城市軌道交通安檢集成系統研究

趙 野，付保明，張 寧

（1. 無錫地鐵集團有限公司運營分公司，江蘇無錫 214000；2. 蘇州市軌道交通集團有限公司，江蘇蘇州 215004；3. 東南大學智能運輸系統研究中心軌道交通研究所，南京 210018）

1 概述

城市軌道交通具有準點率高、運量大等特點，是城市公共交通的重要組成部分[1]。然而，城市軌道交通是環境封閉、人員高度密集的公共復雜場所，面臨著暴恐襲擊、個人極端暴力犯罪和擁擠踩踏等案（事）件的現實威脅。東京地鐵沙林毒氣事件、韓國大邱地鐵縱火案、英國倫敦爆炸事件等均造成了大量的人員傷亡和巨大的財產損失[2]。在車站非付費區設置安全檢查點，配置安檢機、安檢門等安檢設備，對進站乘車的乘客、乘客行李等進行檢查，是預防公共安全事件的重要手段。當前，軌道交通安檢基本采用安檢設備獨立運行、安檢信息本地存儲、安檢事件現場處置的管理模式，安檢工作對安檢員依賴度高，存在漏檢、誤檢等問題，并易引發乘客糾紛，造成不良社會影響。一些城市嘗試通過設置白名單進行差異化安檢，或進行集中判圖以提升安檢效率[3]，但并不能完全解決現有安檢模式存在的問題。因此，依據國家相關規范[4]，建立安檢集成系統，對各安檢點的安檢數據資源、安檢人員、安檢事件信息等進行系統化、信息化管理，能夠有效解決安檢過程存在的一些問題，提高軌道交通運營管理水平。

2 安檢現狀

當前，車站安檢主要設備為安檢機、便攜式炸探、液探、金屬探測儀等探測設備[5]。安檢員首先根據安檢機X 射線圖像對乘客行李進行初次判定；對于可疑危險物，安檢員需進行開包檢查或借助便攜式探測設備進行二次檢測[6]。部分城市還設置了安檢門，同時對乘客進行安全檢查。對于檢查發現的危險物，安檢人員將立即通知本站執勤民警進行處置。現有安檢模式存在以下問題。

安檢質量難保障。乘客行李是否需要二次檢查完全依賴于安檢員的判圖結果。因此，安檢員對乘客行李X 射線圖像的判定水平及工作狀態嚴重制約安檢質量。而安檢人員一般由第三方安保公司負責管理，普遍缺乏專業培訓且換崗流動率大[7]，其業務水平難以保障。

安檢數據孤島。車站安檢設備每天產生大量的安檢數據，但這些數據只能存儲在設備本地，缺乏統一管理。基于安檢數據的二次開發、運營管理工作也無法展開，阻礙了安檢管理水平的提升。

信息孤島。由于車站安檢設備孤島化運行，當安檢現場發現重大危險物時，該重要安檢信息可能無法及時傳遞給管理決策層，不僅延誤事件現場處置，更有可能影響軌道交通網絡化運營。

運營成本高。車站安檢工作需要大量的安檢人員，每年耗費巨額的人力成本。同時，安檢設備一旦發生故障，極易引發乘客滯留，造成不良社會影響。

對安檢設備進行系統集成，可實現安檢設備的集成化管理、安檢過程的自動化監管、安檢要素（行李、乘客、安檢員、安檢機等）的協同處理。安檢集成系統將有效提高現場安檢質量、提升安檢數據利用水平、增強安檢應急處理能力，將有力推進軌道交通安檢工作的信息化、智能化進程，對于行業發展有著重要意義。

3 系統設計

在進行安檢集成系統設計時，不僅要考慮系統的可靠性、實用性、安全性及可擴展性，更需結合運營管理模式，充分考慮安檢專業的業務需求，著力解決現有車站安檢專業存在的各種問題，構建智能化、信息化、人性化的安檢集成系統。

3.1 系統功能設計

安檢集成系統，除能實現現有安檢設備檢測功能外，可通過對安檢過程涉及的行李、乘客、安檢員、安檢設備等實施自動化監管，實現對安檢設備、安檢員及乘客的管理功能。

智能化檢測。車站安檢設備應具備智能化檢測及網絡接入功能，其中X 光安檢機應具備輔助判圖功能。智能化檢測技術在降低安檢人員工作強度、提高安檢效率及乘客通行效率的同時，對減少安檢人員配置、降低人員成本有重要意義。

集成化管理。系統可以集成包括但不限于X 光安檢機、臺式/便攜式炸探、攝像機、金屬探測門、臺式/便攜式液探、有毒有害氣體探測設備、放射性物質監測設備等車站設備，從而實現設備的系統化管理，解決安檢數據孤島，提高設備管理水平。

安檢員管理。系統通過采集安檢員特定信息，分析安檢員的在崗情況、工作狀態、工作時長、持證情況等，從而為安檢隊伍的規范化管理提供依據。通過安檢員的系統化管理，可杜絕疲勞上崗、無證上崗等情況，提升安檢隊伍質量，進而提升安檢質量，同時精確控制人員成本。

安檢數據管理。系統應能夠實時監控安檢設備的運行數據與工作狀態，并對各項安檢數據進行歷史查詢與統計分析，生產相關可視化報表，從而為運營安全評估提供數據支撐，為管理者配置安檢人員、制定維護方案等提供決策依據，并為新線安檢點的設置提供有效參考。同時，海量的車站安檢數據也為未來安檢系統智能化發展提供數據基礎。

應急管理。系統能實時采集安檢點報警信息，并將報警信息發送給各級管理部門，使各級管理人員能夠第一時間掌握現場情況并高效決策，進而迅速有效處置現場各類突發事件，保障車站的正常運營，避免不良社會影響。

多系統聯動。預留與線網指揮中心、城市軌道交通安全防范平臺、公安等部門系統的接口，以期將來實現報警實時聯動，提高應急處置能力。

3.2 系統架構設計

借鑒城市軌道交通既有自動化系統架構，結合安檢集成系統的功能需求以及車站安檢設備的實際布設情況，依據“分級管理、分級控制”管理理念[8]，構建“兩級管理、三級控制”的安檢管理系統，具體如圖1 所示。

1）現場級

現場安檢設備包括但不限于X 光安檢機、金屬探測門、爆炸物探測儀、液體探測儀、有毒有害氣體探測設備、放射性物質監測設備等。安檢人員利用安檢設備對乘客及其行李進行檢查，并對危險物及突發情況進行有效處置。

圖1 安檢集成系統架構Fig.1 Integrated security system architecture diagram

2）車站級

在車站安檢點設置交換機、安檢數據采集終端及安檢數據接口服務軟件等軟硬件設施，將安檢設備接入安檢信息系統，對安檢數據進行集聚、上傳，并將安檢平臺的指令信息轉發至安檢設備。

3）線路級

在線路控制中心設置網管工作站、安檢服務器以及安檢信息平臺軟件等軟硬件設施，構建安檢信息平臺。通過通信傳輸網絡，平臺獲取安檢點安檢數據、報警事件、設備狀態等信息，對安檢數據進行統計分析，對安檢點進行遠程監控。

4）線網級

線網級管理平臺涉及線網指揮中心、安防平臺以及公安部門應急管理平臺等，該層級平臺并不直接管理安檢集成系統。安檢集成系統通過外網接口將特定安檢數據上傳給線網平臺，以供線網平臺進行大數據應用以及公共事件應急管理。

3.3 信息平臺設計

安檢信息平臺是安檢集成系統的核心組成部分。考慮安檢集成系統的復雜性，采用模塊化、參數化及分層設計理念形成完整的系統平臺，確保系統的可靠性、可擴展性、靈活性。因此，平臺軟件可劃分為表示層、業務邏輯層和基礎支持層，具體架構如圖2 所示。

圖2 安檢平臺軟件架構Fig.2 Software architecture of security platform

表示層指用戶操作界面，是系統的人機交互端，負責與系統管理人員進行信息交互。管理人員通過人性化的操作界面，進行業務處理操作。業務邏輯層各業務采用模塊化設計，根據不同業務模塊的需求進行不同的處理和響應。基礎支持層為業務邏輯層提供數據支持，其中數據庫提供了安檢相關數據的存儲和管理功能，具體包括X 光圖像數據、液體物品探測數據、易燃易爆化學物質探測數據、有毒有害氣體監測數據、放射性物質探測數據、視頻錄像數據、設備狀態數據、報警信息數據及系統基礎信息數據等。

4 系統應用

某市軌道交通安檢集成系統通過車站、控制中心兩級組網，對X 光安檢機、爆炸物探測儀、復合式核化檢測儀、臺式液體危險品檢查儀等安檢設備進行數據的多源收集、緊急事件的分析判斷、輔助站點工作人員執行緊急事件的處理，打破了安檢信息孤島，為整個地鐵安檢工作提供最優化的監管以及決策支持。系統具體如圖3 所示。

圖3 安檢集成系統網絡Fig.3 Network of integrated security system

本系統所使用的X 光安檢機具備智能判圖功能，即安檢機能夠自主對行李X 射線圖像進行識別，使用圖框及文字標記行李中的可疑危險物，提示安檢員進行二次檢查，從而提高安檢質量。

同時，系統充分考慮接入其他線路安檢設備的情況，對相關軟硬件的接入能力和接口進行了預留，以滿足后期擴容的需求。

4.1 設備管理

安檢信息化平臺對全線的安檢設備進行管理，實時監控安檢設備的狀態，并以圖形化的形式按線路、站點顯示設備的位置及狀態信息。同時，平臺可按線路、站點、設備名稱等條目對安檢設備信息、設備故障信息、維修記錄信息等進行查詢和統計。設備故障處理界面如圖4 所示。

信息平臺可根據現場安檢設備上傳的數據信息及運行狀態信息，快速判斷設備是否處于故障狀態，并給出報警提示，以便于故障的快速安排。同時，對故障信息進行統計，分析故障類型及規律，有助于管理者制定合理的備件儲備計劃、設備維修計劃。

圖4 設備故障處理界面Fig.4 Equipments fault handling interface

4.2 安檢數據管理

4.2.1 數據查詢

安檢監控中心能通過網絡遠程實時查看及調閱任意站點的X 光機掃描圖像、監控攝像機的視頻圖像、臺式液體危險品檢查儀及智能違禁品檢查儀的探測數據，實現人物、事件、物品信息的關聯，實時掌握各安檢點現場運作情況。某可疑包裹安檢圖像與監控視頻的關聯查詢結果如圖5 所示。

圖5 安檢圖像與視頻關聯查詢Fig.5 Correlation graph of security inspection image and video image

通過安檢圖像與視頻的關聯，管理人員能夠快速定位行李所屬乘客，將乘客與行李密切聯系，有效解決乘客行李誤領、危險乘客定位難等問題。

4.2.2 數據統計

安檢信息平臺利用日常的安檢數據，從線路、站點、時間、事件類型等維度進行過包數、檢出率等統計分析工作，為現場安檢工作提供數據支撐。系統在生成統計報表的同時，能以餅/柱狀圖、折線圖等多種形式直觀展示數據統計分析結果，具體如圖6、7 所示。

檢出率分析圖直觀展示了站點是否檢出過危險物品以及危險物品所占比重；過包數分析圖展示了安檢點過包數隨時間的變化趨勢。依據統計分析結果，管理人員可根據站點及運營時段制定不同安檢策略，從而優化安檢資源配置，提高安檢效率。

圖6 檢出率分析Fig.6 Analysis of detection rate

圖7 過包數分析Fig.7 Analysis of packets number

4.3 報警管理

通過在安檢點隱蔽且便利位置設置報警按鈕，并設置報警主機，在車控室設置聲光報警器，并為車站警員配置腕式報警接收器，構建一鍵報警系統。報警按鈕、聲光報警器及腕式報警接收器與報警主機間采用無線連接。

當安檢設備檢出危險物品時，該檢測信息將通過安檢網絡實時上傳至監控中心安檢平臺，觸發報警。同時，安檢員觸動報警按鈕，系統將安檢點的位置信息通過無線傳輸方式傳送至車控室、車站民警及監控中心，并觸發聲光報警信息。一鍵報警系統保證了工作人員能夠隱秘地獲取安檢點報警信息并及時進行現場處置。

安檢平臺根據危險程度，對各類報警信息進行分類，并對報警信息進行遠程管理。同時，安檢平臺將報警信息上傳至公安應急管理平臺，從而實現安檢與公安的雙重聯動。

4.4 考勤管理

由于運營單位將車站安檢業務委托第三方進行管理，有必要對安檢員考勤情況進行監督，進而督促第三方嚴格遵守相關規定開展工作。在安檢點設置考勤機，獲取安檢員的在崗信息，并將該信息上傳至安檢監控中心。鑒于安檢員流動性高，為便于信息平臺安檢員信息的維護，采用讀取安檢員身份證的方式，獲取安檢員在崗信息，包括姓名、性別、年齡、上崗站點、在崗時間等。

通過分析安檢員的在崗信息，管理人員能夠獲取現場安檢隊伍規模、人員構成、工作時長等信息，進而對第三方進行嚴格考核。通過考勤管理，運營單位可有效杜絕安檢人員短缺、安檢員疲勞上崗等問題，對于提高安檢質量、提升安檢業務監管水平有著重要意義。

5 結語

隨著管理水平的提升及管理理念的轉變，網絡化、信息化、智能化是城市軌道交通運營管理的必然發展方向。筆者提出了安檢集成系統的設計方法，并將其應用到城市軌道交通具體建設中，實現了安檢設備、人員及安檢數據的系統化管理，對安檢行業的發展具有重要的借鑒意義。

筆者認為，安檢信息化主要為以下幾個方向：將安檢與互聯網相結合，實施“互聯網+安檢”，實現乘客的分類、分級安檢；將安檢與自動售檢票系統整合，實現安檢與檢票同步；將安檢與新冠肺炎防疫常態化的需求相結合，實現安檢與防疫檢查同步。展望未來，利用信息化手段提高安檢水平仍將是任重道遠。