 结语

随着管理水平的提升及管理理念的转变，网络化、信息化、智能化是城市轨道交通运营管理的必然发展方向。笔者提出了安检集成系统的设计方法，并将其应用到城市轨道交通具体建设中，实现了安检设备、人员及安检数据的系统化管理，对安检行业的发展具有重要的借鉴意义。

笔者认为，安检信息化主要为以下几个方向：将安检与互联网相结合，实施“互联网+安检”，实现乘客的分类、分级安检；将安检与自动售检票系统整合，实现安检与检票同步；将安检与新冠肺炎防疫常态化的需求相结合，实现安检与防疫检查同步。展望未来，利用信息化手段提高安检水平仍将是任重道远。