基于人臉識(shí)別的無(wú)感支付技術(shù)在城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

基于人臉識(shí)別的無(wú)感支付技術(shù)在城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究摘要：近年來(lái)，無(wú)感支付技術(shù)有所突破，許多領(lǐng)域都有所試用，甚至已經(jīng)推廣，其中人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。但在城市軌道交通的票務(wù)系統(tǒng)領(lǐng)域，使用人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行無(wú)感支付確是個(gè)復(fù)雜和龐大的系統(tǒng)工程。本文將從城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)的特點(diǎn)與現(xiàn)狀、無(wú)感支付的應(yīng)用方案，重點(diǎn)是業(yè)務(wù)流程和縮庫(kù)技術(shù)的介紹，以及存在的技術(shù)難點(diǎn)及改善技術(shù)等方面入手，分析在城市軌道交通中應(yīng)用基于“人臉識(shí)別+輔助識(shí)別+賬戶(hù)混合支付+縮庫(kù)技術(shù)”的可行性。經(jīng)過(guò)研究該方案可在中小規(guī)模的客流量城市中進(jìn)行試用和完善。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通

自動(dòng)售檢票無(wú)感支付人臉識(shí)別縮庫(kù)技術(shù)

ApplicationofSenselessPaymentTechnologyBasedonFaceRecognitioninUrbanRailAFCSystem

XUEWANBIAO

JUTIANYUN

WANGQINSI

CHENAO

SHENZHENDASINTELLITECHCO.，LTD

Abstract：Inrecentyears，thetechnologyofsenselesspaymenthasmadesomebreakthroughs，andhasbeentriedoutinmanyfields，evenpromoted.Facerecognitiontechnologyisthemostwidelyused.However，inthefieldofticketingsystemofurbanrailtransit，theuseoffacerecognitiontechnologyforsenselesspaymentisindeedacomplexandhugesystemengineering.Thispaperwillstartwiththecharacteristicsandstatusquoofticketingsystemofurbanrailtransitandtheapplicationschemeofsenselesspayment，focusingontheintroductionofbusinessprocessanddatabaseshrinkagetechnology，aswellastheexistingtechnicaldifficultiesandimprovementtechniques，andanalyzetheapplicationof"facerecognition+auxiliaryrecognition+accountmixedpayment+databaseshrinkage"inurbanrailtransit.Thefeasibilityoftechnology.Afterresearch，theschemecanbeusedandimprovedinsmallandmedium-sizedpassengerflowcities.

Keywords：UrbanRailTransit，SenselessPayment，AutomaticFareCollection，F(xiàn)aceRecognitionandDatabaseShrinkageTechnology

1城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)的特點(diǎn)與現(xiàn)狀

城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)，是軌道交通票務(wù)收入和結(jié)算的基礎(chǔ)，只有通過(guò)安全、可靠和完備的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)才能有效地實(shí)施票務(wù)的結(jié)算和清分。自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AutomaticFareCollection，簡(jiǎn)稱(chēng)AFC），是以磁卡（紙制磁卡和PET磁卡）或智能卡（非接觸式IC卡）為車(chē)票介質(zhì)，利用自動(dòng)售票機(jī)、半自動(dòng)售/補(bǔ)票機(jī)、自動(dòng)檢票機(jī)、查詢(xún)機(jī)等終端設(shè)備，并通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)軌道交通運(yùn)營(yíng)中的自動(dòng)售票、自動(dòng)檢票、自動(dòng)收費(fèi)、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的封閉式票務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的AFC系統(tǒng)一般采用五層架構(gòu)，由系統(tǒng)清結(jié)算中心（ACC）、線路中心（LC）、車(chē)站中心（SC）、AFC設(shè)備（SLE）和票卡組成[2]，其架構(gòu)體系如下圖所示：

圖1自動(dòng)售檢票系統(tǒng)五層架構(gòu)圖

第一層：清分系統(tǒng)，清分系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)制定軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)內(nèi)部的各種運(yùn)行參數(shù)、收集城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)單程票產(chǎn)生的交易和審計(jì)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)清分和對(duì)賬，同時(shí)負(fù)責(zé)城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)與城市“一卡通”清算系統(tǒng)之間的對(duì)賬、清分和結(jié)算等。

第二層：線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的管理控制中心。線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與各車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；可自動(dòng)采集全線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的交易數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)信息，進(jìn)行財(cái)務(wù)和客流統(tǒng)計(jì)。

第三層：車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)本車(chē)站內(nèi)部的所有設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)站AFC系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、票務(wù)、收益及維修的集中管理功能。車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可收集、處理車(chē)站內(nèi)各類(lèi)數(shù)據(jù)，并上傳到線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；接收線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)下傳的各類(lèi)系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)營(yíng)指令，并下載到車(chē)站設(shè)備。

第四層：車(chē)站終端設(shè)備，車(chē)站終端設(shè)備接受線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理，按照系統(tǒng)參數(shù)配置的方式上傳交易數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)和事件報(bào)警，接收運(yùn)營(yíng)參數(shù)和控制指令，根據(jù)需要在正常運(yùn)營(yíng)模式和降級(jí)運(yùn)營(yíng)模式下工作。車(chē)站終端設(shè)備主要包括半自動(dòng)票務(wù)處理機(jī)，自動(dòng)售票機(jī)和自動(dòng)檢票機(jī)三大類(lèi)設(shè)備。

第五層：票卡。票卡是乘客的乘車(chē)憑證，車(chē)票記載了乘客從購(gòu)票開(kāi)始，完成一次完整行程所需要和產(chǎn)生的費(fèi)用、時(shí)間、乘車(chē)區(qū)間等信息。

目前，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)售檢票系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)展呈現(xiàn)以下四個(gè)方面的趨勢(shì)。

第一：引入多線路中心的新架構(gòu)。隨著軌道交通線網(wǎng)的不斷擴(kuò)大以及運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的積累，許多城市軌道交通線路呈現(xiàn)多而復(fù)雜的特點(diǎn)，不少運(yùn)營(yíng)商意識(shí)到如果在每條線路均設(shè)置LC，會(huì)造成投資和資源的較大浪費(fèi)。為節(jié)約運(yùn)營(yíng)投資成本，對(duì)于同一運(yùn)營(yíng)商所管轄的線路，可以為這幾條線路設(shè)置多線路中心，線路的AFC數(shù)據(jù)可直接上傳至多線路中心，由多線路中心進(jìn)行統(tǒng)一地鐵數(shù)據(jù)管理。[2]

第二：引入第三方支付技術(shù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，手機(jī)二維碼支付得到了廣泛的關(guān)注和研究，這種移動(dòng)支付方式也受到了廣大市民乘客的接受和認(rèn)可。一些軌道交通地鐵公司針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)支付技術(shù)，也進(jìn)行了諸如云閘機(jī)，手機(jī)地鐵票等課題的研究探索，形成了一定的技術(shù)儲(chǔ)備。目前許多地鐵公司針對(duì)引入“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，讓自動(dòng)售檢票系統(tǒng)與移動(dòng)支付結(jié)合起來(lái)，使用手機(jī)二維碼替代原有的單程票，通過(guò)在既有售檢票系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行升級(jí)改造，線路中心對(duì)接第三方支付機(jī)構(gòu)，升級(jí)為支持互聯(lián)網(wǎng)支付的新一代AFC系統(tǒng)。

第三：引入云計(jì)算的相關(guān)技術(shù)。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，提供方便快捷、簡(jiǎn)單高效的互聯(lián)網(wǎng)支付方式將是軌道交通行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)?；ヂ?lián)網(wǎng)+自動(dòng)售檢票系統(tǒng)是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的新型的AFC自動(dòng)售檢票系統(tǒng)，可以解決傳統(tǒng)AFC系統(tǒng)乘客購(gòu)票時(shí)間長(zhǎng)、單程票成本高、運(yùn)營(yíng)維護(hù)困難、系統(tǒng)建設(shè)投資大的問(wèn)題。[1]

第四：嘗試多種不同的過(guò)閘技術(shù)。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，基于生物識(shí)別，藍(lán)牙等新技術(shù)的新的過(guò)閘方式也處在科學(xué)研發(fā)階段，不斷地有新的地鐵公司推出新的過(guò)閘技術(shù)。深圳地鐵將在2019年完成1條線路邊門(mén)閘機(jī)的改造和上線，實(shí)現(xiàn)老人及23種特殊免費(fèi)群體的刷臉過(guò)閘。2019年4月份，濟(jì)南地鐵1號(hào)線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，地鐵車(chē)站同步上線具備3D人臉識(shí)別的無(wú)感支付閘機(jī)，濟(jì)南地鐵計(jì)劃先期在1號(hào)線每站設(shè)置一進(jìn)一出的3D人臉識(shí)別閘機(jī)，后續(xù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試用情況再進(jìn)行推廣。

2城市軌道交通無(wú)感支付應(yīng)用方案

2.1方案介紹

地鐵中采用的人臉識(shí)別有兩種場(chǎng)景，一種是免費(fèi)乘客的過(guò)閘場(chǎng)景，采用1：1或1：N（N很?。┑姆桨?；另一種就是普通乘客的場(chǎng)景（計(jì)費(fèi)場(chǎng)景），采用1：N（N很大）的方案。本文將詳細(xì)介紹“人臉識(shí)別+輔助識(shí)別+賬戶(hù)混合支付+縮庫(kù)技術(shù)”的實(shí)現(xiàn)方案。

目前，最新的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)五層架構(gòu)如下圖所示：

圖2自動(dòng)售檢票系統(tǒng)新五層架構(gòu)圖

生物識(shí)別（人臉識(shí)別）技術(shù)目前在自動(dòng)售檢票系統(tǒng)里屬于前期科學(xué)研究階段，目前尚未在全國(guó)任何一個(gè)城市全線網(wǎng)大規(guī)模普及推廣，基于人臉識(shí)別技術(shù)在自動(dòng)售檢票系統(tǒng)里面的應(yīng)用場(chǎng)景主要包括基于1：1模式的邊門(mén)閘機(jī)和基于1：N模式的人臉閘機(jī)兩大方面。

基于1：1模式的邊門(mén)閘機(jī)，此種模式下乘客過(guò)閘時(shí)需要提供身份證或指靜脈等其它輔助信息。乘客在閘機(jī)過(guò)閘的過(guò)程中通過(guò)放置證件（手指靜脈）至閘機(jī)設(shè)備的指定區(qū)域，并面對(duì)攝像頭進(jìn)行身份識(shí)別，閘機(jī)在生物識(shí)別比對(duì)成功后開(kāi)閘放行。乘客在過(guò)閘的過(guò)程中需要人工進(jìn)行過(guò)閘比對(duì)和識(shí)別動(dòng)作，此種過(guò)閘模式與傳統(tǒng)的票卡過(guò)閘方式相近。深圳地鐵上線的邊門(mén)閘機(jī)屬于此種模式。邊門(mén)閘機(jī)面對(duì)客流量較小，且屬于免費(fèi)客流，對(duì)過(guò)閘時(shí)間，識(shí)別性能等方面無(wú)特殊的要求。該模式實(shí)現(xiàn)方式較簡(jiǎn)單，對(duì)乘客而言無(wú)明顯的過(guò)閘優(yōu)化體驗(yàn)，僅解決了乘客身份識(shí)別的問(wèn)題，且針對(duì)的乘客面群體較小。

基于1：N模式的人臉閘機(jī)，是由后臺(tái)系統(tǒng)在乘客進(jìn)出閘時(shí)通過(guò)在海量的人像數(shù)據(jù)庫(kù)中找出當(dāng)前用戶(hù)的人臉數(shù)據(jù)并進(jìn)行精準(zhǔn)匹配識(shí)別，并在后臺(tái)自動(dòng)完成乘客的行程結(jié)算。由閘機(jī)通過(guò)攝像頭抓拍乘客信息，后臺(tái)識(shí)別有效乘客并控制設(shè)備開(kāi)閘，乘客在通行過(guò)程中需正面面對(duì)攝像頭，不需額外的操作，此種模式下在一定程度上優(yōu)化了乘客的過(guò)閘體驗(yàn)。濟(jì)南地鐵上線的3D人臉閘機(jī)屬于此種模式。此種模式針對(duì)乘客面范圍較大，且實(shí)現(xiàn)模式較復(fù)雜，為避免高峰期間引起的客流堵塞，一般而言需要閘機(jī)以及對(duì)應(yīng)的后臺(tái)扣費(fèi)系統(tǒng)做到短時(shí)間內(nèi)的精準(zhǔn)匹配，在當(dāng)前技術(shù)手段下，一般而言10萬(wàn)人級(jí)別的后臺(tái)人像數(shù)據(jù)庫(kù)閘機(jī)可做到滿(mǎn)足30-40人次/min的通信能力，滿(mǎn)足自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的基本通行需求，略低于地鐵企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的閘機(jī)通行速率（深圳地鐵企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的閘機(jī)通行速率為>=40人次/min）[3]。

根據(jù)深圳的線網(wǎng)客流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，深圳地鐵2018年的日均客流為419萬(wàn)人次。目前10萬(wàn)人的人臉后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)量不能滿(mǎn)足客流量較大的地鐵城市全線放開(kāi)使用的需求，以深圳為例，如果要放開(kāi)全線網(wǎng)使用，人臉后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)總數(shù)至少應(yīng)達(dá)到千萬(wàn)級(jí)別。如何在千萬(wàn)級(jí)別的人臉庫(kù)中保持人臉識(shí)別速度不變，以及，如何在乘客過(guò)閘過(guò)程中做到無(wú)感識(shí)別，讓乘客過(guò)閘時(shí)不需面對(duì)攝像頭，進(jìn)一步優(yōu)化乘客的過(guò)閘體驗(yàn)，壓縮乘客的整體過(guò)閘時(shí)間，為基于人臉識(shí)別的無(wú)感支付技術(shù)在城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)中大規(guī)模應(yīng)用需要解決的問(wèn)題。筆者在此文提出一種問(wèn)題解決思路，為使用縮庫(kù)技術(shù)配合其它配套輔助的無(wú)感支付技術(shù)。

2.2業(yè)務(wù)流程

2.2.1乘客注冊(cè)：

乘客通過(guò)手機(jī)APP進(jìn)行注冊(cè)，進(jìn)行實(shí)名身份信息驗(yàn)證，并上傳乘客頭像信息至后臺(tái)人臉庫(kù)進(jìn)行保存，如需啟用藍(lán)牙輔助技術(shù)，乘客注冊(cè)時(shí)同時(shí)保存乘客手機(jī)唯一的標(biāo)識(shí)碼信息至后臺(tái)系統(tǒng)。乘客注冊(cè)流程圖如下圖所示：

圖3乘客注冊(cè)流程

2.2.2乘客進(jìn)站

乘客進(jìn)站時(shí)，系統(tǒng)可通過(guò)設(shè)置站前抓拍機(jī)或者讀取安檢機(jī)數(shù)據(jù)，獲取乘客的進(jìn)站人臉信息，并更新至車(chē)站進(jìn)站人臉庫(kù)，并通過(guò)其它輔助手段識(shí)別有效乘客信息，做到進(jìn)站快速精準(zhǔn)識(shí)別，乘客進(jìn)站流程如下圖所示：

圖4乘客進(jìn)站流程

2.2.3乘客出站

乘客出站時(shí)，出站閘機(jī)提前抓拍乘客數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)時(shí)同步的出站庫(kù)進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)成功后判斷乘客是否滿(mǎn)足出站條件，判斷成功后開(kāi)閘放行，并根據(jù)乘客的行程信息進(jìn)行扣費(fèi)。乘客出站流程如下圖所示：

圖5乘客出站流程

2.3關(guān)鍵技術(shù)

人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的核心當(dāng)然是人臉識(shí)別算法，但在地鐵場(chǎng)景下，人臉識(shí)別算法短期內(nèi)無(wú)法解決一些速度和準(zhǔn)確率的問(wèn)題下，縮庫(kù)技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用將非常關(guān)鍵。

2.3.1.人臉庫(kù)縮庫(kù)

縮庫(kù)技術(shù)就是收縮數(shù)據(jù)庫(kù)，是指以縮小數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)量級(jí)為目的數(shù)據(jù)分類(lèi)和業(yè)務(wù)處理的活動(dòng)。

地鐵人臉的縮庫(kù)技術(shù)可以這樣設(shè)計(jì)，車(chē)站和中心分別建立后臺(tái)人像數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用乘客通行數(shù)據(jù)識(shí)別地鐵常乘旅客，并更新旅客信息至車(chē)站常旅信息庫(kù)，乘客過(guò)閘前可采集地鐵安檢機(jī)數(shù)據(jù)或部署抓拍機(jī)抓拍乘客入站信息，并保存入站信息至車(chē)站進(jìn)站庫(kù)，乘客進(jìn)閘時(shí)首先在車(chē)站級(jí)的常旅人臉庫(kù)和進(jìn)站庫(kù)進(jìn)行匹配，車(chē)站級(jí)匹配失敗后再調(diào)用中心庫(kù)進(jìn)行全庫(kù)匹配認(rèn)證，匹配成功后閘機(jī)開(kāi)閘放行，并更新人臉信息至車(chē)站出站庫(kù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)同步將乘客進(jìn)站信息同步至線網(wǎng)內(nèi)的車(chē)站進(jìn)出站人臉庫(kù)，乘客出閘時(shí)，通過(guò)出站人臉庫(kù)和常旅人臉庫(kù)進(jìn)行匹配，匹配成功后閘機(jī)開(kāi)閘放行并完成后臺(tái)的數(shù)據(jù)計(jì)費(fèi)。使用縮庫(kù)技術(shù)，根據(jù)地鐵的業(yè)務(wù)中心和車(chē)站分別建庫(kù)，可以大幅緩解人臉識(shí)別全庫(kù)匹配數(shù)據(jù)壓力并提高人臉的識(shí)別效率，節(jié)約人臉識(shí)別時(shí)間。

車(chē)站常旅人臉信息庫(kù)的建庫(kù)流程如下：

（1）根據(jù)乘客進(jìn)出站交易記錄進(jìn)行分析，篩選出在一個(gè)月內(nèi)累積有效進(jìn)站出站交易記錄大于等于30次的乘客（該數(shù)字可根據(jù)各地鐵的客流量進(jìn)行設(shè)置）。

（2）根據(jù)篩選后的乘客交易記錄進(jìn)行分析，對(duì)乘客的進(jìn)站時(shí)間，進(jìn)站站點(diǎn)，出站時(shí)間，出站站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，精準(zhǔn)匹配該乘客可能的進(jìn)站時(shí)間段區(qū)域，進(jìn)站站點(diǎn)信息，出站時(shí)間段區(qū)域和出站站點(diǎn)信息。

（3）根據(jù)精準(zhǔn)匹配結(jié)果預(yù)加載乘客人臉信息至車(chē)站常旅信息庫(kù)，為避免信息庫(kù)容量過(guò)大，車(chē)站常旅信息庫(kù)每5分鐘更新一次，且信息庫(kù)的數(shù)據(jù)總量建議控制在當(dāng)日高峰客流的20%-30%之間。

車(chē)站進(jìn)站人臉信息庫(kù)的建庫(kù)流程如下：

（1）車(chē)站啟動(dòng)定期拍攝乘客預(yù)進(jìn)站的圖片，可以通過(guò)在閘機(jī)頂棚加裝的攝像機(jī)或與公安系統(tǒng)的安檢機(jī)（抓拍機(jī)）聯(lián)動(dòng)獲取的圖片。

（2）車(chē)站后臺(tái)系統(tǒng)定期獲取的圖片，通過(guò)人臉識(shí)別算法截取抓拍圖片中的有效人臉信息。

（3）車(chē)站后臺(tái)系統(tǒng)上傳人臉信息至中心系統(tǒng)，由中心系統(tǒng)進(jìn)行信息校驗(yàn)，并返回有效的人臉信息數(shù)據(jù)。

（4）車(chē)站后臺(tái)系統(tǒng)根據(jù)中心系統(tǒng)返回的人臉信息保存至車(chē)站進(jìn)站人臉信息庫(kù)。

（5）進(jìn)站閘機(jī)有效識(shí)別乘客人臉進(jìn)站后，車(chē)站后臺(tái)將該乘客數(shù)據(jù)從車(chē)站進(jìn)站人臉信息庫(kù)里刪除。

為避免人臉庫(kù)數(shù)據(jù)過(guò)于龐大，車(chē)站人臉信息庫(kù)啟動(dòng)數(shù)據(jù)清理機(jī)制，開(kāi)啟線程定期清理過(guò)期數(shù)據(jù)。

車(chē)站出站人臉信息庫(kù)的建庫(kù)流程如下：

（1）進(jìn)站閘機(jī)有效識(shí)別乘客人臉進(jìn)站后，更新乘客信息至車(chē)站出站人臉信息庫(kù)。

（2）通過(guò)線網(wǎng)同步機(jī)制同步車(chē)站人臉信息庫(kù)至線網(wǎng)其它車(chē)站。

（3）出站閘機(jī)有效識(shí)別乘客人臉出站后，將刪除車(chē)站出站人臉信息庫(kù)的乘客數(shù)據(jù)。

（4）通過(guò)線網(wǎng)同步機(jī)制同步最新的車(chē)站人臉信息庫(kù)至線網(wǎng)其它車(chē)站。

為避免人臉庫(kù)數(shù)據(jù)過(guò)于龐大，車(chē)站出站人臉信息庫(kù)啟動(dòng)數(shù)據(jù)清理機(jī)制，定期清理過(guò)期數(shù)據(jù)。

通過(guò)使用縮庫(kù)技術(shù)，車(chē)站根據(jù)需求進(jìn)行建庫(kù)，減少人臉數(shù)據(jù)信息庫(kù)的容量，將中心千萬(wàn)級(jí)別的人臉庫(kù)有效裁剪至百萬(wàn)級(jí)或者十萬(wàn)級(jí)別，有效地提高了人臉識(shí)別的速度，效率和精準(zhǔn)度。

2.3.2.其它無(wú)感支付輔助手段

一般而言，為滿(mǎn)足地鐵通行速率，人臉后臺(tái)識(shí)別默認(rèn)不對(duì)開(kāi)啟高精度精準(zhǔn)識(shí)別，高精度精準(zhǔn)識(shí)別在10萬(wàn)級(jí)別的人像數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別速率無(wú)法達(dá)到毫秒級(jí)別，不滿(mǎn)足地鐵售檢票系統(tǒng)的客流通行要求。目前應(yīng)用于城市軌道交通的人臉識(shí)別技術(shù)均存在一定的誤差波動(dòng)浮動(dòng)范圍，而且當(dāng)前技術(shù)手段下無(wú)法對(duì)雙胞胎等相似人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行有效識(shí)別，為提高人臉識(shí)別精確度和識(shí)別效率，可通過(guò)其它無(wú)感支付的手段輔助定位，通過(guò)人臉識(shí)別和其它無(wú)感支付技術(shù)手段做到快速精準(zhǔn)識(shí)別。另外，有別于人臉閘機(jī)，乘客在進(jìn)出閘過(guò)程不需要面對(duì)閘機(jī)攝像頭，進(jìn)一步優(yōu)化了乘客的乘車(chē)體驗(yàn)。

乘客進(jìn)出閘無(wú)感識(shí)別：人臉+RFID技術(shù)

使用RFID技術(shù)做為輔助手段，乘客過(guò)閘時(shí)閘機(jī)通過(guò)專(zhuān)用的RFID讀寫(xiě)器讀取乘客手機(jī)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，獲取該乘客的唯一標(biāo)識(shí)，再通過(guò)人臉識(shí)別的技術(shù)有效識(shí)別乘客的人臉信息，通過(guò)人臉+RFID技術(shù)對(duì)乘客信息進(jìn)行有效識(shí)別，加速識(shí)別精度并實(shí)現(xiàn)乘客無(wú)感進(jìn)出閘。此模式下乘客需要在手機(jī)上安裝專(zhuān)用的RFID-SAM卡，且對(duì)手機(jī)具有一定的要求，實(shí)施成本和普及成本較高。乘客進(jìn)出閘無(wú)感識(shí)別：人臉+藍(lán)牙技術(shù)

使用藍(lán)牙技術(shù)做為輔助手段，乘客在app注冊(cè)時(shí)需要將手機(jī)唯一的標(biāo)識(shí)碼一并注冊(cè)至后臺(tái)系統(tǒng)，閘機(jī)通過(guò)硬件改造新增藍(lán)牙模塊與手機(jī)藍(lán)牙相互通訊。乘客在進(jìn)出站前必須提前打開(kāi)手機(jī)藍(lán)牙功能，閘機(jī)通過(guò)藍(lán)牙讀取乘客注冊(cè)信息和手機(jī)唯一標(biāo)識(shí)碼，對(duì)乘客信息進(jìn)行預(yù)識(shí)別，再通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)識(shí)別乘客的生物信息，實(shí)現(xiàn)乘客無(wú)感進(jìn)出閘的功能。此模式下需要對(duì)乘客進(jìn)行一定的操作培訓(xùn)，要求乘客在過(guò)閘前提前開(kāi)啟手機(jī)藍(lán)牙功能，否則可能存在因乘客未開(kāi)啟藍(lán)牙導(dǎo)致識(shí)別失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

乘客進(jìn)出閘無(wú)感識(shí)別：人臉+聲波技術(shù)

使用聲波技術(shù)做為輔助手段，閘機(jī)通過(guò)硬件改造新增聲波模塊通過(guò)聲波與乘客手機(jī)進(jìn)行通信，識(shí)別乘客注冊(cè)信息。乘客在進(jìn)出站前必須使用APP提前開(kāi)啟聲波通訊功能，通過(guò)手機(jī)APP與閘機(jī)信息交互，讀取乘客有效的身份信息，再通過(guò)人臉識(shí)別的技術(shù)有效識(shí)別乘客的人臉信息，通過(guò)人臉+聲波技術(shù)對(duì)乘客信息進(jìn)行有效識(shí)別，加速識(shí)別精度實(shí)現(xiàn)乘客無(wú)感進(jìn)出閘。因目前聲波無(wú)感支付未在城市軌道交通票務(wù)系統(tǒng)中成功應(yīng)用，因此，需結(jié)合軌道交通票務(wù)系統(tǒng)特點(diǎn)對(duì)聲波有效的傳輸距離以及通信速率進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)證測(cè)試。

2.4系統(tǒng)安全

2.4.1網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)時(shí)常游走著各種黑客，時(shí)刻都有可能被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。近年，在技術(shù)層面上，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可以遠(yuǎn)程模擬別人的人臉來(lái)進(jìn)行身份的驗(yàn)證。也就是說(shuō)，可以不借助用戶(hù)本身的人臉就完成人臉驗(yàn)證。另外人臉庫(kù)要嚴(yán)防竊取，被用于不法用途。因此，通過(guò)信息系統(tǒng)的安全保護(hù)等級(jí)認(rèn)證非常重要，至少要通過(guò)等保三級(jí)。

2.4.2防冒用

隨著3D打印技術(shù)的成熟起來(lái)，通過(guò)高仿人臉模型來(lái)進(jìn)行破解人臉識(shí)別系統(tǒng)。通過(guò)人工照片建造了一個(gè)人臉3D模型，也有很大概率可以完成驗(yàn)證。也就是說(shuō)，一些別有用心的犯罪分子可以通過(guò)該技術(shù)奪得他們想要的信息。因此，需要在設(shè)備端的識(shí)別算法中通過(guò)搖頭、眨眼、唇語(yǔ)等活體鑒別方式確保是本人操作。

2.4.3個(gè)人隱私的保護(hù)

對(duì)于個(gè)人人臉信息的隱私保護(hù)，以及安全隱患方面，需要成立專(zhuān)責(zé)人員進(jìn)行管理和監(jiān)控，并制定相應(yīng)管理規(guī)章制度，做到數(shù)據(jù)流的可追溯性。杜絕個(gè)人信息的外流。

3存在的技術(shù)難點(diǎn)及待改善的技術(shù)

目前提供人臉識(shí)別算法的廠家的商湯科技、曠視科技、依圖、?？低暋⒃茝目萍嫉?，他們的技術(shù)在很多行業(yè)都開(kāi)始使用，如手機(jī)、高鐵、商店等等，但1：N模式仍未在百萬(wàn)級(jí)乃至千萬(wàn)級(jí)數(shù)據(jù)量的地鐵場(chǎng)景中推廣使用。主要原因就是該技術(shù)仍有不足之處。

（1）識(shí)別準(zhǔn)確率問(wèn)題

人臉識(shí)別算法廠家基本都聲稱(chēng)識(shí)別準(zhǔn)確率可以達(dá)到99.99%以上，但那都是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的理論數(shù)據(jù)，其實(shí)人臉識(shí)別的準(zhǔn)確率與人臉庫(kù)的質(zhì)量、速度要求都有很大關(guān)系。在地鐵自動(dòng)售檢票這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景里，在要求快速通行的情況下，識(shí)別準(zhǔn)確率必然受到影響。

我們?cè)趯?shí)驗(yàn)環(huán)境也做過(guò)相應(yīng)的測(cè)試，采用的算法是市場(chǎng)上使用較多的主流算法，采用20萬(wàn)的底庫(kù)，在確保準(zhǔn)確率在99%的情況下，識(shí)別率明顯下降到80%左右。

因此，在目前的人臉識(shí)別技術(shù)下，建議結(jié)合輔助識(shí)別技術(shù)，以提高準(zhǔn)確率。

另一種方法就是混用方式，即人臉不能