掌靜脈識別技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用探討及趨勢展望

文/陳彤

城市軌道交通的建設(shè)與發(fā)展譜寫了新中國成立以來國家綜合國力、城市經(jīng)濟(jì)實力、人民生活水平及現(xiàn)代化城市發(fā)展的光輝篇章。城軌交通不僅僅是人們出行的交通工具，拉近了人與人之間的距離，進(jìn)化了社會生活方式（如在上海工作返回其他城市作休）等，而且以多方位、多角度的活動互動空間，打破了人們原有的社會生活模式，帶動了周邊產(chǎn)業(yè)鏈、促進(jìn)了都市進(jìn)步，改變了城市形象，起到了巨大作用。

城市發(fā)展帶來的便捷與舒適的同時，安全問題也愈發(fā)引起重視。特別是由于支付問題帶來的一些弊端對人們的生活造成困擾。如今在生物識別普遍運用下，支付識別革新打開了另外一扇窗。

人們追求生活舒適性、便捷性、科技型、安全性地同時，城軌交通的運行識別方式、人們的接受感和支付方式、縮短時間成本、提高出行運營效率與日益增長的大客流及日趨嚴(yán)重的安全防范，隱私保護(hù)的矛盾突顯而出。

目前我國城軌交通里程數(shù)世界第一。城市化作為現(xiàn)代的必經(jīng)之路，是內(nèi)需潛力和發(fā)展動能所在。總體來看，我國城市化發(fā)展是一種壓縮式發(fā)展，幾乎用40年時間走過了西方發(fā)達(dá)國家耗時200年的歷史進(jìn)程，這難免讓現(xiàn)代城市運行風(fēng)險更加集中。

以上海為例，面對日均潮汐式的大客流，上海相關(guān)管理做得像繡花一樣仔細(xì)。這其中，城軌交通的形象和管理尤為顯現(xiàn)。特別是節(jié)假日，時常出現(xiàn)井噴式大客流，乘客對快速、高效、安全的出行要求越來越高。

科技發(fā)展日新月異，在傳統(tǒng)的識別技術(shù)和新晉的識別方法都不足以完美的解決人對于識別更高的追求上，掌靜脈識別有望成為未來智慧城市發(fā)展、人文科技創(chuàng)新的一種新的識別方式。

掌靜脈識別技術(shù)的作用與意義

掌靜脈可作為個人活體生物信息，且安全唯一不可復(fù)制，廣泛運用于社會各領(lǐng)域，如金融、教育、交通、教育、醫(yī)療等。

什么是掌靜脈

掌靜脈，顧名思義，就是手掌內(nèi)靜脈。位于皮膚以下3毫米處，屬于人體內(nèi)部信息。掌靜脈識別，在具備傳統(tǒng)識別技術(shù)所有優(yōu)勢的同時，屬于運用最為便捷化及安全性的生物識別，系統(tǒng)通過靜脈識別儀取得個人掌靜脈分布圖，從掌靜脈分布圖依據(jù)專用比對算法提取特征值，通過紅外線CMOS攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像，將靜脈的數(shù)字圖像存貯在計算機(jī)系統(tǒng)中，將特征值存儲，從而應(yīng)用到對個人的識別中。目前，尚無復(fù)制成功案例。

掌靜脈識別實現(xiàn)需4個步驟

1)利用對人體安全的近紅外光照射手掌獲取圖像，將數(shù)字圖像存貯在計算機(jī)系統(tǒng)中。

2)圖像校正：對掌靜脈圖像的位置和角度進(jìn)行調(diào)整，使其符合特征提取要求；

3)特征提取：提取靜脈分布特征，獲取特征圖；

4)圖像對比匹配：將特征圖與數(shù)據(jù)庫中的原始模版進(jìn)行比較，計算相關(guān)性。如果匹配則成功識別身份，不匹配則識別失敗。

（圖片來自于網(wǎng)絡(luò)）

掌靜脈識別特點

1)活體檢知，內(nèi)部特征，無法偽造，需要是手掌活體時才可識別，非活體的手掌得不到靜脈圖像特征，無法識別，且成年后掌靜脈終生不變，無法造假。認(rèn)證時獲取的是手掌內(nèi)部的靜脈圖像特征，而不是手掌表面的圖像特征，不存在任何由于手掌表面的損傷、磨損、干燥或太濕等帶來的識別障礙。

2)高精度、高安全性、穩(wěn)定特性，成年后的掌靜脈終生不變，具有圖像數(shù)字的穩(wěn)定特征。實驗證明：掌靜脈他人識別誤識率（False Acceptance Rate）為：0.00008%，掌靜脈拒絕本人的拒真率（False Rejection Rate）為：0.01%，所以掌靜脈識別技術(shù)與其它生物識別技術(shù)相比，準(zhǔn)確率更高，誤識率和據(jù)真率更低。

3)非接觸方式，隨手一刷，認(rèn)證簡單、安全，衛(wèi)生、輕松出行，采用無感支付技術(shù)。識別速度快，可達(dá)到0.4秒識別響應(yīng)，降低識別時間成本，提高通行效率。

4)系統(tǒng)可兼容性，配置管理PC，對聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)行管理和數(shù)據(jù)處理。集成網(wǎng)絡(luò)接口、USB接口、韋根接口、電鎖接口等。功能豐富的系統(tǒng)管理軟件接口。

掌靜脈識別使用場景

適用范圍廣泛易普及，大到科教領(lǐng)域，安防領(lǐng)域，公安司法，軌道交通、金融領(lǐng)域、機(jī)密保安，小到門禁系統(tǒng)，購物存放，考勤進(jìn)出等等。

掌靜脈識別體驗感受度

通過掌靜脈識別系統(tǒng)體驗普遍感覺：體面，高雅，被尊重，易接受。

軌道交通企業(yè)使用掌靜脈感受度

使用掌靜脈識別系統(tǒng)能降低設(shè)備的磨損程度，衛(wèi)生、安全，快捷，滿足識別各項指標(biāo)，降低運營成本，加速客流人數(shù)通過率，加強(qiáng)安全防御系數(shù)，提升軌道交通企業(yè)形象。

成功突破了矛盾的兩個方面：提升便利性，更具安全性

說到掌靜脈識別便捷性，在城軌交通搭乘的識別方式頗有代表性。據(jù)調(diào)現(xiàn)，90%以上的城市白領(lǐng)在搭乘地鐵都會遇到兩個問題：進(jìn)出閘口擁堵，忘帶地鐵卡。以上海、南京為例，上海、南京的地鐵線路縱橫，客流量大，是城市出行的主要方式，在早晚高峰期由于閘口擁堵，不得不限時放行，造成很大不便利性，其主要原因是識別方式不夠便捷。單個閘口的有效通過率大為降低，擁堵現(xiàn)象頻發(fā)，對于城市形象及居民生活造成不良的影響。

掌靜脈識別技術(shù)對進(jìn)出閘口的開放控制，具有高度的便捷性，在很大程度上能減免擁堵現(xiàn)象，降低乘客出行的“時間成本”，提高效率。

掌靜脈識別，通過紅外線CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像，無需接觸式的活體識別系統(tǒng)，無論對于安全性考量及冬天帶手套情況下的便捷性考驗都是相對完美的識別方式。不僅如此，對于單信息識別的傳統(tǒng)識別方式，掌靜脈識別可以識別記錄個人信息，在做到考勤的同時可以做到身份識別、權(quán)限管理、績效認(rèn)證等。在地鐵領(lǐng)域的使用中，可以做到對地鐵內(nèi)部人員門禁、出勤、包括特殊人群進(jìn)出地鐵站做到一體化識別。目前在上海的部分地鐵線路站點，特殊人群通過刷手即可出入地鐵站，用“刷手”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工核驗證件進(jìn)出的識別方式。

掌靜脈識別閘機(jī)（圖片來自于網(wǎng)絡(luò)）

因為有了前面案例，結(jié)合活體識別、內(nèi)部特征和非接觸式3個方面的特征，確保了便捷性和使用者的掌靜脈特征很難被偽造特征。所以掌靜脈識別系統(tǒng)更加有效、方便、安全，在支付場景中掌靜脈識別也可結(jié)合使用。

未來“刷手”將會成為新的支付體驗，也會成為更為安全的支付方式。現(xiàn)在我們可以到處都在使用手機(jī)或刷卡，未來我們可以看到人們輕松出行，隨手一刷，輕松購物、輕松過閘進(jìn)出地鐵，手就是錢包，就是密碼，就是身份，就是人工智能的物聯(lián)網(wǎng)入口。

未來，在涉及識別領(lǐng)域的問題中，掌靜脈識別都有望以自身優(yōu)勢替代傳統(tǒng)識別機(jī)能。

掌靜脈識別閘機(jī)的應(yīng)用