用慧眼神瞳看邮政快递业高质量发展

　　文顺丰科技有限公司熊君君摘要：在快递业由无序竞争向高质量发展转型过程中，科技发挥着至关重要的作用。本文主要对顺丰科技自主研发的AIoT视觉感知平台慧眼神瞳（AIArgus）进行了详细介绍，慧眼神瞳高效利用监控摄像机、分拣线工业相机数据进行自动化分析，全面解析各场景下人、货、车、场地、设备等关键生产要素，形成覆盖全场景的实时业务动态数据，可保障运营质量、管控业务风险、减少人力投入、提高管理效能和服务质量。
　　关键词：慧眼神瞳、违规动作检测、视频检索追溯、X光违禁品检测
　　本文共4734字，预计阅读需要15分钟
　　01邮政快递服务业聚力提质增效
　　我国邮政快递业在经过多年同质化竞争、薄利低价的无序发展后，正逐步告别以价换量阶段，进入培育新业态、实现高质量发展的新阶段。为促进邮政快递业健康长远发展，需要充分发挥行业数据密集的特点和优势，提升行业数字治理能力，增强事中事后全链条全领域监管能力。同时，还要科学谋划，强化依法治邮，创新方式提效能，以高效能治理保障高质量发展，确保寄递渠道安全畅通和行业平稳运行。
　　为了增强事中事后全链条、全领域监管能力，国家邮政局组织国内的IT公司、快递公司共同制定了《邮政业智能视频监控系统采集设备技术要求》、《邮政业智能视频监控系统接口要求》、《邮政业寄递车辆智能视频监控系统技术规范》等行业标准，围绕网点、分拣、运输三大应用场景，明确了24项基于视频图像的智能分析功能，并对异常情况进行报警，从而提高邮政业的服务质量。02顺丰追求可持续健康发展
　　顺丰在经历了快速崛起、抢占市场、做大规模的迅猛发展阶段后，将追求可持续健康发展作为当前的主基调；而高质量的服务，成为关系到顺丰长期的服务竞争力，乃至实现可持续健康发展的关键因素。
　　对顺丰而言，质量是健康发展的起点，质量可以增强顺丰品牌溢价能力，依托品牌提升市场占有率，市场占有率生利润，利润形成全面系统的抗风险能力，抗风险再保证质量，形成一个正向的循环。以客户为中心，提高服务质量，顺丰近期接连进行了派件不上门，承诺必赔付和定损无忧、时效无忧、赔付无忧等服务升级。高质量的服务，除了高水平、高素质的快递员，以及完善的培训、管理和激励机制外，科技也发挥着至关重要的作用。03慧眼神瞳助力服务质量提升
　　顺丰科技有限公司（简称顺丰科技）隶属于顺丰速运集团，于2020年获得国家邮政行业技术中心的认定，成为自动识别技术方向的牵头单位。慧眼神瞳（AIArgus）是顺丰科技自主研发的AIoT视觉感知平台，高效利用监控摄像机、分拣线工业相机数据进行自动化分析，全面解析各场景下人、货、车、场地、设备等关键生产要素，形成覆盖全场景的实时业务动态数据，保障运营质量、管控业务风险、减少人力投入、提高管理效能。
　　慧眼神瞳依托物流业丰富的场景和海量数据的沉淀，全面覆盖了《邮政业智能视频监控系统采集设备技术要求》所定义的24项视频图像的智能分析功能，其产品矩阵见图1。
　　图1慧眼神瞳产品矩阵
　　慧眼神瞳不仅在物流全流程助力企业经营，同时也为供应链行业客户提供领先的AIoT视觉感知解决方案，助力行业客户运营数字化、智能化。安全管理和风险管控是健康发展的前提，质量管理是邮政快递业的生命力，慧眼神瞳的质量管理功能可对网点场景、分拣场景进行全面的覆盖，具体见图2。通过感知和分析人员操作、物品状态，对违规行为、异常事件进行实时识别，事中秒级预警，事后回溯追查相结合，从而保证生产质量和服务质量。
　　图2慧眼神瞳质量管理功能
　　1。违规动作检测（VAPD）
　　暴力分拣、抛扔等不规范操作容易导致包裹破损，不仅损害了用户利益，也给邮政快递业带来不良影响。邮件快件包装管理办法（中华人民共和国交通运输部令2021年第1号）第二十六条明确规定：寄递企业应当规范操作和文明作业，避免抛扔、踩踏、着地摆放邮件快件等行为，防止包装物破损。
　　表1邮政业智能视频监控应用场景功能配置表
　　在表1的邮政业智能视频监控应用场景功能配置中，暴力分拣行为检测排在第一位，为必备功能并覆盖网点场景和分拣场景。顺丰高度重视用户的权益和服务体验，对暴力分拣、抛扔行为零容忍，于2018年开发并上线了违规动作检测子系统（ViolatedActionPatternDetection，VAPD），具体见图3。
　　图3违规动作检测子系统
　　该子系统对覆盖中转场和网点的几十万摄像头所拍摄的视频进行实时分析，自动识别作业人员的违规动作以及违规评级，并进行提醒和预警，极大降低了快递的破损率，提高服务质量。
　　违规动作检测是学术界和产业界的一个难点，违规动作也没有一个可量化的定义。由于大量的局部冗余和视频帧之间复杂的全局依赖性，从高维视频中学习丰富的多尺度时空语义是一项具有挑战性的任务。
　　学术界动作检测的常用方法包括：双流网络（TwoStreamNetwork）的方式、3D卷积的方式、基于人体骨架的方式、VisualTransformer的方式，其中VisualTransformer成为当前学术界的主流方式，具体见图4。将VisualTransformer与3D卷机相结合，用Transformer有效地统一3D卷积和时空自注意力，以克服视频冗余和依赖性，在视频理解任务上性能表现SOTA（StateOfTheArt）。紧跟学术界的进展，对违规动作检测进行了迭代更新，当前已经发展到了3。0版本，性能达到业界的最高水平。当前该子系统在顺丰的网点和中转场进行了全面推广，接入了10万摄像头，大幅提升查违效能，结合现场实时告警及干预管理，有效减少违规事件，定位质量环节黑点，改善质量管理流程。
　　图4视频行为分析发展历程
　　监控不是目的，通过将监控和培训相结合，可提高员工的服务意识，减少违规行为的发生。对顺丰内部的实践进行总结，积极参与了邮政行业视频监控相关标准的制定，将好的实践经验推广到全行业，从而提高整个邮政行业的服务质量。在邮政业行业标准《邮政业智能视频监控系统采集设备技术要求》、《邮政业智能视频监控系统接口要求》、《邮政业寄递车辆智能视频监控系统技术规范》的制定中，顺丰作为主要的参与单位和试点单位，配合起草系统需求和违规行为判定规则，并提供相应的测试场地和系统试用，为标准制定和后面的推广做出了贡献。
　　2。外包装破损检测（BKPD）
　　邮件快件包装管理办法（中华人民共和国交通运输部令2021年第1号）第二十六条规定：包装物发生破损时，寄递企业应当按照规范包装要求及时修补并做好邮件快件内件物品的防护。为了及时发现包装破损并进行修补，避免进一步损害托寄物，切实保护用户的权益，开发了外包装破损检测子系统（BrokenPackageDetection，BKPD），其功能如图5所示。该子系统通过工业相机采集快件高清图片，进行外包装破损智能检测，实时发现及时介入处理，减少损坏发生；智能分析可以检出肉眼难以发现的损坏，对穿透性破损、湿损、皱褶压痕有显著检测结果。2021年初完成系统研发并在顺丰内部试点及推广，同时接入下游各类业务系统，提升5倍的破损检出量，及早介入，保障快件安全。
　　图5外包装破损检测子系统
　　3。视频检索追溯（BAVR）
　　顺丰致力于快速、安全、准确地传递客户的信任，将每一票快件安全、高效地送达到用户手上，保障用户利益，让托付全程无忧和全链路视频可追溯，研发了视频检索追溯子系统（BarcodeAssistedVideoRetrieval，BAVR），其流程见图6。通过全网30多万路摄像头和巴枪在空间坐标上进行静态动态关联，实现快速定位快件在每个操作节点的情况，通过运单号或车标号查询就可查看对应视频片段，还原事实真相，结合管理手段降低损坏率。2021年初完成顺丰内部试点及推广，同时接入下游各类业务系统，可以提升2倍的问题核查定位时效，提升5倍的破损检出量，及早介入，保障快件安全，辅助问题闭环管理。
　　图6视频检索追溯流程图
　　4。违规码货检测（VPSD）
　　违规码货或邮快件堆积状态检测在邮政业智能视频监控应用场景功能配置表中，排在第二位，为必备功能并覆盖网点和分拣场景。违规码货检测子系统（ViolatePackagesStackDetection，VPSD），通过分析摄像头监控画面，自动识别是否有违规码货的操作及场景，具体见图7。2021年初完成在顺丰全国范围网点和中转场的推广落地，使公司的破损率显著下降。
　　图7违规码货检测示意图
　　违规码货检测子系统分成两步：第一步基于深度学习的高效单阶段目标检测算法YOLOv3检测到码货区域；第二步使用ResNet分类网络（卷积神经网络）提取图片特征，根据其特征进行类型判定，得到码货的类型信息，算法流程见图8。
　　图8违规码货算法流程
　　5。皮带机堵转检测（BCLD）
　　皮带机堵转会造成流水线瘫痪，影响分拣时效，同时堵转也会导致货物被挤压、变形、损坏等，为了对皮带机堵转现象进行实时监控，研发了皮带机堵转检测子系统（BeltConveyorLockedrotorDetection，BCLD），其功能见图9。该子系统通过分析摄像头监控画面，实时预警堵转事件的发生，并精准定位堵转区间，实时上报并进行消息推送，确保堵转事件的快速消除，2021年初完成在顺丰全国范围网点和中转场的推广落地，为公司带来显著的破损率下降。
　　图9皮带机堵转功能图
　　该子系统独创特征融合算法，融合各图片的时间空间信息，有效区分物体运动和静止区域，使用tensorRT架构进行加速，使模型兼具速度和准确率优势，其算法流程见图10。
　　图10皮带机堵转算法流程04智慧安检守护寄递安全
　　寄递安全是快递业健康发展的前提，邮政业寄递安全监督管理办法（中华人民共和国交通运输部令2020年第1号）第十二条规定：邮政企业、快递企业应当按照国务院邮政管理部门的规定对邮件、快件进行安全检查，并对经过安全检查的邮件、快件做出安全检查标识。委托第三方企业对邮件、快件进行安全检查的，不免除邮政企业、快递企业对邮件、快件安全承担的责任。为了确保寄递安全，满足国家对寄递安全监管的要求，研发了智慧安检子系统（XRayContrabandDetection，XRCD），其功能见图11。
　　图11智慧安检系统功能图
　　智慧安检基于人工智能与物联网技术对传统的安检机进行升级改造使之具备智能判图及联网功能，配合智能化系统，利用自动化设备实现对违禁包裹的自动拦截及分拣，不仅提升了安检的效能、安检的准确率、安检设备的利用率，还降低了资源投入，同时降低了因违禁品引发的重大风险系统。
　　智慧安检系统中的AI智能算法，在顺丰业务场景海量数据的加持下，性能达到业界领先水平。2020年公安部的检测报告显示，重点违禁品的检出率均大于95。当前该系统已接入顺丰速运600多台安检机，实现了更大规模的包裹安检及X光图智能分析，更准确的开箱和违禁判定，不仅降低了安全生产隐患，还提升了安全生产能力和寄递服务水平。
　　在服务好顺丰内部的同时，顺丰科技联手国家邮政局邮政业安全中心，共同提升行业的智慧安检发展水平。考虑到安检机本体的多样性，顺丰科技参与了邮政行业标准YZT01772021邮件快件智能X射线安全检查设备技术要求的制定，对安检机本体进行规范。所研发的智能安检系统完成了由国家邮政局邮政业安全中心主导的智能（AI）伴侣的集成、测试认证，适配市面上大部分安检机设备，支持邮政业181种违寄品的识别，并成功在山东德州、宁夏、重庆等地烟草项目中完成落地验收。
　　此外，顺丰科技还与国家邮政局邮政业安全中心等单位联合建设了南陵安检机评测实验室。该实验室是依托国邮快递物流智能装备（南陵）技术产业研究院而搭建的快递物流行业的研发协同平台，旨在解决安检机质量良莠不齐、测试标准不统一、数据格式不统一等问题。未来，顺丰科技将依托安徽南陵县安检测评实验室，持续为安检行业的标准化、寄递服务数据的治理做出贡献。
　　在当前环境下，顺丰将坚持走可持续健康发展之路，修炼内功，以服务体验取胜，安全、快速地交付每一票快件，切实保障用户的合法权益，提高服务质量。慧眼神瞳依托丰富物流场景和海量业务数据的沉淀，在顺丰内部对分拣场所和网点进行了全面的覆盖，在提高生产质量、运营质量和服务质量方面效果显著。未来慧眼神瞳也将继续强化自身能力，对快件全流程做到精准监控，并提供强有力的工具，为高质量的服务进行保驾护航，同时也将顺丰内部好的实践经验在邮政快递业进行推广，为行业持续健康发展做出贡献。