智慧安防在地铁中的应用与展望

陈芬兰

（兰州市轨道交通有限公司，甘肃兰州 730030）

1.地铁安防系统现状

我国在地铁建设中，高度重视安防系统建设，目前地铁安防系统主要包括视频监控、门禁以及报警3个部分，随着人工智能的发展，在现有地铁建设中对安防系统技术也进行了进一步提高和完善，主要有综合监控、设施设备监控、火灾报警、列车视频监控、屏蔽门、门禁、电子巡逻、无线通信等系统，并在车站等重要场所配备了警察、保安、安检、巡逻队及安全专职管理人员。

在安防系统建设方面，目前地铁一般会建立安防管理网络，成立应急指挥中心，制定安全生产责任制。如：建立包括领导层、决策层、执行层和公司级、部门级、中心级、班组级、个人级三层五级的安防管理网络。主要会在技防、物防、人防等方面加强管理及投入。技防主要是通过引进出入口目标识别与控制技术、报警信息传输技术，依靠安装摄像头、人脸识别系统等手段进行安全防范工作，达到预防损失和预防犯罪的目的。物防主要依靠X射线等安全检查设备对各车站进站重点区域进行安全防范工作，达到提前预防恐怖事件发生或将事态扩大的目的。人防主要是全线各站根据实际情况配置安保、安检、专职巡逻队、列车安全员等。虽然地铁建设在安防领域的智能化在不断增强，但是这些安防系统各自功能单一，系统分散，没有经大数据、人工智能等技术进行处理或者集成，无法提供更加便捷和有效的安防，随着科技的发展，地铁安防的重要性日益突出，这就要求在新技术推动下建立整体智能化安防。

2.智慧安防新技术探讨

在数字化、网络化、智能化的安防技术发展进程中，智慧安防建设和应用领域涉及的行业越来越多，需要跨越部门、区域界限，而智慧安防主要涉及的新技术主要有人工智能、大数据、云存储以及5G、物联网技术等[1-2]。

2.1 人工智能

人工智能旨在研究开发用于模拟和扩展人智能机器的新技术，人工智能研究的主要领域包括自然语音理解、专家系统、机器学习、模式识别、计算机视觉、数据挖掘与智能控制等方面。人工智能发展至今，已经应用于人们生活中的各行各业，对地铁安防方面应用最为广泛的技术有计算机视觉，用机器代替人的视觉，对目标进行识别、检测、跟踪；智能门禁系统，包括各车站门禁及闸机系统，在出入口安装读卡器，已授权的智能门禁卡才可以在限定的区域以及时间内刷卡通过；智能报警系统，有防火、防漏气等报警系统；智能安检系统，将X线安检机引入安防领域后极大地提高了安检速度并有效避免了很多安全隐患。

2.2 大数据

21世纪，移动互联、电子商务、社交网络等使得互联网技术得到了极大发展，同时也使各种数据急剧膨胀，正是这种科技的发展使人类步入了大数据时代。大数据是指超出了传统软件工具在获取、存储、分析其内容的数据集合，具有数据量大、传输速度快、种类多等特点。大数据是在信息化发展进程中的宝贵财富，大数据已经广泛的应用于金融、工业生产、人工智能开发、机器学习、民生服务、安防领域等各行各业中。政府通过大数据分析可实现政治、经济、军事等要素以前无法预测的事务，能够指导国家作出较为精准的决策，提高政府管理能力。对于安防系统，通过大数据分析，可很好的分析各时段、各车站、各区域的人流量、环境状况、传感器值等各种安防数据，通过分析可以提出更加合理的经济、便携的管理方案。

2.3 5G、物联网技术

5G技术的发展来源于互联网技术的发展，5G网络使安防视频数据量呈倍数增长，也让监控视频图像更加高清。同时，物联网技术的发展让可用终端数量急剧增长，物联网是通过射频识别技术将电子物品与互联网按照相关协议连接起来，实现电子物品的智能化管理。物联网可根据用户范围不同分为专用物联网和公用物联网两类[3]，专用物联网是为满足企业或者个人提供的专业有针对性的物联网，公用物联网是为满足大众生活需要而提供的物联网网络。例如在安防领域中给门铃、电视、报警设备等通过网络接口进行移动数据通信，从而使这些数据与互联网相连，实现数据的网络共享。

2.4 云存储技术

云存储中的云来源于互联网技术，由于云有种虚无感，在科技发展的时代，为了代表后端难以看见的数据，就产生了云这一概念。云存储技术将数据存在公用的存储空间中，使得数据存储和共享的难题迎刃而解，在诸多行业中应用也更加广泛。而智慧城市的提出使得云存储技术在安防领域的应用将成为重要的发展趋势。云存储技术应用于安防领域即形成了云安防，在安防领域中，通过物联网技术将视频监控数据、射频识别数据、门禁数据、报警数据利用云存储技术可实现跨地区、大规模数据交换，这些功能迫切需求云存储技术在安防领域的快速应用。

3.智慧安防在地铁中的应用与展望

随着各项新技术的不断发展，使得安防领域的智能化程度不断增强，而智慧安防在地铁建设和运行中体现得也越来越广泛，归纳总结主要有以下两个方面的应用。

3.1 计算机视觉技术

计算机视觉就是赋予计算机或者机器类似于人类视觉的一种技术，主要利用人工智能、数据存储与分析等技术对视频图像进行分析处理，并理解视频画面中的内容。目前地铁安防的视频监控已经实现了数字化、网络化，但是地铁客流量大、监控点位多，仅仅依靠人力提取、分析视频监控中的数据难度大，也无法实时对突发情况作出反应，同时大量监控视频数据需要很大空间存储，事后再进行调取分析。计算机视觉技术应用地铁安防视频监控后，不仅可以对视频图像进行增强还可以智能提取、分析视频中关键有用信息，使得在突发事件下视频监控能够自动预警。

计算机视觉技术的逐渐渗透必将会加快安防领域的智能化发展，目前该技术在地铁安防领域中的发展还面临艰巨挑战。一是如何将计算机视觉技术与人工智能算法、大数据、云存储、5G技术等完美结合，克服现有技术的缺点。二是如何将实时视频数据进行分析、提取和预警。

3.2 生物特征识别技术

生物特征识别技术是指对人体的生理特征或者行为特征进行采集，从而达到对人体身份进行判断识别的技术，主要有生理特性信号的采集、存储和识别3个方面，人体生理特征主要有面部特征、指纹、视网膜、虹膜、声音信息、步态、静脉信号等。生物特征识别技术在安防领域中的应用，也较传统刷卡、密码等安防技术具有更高的智能化，门禁系统是生物特征识别技术在安防领域最基本的应用领域之一，传统的电子门禁系统主要是通过刷卡方式，而生物特征识别技术的发展，使门禁系统应用方式更加智能灵活，例如现有的指纹识别、人脸识别以及声音识别技术等。其中人脸识别技术是最直观、最自然的识别技术，在安防领域中的应用具有以下优点：一是非接触，不需要人体与采集系统接触，只需要对准摄像头即可实现；二是识别速度较快，当进行人脸识别时，只需要1s～3s即可完成，不会给人带来任何不适感；三是应用领域广泛，人脸识别在视频监控中可对视频图像进行提取和识别，进一步提高安防地智慧性。今后声音采集识别也将会逐渐得到推广，由于在疫情、环境等特殊情况，必须带口罩进行安检，若将口罩等遮挡物取下，这不利用于疫情防控，而通过声音识别数据库的采集，智能语音识别算法的开发，门禁安检系统只需说出几个字就能进行人体信息匹配。

4.结语

随着智慧城市的发展，越来越多的城市建立了地铁这一新型轨道交通，使得人们的生活更加便利，随之而来的即是严峻的安全形势，这对安防领域提出了迫切需求，传统的视频监控系统、门禁系统、报警系统的单一化安防已经不能满足安防领域的发展，本文首先从地铁安防系统现状出发，分析了现有地铁安防系统的特点，对现有的智慧安防新技术进行了综述和探讨，最后将智慧安防新技术今后在地铁安防中的应用进行了展望。