大数据环境下边检自助通关系统优化策略研究

作者:网站采编
关键词:
摘要：0 引言自助通关系统，又称旅客自助查验系统，是我国边防检查信息系统(梅沙系统)的外挂系统，是基于生物特征识别技术，自动读取、比对、识别出入境旅客身份的系统。自2005年至今

0 引言 自助通关系统，又称旅客自助查验系统，是我国边防检查信息系统(梅沙系统)的外挂系统，是基于生物特征识别技术，自动读取、比对、识别出入境旅客身份的系统。自2005年至今，虽然自助通关系统在缓解口岸客流压力、改善验放能力、提升旅客通关效率等方面的优势日趋显著，但实践中仍存在诸多问题。大数据(Big Data)是一种新型的技术和架构，具备高效率的捕捉、发现和分析能力，能够便捷地从类型繁杂、数量庞大的数据中挖掘出有价值的信息，是对传统思维、工作模式的极大变革。*参见因特尔IT中心网站资料《关于大数据的重要事实》有关内容。载于http:∥/content/www/cn/zh/big-data/本文对自助通关系统的运行现状及现存问题进行了综述，试图借助大数据解决自助通关难题，并为今后自助通关系统优化升级提供技术支撑和理论参考。 1 我国自助通关系统启用背景及现状 随着全球经济一体化进一步深化，国家(地区)间贸易、旅游、文化交流等活动日益频繁，加剧了世界人口在国际间的自由流动。据公安部出入境管理局统计，2010～2014年，出入我国国(边)境旅客由3.82亿人次增至4.90亿人次，5年间增长28.27%。*参见公安部出入境管理局网站数据统计。载于 面对大进大出、快进快出的口岸形势，我国各级出入境管理部门积极革新业务政策。针对外国人，经国务院批复，自2013年1月1日起，北京市对持第三国或地区签证和机票的51个国家的公民正式实行72小时过境免签政策。另外，自2014年9月起，大陆居民持中国普通护照可直接出境的国家增至49个。近日，公安部决定自7月6日起，试点签发2015版台湾居民来往大陆通行证，即电子台胞证，进一步满足了台湾居民便利往来大陆的现实要求。 各项便民政策的相继出台在促进国际旅客自由流动的同时，也给各地边检口岸带来了巨大的难题和挑战。近年来，面对业务工作数量规模化、内容复杂化的发展趋势，传统的人工查验通关已显得捉襟见肘，业务量激增与警力不足之间的矛盾凸显。例如，近年来，深圳口岸年均旅客数量共达2亿人次以上，而查验人员仅有2 000人左右，其中，皇岗口岸(含福田口岸)近400名查验人员要承担年均7 000多万人次的查验任务，业务压力异常繁重。因此，向科技要警力已迫在眉睫。 自助通关系统的研发及启用是对传统人工查验模式的跨越式变革，极大地提高了我国边检工作的自动化程度，为解决警力不足与业务量剧增的矛盾提供了有效的路径。 2005年8月6日，自助通关系统在深圳罗湖口岸首次试用。截至2010年，深圳各口岸已建成自助查验通道178条，累计查验出入境人员达3.51亿人次[1]。至今，自助通关系统的应用优势日益凸显，成果日益显著。各口岸基于实际需求，自助查验通道的增设数量不断扩大。2014～2015年间，深圳各口岸增设自助通关系统62条，厦门口岸增设10条，西安咸阳国际机场新增13条[2]。另据香港入境处数据显示，截至2016年，管制处将增设“e-道”179条[3]。 虽然自动通关硬件条件不断完善，但现阶段各边检口岸对自助通关系统的利用情况并不乐观。由于受限于政策、技术、个人等诸多因素，自助通关系统的适用范围仍然狭窄，通关条件过于局限，在查验工作中所承担的业务比重不高，尚未达到预期效果。以香港入境事务处为例，据统计2011～2013年间，使用自助查验通关服务抵离香港的旅客分别为1 136 013、1 759 318、2 717 905人次，同年使用机场出入境的旅客分别为3 550万、3 777万、4 100万人次，依次占3.20%、4.66%、6.63%。①虽然选择自助通关的旅客数量逐年增多，但所占比重仍然过小，约93%的业务量仍采用传统的人工查验。 2 限制自助通关系统使用的原因分析 面对大进大出的口岸形势，相对于人工查验，自助通关系统更加方便快捷，理应成为更多出入境旅客通关的首选工具。但碍于种种因素，目前自助通关系统并未真正发挥作用，其中原因引人深思。本文大致归纳出以下几方面问题。 2.1 政策层面，自助通关系统的适用范围受限 自2005年试运行至今，自助通关系统的适用范围不断扩大。尤其在2012年5月15日中国普通电子护照在全国范围内发行后，适用范围逐渐扩展至7类。*持已采集指纹信息或已备案的电子普通护照入境的中国旅客；持已采集指纹信息或已备案的电子往来港澳通行证和有效赴香港或澳门签注的内地旅客；已备案的持往来港澳通行证、因公来往香港澳门特别行政区通行证和有效多次赴香港或澳门签注的内地旅客，持大陆居民往来台湾通行证和多次有效赴台湾签注的大陆旅客；已备案的持港澳居民来往内地通行证的香港或澳门旅客；已备案的持台湾居民来往大陆通行证和1年以上 (含)多次签注或居留签注的台湾旅客；已备案的持外国护照和中国永久居留证的外国旅客；已备案的在定期国际航班上服务的中国籍机组人员和可免签入境以及办妥1年以上(含)乘务(C)、任职(Z)签证或居留证件的外国机组人员。但是，不可否认，自助通关系统的适用范围受限问题仍然突出。仔细研究不难发现： 第一，针对内地旅客前往港澳地区，旅客需持已备案或采集指纹信息的中国普通电子护照和有效签注以及持已备案往来港澳通行证、因公来往香港澳门特别行政区通行证和有效多次签注；针对台湾地区，内地旅客需持大陆居民往来台湾通行证和多次有效赴台湾签注。由此可见，换发电子护照可免除对“多次有效签注”的限制，在一定程度上简化了通关条件，扩大了适用范围，但事实上，受申请手续、条件、费用等诸多现实因素影响，电子护照的换发率并不高。 第二，2015年7月6日之前，针对台湾旅客入境，旅客需持已备案的台湾居民来往大陆通行证以及1年以上 (含)多次签注或居留签注。自电子台胞证试点签发后，取消了台胞签注政策规定，适用范围进一步扩大。 第三，针对外国旅客，自助通关系统仅适用于已备案的持外国护照和中国永久居留证，即中国“绿卡”的外国旅客。众所周知，中国“绿卡”的申领条件十分严格，据统计，截至2014年5月23日，10年间仅有1 306名外籍高级人才获发中国绿卡，同年出入我国国(边)境的外籍旅客达5 267万人次。因此，对于大多数外国旅客而言，仍然无法使用自助通道。*参见维基百科《中华人民共和国外国人永久居留证》。载于http:∥/wiki/中华人民共和国外国人永久居留证 由此可见，虽然我国自助通关系统的适用范围正逐步放开，但开放程度远远不够。究其原因，很大程度是由于当前我国边检部门尚未掌握足够充分的出入境旅客信息，无法对个体实现即时“风险”评估，出于对国家安全的考虑，只能对已掌握信息相对较多的“知根知底”的旅客适用自助通关服务，以降低出入境管理的“风险性”。另外，信息安全也是限制因素之一。面对日益激增的数据信息，不仅我国，各国政府对于储存、分析、保护如此大规模个人数据均未有成熟系统的应对经验。相对美国、加拿大、英国等信息发达国家，中国在此领域的研究发展相对落后，一旦出现信息泄露，后果不堪设想。因此基于现实、技术等因素，边检部门对于更大程度借助数据信息实现通关管理，难免“投鼠忌器”。 2.2 技术层面，自助通关系统的稳定性不高、兼容性差 稳定性是检验新系统是否实用的重要指标，是评判新系统能否推广的关键因素。随着自助通关系统的推广应用，问题也在实践中逐渐显露，人们慢慢发现自助通关系统并没有想象的可靠，往往无法实现8秒内通关，不仅阻碍了出入境人员自由通关，甚至导致其今后不再使用。稳定性不高也是限制自助通关系统使用所不可回避的短板。 自助通关系统由两区域构成，分别是证件读取区和生物特征比对区，其中后者又包括人脸比对和指纹比对。实践证明，生物特征比对结果不稳定是自助通关系统存在的一项重大技术难题。 自助通关系统中采用的指纹识别技术是运用模糊数学原理，通过计算机实现指纹资料的数字化，进而对出入境人员现场采集的指纹和已备案数据库指纹进行识别和匹配。该系统的有效性在很大程度上依赖于备案数据库中指纹以及通关时活体指纹采集的清晰程度，清晰程度越高，识别率则越高。但在实际操作中，排除指纹备案时采集不清晰的情况，出入境人员的指纹采集质量受气候变化、劳动环境(尤其从事手工作业者)、疾病等因素的影响，都可能导致指纹变形、纹线模糊等情况，比对效果难以保障。 人脸识别系统的原理与指纹识别系统类似，通过对面部五官(即眉、眼、鼻、口、耳)比例进行数字化处理，对通关人员人脸数据与数据库中的人脸识别数据进行对比，进而判断是否为同一人。影响人脸识别的因素有很多，例如增加配饰(如眼镜、头巾)、改变细节特征(如去除痣痦、疤痕)、修整容貌(如整容手术)等，都会增加识别难度。值得注意的是，近年来，出国(境)整容甚至变性的人数逐年增多，呈规模化上升态势。据韩国《中央日报》数据显示，2013年赴韩整形的中国人达16 282人，占国外顾客的67.6%[4]，这给我国边防检查部门带来了极大困难和挑战。 2.3 个人层面，出入境人员对个人信息安全有所顾忌 电子护照的签发为自助通关系统的推广适用创造了条件。据统计，自2014年7月25日新增包括电子护照的5类自助通关人员以来，5个月内上海浦东机场口岸自助通关人数达35万人次，是2013年一整年的2倍。但是，电子护照在全国范围内的换发率仍然较低，究其诸多原因，旅客对个人信息安全持谨慎态度是一个重要因素。 使用自助通关系统需要事先备案和采集相关数据信息，这些信息既包括个人基本信息，如姓名、性别、出生日期等；也包括个人生物特征信息，如指纹、人脸特征等。在数字化储存日益普及的今天，个人信息的共享虽然可以带来许多便利，但信息泄露所蕴含的潜在危险是过去无法企及的。生活中随处可见由个人信息泄露而带来的负面影响。据威瑞森电信公司(Verizon)公布的《2014年度数据泄露调查报告》中显示，2014年已确认的数据泄露事件达1 367起，其中涉及铁路客服中心、2 000万开房信息、20G支付宝用户信息泄露等事件[5]。此外，据《美国是如何监视中国的—美国全球监听行动纪录》书中披露，作为美国棱镜计划(US-984XN)的一部分，美国思科公司(Cisco)生产的路由器可将用户的视频、照片、登录时间及社交网络资料等数十种数据交由政府监控，加剧了人们对个人信息安全管理的担忧[6]。因此，基于保护个人信息安全，部分旅客自愿放弃便捷的自助通关，转而热衷于人工查验。 3 大数据在边检自助通关中的应用 在新形势下，以“人检为主，自助为辅”为特征的传统工作模式已不能满足当前的工作需求。如何推进业务工作由人工查验向以数据信息为依托的自助查验转型，既是未来边检部门发展方向，也是当前亟待解决的现实难题。大数据是对传统思维、工作模式的极大变革，可为解决边检通关中存在的问题提供了新的方案。 3.1 全面分析研判，有助于扩大自助通关系统的适用范围 过去，受限于落后的测量、统计工具，要完成对事物相关的全部数据进行收集、分析一直是面临的一大难题。为实现通过对少量信息分析而揭示其中所蕴含的结论，“随机采样”的统计方法应运而生。但该统计方法也存在固有缺陷：第一，随机采样的有效性取决于样本选取的随机性。即样本的随机性越高，得出的结论就越准确。但现实中，对样本的选择难免受到主观思维及行业偏见的影响；第二，对样本的精确性具有很高的要求。在处理有限信息的前提下，质量样本的好坏会直接影响结论的正确性；第三，“随机采样“仅能对预先做出的假设进行验证，无法揭示假设之外的其他问题。因此，在“随机采样”思维模式下制定的划分标准，不仅导致自助通关系统适用范围单一，而且潜藏着难以察觉的诸多问题。 体现在自助通关工作中，基于保障国家安全，便捷出入境人员快速通关，结合以往的实践经验及未来需求趋势等因素，出入境管理部门将适用对象限定为7类，即认定当前适用对象是当下最优结果。但随时间的推移，潜藏问题逐渐显露出来。例如，自助通关不仅使大陆与港澳居民之间往来更加快捷方便，同时也带来了“水客”*水客，又称水货客，指在内地与香港之间从事水货活动的人。原指商贩通常从境外(包括港澳台)携带商品进入大陆，而又没到海关或出入境处报关登记。广义理解为在香港疯狂抢购日用品，特别是奶粉，造成香港日用品供小于求，物价上涨的非常住游客。问题。出于维护香港地区的社会承载力、内地市场经济秩序，公安部出入境管理局决定自2015年4月13日起，公安机关不再向深圳市居民签发赴港“一签多行”签注，而只能签发“一周一行”签注。*深港“一签多行”变“一周一行”[EB/OL].(2015-5-8)[2015-5-20].虽然“水客”只占往来旅客中的很小比例，但管理部门只能采取“一刀切”的措施，难以满足大多数旅客合理通关需求。 针对适用对象的划分，与“随机采样”不同，大数据通过收集、分析与事物相关的所有数据，可全面揭示事物本质，划分标准更加合理，划分范围可实现由“国家、地区”层面细化到“个人”层面。因此，大数据可为解决扩大适用对象范围与缩减管控对象的矛盾提供有效路径。 大数据通过分析海量数据，基于数据模型发掘人们行为背后隐藏的信息，预测人们的兴趣爱好、生活习惯、人际关系等诸多方面的信息。2004年，内森·伊格尔(Nathan Eagle)通过向100名学生配发带有记录通信、行踪及各种行为功能的智能手机，获取45万小时的数据，成功的分析出每个学生的生活轨迹，准确率在90%至96%之间[7]。经研究证实，虽然人们个体之间存在很大差异，但统计规律显示个体间的可预测程度十分接近。这为自助通关系统划分范围细化至“个人”层面提供了有价值参考。假设通过大数据收集分析个人相关数据(如活动场所、社交网络、手机APP等)，发掘个人背后的行为模式、兴趣偏好，预测其是否有“水客”倾向，以此为依据针对每个个体决定是否需要重点查验或是可以使用自动通关系统。 此外，大数据有助于降低外国人适用“门槛”。近几年，随着国际交往的日益密切，针对普通外国人(不持有中国绿卡)开放自助通关系统的现象趋势日渐显露。据悉，自2013年12月12日起，韩国护照持有人可登记使用香港e-道通关。*参见香港入境事务处网站资料二零一三年年报。载于http:∥/publications/a_report_2013/sc/ch2/index/html基于海量数据分析，自助通关适用范围将逐步扩大。 充足的可分析数据是扩大自助通关适用范围的基础。因此，唯有边检部门掌握足够的旅客相关信息，构建强大的数据“后台”，才能对其作出准确的“风险”评估，从而使更多旅客享受自助通关所带来的便利。 3.2 兼容多样数据，有助于提高自助通关系统的稳定性 当前自助通关查验标准仅限于证件、指纹和人脸，查验标准单一，导致无法应对实际通关中出现的各类问题。为保障出入境人员通关顺畅，各边检口岸通过对旅客进行特别提醒以弥补这一技术短板。例如，上海浦东机场提醒自助通关旅客：第一，摘下墨镜正对摄像头；第二，适度按压指纹。深圳罗湖口岸明确表示，对于抱幼婴、携带大件行李及无能力者，不适用自助通关系统。 基于信息匮乏时代形成的传统思维，采用指纹和人脸识别是出入境管理部门经过各种考量做出最优结果。第一，技术较为成熟，并建有指纹、人脸数据库(针对犯罪嫌疑人、失踪人口等)，系统有一定应用基础；第二，两者可在很大程度上完成对个体的识别；第三，易于采集，实用性、操作性强。若实现对自助通关系统稳定性的提高，传统的解决思路倾向于提高指纹、人脸数据的采集质量，完善系统的算法，进一步提高识别的准确率。 大数据与追求精准的传统思路完全不同。大规模容量的数据库具有小数据库无法企及的价值。通过采集多种身份特征数据，不仅可以扩充边检部门的数据库，提高个人识别准确率，而且可以解决当前存在的技术难题。例如，越水重臣(Shigeomi Koshimizu)及其团队通过在座椅下部安装360个传感器，测量人体臀部各部分的压力数据，建立数据模型以识别个人身份，准确率高达98%[8]。该实验一方面通过大数据分析提高了个人识别的准确率，另一方面也为突破自助通关中抱幼婴、携带大件行李者等不适用的技术瓶颈提供了新的思路。 此外，足迹也可以揭示大量的个人信息。在个体正常行走时，足迹的大小、深浅可以揭示身高、体重等信息。步态特征可以揭示人体行走的运动习惯；当个体负重时，负重量和负重方式会对足迹变化产生不同的影响。例如，负重量重时，形成的足迹步行线曲折，步幅不规律，步长变小，步宽变大。 将越水重臣(Shigeomi Koshimizu)的人体特征识别技术与足迹学有关知识相结合，对负重情况下的足迹变化进行量化，建立个体不同负重的数据模型，以避免现行系统默认负重人员为两个人而无法放行的现实问题。目前，类似技术已初步发展，IBM公司已设计出一款触感灵敏的地板，不仅可以通过体重、站姿和走路方式识别个人身份，还可以判断个体是否摔倒、负重等情况。 总之，仅凭指纹、人脸、步态识别等任何一项识别方法都无法完全保障对旅客识别的准确性，只有采用多种身份识别方法利用多数据融合技术，才能使自助通关系统获得长足的发展。 3.3 保障个人隐私，有助于提高旅客对自助通关的认可度 毫无疑问，大数据时代增加了个人信息泄漏的风险，降低了个人对隐私信息的控制能力。据悉，美国某营销信息提供商可为2.15亿人提供1 000个数据点[7]。另外，隐私专家丹尼尔·索洛夫(Daniel Solove)表示，通过整合2万个来源不同数据源信息，可对个体提供综合评定。因此，妥善管理个人隐私是大数据时代亟待解决的难题。 在大数据时代，隐私泄露主要来源两个方面：第一，在未获得个人许可的情况下，隐私数据合法接收方私自将数据交于第三方；第二，数据使用方将合法收集的信息挪作他用。对此，提出以下两点建议： (1)构建新型隐私保护模式 在大数据时代，由于数据的价值往往来源于对数据的挖掘，而数据收集之初无法对数据用途做出详尽说明，传统的以“告知与许可”为核心的隐私保护法已不完全适用。因此，新型的隐私保护模式应明确数据使用方要对其行为承担责任，而非事先征询个人许可。此方法有至少有两点好处： 第一，事先无需征询个人许可。在大数据时代，征求个人意见的做法变得不再容易，甚至不切实际。2009年谷歌公司通过整合最频繁的5 000万检索词条和历年流感数据，成功预测出甲型H1N1流感传播趋势[9]。若事先征求涉及百万人的许可，根本不现实。由此，边检部门无需再征求旅客意见，为直接对其提供通关服务奠定了条件。 第二，使数据使用方受法律监督。数据使用方是发掘数据价值的受益方，理应为自身行为承担责任。边检部门要基于收集使用旅客信息可能会对旅客产生的影响，对涉及个人信息再利用的行为进行评估。不论出于哪种情况，只要由于泄露旅客信息并给旅客带来不必要的困扰，边检部门都应根据影响的大小承担相应的责任。 但是，在当前个人信息随处可见的大数据背景下，此种方法亦存面临两大难题：一是个人无法查明信息泄露源；二是无法确定诉讼对象。 (2)设定信息储存期限 边检部门可以在数据收集之初，根据数据的内容、用途等综合考量，制定相应的数据储存期限，数据一旦到达或者超过存储期限，数字储存设备就会将相关数据删除。此方法有以下几点好处： 第一，有效避免数据使用方将其传递给第三方。谷歌作为世界上最大的搜索引擎，每月收到搜索请求达300亿次，因此拥有世界上规模最大的信息数据库，这导致美国政府机构一直想从中获取大量用户信息。为此，谷歌公司于2007年声明部分个人搜索请求储存期限最长为24个月，逾期将自动删除。2008年9月，该期限由24个月缩短为9个月[10]。 第二，有助于降低数据被挪用的概率。设定数据存储期限为实现信息隐私权所包含的目的限制原则(即数据使用方仅能将个人数据用于被许可的目的)提供了技术支撑。边检部门收集旅客信息的最终目的是保障国家安全的原则下，为旅客提供方便快捷的出入境服务。一旦实现这一目的，相关数据信息应予以删除。 但是，此种方法在实践中亦存在难题。例如，随着恐怖主义在全球漫延，边检部门也承担起部分反恐义务。出于维护国家安全，旅客的个人信息很难划清哪些应予以删除，哪些应该继续保存。 坦白地说，当前还没有一套完整的法律体系，以彻底解决大数据对个人隐私带来的挑战。对此，各国正积极采取措施，制定法律，以弥补这一短板。如，1995年欧盟出台《欧盟个人数据保护指令》；2005年日本全面实施《个人信息保护法》；2012年美国发布《网络世界中消费者数据隐私：全球数字经济中保护隐私及促进创新的框架》等。这些法律虽各有侧重，但主要基于两点原则：第一，法律保护对象是个人，而非组织或企业。第二，凡是能够识别个人身份的数据不得被收集、分析和传播。这为今后相关法律的进一步完善提供了核心准则。 4 总结 自助通关系统是对传统人工查验模式的重大变革，可以有效地解决警力不足与业务激增、管控与服务之间的矛盾。但是，由于面临政策适用对象受限，系统稳定性不强，个人顾虑隐私安全等诸多难题，使自助通关系统的应用效率不高。大数据是对传统思维模式的颠覆，具有分析数据全面，快捷高效等优势，为突破自助通关系统政策及技术上的瓶颈提供了理论支撑。另外，虽然大数据增加个人隐私数据泄漏的风险，但不能因噎废食，应该顺应历史潮流，积极制定相应法律，力求找到个人信息利用与保护的“平衡点”。唯有如此，自助通关系统才能被充分利用，提升口岸查验的自动化水平，最终满足人们快速、准确、便捷、高效的通关需求。

文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/qikandaodu/2020/0901/649.html

上一篇：自动化高通量提取脱落细胞检材DNA
下一篇：电子证据自动化推理方法的设计与实现