智慧安檢在重慶單軌3號線上的應用

陳寶軍 湯旻安

摘? 要：重慶單軌3號線存在線路長、站點多、客流量大、安檢效率低、人力成本高等問題，通過設置安檢集中判圖系統，實現實時判圖、遠程判圖、AI智能輔助判圖等功能。對全線網所有安檢點的判圖任務進行智能調度，將安檢機產生的判圖任務動態匹配給當前最適合的判圖站進行處置，實現各安檢點判圖工作量的“削峰平谷”，這能有效提升單軌3號線安檢判圖員的工作效率，優化安檢人員配置，達到減員增效的目標。

關鍵詞：集中判圖;智能AI;大數據

中圖分類號：TP39? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2021）22-0109-05

Abstract： Chongqing Monorail Line 3 has the problems of long line， many stations， large passenger flow， low security inspection efficiency and high labor cost. By setting up the security inspection centralized map judgment system， it can realize the functions of real-time map judgment， remote map judgment， AI intelligent auxiliary map judgment and so on. Intelligently dispatch the map judgment tasks of all security inspection points of the whole line network， dynamically match the map judgment tasks generated by the security inspection machine to the most suitable map judgment station for disposal， and realize the “peak and valley reduction” of the map judgment workload of each security inspection point， which can effectively improve the work efficiency of the security inspection map judgment staff of Monorail Line 3， optimize the configuration of security inspection personnel， and achieve the goal of reducing staff and increasing efficiency.

Keywords： centralized map judgment; intelligent AI; big data

0?; 引? 言

物聯網、智能AI、大數據等技術的日漸成熟，為重慶單軌3號線安檢新模式建設提供了有力的技術支撐，通過動態調整安檢系統內各個安檢點的判圖任務與安檢判圖員的匹配關系，賦予安檢判圖員處置其他站點安檢判圖任務的能力，打破了物理空間布局對安檢判圖業務流程的桎梏，為重慶單軌3號線集中判圖系統建設奠定了技術基礎。

1? 重慶單軌3號線安檢現狀

重慶單軌3號線全線共設車站45座，是全球運輸效率最高、單軌線路運營里程最長、地形條件最復雜的跨座式單軌線路。該線路為南北方向的軌道交通骨干線，將巴南區、南岸區、渝中區、江北區、北部新城區銜接起來，并連同其他軌道線路共同構成主城軌道交通線網骨架，有效緩解沿線的交通壓力;在提高軌道交通運行效率、吸引客流、促進城市經濟發展、改善公共交通環境、提高社會效益方面發揮著重大作用。在安檢工作中，主要以安檢機和液檢設備為主，經過多年的運營累積和業務發展，存在以下三個方面的問題：

（1）本線路X光安檢機大都運行時間較長，設備老舊，部分設備圖像不清晰，技術水準與當前采用新興技術的多源多視角安檢機差距較大，無法滿足新形勢下軌道交通安檢的需要。

（2）安檢設備無智能化、集成化配套功能，設備單機能力弱，管理難度高，安檢員工作效率不能有效提升，工作質量得不到保障。

（3）部分車站（如兩路口站、觀音橋站等）具有人流量大、人員滯留時間長、人員來源復雜的特點，增加了安檢的難度、復雜度，進行無差別化安檢耗時長，不符合實際需求。

2? 重慶單軌3號線智慧安檢方案

隨著人工智能AI、5G等技術的不斷迭代和發展，智慧安檢已經成為發展趨勢。以遠程實時集中判圖系統、智能識別系統、新型安檢模式（一機雙通道）、新型安檢設備（多源多視角安檢機、太赫茲人檢設備、安檢票檢一體機）為配套方案進行智慧安檢建設。通過物檢、人檢的全面檢查來優化安檢流程，提高安檢效率，增強事件處理能力，提高地鐵自動化管理水平，并達到減員增效的目的：

（1）遠程實時集中判圖系統。針對目前單軌3號線安檢點的判圖工作，通過集中調度分配，實現線路判圖工作量的“削峰平谷”，做到實時判圖、集中判圖、遠程判圖，有效優化安檢人員配置，實現減員增效的目標，安檢集中判圖如圖1所示。

（2）智能識別系統。采用人工智能識別技術，可對疑似禁帶品進行自動判定并標識，輔助判圖員完成判圖，減少禁帶品漏判可能性，提高判圖效率和判圖準確率。應用于遠程實時集中判圖系統中，減輕判圖員工作壓力，提高其工作效率。

（3）快速安檢進站。結合遠程實時集中判圖系統、乘客差異化安檢系統，在安檢機兩側增加智能測溫金屬探測門（在重點大客流站可使用太赫茲人檢設備），在安檢機快速行包過程中保證乘客快速行進減少排隊與滯留，做到人物同檢，提高安檢效率。常乘客和信用等級高的乘客可通過安檢票檢一體通道快速進站如圖2、圖3所示。

3? 系統方案部署

根據重慶單軌3號線客流數據選擇3個車站進行試點，分別為雙鳳橋站、舉人壩站、唐家院子站，車站客流相對穩定、車站安檢點標準（一車站兩安檢點），客流量相對較少。

在每個安檢點加裝多源多視角安檢機，安檢機自帶智能識別功能，同時新增智能測溫金屬探測門兩套或太赫茲人體安檢儀一對，在通道的一側增加安檢票檢一體機。

在安檢現場加裝安檢點開檢工作站，用以接收集中判圖系統的判圖結果及開檢指令，對全線45座車站內的安檢設備進行聯網。

集中判圖區設置在童家院子車輛基地，設置集中判圖站2臺、安檢集成平臺大屏系統1套，用以現場監控及指揮調度。判圖室占地面積為可容納至少2個判圖工位，同時還可以放置安檢集成平臺大屏系統（大屏顯示器70寸4K高清），掛墻安裝，指揮人員監控距離不小于3米（人眼到屏幕的直線距離）。

3.1? 系統網絡架構

為實現方案整體功能部署以及針對全站的安全運營進行實時調度及數字化管控，在線路級集中判圖中心部署2臺匯聚交換機，負責對全線網各車站安檢點的數據信息進行匯集處理;各車站部署1臺車站匯聚交換機并做環網連接;每個安檢點部署1臺安檢點接入交換機，用于本安檢點內各安檢設備的聯網并將數據傳輸到車站匯聚交換機。

3.2? 系統建設構成

安檢集中判圖系統由以下五部分組成：

（1）集中判圖中心—集中判圖工作站。接收X光圖像，判圖員對圖像進行判定，提交開檢或放行命令。

（2）集中判圖中心—集中判圖任務調度服務器。負責安檢圖像的均衡調度，平衡各遠程判圖站的業務量，實現對全線網判圖任務的統一均衡調度。

（3）車站安檢點—安檢機（改造后）。實時采集被檢行李包裹的X光圖像與外觀圖像，并將圖像發送給判圖站，判定為嫌疑包裹后連同外觀圖像一起發送給安檢現場的開檢站。

（4）車站安檢點—集中判圖開檢站。安檢現場的開檢員根據開檢站接收的提示信息，對包裹進行開包檢查，并登記開檢結果，實現從集中判圖到開檢查驗的地鐵車站進站安檢全流程閉環管理。

（5）車站安檢點—智能識別設備。提供AI輔助判圖功能，安檢機完成對包裹的掃描后，對圖像進行自動識別，并將結果返回給本地判圖站和遠程判圖站。

3.3? 線路級集中判圖中心構成

線路級集中判圖中心由安檢集中判圖平臺、集中判圖工作站、匯聚交換機、集中判圖任務調度服務器等設備組成，用于實現對全線路所有車站安檢點集中判圖任務的統一調度和負載均衡，線路級集中判圖中心網絡拓撲如圖4所示。

集中判圖機柜設備設置在指定的設備用房內，集中判圖工作站等設備設置在集中判圖中心。為實現與安檢通道的實時溝通以及對判圖人員的疲勞監控，特為每個集中判圖工作站配置1套針孔攝像機和1套語音對講設備。重慶單軌3號線線路級集中判圖中心主要的軟硬件清單如表1所示，集中判圖系統構成圖如圖5所示。

3.4? 車站安檢點構成

車站安檢點作為集中判圖系統的現場執行部分，是整個安檢業務的主要實體。在對安檢設備進行改造的基礎上，通過部署集中判圖系統，實現車站安檢點的集中判圖任務調度，從而提高安檢效率，實現系統“減員增效”的目標，車站安檢點網絡拓撲圖如圖6所示。

為實現各安檢點的集中判圖功能，車站安檢點主要的軟硬件清單如表2所示。

4? 應用效果分析

對重慶單軌3號線既有安檢系統進行改造，為其智能化賦能，全線設置安檢集中判圖系統，可實現科學化運營管理，降低企業成本，提升服務效率，如圖7所示。

4.1? 提升工作效率

遠程集中實時判圖調度指揮系統對安檢過程中判圖員工作狀態、判圖效率、檢出率等指標實施自動化監管，合理調度和分配資源，實現判圖員配置最優化。實時監控判圖調度系統實時監控安檢設備運行狀態，及時發出任務超載預警，展示安檢現場安檢門設備的監測數據、安檢機的X光圖像和現場音視頻數據，實時監控判圖員工作狀態及判圖員上崗情況，對過包數、判圖數進行匯總統計，對人工檢出率和AI檢出率進行分析。

4.2? 提升經濟效益

對既有單軌3號線45座車站、92個安檢點進行技術改造，設置安檢遠程集中判圖系統，相較于既有安檢模式，經濟效益有一定程度的提升，下面列出分析結果：

（1）數據分析，依據運營數據得出以下結果：

1）客流量。高峰時段（7：00—9：00和17：00—19：00）最大客流4.740 6萬;平峰時段（除高峰時間段的其他時間段）最大客流2.329 5萬。

2）過包量。客流量的70%為過包量，高峰時段47 406×0.7=3.318 4萬;平峰時段23 295×0.7=1.630 6萬。

3號線既有安檢配置數據45個車站92個安檢點，在傳統安檢模式下，需要92名安檢員同時進行判圖工作。

（2）遠程判圖計算原則，對安檢單包過檢時間進行數據分析，合理配置判圖人員：

1）遠程判圖單包耗時。采用集中判圖系統后，安檢機皮帶速度最高可設置為0.4 m/s，以標準雙肩背包長度0.4 m來算，得出一個包的出圖（完整圖像）時間為0.4÷0.4=1 s，有經驗安檢員還需2 s左右的時間來判圖，因此總判圖耗時約為3 s。

2）判圖人員配置計算。依據過包量計算半小時內判圖人員配置，過包量×判圖時間÷半小時（秒）=所需判圖人數。

平峰時段：16 306×3÷1 800≈27人

高峰時段：33 184×3÷1 800≈55人

（3）人員配置對比。對安檢人員進行合理配置，可有效提升經濟效益。

集中判圖員工作模式：

每人工作30分鐘后休息10分鐘，4人一組，每三人配備一名替補。

相關計算公式：

判圖人員投入：同時判圖人員+同時判圖人員÷3=實際所需人員

節約人員計算：傳統模式人員投入總數-集中判圖人員投入總數=節約人員數量

人員節約比例：節約人員數量÷傳統模式人員投入×100%=人員節約比例

投入金額計算：安檢員年薪5萬/年×人員投入×10年=10年內總投入

投入金額節約：傳統模式投入總金額-集中判圖模式投入總金額=投入金額節約

投入金額節約比例：投入節約金額÷傳統模式投入總金額=投入金額節約比例

平峰+加班模式解釋：

采用平峰時段判圖員投入加上加班人員來解決高峰時段的判圖工作，即高峰時段單班人員投入-平峰時段單班人員投入=所需加班人員。

兩班倒：加班人員占平峰時段人員投入的50%，相當于平峰時段人員的1.5倍。平峰時段人員需要36人高峰時段人員需要73人，需加班人員37人，需要平峰時段兩班人員全部上崗來解決高峰判圖需求，加班人數占總人數的0.5倍。

三班倒：加班人員占平峰時段人員投入的30%，總人數相當于平峰時段人員的1.3倍。人員安排同兩班倒，需要平峰時段三班中的兩班同時上崗來解決高峰時段判圖需求，加班人數占總人數的0.3倍。

倒班模式：傳統判圖模式為三班倒，集中判圖模式為兩班倒也可選擇三班倒。經濟效益對比如表3所示。

5? 結? 論

負載均衡的實時任務調度通過靈活配置，打破物理限制，可以根據實時客流分布及任務量變化的特點，基于計算機、互聯網技術，實現網絡可達范圍內判圖站之間判圖任務的靈活調度，平均分配，實現于判圖員資源的合理分配和利用，有效平衡判圖員間的工作壓力，提高安檢判圖員的工作效率，加快安檢點的現場處置效率。對重慶單軌3號線重新動態分配判圖任務，實現跨地域安檢資源共享，實現人力及工作負載的動態均衡，從而達成“減員增效”的目標。

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作者簡介：陳寶軍（1979.11—），男，漢族，陜西漢中人，高級工程師，碩士，研究方向：軌道交通智能化。