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人脸识别技术在客运船舶保安中的作用

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摘要:目前,我国客运船舶海上运输蓬勃发展,滨海旅游、海上轮渡等涉客人数屡创新高,与此相伴的是客运船舶遭受保安事件的可能性居高不下。为避免客运船舶遭遇人为意外,客运船舶和港口安保方面采取了大量具体措施。本文探讨人脸识别这一智能化技术在客运船舶门禁系统中的应用,以利于减少客运船舶发生保安事件的可能性。

关键词:智能化;人脸识别;客运船舶;保安;门禁系统

一、引言

自2017年1月10日起施行的《水路旅客运输实名制管理规定》明确指出[1],乘坐相应等级运输船舶的旅客,实行实名登记管理,乘船人需持有效身份证原件购票、验票。以烟台港客运站为例,自“实名制”运行以来,在登轮验票过程中识别了为数较多的网上逃犯。由此可见,实名制管理对于打击和威慑逃犯具有重要的作用,是建设船舶保安门禁系统的关键一环。人脸识别技术因其快速、稳定、数字化等优势,被迅速应用到机场、地铁、银行等众多身份验证处所。2017年4月3日俄罗斯圣彼得堡地铁发生爆炸案,如果发动地铁袭击的恐怖分子在通过门禁系统时被人脸识别及时发现,那么袭击事件就不会发生。本文讨论人脸识别这项智能化技术在客运船舶门禁系统中的应用,通过提升客船“门禁系统”的智能化水平,以应对保安活动中人的因素,从而降低海上客运发生保安事件的可能性。

二、人脸识别技术应用的必要性和可行性

(一)必要性

1.判定效率快:人脸识别技术可快速对比数据库,在秒级内反馈对比识别率,不受人为因素干扰,迅速判定人证是否一致。2.海上旅客多:以2016年为例,山东海事局辖区日均运送旅客7万人次,保障众多旅客海上安全也向安保部门提出了新的要求[2]。3.安全要求高:由于韩国“世越号”和我国“东方之星”等海上涉客船舶事故发生后,国际国内对海上安全形势越发重视,其中客运船舶安全是重点工作之一。[3]

(二)可行性

1.应用条件宽松:人脸识别技术应用条件宽松,甚至可以在无限制条件下应用,完全可以通过可见光数字成像获取被检测对象的人脸信息。2.识别技术成熟:目前,该技术在地铁、机场、银行等身份验证处所已成熟应用,并起到积极的作用。人脸识别技术快速准确,从重点人员出现在视频中到发出警告的过程仅为1秒左右;某些公司产品的人脸识别准确率达99.80%,较准确率93%的人眼识别更准确,这进一步解放了劳动强度,提升了识别效率[4]。3.电子记录技术成熟:形成电子档案,便于人脸识别电子信息存储和搜索查询。4.国家重视安保工作:我国建立国家反恐情报中心等组织,为客运船舶安保工作提供良好的社会环境、政策支持和制度保障。

三、人脸识别技术的应用

(一)基本框架

1.人员活动(A):是指人员上下客船和在船活动时,通过人脸识别技术监控人员活动的过程;2.信息采集(B):通过摄像头对人脸进行识别,并向处理器传输人脸识别信息;
3.数据处理(C):通过数学算法对人脸识别信息进行处理,进而与公安和港口“重点人员数据库”比对,输出比对结果;4.输出告警(D):比对结果超过设定阈值时,发出告警;5.安保行动(E):安保值班室接到告警后,进行告警确认,指令现场安保人员采取安保行动;6.反馈过程(F):安保行动结束后,向系统反馈处置信息,修正阈值(G)、修正数据库(H)、维护设备(I)、调整位置(J)。

(二)流程

1.告警规则引起告警的人员分三大类:一是旅客、船员等持有有效证书(票据)的人员,此类属情况重点人员;二是装卸工、修理工等工作人员,经审查后录入白名单数据库,此类属情况已知人员;三是情况不明人员,此类属情况未知人员。告警发出的主要情况:(1)发现“重点人员数据库”中的人员时;(2)发现行踪异常的人员时:未按照正常路线上下客船,故意脱离主流路线;出现在特殊区域,如旅客出现在机舱、货舱等敏感区域;意外出现,不明原因出现在限制区内,如由外及内时,当外网格未识别到的人员被内网格识别;(3)识别系统出现技术问题时,如摄像头损坏、数据传输中断、系统被非法入侵等问题。

2.人的主要作用(1)接受安保告警并进行处置;(2)监视人员通过门禁时的状态;(3)更新重点人员数据库和白名单数据库。

(三)预期效果

1.数据处理服务器

(1)能够持续稳定进行人脸识别,准确检测场景中人员;(2)能够对场景同一个人进行连续的标记跟踪,形成运动轨迹,避免重复人脸检测;(3)能够快速输出比对结果,向客户端发出告警。

2.值班客户端

(1)针对不同的检测日志(比如未知人员、设备异常等)进行提示,包括告警语音、图标颜色变化等;(2)显示告警事件发生地点,自动向安保值班人员语音提示;(3)提供告警人工鉴定功能,安保值班员可进行“正确告警、错误告警和无法确认”三种鉴定;(4)对正确的报警,使用便捷的通信方式,通知到现场安保人员,详细的文本信息自动发送到移动设备上,安保人员立即对报警事件进行处理。3.管理中心(1)设备配置管理:物理隔绝,保障设备安全;网络隔绝,保障数据安全;(2)重点人员数据库管理:定期更新数据库;测评数据库运转能效;(3)监控日志管理:按照特定条件,可以对检测日志进行查询;(4)系统运营管理:用户管理以及权限设置,记录用户操作日志;(5)数据管理:支持对监控日志、系统运营日志、人脸数据库、重点人员数据库等进行数据的自动备份、数据的导入、数据的批量删除等操作;(6)地图管理:实时显示检测区域的地理信息和人员识别信息。

四、应用过程中的要求及建议性措施

(一)基本要求

1.对重点人员数据库的基本要求公安系统的“重点人员数据库”,是人脸识别技术应用于船舶反恐工作的基础,也要按照一定规则建立港口个性化的“重点人员数据库”。建立与船舶运输相关的重点人员数据库,需要客船相关口岸共同搭建协调平台;为避免数据库有误,需建立数据库修正机制;网络传输安全和数据库安全,也应是安保部门需要重点考虑的问题。

2.重点人员数据实时分发技术需要研究重点人员数据库的使用过程中,数据应便于港口之间数据共享和传输,便于按照一定规则及时更新数据,便于数据质量评估。3.摄像设备安装位置需要研究客船大小不一,需要根据摄像设备特性、船舶结构分布、旅客上下码头位置等合理规划摄像设备的布局,要求能够对客船范围内限制区和非限制区分层次不间断检测。

4.人员限制区域划定需要研究上下客船的人员流动性大,需要在客船设定合理的限制区域,便于旅客上下船和在船活动,便于设备检测旅客信息。5.人脸识别技术落实需要研究人脸形态具有可变性,又是以三维立体形式存在,可能由于环境光照、抓拍角度、面部遮挡等原因对识别造成影响,这些因素对机器视觉识别造成很大困难,需要进行进一步的技术研究,不断完善识别算法,改善实际应用效果。

(二)建议性措施

1.数据库建立方面建议采用特定的数据库技术,解决数据系统共享性差、信息资源开放程度低、数据传递效率低、安全保密性低等方面的问题,加强与公安部门重点人员数据共享,将港口个性化的重点人员数据库集中到统一的标准信息平台上,通过修正机制维护数据库的准确性。

2.重点应用方面在客船保安力量不足、人数多、社会敏感度高的情况下,重视客船旅客到机舱、驾驶台等敏感区域的识别,在旅客登船前做好身份认定工作。

3.人员限制区域方面包括但不限于旅客上下船通道,前往驾驶台、机舱、货舱、厨房等限制区的通道。

4.人脸识别技术落实方面应考虑年龄、性别、是否戴眼镜等属性识别功能进行人脸属性检索;对摄像机识别的人员按时段检索;设备安装位置结合电子地图应用,利用大数据处理查询比对相似度高的人员轨迹;给予良好的光照,调整设备安装角度和位置;给摄像头安装保护装置,避免遭受人为破坏。

五、结语

在海上恐怖袭击全球化的趋势下,我国已经深刻认识到航运安全的态势,并在不同层面做出回应,国家层面建立反恐情报中心,行政部门、航运公司等不断完善保安计划体系[5]。当前,人脸识别技术的智能化水平发展迅速,将此技术应用到客船旅客登轮点、客船限制区通道等区域,通过与重点人员数据库比对,从而发现潜在的保安事件制造者。这项技术是ISPS规则加强港口门禁系统管理具体方法的落实,能够有效提升港口保安工作水平。展望未来,通过积极寻求国家各港口间保安合作,推动智能化新技术应用到客运船舶保安工作中,特别是在大型客船上的应用,能够为客运船舶提供更为安全的运输环境。

作者:董召溪 单位:烟台海事局

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