昆明地铁建设管理有限公司650011
摘要：针对地铁机电工程新技术，结合实践应用，以昆明地铁6号线二期为例分析新技术及亮点，介绍了移动支付在AFC系统新技术应用、人脸识别系统技术和基于BIM技术机电项目的应用等若干新技术在地铁的应用情况，进而为推动地铁机电新技术发展做出共享，提供借鉴。
关键词：地铁；AFC；人脸识别；BIM；新技术
1.移动支付在AFC系统新技术应用
随着地铁建设运营的迅猛发展，市民搭乘地铁享受越来越便捷的出行服务，AFC承担地铁自助购票、检票、计费、收费、统计和清分等全过程的任务，AFC系统实施降低了地铁运营人工成本，票价也由原先单一票价改变为计程、计时、计次等多样性票价，可提供有关客流、运营、维护、管理的统计数据，为决策支持提供可靠依据。但地铁也存在车厢拥挤、购票充值不便的问题，为此AFC系统采用了以下新技术：
1.1自动售票机保留现金购票，增加TVM扫码支付。
自动售票机除了满足纸币、硬币购票功能外，新功能上线后还可实现通过手机扫码完成电子支付，减少客户投币和找零的时间，新技术倡导了低碳经济和绿色经济发展理念。
1.2云购票机
通过APP、公众号等完成支付，然后扫二维码的换票方式。即TVM购票过程中最消耗时间的选站和支付环节利用线上实现，通过手机完成购票和支付，利用二维码到兑票机扫码取票，减少拥挤排队的时间。
1.3利用手机微信或支付宝支付
客户通过闸机时用手机扫码识别，线上自动完成计算结算支付。节省了大量进出站浪费掉的时间。
1.4储值票/计次票自助发售、充值、退还。
使用灵活，公交换乘享受联乘优惠。
1.5刷银联卡。
刷银行卡直接进出站，后台完成结算和支付，省时间但开通手续复杂。
1.6城市一卡通。
推行智慧一卡通，实现公交和地铁合二为一的一卡通，提高信息利用率。
2.人脸识别系统技术
近年来昆明地铁线路建设迅猛发展，给市民带来极大便利，但也给昆明地铁安保管理和反恐防爆工作带来挑战，特别是发生昆明站3.01恐怖事件后，如何实现主动出击，主动预防，如何实现快速对乘客信息实时掌控，如何对地铁站流动人员进行甄别，并发现重点人员，通过建设人脸采集前端，将抓获的人脸图片推送至昆明市公安局进行比对布控，实现公安对地铁安全监管需求。通过在站点站厅出入口通道，进出闸机口，换乘通道等重要部位部署安装人脸识别摄像机和人像采集联网平台实现以上功能，通过人脸识别让罪犯无处可逃。
2.1系统设计
在地铁6号线二期四个车站建设81套专用人脸图像采集设备，用于地铁人像检测及采集，人脸图片及附加信息，汇集到轨道分局进行90天集中存储，按云南省公安厅下发《云南省公共安全视频图像信息系统人脸图像采集技术规范》，将人脸图像及附加信息以GA/T1400视图库级联接口推送至昆明市公安人脸视图库，由于6号线视频监控网络不是公安视频专网，对接昆明市公安局视频专网视图库时需经过安全边界进行推送。可通过GB/T28181-2016协议，将视频传输至各车站视频平台存储，人脸设备视频流存储在车站本地，减少了车站到轨道分局链路的流量负载，人脸设备视频录像和其他监控摄像机统一存储，便于存储录像的集中管理和调用。
人脸识别系统具有先进视频人脸检测/捕获、比对/辨识、查询/分析等功能，前端高清智能摄像机采集高清现场图像，将筛选后的人脸图像上传监控中心；后端监控中心系统扫描图像获得人脸区域位置信息，规格化人脸图像并提起最佳人脸描述特征，用当前特征模板与特征库中模板作逐一比对，获得相似度最高的序列模板库图像，显示对比结果，提供查询/分析等功能。
人脸抓拍流程：人脸检测━》》人脸跟踪━》》人脸特写抓拍━》》评价&比较━》》上传最佳人脸图片━》》网络
地铁6号线二期人脸视图库通过边界接入平台，将人脸图像及附加信息推送至昆明市视频专网人脸视图库，由昆明市视频专网人脸视图库通过级联接口，将人脸图像及附加信息推送至昆明市公安内网人脸图像综合应用平台关联应用。
2.2前端人脸相机技术
专用人脸图像采集设备安装应满足GB50348-2004要求，选择在出入口通道，进出闸机口，换乘通道等重点部位，面向人员行进方向正面安装，环境光照条件良好，目标人人脸区域视场空间XYZ不宜过大，其人脸图像应满足识别要求；专用人脸图像采集设备等相似视频人脸图像采集设备与通常的视频人脸图像采集设备相比安装要求有其特殊性。视频人脸图像采集设备与目标人相互位置示意图如下：
功能要求：
a支持人脸小图输出；
b人脸ROI功能；
c人脸区域自动曝光
d支持人脸/人体属性提起（各地结合自身实际情况，有选择性建设满足此功能产品）
为满足实际业务应用需要，采集设备除支持人脸检测抓拍基本功能外，可支持目标人人员性别、所处年龄段、是否戴眼镜等人脸属性的提起，同时可完成多种人体属性结构化提起，如身高、是否背包、衣着颜色、是否带帽等，其中人脸/人体结构化信息与人脸图像/人体图像做分类存储，且可进行关联。
2.3人脸图片数据存储设计
图片存储模块主要实现将过人大图及人脸小图进行长期可靠保存。存储扩容应采用标准、专业存储设备集中存储监控录像，保障监控数据安全、系统安全。
存储容量不受限制，存储系统采用分布式存储，集中管理设计，配合虚拟化技术无限扩展能力，监控录像保存周期和保存数量可随需延长。存储系统需采用企业级SATA硬盘，应保障监控数据的安全性，事后监控、调阅、调查有充分保障。硬盘可实现RAID保护，并采用热备盘进行二级保护，IPSAN设备间可提供N+M备份机制，进一步保障监控数据的安全性。
人脸大数据服务模块是视图库中的关键部件，是针对大量结构化数据存储及检索需求而开发的系统，主要保存结构化的文本数据，为数据建立索引信息。大数据系统由数据库和数据检索两大组件组成。
其中数据库提供高速的数据读写服务，各服务器将数据写入数据库，或者根据指令读取数据库中的数据，数据检索提供高速的数据检索服务；支持通过大数据服务模块集群，最大支持千亿级数据，在结构化数据达到亿级的情况下，仍能够提供秒级查询的业务需求。
存储空间计算：存储容量=10000张/路/天*抓拍机数量*（600KB+50KB）*存储天数/1024/1024/1014
地铁6号线二期设计81套，按每天每路过人1万，存储90天计算，人脸大数据容量=81套*10000人/天*90天=7290万条，在轨道公安分局配置一台支持3亿条结构化数据的大数据服务器。
2.4视频存储设计
采用6T/块存储硬盘，多段存储（MB）性能提升。
2.5数据边界接入平台设计
数据交换方案：针对专网数据的应用，应该采用数据交换平台安全交换到公安网。数据交换平台体系结构参照《公安信息通信网边界接入平台安全规范》设计，包括路由接入区、边界保护区、应用服务区、安全隔离区和安全检测管理区，作为一种特殊的应用类型，数据交换需要对信令、传输内容进行严格控制，必须在交换平台中采用专用的安全设备、隔离设备综合实现对专网数据服务器认证与授权，信令收发的安全控制、活动审计和传输数据的内容审核等安全功能。
3.基于BIM技术地铁机电项目的应用
3.1基于BIM技术的地铁建设机电安装算量应用
对6号线二期四站中的给排水及消防系统、通风空调系统、动力照明系统，借助BIM算量软件，构建BIM安装算量模型，实现一模多算，进行工程量统计与汇总，将初步设计阶段与施工图设计阶段的工程量进行比较，得到量差与量差率，分析工程量的合理性并进行审核应用。
3.2基于BIM技术的地铁建设机电项目进度管理
鉴于地铁建设技术难度大、建设环境复杂、建设过程动态多变等特点，选择Autodesk软件产品作为建模软件；设计过程中利用BIM技术可优化设计、提高分析能力、使图纸文档自动生成，加快地铁建设进度；开展基于BIM模型的图纸会审、基于BIM模型的施工方案设计、基于BIM模型的进度计划编制，有利于施工过程的预先模拟，提高进度管理效率；开展基于BIM技术的施工过程优化，有利于施工进度、施工场地和施工资源动态管理。
3.3基于BIM的管线综合布置技术
根据工程系统多、管线交错复杂的特点，在未施工前，先根据施工的图纸在计算机上进行图纸“预装配”、“预演示”，可以采用3D三维图，直观的反映出设计图纸上的问题。将图纸进行深化设计和碰撞试验，尤其是在施工中各专业之间的设备管线的位置冲突和标高重叠。利用BIM技术，让施工前的设计程序与施工过程进行无缝连接，能够有效的解决综合管理碰撞问题。
4.预埋槽件技术
对于预埋槽道而言，其主体所采用的配件是采用优质钢材进行一次热轧成型，如图1所示，这种先进的防腐工艺，能够满足地铁的需求，因此采用预埋槽道技术可以不需要在后期维护上进行成本预算，而预埋槽则主要由钢槽与锚钉组成，属于一种混凝土预埋件，钢槽内部有填充物设置，可以避免砂浆进入。另外在后期安装过程中，还能将钢槽内的填充物剔除，从而将T型螺旋旋入钢槽之中，对设备进行有效的固定。从另外一方面分析，这种预埋槽件与传统的预埋件具有较大的差异，预埋槽件具有结构无损伤、防水、自由调节、标准件的特点，有节省时间、高经济效益的优势，在我国城市地铁设备设置当中，预埋槽件具有有利的先天条件。
参考文献
[1]张文涛.城市地铁机电设备安装工程“四新”技术应用浅析[J].机电信息，2018.
[2]葛建强，江帆.对城市地铁工程安全风险管理技术创新与发展的思考[J].建设监理，2017（8）：59-61.