智能AI在解決高鐵站擁堵及占座行為等問題中的應用

楊旭東,馮曉新

(西南科技大學城市學院土木與環境工程學院,四川 綿陽 621000)

0 引 言

2017年來，鐵路運營旅客流動性較強，經濟性高、環保性強，客流高峰時段高鐵客運站進出口客流擁擠，以及在列車上隨意占座、霸座的不良現象，引起社會各界的廣泛關注，這嚴重破壞鐵路出行的良好社會氛圍，嚴重旅客出行效率、出行安全以及列車運營效率。

目前在我國高鐵客運站及列車座位上還缺乏良好的系統構建，一方面對高鐵入站安檢環節沒有得以智能整合構建，另一方面對列車上挑戰良俗、缺失道德的占座、霸座乘客，缺少有效杜絕事件發生的智能技術系統構建。

在AI的創新時代,高速網絡互聯、智能手機、交通運輸等領域都需要機器學習的創新力量。技術的發展和需求的互補給予智能交通運輸系統發展的巨大機會。云計算、AI、互聯網+、5G等先進技術已經逐漸來到應用爆發的階段。針對交警部門在城市道路交通治理中所遇問題，天地偉業即開發出基于AI人工智能技術的軟硬件系統?；谧詣玉{駛汽車將會產生海量數據的原理，參考可知AI技術可以幫助我們實現快速精準的身邊比對系統功能。因此，通過智能技術才能全面有效緩解高鐵客運站入站安檢擁堵問題，才能高效消除列車占座、霸座的不良行為群體，才能有效提升高鐵運營整體效率，真正體現智能技術的價值所在。

表1 中國鐵路運營發展已進入智能化階段

1 站內擁堵及霸座行為性質分析

1.1 高鐵站擁堵性質分析

高鐵客運站入站安檢口擁堵，重點在于其對時間經濟效益產生一定損失。旅客進站排隊以及安檢排隊擁堵現象，一定程度上，第一，增加了旅客從進站到乘車的整體時間，第二，降低旅客出行乘高鐵的時效性，第三，影響鐵路運營的整體效率及效益。

1.2 霸座行為性質分析

我國現行法律對列車車廂內擾亂秩序的行為，主要由警告、罰款、和行政拘留，故現行法對占座霸座行為的有效解決方案基本為事后處理。當這類行為事件發生時，即便是當場進行處罰，也依然對乘客及列車秩序造成了不可避免的損失和權益損害。

在法制約束的同時，為了從根本解決這兩大問題所產生的時效性、權益性、突發性以及潛在性，更加重要的即為構建發揮智能技術系統的高效性、約束性、預防性以及精準性。

2 構建智能AI人臉識別身份比對系統

據新聞報道顯示，2018年8月在濟南開往北京的G334次列車上，一名男子在女乘客上車前，先坐在了屬于該女乘客的座位上，在女乘客上車后，繼續“霸座”,并拒絕與乘務人員溝通，稱“無法起身，不能歸還座位”等現象。

2.1 AI人工智能身份識別系統介紹

智能AI人臉識別身份比對系統智能識別是一種有效手段。智能視覺通過機器來代替人的眼睛來做測量和判斷，由視覺單元、圖像處理單元和控制執行單元組成，在大量繁重的重復性工作過程中使用智能視覺檢測方法可以大大提高工作效率和準確度。應用于列車座位及車廂范疇時，依據國家官方身份信息庫作為系統核心，列車智能身份服務模塊作為樞紐，連接至列車座椅智能身份比對終端，與此同時，乘客的比對信息及緊急請求信息均實時上傳至鐵路智能安全檢測預警系統，與中國高速鐵路智能AI人臉識別身份比對系統形成分層互聯式工作原理，如圖1。

圖1 智能身份比對系統列車區域工作原理

2.2 智能消除霸座提升效率的對策

針對這些屢見不鮮的霸座行為，為從根本上消除霸座事件的發生，通過構建智能AI身份比對系統將其應用于列車座位上，可實現真正意義上的對號入座。

依據現有列車組人員配備，參考現有的不同等級座位享有不同服務環境的原則，提出以下對策：

圖2 高鐵座位AI身份比對系統服務流程圖

(1)二等座椅可設立車票身份證智能身份識別裝置，對一等座椅加設智能AI人臉識別系統，旅客乘車后在座椅前識別成功后，座椅鎖解除即可入座。由此可實現高效精準地解決座位不對號得不良現象，并有效減免列車乘務人員逐個復查車票的工作，為乘客休息等帶來方便，保障車廂良好環境。

(2)商務座屬于單獨高級服務等級座位，故對其設立智能AI車廂門鎖身份識別裝置，從而減少列車乘務人員傳統查票開門的環節。

(3)為完善系統的服務性，可針對這一問題在智能系統實現人性化設計模塊，首先，雙方乘客同時按下座椅旁的請求換座位按鍵，系統經過人員信息互換比對，即可完成換座特殊服務。其次如遇小朋友等無法自主完成乘車的旅客，可由監護人輔助購票，即購票人進行座位身份智能比對，完成入座。極少可能如需要人工調節時，乘客便可按下呼叫人工按鍵，列車組人員將前來調解。

因此，該系統的構建從根本上有效解決了以下問題：第一，有效避免了許多旅客慌忙上車，尋找所屬作為的心理，并充分杜絕了無座乘客滿車廂尋找空座甚至“霸座“的不良心態！列車內擁堵現象基本緩解；第二，乘客將不再擔心所屬被占的情形，優化了列車組人員復查車票的繁瑣性；第三，列車工作人員也將不必因處理這些突發的不良現象出現延誤等一系列工作而擔心，列車的運營效率可得到顯著的提升；第四，初步分析可得，由此增加的經濟效益基本大于在列車上升級該系統所花費的經濟支出。

2.2 智能緩解高鐵入站安檢擁堵的對策

據數據統計，2019年中秋假期最后一天，福州火車站迎來返程客流高峰，據測算，該站當日到達和出發旅客人數近20萬人次。

針對一方面，我國現有的自助取票系統，系排隊刷身份證依次取票系統，旅客常因取票時間漫長而提早2～3 h前往火車站從而便造成車站內外擁擠的現象，另一方面，雖然現已逐步升級為身份證代替車票的方式，但由于進站人臉識別身份比對系統還需完善，加之安檢系統與其分離，且多以人工安檢的模式，致使進站口及安檢通道依然常出現擁堵的現象。

圖3 集取票、檢票、安檢一體智能系統流程

在高鐵客運入站、安檢區域客流高峰時段擁堵問題上，筆者認為，建立完善集成取票、檢票入站、安檢為一體的大數據快捷智能身份檢測安檢系統，可大幅度提升旅客從取票、檢票入站、至安檢結束的時效性，精準高效的完成一整套環節，減少維持秩序、傳統安檢的工作人員，從而有效緩解入站檢票安檢的擁堵問題。

對于該系統的應用構建：

(1)完善身份比對效率，滿足旅客持身份證即可快速入站；

(2)打破原有的人工安檢，與入站系統分層互聯，建立旅客隨身及行李智能掃描機系統，保障更加精準有效的出行安全；

(3)繼續發揮身份證乘車機制，并加設安檢后智能取票設備，滿足旅客可短時取票，順利乘車；

(4)加設應急特殊智能通道，提供人性化設計，并由鐵路相關工作人員輔助旅客入站，人機結合，滿足特殊時間、特殊情況的旅客需求。

因此，智能AI人臉識別身份比對系統應用于“取、檢、入”一體的大數據快捷智能身份檢測安檢范疇時，依然依據國家官方身份信息庫作為系統核心，檢票安檢智能服務模塊作為樞紐，連接至入站身份比對檢票終端，與此同時，乘客的比對信息及安檢信息均實時上傳至鐵路智能安全檢測預警系統，與中國高速鐵路智能AI人臉識別身份比對系統形成分層互聯式工作原理，如圖4。

圖4 智能身份比對系統入站區域工作原理

2.3 智能AI身份比對系統模型構建分析

依據上文所提將系統在兩大問題范疇的合理應用，從根本上積極有效地解決了高鐵客運站入站安檢擁堵困境，以及列車占座、霸座破壞秩序難以消除的困境。應以分層式智能互聯架構構建該系統模型，如圖5所示：將總控制中心、應用模塊、智能終端與應急三層互聯，以便實時預警、及時解決兩大問題。

圖5 中國高速鐵路作為智能身份比對AI人臉識別系統模型構建

該系統從入站檢票到乘車入座，將AI智慧應用升級至列車及車站，升級應用均為便捷，在解決問題的同時，可增加列車數量，及客流數量，為鐵路運營效率帶來了更多的經濟。

針對于該系統模型構建在今后的實際應用中，對于AI與5G的智慧高速結合、智能系統的智能維護、系統自檢維護、更全面的人性化方面，還需依照旅客實際使用反饋情況進行進一步完善構建。

3 結 語

智慧鐵路運輸作為新時代中國“十三五”時期交通發展的重要核心，還需要我們不斷的思索與創新！

據初步數據推算(搜狐新聞及現場調研)，智能系統建立完善后，在客流高峰時期，每位乘客到站入站時長較原有模式的50～90 min至少可提升30%，乘車對號對座時長亦可大幅提升。形成有效提升乘客入站乘車效率，可縮短每趟列車的?？繒r長，有效增加列車開行數量，更加有效避免部分乘客隨意“買短乘長”導致列車擁擠超載現象的閉環式智能系統鏈。至此，鐵路車站及列車的高效運營便得以顯著提升。

因此，通過本文分析可得出，建立完善智能AI人臉識別身份安全系統的技術模型，應用于消除列車占座、霸座，提升旅客入站效率是有效解決并緩解危害鐵路安全、破壞鐵路公共秩序、預防不良心態及行為的出現，以及實現高效入站安檢出行的根本途徑，也是核心內容。這是提升中國智能化鐵路的發展進程的核心內容，更是加快建設智慧綜合交通運輸的奠基。