基于物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的智能行李安檢系統(tǒng)研究

武希英

摘要：最近幾年，在社會(huì)交通技術(shù)的應(yīng)用背景下，無論是人員，還是物品，其流動(dòng)性不斷增強(qiáng)，為不法分子在公共交通中攜帶槍、炸藥、刀具等危險(xiǎn)物品提供了可乘之機(jī)，給公共交通造成了一系列的安全隱患。為了保證公共交通的安全性，現(xiàn)利用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，針對(duì)傳統(tǒng)行李安檢系統(tǒng)存在的問題，探討了系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)分析了智能行李安檢系統(tǒng)的系統(tǒng)層級(jí)、系統(tǒng)組成以及系統(tǒng)功能。結(jié)果表明：基于物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的智能行李安檢系統(tǒng)運(yùn)行性能良好、安全可靠，各個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)滿足設(shè)計(jì)相關(guān)要求，符合實(shí)際應(yīng)用需求。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);人工智能;行李安檢

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）36-0119-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

機(jī)場(chǎng)和車站在執(zhí)行安全檢查工作期間，主要以服務(wù)全體乘客為主，傳統(tǒng)檢測(cè)模式的使用無法給現(xiàn)代乘機(jī)人、乘車人提供良好的流動(dòng)服務(wù)，嚴(yán)重影響了他們的乘坐體驗(yàn)。在這樣的背景下，物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過利用這些技術(shù)，不僅可以最大限度地減小檢驗(yàn)工作人員的工作量，還能提高機(jī)場(chǎng)行李處理的效率和效果，滿足乘客多樣化乘坐需求。同時(shí)，還能及時(shí)有效地分析和解決交通管理中存在的問題，提高機(jī)場(chǎng)或者車站交通安全管理水平。因此，在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用背景下，如何科學(xué)設(shè)計(jì)和開發(fā)智能行李安檢系統(tǒng)是相關(guān)人員必須思考和解決的問題。

1系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

智能行李安檢系統(tǒng)在具體的設(shè)計(jì)和開發(fā)中，主要使用了以下兩種技術(shù)：

1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)而言，其重要部件主要以傳感器為主，通過利用該傳感器，可以全面了解和把握被測(cè)量的信息數(shù)據(jù)，使得重要信息數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)律和標(biāo)準(zhǔn)，快速轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以滿足信息數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和管理需求。為促進(jìn)物理物體向自動(dòng)化、智能化、信息化方向不斷發(fā)展，提高數(shù)據(jù)采集的廣度和深度，擴(kuò)大數(shù)據(jù)規(guī)模具有重要作用。

2）人工智能技術(shù)。通過利用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，不僅可以確保系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的快速、精準(zhǔn)識(shí)別，還能取得理想的管控效果。

2系統(tǒng)層級(jí)、組成及功能

2.1系統(tǒng)層級(jí)

為了避免傳統(tǒng)檢測(cè)方式存在的一系列弊端，充分發(fā)揮和利用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)設(shè)計(jì)和開發(fā)一款功能強(qiáng)大、通用性強(qiáng)的智能行李安檢系統(tǒng)[1]。該系統(tǒng)層級(jí)設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。從圖中可以看出，該系統(tǒng)主要包含以下四個(gè)層次。

2.1.1數(shù)據(jù)采集層

數(shù)據(jù)采集層主要由X光安檢設(shè)備、氣味傳感器、易燃易爆液體檢測(cè)儀等多種傳感器終端設(shè)備組成，這些傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部件，為系統(tǒng)增加了感官能力，使得系統(tǒng)具有強(qiáng)大的觸覺、嗅覺、視覺、聽覺。因此，數(shù)據(jù)傳輸層主要用于對(duì)行李內(nèi)物品數(shù)量以及乘客數(shù)量等相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采集和整理[2]，為用戶提供了重要的數(shù)據(jù)來源。

2.1.2網(wǎng)絡(luò)傳輸層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要包含光網(wǎng)專線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、傳輸設(shè)備、5G等設(shè)備和技術(shù)，該傳輸層對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸速度以及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效性提出了更高的要求[3]。

2.1.3平臺(tái)層

平臺(tái)層作為該系統(tǒng)的核心組成部分，主要用于對(duì)各個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接方式的管理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)、運(yùn)算方式以及管理狀態(tài)的檢測(cè)和管控。平臺(tái)層主要包含連接管理平臺(tái)、云設(shè)施、設(shè)備管理平臺(tái)、人工智能算法平臺(tái)等各種設(shè)備[4]。其中，連接管理平臺(tái)主要負(fù)責(zé)對(duì)連接資費(fèi)、自動(dòng)化規(guī)則、應(yīng)用程序接口協(xié)議等各種狀態(tài)的管理。云設(shè)施主要用于對(duì)重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和計(jì)算;設(shè)備管理平臺(tái)主要用于對(duì)各種子設(shè)備的注冊(cè)以及重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和管理，提高數(shù)據(jù)的安全性、可靠性和完整性。人工智能算法平臺(tái)主要包含以下多種模塊[5]，分別是模型工具模塊、認(rèn)知計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和數(shù)據(jù)發(fā)掘模塊，通過使用這些模塊，可以提高數(shù)據(jù)整合速度和管理速度。

2.1.4應(yīng)用層

應(yīng)用層主要用于對(duì)人員流動(dòng)情況的管理，并將最終的檢測(cè)結(jié)果形象、直觀地呈現(xiàn)在客戶面前，供客戶查看和調(diào)用，以起到信息展示、告警功能，便于顧客快速尋找和匹配各自的行李。應(yīng)用層被劃分為以下幾個(gè)模塊：（1）檢測(cè)告警模塊。該模塊作為應(yīng)用層的主要模塊，主要用于對(duì)違禁物品的告警提醒、重要圖像數(shù)據(jù)的展示以及各種人員的管理等[6]。（2）人員管理模塊。該模塊主要采用分級(jí)管理的方式，對(duì)運(yùn)營(yíng)人員進(jìn)行集中化、分級(jí)化管理，以達(dá)到快速匹配不同人員操作權(quán)限的目的。（3）設(shè)備管理模塊。該模塊具有以下核心功能，如設(shè)置運(yùn)行情況追蹤和展示功能、設(shè)備升級(jí)功能、設(shè)備遠(yuǎn)程診斷功能等[7]。（4）數(shù)據(jù)管理模塊。該模塊主要用于對(duì)重要數(shù)據(jù)的集中化管理以及違禁品的智能化管控。

2.2系統(tǒng)組成及功能

在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用背景下，智能行李安檢系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、設(shè)備管理平臺(tái)、人工智能平臺(tái)、液體檢測(cè)設(shè)備、氣味傳感器等部分組成。系統(tǒng)組成如圖2所示。

2.2.1數(shù)據(jù)采集

在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)中，智能行李安檢系統(tǒng)通過借助X光檢測(cè)設(shè)備，對(duì)行李內(nèi)物品形狀、材質(zhì)等相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集和整理，并使用液體檢測(cè)儀器，采用靜態(tài)的方式，在利用計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)待測(cè)液體的電導(dǎo)率、介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)量[8]，從而科學(xué)有效地辨別出物品的易燃性和易爆性等特征。同時(shí)，還要對(duì)行李中液體、材質(zhì)等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集。此外，還要借助AI攝像頭，對(duì)人員圖像進(jìn)行全面采集，并借助人臉識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)特殊人員的面部圖像進(jìn)行隨機(jī)化、自動(dòng)化抓拍，將最終抓拍的人臉信息上傳到人臉系統(tǒng)中，便于其他人員進(jìn)行身份核查。系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)已收集好的人員信息、重點(diǎn)人員信息進(jìn)行一一對(duì)比和分析，一旦發(fā)現(xiàn)某些人員信息不匹配現(xiàn)象，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲，以引起相關(guān)人員的注意。另外，通過利用氣味傳感器對(duì)行李內(nèi)物品相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、及時(shí)采集和整理，并連接其他傳感器，對(duì)有價(jià)值的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位整理，以最大限度地提高數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

2.2.2數(shù)據(jù)上傳分析

在進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳分析的過程中，需要借助網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)及時(shí)、有效地上傳到以下兩種平臺(tái)中，一種是設(shè)備管理平臺(tái)，另一種是人工智能平臺(tái)。同時(shí)，還要使用圖像識(shí)別系統(tǒng)，全面采集和整理現(xiàn)有的違禁品庫數(shù)據(jù)，此外，還要借助人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)算法分析技術(shù)，對(duì)人員數(shù)量和行李內(nèi)物品信息進(jìn)行全面分析，在此基礎(chǔ)上，一旦發(fā)現(xiàn)有問題的行李物品和人員，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲，確保人員、行李面貌毫不保留地呈現(xiàn)在客戶面前。在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用背景下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)算法、違禁品庫等優(yōu)化和完善，為進(jìn)一步提高識(shí)別結(jié)果的精確性和真實(shí)性發(fā)揮出重要作用。通過把部分人員代替為機(jī)器，可以確保行李安檢工作有效開展，進(jìn)一步保證安檢操作的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性，為避免因安檢人員人為原因操作不當(dāng)而出現(xiàn)漏檢、誤檢現(xiàn)象。通過全面對(duì)比和分析人員信息數(shù)據(jù)、車票數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可以全面定位和查找問題人員的實(shí)際去向。

2.2.3系統(tǒng)升級(jí)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)違禁品種類的實(shí)時(shí)更新，需要采用網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)補(bǔ)充技術(shù)，對(duì)違禁品庫進(jìn)行實(shí)時(shí)升級(jí)，同時(shí)，還要借助晉級(jí)軟件，加強(qiáng)對(duì)多樣化違禁品相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，以滿足多樣化安檢需求。此外，還要借助設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，全面了解和把握設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，確保系統(tǒng)具有強(qiáng)大的遠(yuǎn)程預(yù)檢設(shè)備功能、故障問題分析判斷功能以及遠(yuǎn)程升級(jí)功能等，為進(jìn)一步提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的升級(jí)優(yōu)化提供重要的依據(jù)和參考。

2.2.4功能拓展

為了充分發(fā)揮和利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，要重視對(duì)智能行李安檢系統(tǒng)的功能拓展。智能行李安檢系統(tǒng)除了可以應(yīng)用在行李安檢場(chǎng)合中以外，還要應(yīng)用于物流跟蹤、快遞配送等各種場(chǎng)景貨物的安檢領(lǐng)域中。行李安檢系統(tǒng)可以與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等各種系統(tǒng)之間建立有效對(duì)接關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)功能的進(jìn)一步拓展和優(yōu)化。

3 結(jié)束語

綜上所述，在5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和普及下，數(shù)據(jù)樣本變得越來越豐富，安防檢測(cè)方式變得越來越先進(jìn)，智能行李安檢系統(tǒng)功能變得越來越強(qiáng)大。通過利用基于物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)智能行李安檢系統(tǒng)，不僅促進(jìn)行李安檢向自動(dòng)化、智能化、信息化方向不斷發(fā)展，提高檢測(cè)結(jié)果的精確度和及時(shí)性，還能為車站、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所行李安檢工作的有效開展提供智能化服務(wù)，極大地提高客戶的使用體驗(yàn)，為進(jìn)一步縮小行李安檢成本，提高行李安檢管理的安全性和可行性，促進(jìn)社會(huì)的穩(wěn)定、和諧發(fā)展提供重要的平臺(tái)支持。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】