AI赋能下的出入口控制技术在公共安全建设中的深度应用
佳都新太科技股份有限公司 刘弘胤
1、出入口控制技术在公共安全建设中的发展与应用现状
出入口控制技术是采用现代电子信息技术，在出入口对人、物、车的进出等通行状态进行管理、记录和报警等操作的控制系统，是降低管控区域安全风险，确保管理有效的重要措施之一，稳定的出入口控制系统是一个安全防范体系的核心构成要素之一。
从市场规模上来，近10年来，我国安防行业均已年符合增长率接近10%的高速进行发展，据统计，2018年我国安防行业市场规模达到了近6570亿元。而截至目前，出入口控制市场总量约占安防产业市场总量的约15%，且增速领先于安防产业。
从行业发展的角度来看，出入口控制技术经历了“人工管理、电子化管理、智能化管理、无感化管理”等几个阶段。在人工管理阶段，由于当时科技不发达，出入口控制基本采用人工管理，例如停车时间靠手工填表进行记录，由专职人员负责收费及放行。在电子化管理阶段，随着技术的发展，IC卡、ID卡等电子技术引入出入口管理，人、车通行时凭卡进行身份认定、权限判断与通行控制。随着行业发展，电子化的管理也逐步从简单的磁卡、接触式IC卡，到智能卡、电子标签等多种方式，应用模式也从过去单一身份识别方式到多种操作联动，例如，学生佩戴学生卡刷卡离开校门，同步会触发视频记录，并将离校消息发送给家长。
出入口控制技术作为公共安全领域建设与应用的基础技术与功能之一，一直以来都是安全防范建设的必选动作，出入口技术的发展也极大的提高了管控区域的管理水平和安全性。
2、AI赋能的出入口控制技术在公共安全建设中的应用优势与特点
近年来安全事件不断发发，其中由于出入口的管理错漏，造成财物损失、暴力伤害等重大安全事件也不少，出入口管理可以说是区域安全的第一道防线，在出入口处进行有效的身份核验和进出管理、提升出入口控制能力，成为各方的共同诉求。
传统的出入口控制主要围绕身份确认这个环节展开，往往是通过一卡通的形式确认来者身份，并按规则进行处置。虽然传统一卡通解决很多疼点问题，但是传统一卡通依然存在不少的问题：
- 各类场景的通行介质无法实现统一，例如住宅、工作单位、停车场均发放了独立的通行卡，一个人往往拥有4-5张不同的用于通行的卡片；
- ID卡等类型的通行卡片存在被盗刷、被复制的风险；
- 卡片发行、管理、挂失、补办等流程过于复杂；
- 访客登记管理过程复杂，访客卡片容易丢失，访客体验不佳；
随着人脸识别、车辆识别、ReID等技术的不断发展与成熟，出入口控制技术在公共安全领域的建设与应用也有了新的发展，体现为充分利用AI的赋能，出现了多种类技术核验、无感通行等新型的技术与模式，总体来说，AI赋能下的出入口控制技术在公共安全领域的应用优势与特点主要有如下几点：
- 由基于的物理卡的识别向基于生物特征的身份识别转变
如上文所提及，传统的出入口控制大多基于物理卡片进行身份识别与通行控制，认卡不认人，忘记带卡时便会诸事不便，事后记录难查询，卡片遗失、代刷、盗刷等问题难以根治。在AI的赋能下，利用人脸识别、活体识别等技术，将身份识别与通行控制的权限聚焦在人这类实体上，不但为上述问题提供了一种新的解决方案，也通过生物特征具备与生俱来唯一性和不易被复制的良好特性，为出入口控制提供了有效保障。
- 由单纯的通行管控向区域管控与分析发展
传统的出入口控制主要是在出入口位置解决能否通行的问题，缺乏对进入区域后行为、状态的全面管理。AI赋能的出入口控制技术能够利用人脸识别、ReID等技术实现无感状态下的全面信息采集与管理，若访客行为异常，新型的出入口控制技术能及时主动发现并提醒管理者。
- 由区域性临时应用向互联网服务发展
传统的出入口控制技术一般应用于某个具体的园区或楼宇，用户对象一般是园区或楼宇的安保部门。随着大数据、移动互联网的发展，出入口控制技术逐步突破地点的限制，由区域性的临时应用向移动终端延伸，最终成为一向互联网服务。
以互联网停车场服务为例，通过互联网技术及车牌识别等出入口控制技术整合传统的停车资源，让停车变得更简单。使用者可以手机APP、微信公众号、微信小程序等作为入口，实现车位信息、停车诱导、车牌识别、缴费支付、车位分享、场内定位等应用，一个APP/微信打通出行全过程。
3、AI赋能的出入口控制技术在公共安全建设中的应用疑难
AI赋能的出入口控制技术在公共安全领域的主要应用疑难包括智能识别的准确性问题以及缺乏行业标准对新型出入口控制技术推广的影响两方面。
目前，用于出入口控制的AI技术主要以生物特征识别（如人脸识别、指纹识别、声纹识别等）与视频智能分析为主，但是从当前技术发展所处的阶段来看，虽然生物特征识别与视频智能分析技术均已经利用了深度学习等人工智能技术，且均已通过大规模的训练样本进行算法训练，但是在实际使用中，仍然会存在一定比例的误识别，因此，在实际落地时，需要多种技术并用，交叉核验，方能确保出入口控制业务的顺利执行。
同时，虽然2015年，国家就已推出安全防范视频监控人脸识别系统技术要求（GBT 31488-2015），但是在出入口控制领域，仍然存在视频等新型数据、技术的相关标准滞后，所以需要推出国标或者行业标准来规范统一，以进一步促进出入口控制系统的智能化发展。
3、基于AI赋能，建设园区出入口感知融合系统，实现园区访客全程可控的深度应用
1）应用需求
各类园区是出入口控制技术应用得最广泛的场景之一，通常需要对进入的人员、车辆进行出入管控。
随着园区规划建设整体性越来越强，对各种基础配套设施，尤其是园区的信息化建设提出了更高的要求，不但要求在把出入人车身份确认清楚，还需要全面管理入园后行为，并能对园区内访客进行大数据分析，以数据指引管理提升。
- 应用目标
充分利用人脸识别、ReID等技术，通过园区出入口感知融合系统的建设，实现基于人脸、人形（FaceID + ReID）两类人员生物特征的出入口及园区全域行为管控，最终达到入园身份自动验证、园区无感通行、异常行为及时预警的目标，既提升访客的来访体验，又提高安全管控能力。
- 总体架构
典型的出入口感知融合系统架构如上图所示，分为设备层、图像解析层、服务层与应用层四部分。
设备层：包含接入用于进行人脸识别、视频结构化分析的各类前端摄像机、访客机、人脸闸机等设备。
图像解析层：该层核心能力包括视频结构化分析和人脸识别分析引擎，基础应用服务可部署在通用服务器上。
服务层： 该层是系统大数据应用的支撑，系统采用分布式的计算架构，人脸数据和人形数据可建立统一的索引，数据计算时，多台机器并行计算，计算结果统一汇聚，提高计算效率。
应用层：应用层面向用户主要提供多种业务应用，包括园区全景、实时感知、访客管理、自动关联、智能检索、布控管理、系统管理等。
- 系统功能与典型应用场景
园区出入口感知融合系统具备对园区访客的全程管控能力，在各类园区，特别是安全管控需求较强的高新科技研发类园区，具有广泛的应用场景，比较典型的应用功能如下：
- FaceID与ReID综合轨迹
当访客进入园区后，可能由于相机拍摄角度，人员行走路径及姿势等问题，无法立刻获取到准确的人脸FaceID，通过视频结构化算法暂时获取到人形数据ReID，并记录行走路径，当访客走到理想拍摄位置时，通过人脸识别算法获取访客FaceID，在利用数据碰撞技术人形和人脸进行关联，可以实现了此访客的完整身份信息及行走路线，及时再次经过不理想的人脸拍摄区域，也可以通过人形方式识别身份，最终形成覆盖整个园区的综合轨迹。
- 访客全程无感监控
对于进入园区的访客，系统可对其进入园区后的行为和访问区域进行无感实时监控，一旦进入未授权区域，及时预警。
- 一客一档
对于进入园区的所有人员，自动建立基于FaceID与ReID的一客一档案，包括人员的往来时间、人脸图片、衣着特征、逗留时间、行动轨迹等等，并对每个档案识别身份，区分出其中的员工和访客。确保对每一位进入园区的人员做到有据可查，满足园区安全管控要求。
- 自助来访
系统支持通过园区的微信公众号或小程序进行自助来访登记，访客扫码登记并由接访人确认后，即可通过上传一张照片实现访客的无感通行。
4、AI赋能的出入口控制技术在公共安全建设中的应用前景与趋势
对于物业等出入口控制系统的运营管理用户来说，建设出入口控制系统早已是标准动作，而基于人脸识别、ReID等技术的出入口控制系统无疑为这类用户提供了一套全新的管理思路与应用模式。
可以看到，AI赋能下的出入口控制技术能更好的为用户提供便捷的服务（例如移动端预约）、更好的提升客户使用体验（例如无感通行），更有效的控制建设成本（例如人脸识别技术可复用现有的摄像机）、更大的降低运营成本，这些都是运营管理部门最关注的问题，随着AI技术的不断成熟，精准度更高、侵入性更小的出入口控制技术无疑拥有广阔的发展前景。
5、结语
相较于发达国家而言，中国的出入口控制管理市场仍处于成长期，虽起步晚，但由于内需巨大，市场规模呈现逐年上升的趋势，市场空间不容小觑。也正因为起步晚，出入口控制市场也赶上了人工智能的大潮，随着生物智能识别技术、视频智能识别技术与大数据技术的不断成熟与发展，未来，出入口控制管理必将突破技术难关，在AI的赋能下覆盖并延伸至更多的应用场景中。