高世上 李蔺 艾果 董昕伟

摘 要 为加强海关监控指挥中心建设，实现随时随地高效开展海关监控指挥。重庆海关通过分析海关监控指挥的迫切需求，调研一线关员执法环境，基于AR智能眼镜与护目镜技术整合研发了一款安全、便捷、音视频通信清晰、通畅、低延时的移动智能单兵装备整合为智能护目镜，并依托5G通信将现有单兵装备功能全面整合至该设备中，通过与监控指挥系统实时连接，极大提高了在各类风险环境下的智能化远程监控指挥效能。该设备现已获国家专利局实用新型专利审批，是海关通过自主研发智能设备开展“智慧监管”方面的实践探索。

关键词 智能护目镜；5G；安全；第一人称视角；移动监控指挥

Development of 5G-Enabled Intelligent Goggles for Enhanced Customs Surveillance and Command Operations

GAO Shi-Shang ¹ LI Lin ¹ AI Guo ¹ DONG Xin-Wei ^1*

Abstract This study aims to fortify the infrastructure of customs surveillance and command centers by maximizing the operational efficiency of the customs’ monitoring and command system. To achieve seamless and efficient customs monitoring and command capabilities at all times and in any location, there is a pressing need for law enforcement personnel at various customs checkpoints to be equipped with secure, user-friendly, and high-definition audiovisual communication devices that offer seamless connectivity and minimal latency. In response to this requirement, Chongqing Customs has conducted an in-depth analysis of the urgent demands of customs surveillance and command operations and has investigated the operational environment faced by frontline customs officers. The research has led to the development of 5G-integrated intelligent goggles that incorporate augmented reality (AR) technology, unifying the functionalities of existing personal equipment into a personal gear. The real-time integration with the surveillance and command system has significantly enhanced the efficiency of intelligent remote monitoring and command in diverse risk scenarios. The innovation has received utility model patent approval from the National Patent Office, marking a significant step towards “smart supervision” in the Customs through the independent development of intelligent technology.

Keywords intelligent goggles; 5G; safety; first-person view; mobile surveillance and command

基金项目：重庆海关科研项目（2021CQKY19）

第一作者：高世上（1985—），女，汉族，重庆江津人，本科，主要从事海关口岸监管工作，E-mail: 16765979@qq.com

通信作者：董昕伟（1973—），男，汉族，重庆璧山人，本科，主要从事海关口岸监管工作，E-mail: 16765979@qq.com

1. 重庆海关 重庆 400000

1. Chongqing Customs, Chongqing 400000

中国口岸科学技术

重庆海关从一线关员执法、监控指挥两方面工作实际出发，结合智能穿戴设备概念，设计研发5G智能护目镜，并实际应用于航空旅检、货检作业现场，对提升高风险环境下智慧化监管效能开展相关应用探索。

1 常规监控指挥单兵设备的现状分析

现有常规监控指挥用单兵设备包括平板电脑、对讲机、执法记录仪等，采用的通信技术多为3G和4G，与5G设备相比，其功能、联动性、图像声音清晰度、数据安全性方面还有一定的提升空间。同时，常规单兵设备使用时需占用双手，在一些高风险环境中使用时存在一定的防护风险。另外，现有的AR智能眼镜部件连接电线多，执法人员若戴近视眼镜，则无法佩戴智能眼镜。

2 海关监控指挥业务需求分析及梳理

2.1 及时发现热点现场

二级、三级监控指挥中心覆盖数十个现场连接数千个监控摄像头，需要及时在海量数据中发现当前的热点现场并给予监控指挥，才能把有限的监控指挥资源最大化发挥出来，海关监控指挥中心需要通过5G智能护目镜及时获悉辖区内有重大、危险、疑难和紧急的热点现场^[1]。

2.2 及时发现问题点

监控指挥中心需要依托5G移动通信的低延时特性，以及与现场人员第一人称视角实时传输的画面与语音交互，避免视线遮挡，给监控指挥中心的指挥人员带来现场沉浸感，掌握现场具体操作细节，更直接、完整和准确地感知现场情况，及时发现现场作业存在的疏漏、不规范等问题点^[2]，从而采取更有针对性的措施。

2.3 及时给现场发出监控指挥指令集

对发现的现场执法问题点，监控指挥中心集合专家、领导意见，综合分析后通过语音指令、短信指令或书面指令如协调单、整改单等形式给出最优化的指令集，需要通过5G智能护目镜将相关指令及时发送给现场关员，现场关员根据指令集中开展后续一系列的整改和处置工作。

2.4 及时得到现场落实反馈

监控指挥中心需要及时得到执法现场关员通过5G智能护目镜反馈的指令落实情况，以确保相关监控指挥指令能够得到落实和调整优化^[3]，以便各职能部门根据落实和调整优化情况进一步完善相关规章制度和操作指引。

3 海关监控指挥业务智能化途径分析

3.1 5G智能护目镜应用于海关监控指挥的主要思路

1）便捷性。智能护目镜应轻便，能适配并与近视眼镜同时佩戴，无主机导线不累赘，易于佩戴摘除，易于消毒，保证关员视线开阔^[4]。

2）安全性。智能护目镜应有防喷溅、防蓝光、防干涩的劳动保护功能，具有执法全过程音视频记录存储和安全传输功能；无导线供电或传输数据，避免导线牵扯发生眼镜脱落等职业暴露。

3）实时性。智能护目镜应用5G移动通信低延时特性，实时发送高清音视频信息、定位信息、实时对讲报告，延时应低于2 s，续航能满足5～7 h执法作业时长。

4）兼容性。智能护目镜主机应以经济实用的方案实现5G应用，能够按需兼容4G、Wi-Fi等通信模式，兼容运行海关统一通信应用平台（eSpace）、移动查验系统等海关现有移动应用APP，能够兼容现有对讲机、单兵平板电脑、音视频执法记录仪^[5]。

3.2 智能护目镜实现路径

通过在医院、监管现场实地测试，发现智能眼镜存在测温模块准确度不够稳定^[6]、近眼显示屏影响作业不实用、连接导线有职业暴露风险、专用主机兼容性差等问题。因此，在研发方案中去除上述功能，只将高清摄像头、对讲装置、Wi-Fi通信模块等集成在护目镜中，依托Wi-Fi无线通信技术将智能护目镜与5G智能手机连为一体，提升智能护目镜的便捷性、实时性、保护性和兼容性，实现音视频图像声音实时传送至远端指挥中心的同时为现场人员提供稳定眼部保护^[7]。根据上述智能护目镜的技术方案，重庆海关技术中心申请并获得了国家专利局的实用新型专利：ZL 2020 2 1271606.6。

3.3 完成样品制作

基于实际情况以及预期计划，重庆海关会同合作单位共同开展技术论证和业务论证4次，并在此基础上梳理完成研究设计方案3稿，试制研发样品4次共5款。重庆海关委托重庆理工大学机械工程学院实验室按照技术方案建立3D打印模型图，应用3D打印技术完成了智能护目眼镜定型样品的实物制作。镜片达到防高速粒子冲击的要求，近视人员可以戴近视眼镜直接佩戴，不必另外适配光学镜片，视野宽阔，能够实现侧面保护未封闭眼部，防雾、防紫外线，经消毒后可循环使用。

4 5G智能护目镜的主要功能

4.1 音频对讲功能

由海关关员选择是否开始采集、传输和存储智能护目镜拾音器的音频数据，依托手机内集成的海关eSpace通信平台实现音频对话，及时将正在或即将发生的重大、疑难、紧急和危险的业务向监控指挥中心报告。在高风险实际作业过程中，保持全程连线或按需要的时段保持连线，确保指挥中心和一线人员音视频沟通畅通和数据安全，确保监控指挥中心的指令能够得到不折不扣地落实。

4.2 视频功能

由海关关员根据现场实际需要选择是否开始采集、传输和存储护目镜摄像头视频数据，根据无线信号传输质量自动调整清晰度和帧率确保画面流畅，存储使用手机存储（128 G以上），同时选配变焦摄像头，能将电脑屏幕画面拉近到接近满屏显示的程度，便于监控指挥中心指挥人员对海关执法现场开展远程视频研判。

4.3 定位功能

将智能护目镜的地理位置、运行轨迹等信息实时发送到监控指挥中心，并将地理位置信息嵌入到视频数据中。

4.4 独立电池和无线连接功能

配备独立电池通过Wi-Fi模块建立与智能手机主机的连接，能够共享主机手机的5G热点信号，能够独立运行并将音视频数据传输到远程监控端，避免智能护目镜自带5G模块时增加重量、电耗和不必要的散热^[8]。

4.5 集成现有移动应用功能

智能护目镜主机所采用的手机集成安装现有的海关移动应用，如新一代移动查验系统、移动办公、eSpace通信平台等。

5 5G智能护目镜在监控指挥中的应用场景

5.1 监管作业现场场景应用

海关工作人员在查验平台、查验室、卡口等监管作业现场时佩戴智能护目镜能更好地防护现场潜藏的颗粒物、气溶胶、飞溅物、病毒、细菌、化学气体对眼部的侵害。例如，在入境航班、入境危险品等高风险监管现场使用，隔离有危险隐患的气溶胶、飘浮粉尘、液粒等防止其与眼部黏膜接触，切断病毒、细菌、真菌、化学毒素等侵害人体眼部的传播通道，保证眼部的安全防护，如图1所示。同时，以第一人称视角采集现场视频信息，接收后方技术支持和决策信息，更规范、科学、高效地开展现场作业。依托“中心+现场”海关监控指挥体系的严密、高效、协同机制，重庆口岸始终保持作业安全事故零记录。

5.2 大厅审单现场场景应用

海关工作人员在办事大厅接待办事人员时，智能护目镜既可以为海关工作人员提供眼睛防护，避免病毒细菌人际间传播，避免眼睛干涩视觉疲劳，又能实时采集第一人称视角的视频信息，对疑难单据与后方管理层开展共同视角的综合研判，建立管理层、前台人员与办事人员三方通话，共同应对疑难控制单据风险。

图1 试验应用5G智能护目镜开展查验工作

Fig.1 Test application of 5G-enabled intelligent goggles in inspection operations

5.3 机检判图现场场景应用

在邮快跨监管查验现场、各类机检判图室、监控指挥中心控制室等高强度用眼的监管现场使用，轻便佩戴，可配近视镜片，防止屏幕蓝光对关员的视力伤害，湿润眼部、减轻眼睛干涩，降低用眼疲劳，提高海关关员对异常图像的检出率，同时对疑难疑似机检影像会同专家远程共同开展研判。

5.4 外勤执法现场场景应用

外勤执法环境复杂，佩戴智能护目镜能够实时采集执法人员第一人称视角视频信息，为执法行为提供录证，为海关关员公正执法保驾护航。

5.5 企业日常监管场景应用

企业人员佩戴经海关认证的智能护目镜，可以实现海关关员远程核查企业现场情况，按关员指令抵近、挪动或开箱进行查看并实时录证，减少企业人员与海关人员的近距离接触，拓展海关监管服务的时空范围，进一步降低执法成本，促进企业规范运营。目前，重庆海关已在综合保税区搭建5G智能护目镜专用平台，对综合保税区企业开展保税货物实时盘点、账册核对和日常监督检查等监管工作，大幅提升了综合保税区监管效率，获得了企业广泛好评。

6 5G智能护目镜应用预期成效

6.1 提升智慧监管效能

智能护目镜的应用不仅能为海关关员提供自身安全防护，减少眼部伤病害，还能为一线关员带来全面支持^[8]，能随时呼叫系统内外涵盖动植物检疫、卫生检疫、食品安全、商品质量、税号归类、法律法规、企业管理等各领域专家共同参与查验、判图、审单、稽核查等各执法工作，实现智慧海关建设“数字化、自动化、智能化”的目标。

6.2 节省一线人力资源

智能护目镜的广泛应用将极大节省海关监管人力资源。在符合现有双人执法的原则下，更广范围、更大机动、更高集约地实现“现场单人作业+后台多人支持”的一体化执法模式，为改变监管人力资源紧张问题提供技术装备支撑^[9]。

6.3 防范执法廉洁风险

执法情况下佩戴智能护目镜，可以全程记录执法情况并存储3个月，相关影像信息被多层级多部门实时或事后监督，将有效促进海关关员廉洁自律，实现海关现场执法权力在阳光下进行^[10]。

7 展望

5G智能护目镜等移动智能单兵装备的研发为“现场+中心”的海关三级监控指挥体系插上了5G移动通信的翅膀，能够拓展海关监管服务时空，促进海关现场执法规范透明，推动实现货物查验“全覆盖”的顺势严密监管机制，严密防范化解国门核与辐射危险、生物安全、危险化学品、爆炸物、毒品等领域的重大风险，成为“智慧海关”建设的一项抓手。未来将覆盖物联网、区块链、元宇宙、3D打印等领域，全面实现无感便捷通关，构建跨境贸易数字通道，降低制度性交易成本，成为“智能边境”的装备硬件；还将推动国际贸易标准化声音图像数据体系建设和制度配套，在国际贸易的备案、生产、申报、仓储、物流、交易和支付等关键节点上按照特定标准全链条采集、存储和共享声音图像数据，探索打造数字贸易“智享联通”的一个平台。

参考文献

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