基于5G 的智能機器人在海關監管中的應用

顧夢婕，季佳華，吳 猷，李楠鑫，李 月

（中國電子口岸數據中心上海分中心，上海 200120）

0 引言

海關屬于國家對外進出口貿易管理控制與通關監督管理的重要行政管理部門,關系到國家、社會以及人民的安全等方面。 因此,其工作的重要性不言而喻。但是,由于我國與世界往來貿易的不斷深入,我國的海關監督管理工作量也隨之不斷地增長,各地區的海關監管場所較多,并且戰線也比較長。 在海關業務量日益增長的背景下,海關監管工作出現如下4 個方面的問題:(1）監管效率低下、人力成本高。 (2）作業區域危險系數較大,工作人員安全風險高。 (3）認為查驗易出錯,精準性不高。 (4）特殊時期往返人員管理控制較困難。

本研究針對上述海關監管工作遇見的困難,通過依托國家最新的“人工智能發展規劃的戰略目標”,響應國家號召,提出5G 智能機器人應用于海關監管工作,加強海關對人工智能的利用,提高海關在日常生活中的工作效率、準確性以及保障人員人身安全。

1 5G 的智能機器人的研究現狀

在近十年中,我國對巡邏機器人的研制處于飛快的發展狀態,尤其是國家出臺了眾多政策,對以機器人為代表的智能高端制造產業給予了極大的關注與支持。 國家促進各大高等院校、研究院所以及公司進行緊密合作,有效地形成了產學研一體化的人工智能機器人生態鏈［1］。

人工智能巡邏機器人的工作通過終端服務系統平臺進行指揮控制,終端服務系統平臺對機器人采集信息進行實時分析、計算處理以及提出決策等方面控制,技術人員可以通過后臺終端服務器對這些人工智能機器人進行相關作業的操作和控制［2］。

人工智能機器人信息傳輸要求高速、安全,視頻傳輸要求高清無卡頓,才能滿足用戶在各種復雜的環境中使用。 現階段的無限通信聯絡方式主要是WiFi 與4G 網絡通信鏈接方式。 WiFi 通信方式需要依靠搭建在機器人工作范圍內的各種基站。 只有各種基站之間的切換配置比較復雜,才能滿足巡邏機器人的無線通信要求,并且這種方式存在安全隱患。 而4G 網絡無線通信雖然不需要單獨搭建信號發射接收基站,但需要為運營商支付網絡服務費用,尤其是在進行高清視頻傳輸的過程中,需要消耗的流量巨大,支付的費用更高。 這兩種無線通信連接方式都存在不小安全隱患以及成本較高等問題。 因此,本文通過提出利用5G 網絡通信技術,來對巡邏機器人進行無線信息的連接和信息傳輸,有效地提高了信息的安全性,也有效地降低了成本［3］。

2 5G 智能機器人技術設計

2.1 5G 智能機器人的定義和系統結構設計

5G 人工智能機器人是一款綜合采用人工智能、云計算、物聯網、大數據、5G 通信等技術,集成環境感知、動態決策、行為控制和報警裝置,具備自主感知、自主行走、自主保護、自主識別等能力,可幫助人類完成基礎性、重復性、危險性的安保工作,推動海關服務升級,提升安全效果,降低服務成本的多功能綜合智能裝備。

主體系統主要分為應用層、平臺層、網絡層以及終端層4 個層面,這4 層的結構關系如圖1 所示。

圖1 主體系統結構

2.2 機器人硬件結構的設計

2.2.1 機器人硬件設計

終端機器人的硬件結構組成主要有:動力模塊、導航避障模塊、環境感知模塊、接入控制模塊、監控模塊、主控模塊、電源模塊、網絡模塊以及外設模塊9 個部分。

2.2.2 機器人總體設計

機器人上層配備了一個可以旋轉和上下升降的全方位云臺,裝配高清攝像機和紅外熱成像攝像機以及4個全景攝像頭,可以進行實時視頻的采集、抓拍、錄像,在后臺可觀看機器人角度的全身影像和紅外熱成像影像。

下層的底盤集成了導航系統、避障模塊和電量管理模塊,用于實現機器人的自動導航、自動巡查功能。

在后臺部署了機器人的監控系統以及App,可以查看實時視頻、錄像、告警信息以及每次巡查生成的巡查報告,并且可以給機器人設定巡查或值守任務。

2.3 機器人管理系統軟件設計

機器人管理系統軟件主要由監控管理系統、移動控制專用系統以及后臺服務系統3 個部分組成。

2.3.1 監控管理系統

監控管理系統的主要作用是后臺監控人員使用的監管系統,實時監控巡邏機器人傳回來的視頻、機器人狀態、告警等數據,并可對機器人進行遠程遙控、雙向對講、設置巡邏計劃、處理告警數據等。

2.3.2 移動控制專用系統

移動控制專用系統的作用是輔助機器人管理人員引導機器人進行掃描建圖,設置巡邏路線與巡邏點位動作,并可實時查看機器人實時視頻、位置、告警數據等。

2.3.3 后臺服務系統

后臺服務系統的作用是機器人接入網關。 音視頻處理模塊、環境量數據處理模塊、告警數據處理模塊、機器人狀態模塊、智能處理模塊是巡邏機器人運行后臺服務保障,位于人機交互的底層服務。

3 5G 智能機器人技術在海關的應用

3.1 5G 智能機器人技術在?；h境作業監管場景應用

危化環境現場工作環境存在一定的危險性,需要專業工人攜帶便攜式單兵設備檢測,不僅任務繁重、工作效率低下,同時人員安全還存在一定的威脅。 ?；丰尫诺目扇細怏w、危化品的物料的溫度超標都會對檢查人員造成不可逆轉的傷害。 人工探測采用攜帶移動單兵設備的方式對探測人員要求較高。 新上手的探測人員即便參加了如何使用設備的培訓,也可能會導致操作錯誤,獲得錯誤的數據,該種方式占用了海關的大量人力資源。 在無法監控的區域,技術人員無法及時看見人員的操作情況以及自身的安全情況,需要對固定攝像機的監控盲區增加補充,保證操作過程全程記錄。

5G 智能機器人具備自主移動性、靈活性、交互性特點,通過機器人安裝溫濕度傳感器、?；瘹怏w檢測器等儀器,可提前感應探測自身周邊環境的信息,采集溫度、濕度、有害氣體濃度值等信息,發現異常實時上傳信息給后臺以及通知相關人員,在一定程度上提高了人員的安全保障性。

3.2 5G 智能機器人技術在海關現場監管應用

海關各大現場監管,如跨境電子商務物品監管倉庫、保稅物品監管倉庫,貨物快進快出,靈活性強,無法實時監管貨物。 通過機器人提升工作效率,收集貨物流通行為的證據,防止中途有調包或其他涉嫌違法行為,保障貨物按質按量結算清關。

通過借助巡邏機器人自主巡邏、定點值守及智能識別算法能力,可以在各大監管現場區域輔助代替海關工作人員進行值守監管,減輕海關工作人員的勞動強度,甄別陌生人員及異常行為,保障現場安全。

巡邏機器人可通過安裝全息感知設備,且機器人采用人臉識別技術在現場區域進行人臉識別,通過與系統內部對接獲取黑名單信息庫,進行比對識別,由后臺系統進行身份判斷并呈現實時識別結果,工作人員根據識別結果采取進一步措施,實現事前預警。

3.3 5G 智能機器人技術在高溫裝卸現場監管應用

監裝監卸集裝箱過程中,物品擺放雜亂,每個操作涉及多個小時,在高溫環境下,無論從身體上、心理上對海關人員及碼頭操作工人來說是嚴峻的考驗。 碼頭操作工人容易誤操作或者主觀操作。 對碼頭工人進行現場監督,以保障現場作業規范。

在高溫環境下,為減少監管人員的工作壓力,機器人可到現場進行監管。 海關監管人員只需到監控中心后臺端進行查看,這使得海關人員的工作效率得以提高,能更集中注意力查看現場異常情況。 機器人定時語音播報,提醒碼頭人員嚴謹對待工作,提高碼頭工人的警覺性和安全性。

4 結語

海關響應國務院《優化口岸營商環境促進跨境貿易便利化工作方案》以及全國海關通關一體化改革的政策號召,并根據海關總署《新一代海關信息系統(智慧海關）建設工作方案》對科技信息化水平提出具體的要求,關注5G AI 機器人在海關場景的應用,推進智慧海關系統在海關的推廣建設。