冯锦祥
中南大学计算机学院博士研究生
林孝铭广州白云机场关四级高级主办
要目
一、数据安全法下大数据与AR结合应用的优势二、数据安全法下大数据与AR结合海关应用场景探索三、大数据与AR结合应用可推动数据安全制度完善
国家十四五规划提出数字政府的宏大愿景，与此同时，随着我国数据安全法的实施，在总体国家安全观下运用大数据和AR技术进行海关监管具有现实意义。通过研究AR与大数据应用之间的技术结合带来的价值，探讨两者在海关应用的具体场景，分析新技术推动海关制度创新、增强海关治理能力的新动能及新契机，有助于实现海关智慧监管水平的全面提升。
近年来，大数据及AR技术逐步在各领域发挥重要作用，显示巨大潜力。2021年9月，数据安全法正式实施，以及国家提出的“实施国家大数据战略，推进数据资源开放共享”，将大数据上升为国家战略。当前新冠病毒感染仍在蔓延、全球经济复苏难料、逆全球化思潮涌动的背景下，聚焦互联互通、畅通联动的合作动脉，依托科技全面赋能，打造面向未来的发展动能的新定位。海关在数据安全制度下，应用了大数据技术和AR技术进行智慧海关建设，提高海关工作效能。大数据技术和AR技术两种颠覆性技术的交叉点正逐步引起关注，大数据的巨大价值和AR新颖的显示方式正在促进两者的融合及更大创新。可视化是大数据最重要的一个应用，通过运算将纷繁复杂的大数据集和晦涩难懂的数据报告以简明易懂的形式呈现。但在这一应用过程中，不可避免有信息折损及展示视角的局限，而AR增强现实技术使现实世界与大数据结合更加紧密，通过具象事物与大数据的一一对应，在帮助用户更好理解数据的同时，又可展现更多数据，避免数据可视化过程中因数据简化而引发的难以理解或产生歧义。例如，要在图书馆的数百万本书籍中找到一本书，传统方法需要数字2D或3D地图和浮动气泡以进行粗略定位。借助AR增强现实技术，用户可以透过墙壁和架子观看以寻找指示，如书的突出轮廓、路径等指示，根据用户当前的视界来定位指示，查找书本会容易得多。此种技术同样适合海关邮递物品、跨境电商、私货等仓储管理。大数据可视化的最终成果依赖于使用者对于平台和业务的理解，且一般通过大屏宏观展示及小屏微观展示，保密性不佳。而AR的关键技术是跟踪注册技术，使用设备摄像头及对使用者进行空间定位跟踪。以应用技术相对成熟的AR眼镜为例，其通过相对固定的追踪点和更多环境信息的采集，能够快速筛选适用于当前用户的展示内容，对非本环境相关联的信息，可设置不予展示，对于使用者更加友好。另外AR眼镜设备仅供授权个人查看，避免了授权外人员观看，展示风险信息更安全。目前由于有限的数据集不可用或太稀疏而无法使用，大多数AR应用程序都限制在封闭或预编译的环境中，应用场景不够丰富。而随着移动设备、社交网络和IoT的快速普及，大量数据生成及沉淀，为AR技术的充分应用提供了基础条件。一是大数据分析使AR展示更多信息，提升交互体验。视频监控等传感器网络的快速部署以及历史备案数据的挖掘使用，有助于运用大数据分析技术建立详细而完整的环境模型。在预先建立三维场景的环境模型中，AR可展示关联场景、历史资料等更为丰富的信息，并根据三维结构叠加提升交互的速度。用户可在高速的响应中同时调阅不同视角、物体的关联内容。二是大数据分析使AR展示指向性更明确，更能突出重点。有了大数据的帮助，AR除了显示环境简要信息以外，还能叠加呈现经过风险分析、融合以往经验的推荐等内容。即使对于更复杂的环境、从没到过的陌生环境，也能快速抓住关键性信息，帮助用户最快速度地开展工作并完成。三是大数据分析可推送治理后数据，避免作为战略数据资源的被利用，也能更好地适应当前越来越受重视的数据安全问题。以包括人工智能在内的大数据计算作为大脑，以AR智能识别和场景交互作为眼睛，融合得到的将会是一个强大的决策能力。相关能力赋予人，则相关人员将变得耳聪目明、运筹千里，相关能力赋予机器，则机器将代替人进行智能判别、自行决策。海关检查过程中存在很多变化和不确定因素，繁多的业务要素之间长期处于一种弱耦合的状态，需要海关工作人员极强的业务能力和较为丰富的业务经验。如以大数据为大脑进行计算，叠加AR技术作为一双慧眼，将极大改变目前检查效率低、对人员要求高等不利情形，高效赋能一线查验人员。在当前强调数据安全的环境下，对于处在封闭不开放状态的数据，难以在底层直接对碰数据，则可以整体设计、分别计算，最终在AR展示中进行整合处理，实现多系统融合、多网融合、多业务融合的灵活调度。目前海关在监管改革方面，已基本实现“人工—纸质—粗放”型监管向“智能—电子—集约”型监管的转变，但大多关注监管流程信息化，对现场检查操作的支持关注不足。海关现场检查仍然依赖人力来验证单证流和货物流是否相符，难以实现高效准确运作。一是海关现场货物查验方面，存在查验人员流动大、经验不足的难题。为改变手拿报关单、查验单证前往查验场地开展工作的落后状况，海关查验改革推出了查验单兵作业系统，查验人员带着移动单兵作业终端和执法记录设备进行查阅和拍摄、签名及反馈，以更好实现无纸化和全方位、全过程的查验监管和指挥调度，有效防范“三大风险”。相关改革虽然相比纸本查验已经有明显进步，但身上安装、手上拿着显得笨重的单兵配置，实现的仅是类似办公室电脑上的操作，进行一些业务流程的流转，并未能切实发挥科技进步对现场查验的更多支撑和更深入的变革。二是运输工具登临检查方面，存在检查效率低、风险高的特点。按照2018年制发的《海关进出境船舶监管操作规程》，现阶段海关对运输工具的登临检查，在保证双人作业的前提下，对船舶开展检查作业，包括舱室、行李包件、船舶物料等。关检融合后增加了试行开展基础卫生检查、卫生控制、卫生监督、核辐射探测工作。广州海关毗邻港澳，在海关总署推动小船监管作业流程改革的背景下，针对珠江口走私违法特点和海关全面履行国门安全职责日趋重要。但目前在小船登临检查中存在着诸多难点，海关更多的是依靠情报确定检查对象，且在检查时由于小型船舶舱室空间狭窄，舱内私自改装情况普遍，内部结构复杂，通风效果和能见度差，长期以来单靠海关关员人工钻舱查验效率低且准确性差，且容易出现呼吸困难的情况，甚至因油污导致滑倒摔伤，人身安全难以保障。同时，对水下拖带、顶层改装难以有效检查，存在监管盲区。由于效率的低下，对于监管制度的设计和有效实施带来困难。大数据和AR技术的结合，可以使关员以更为高效的方式获取风险特征、决策依据，协助关员采集更多监管细节，即时分析，发现更多容易遗漏的风险，甚至代替关员进行易于判别的、高风险区域的检查工作。一是在辅助人方面：监管现场查验中，可利用场所多个摄像头的优势，应用现场建模技术，与现场多个摄像头联动，建立查验场地、查验对象三维模型，看到视野之外的不同角度的立体内容，以及叠加的风险提示。在风险提示和个人经验不足以支撑情况下，可传输AR内容到后台专家，实现实时共同研判，破解后台专家对一线执法支撑作用难以发挥的难题。小型船舶登临检查过程中，可提前调阅相关船舶的三维船体结构和历史案件高发点位，相关信息通过对常用船只的平面图纸进行三维建模得到初步模板，在后续的AR查验过程中，进一步自动采集细节信息补充，形成一船一档案，解决船体结构复杂、发现问题难的困境。人员上船后，通过对AR设备捕捉到的图像信息分析，得出查验人员所处位置，可将船体正常的结构与现实船体情况进行AR叠加显示，提供查验人员实景对比发现结构差异的能力，快速发现未上报的私自改造，捕捉夹藏线索。必要的时候，可以结合应用大数据和AR技术，实现无人机检查配合，通过一些视野较佳的固定摄像头和无人机、无人船等携带的移动摄像头，对船舶外围及顶层等可能夹藏风险进行协助判别，相关分析结果叠加到视频上推送给风险分析人员进行精准判别。在开展小型船舶检疫过程中，也可由船方使用海关专用辅助设备，进行自助申报，通过音视频通话进行对船长进行询问，并由船长展示航海日志、医疗记录、消毒记录、申报材料等；船员分别展示护照、健康申明卡远程抓拍并测温；远程开展流行病学调查、检验检疫登记并确认结果，登记查验记录单。二是在机器代替人方面：检查作业对人工的依赖一直是现代化海关建设的难题，目前各直属海关试用的机器人无法实现真正代替人进行检查判别，根源就在于缺乏懂查验的大脑和多维犀利的眼睛。船舶登临检查卫生、钻狭小舱室，货运现场查验危险品，都是机器代替人大有用武的地方，开发专用机器人通过保持与后台大数据平台的通讯，根据历史场景训练优化线路实时自动识别导航，代替人进入各种特定场景开展特定检查，自动检查辅以后台指挥，将有力保障关员安全。此外，AR设备采集内容的识别归纳，有助于历史查获的相关企业、商品、运输工具等查验过程的实景分析采集，高查获的大数据分析将不再仅仅是历史查获数据，而是包含了更多的现场细节，为后续更为精准的风险提示奠定基础。近年来大数据和AR技术都在飞速的发展，尤其是在新冠肺炎疫情背景“非接触式”经济的强劲需求下，新模式、新业态不断涌现，大数据与AR相结合的领域也不断有新的技术支撑得到发展。大数据技术方面，流式架构的更替发展突飞猛进，早期大数据生态采用Lambda架构对批的任务和流式任务分别采用不同的计算引擎，后期Spark试图从批的角度统一流处理和批处理，Spark Streaming采用了micro-bach的思路来处理流数据。近年来异军突起的纯流架构Flink发展特别快，利益于其架构的设计合理和生态完善；而Spark近期也抛弃了自身微批处理的架构，转向了纯流架构Structure Streaming。大数据与AR结合关键要求是实时性，与流数据在时间分布和数量上无限的系列动态数据集合体这一特性非常契合，流数据的价值随着时间的流逝而降低，响应速度关乎AR应用的效果，因此必须实时计算给出秒级响应，流计算的发展对AR应用的重要性不言而喻。针对大数据安全的研究也得到长足发展，尤其是对政府机关大数据安全的研究，主动防御的大数据协同安全防护体系，从数据采集、数据传输安全、安全存储计算、数据安全共享、密文计算、数据使用安全、数据安全销毁、数据安全管理等多方面为大数据发展保驾护航。AR技术方面，近年来图像处理与计算机视觉的快速发展带来AR跟踪注册实现手段的逐步完善，一些较为成熟的技术不断被应用进来，如通过报告处理拍摄到的图像数据信息识别和定位真实场景环境，进而确定现实场景与虚拟信息之间的对应关系，该方法一般只需要摄像机拍摄到的图像信息，对设备要求较低，大大降低硬件需求。香港科技大学沈劭劼课题组提出的视觉惯性导航（visual inertial navigation system，VINS）系统将视觉与陀螺仪和加速度计信息深度融合，在无人机和手持移动设备上均获得了较好的跟踪注册效果。华为基于开源组件以及API研发了CloudVR连接协议和软件，打造云VR（AR）架构，实现了实时“端-云-端”解决方案；商汤科技推出Sense AR2.0平台为开发者提供一站式AR解决方案，包含了特效引擎和AR开发者平台。一些高科技公司不断更新发布AR智能眼镜，如Facebook RayBan智能眼镜、亚马逊第二代EchoFrames、Snap第四代Spectacles AR等，近期国内联想、影创、oglasses、Rokid、Nreal等也相继发布高性能AR眼镜产品，硬件终端可选择范围不断扩大。此外，包含多种通信系统或模式，提供包括语音、数据、视频通信、多媒体会议、协同办公、及时通信等核心能力的融合通信技术，具备高带宽、多连接、高可靠性低时延的5G无线通信技术、具备低时延、低带宽、快响应等特点的边缘计算技术都在快速发展，为大数据与AR融合提供有力支撑。如果回溯技术史，无论是秦弩的发明，还是蒸汽机的第一声鸣响，无不极大地推动人类制度的创新和文明的跃进。量变引发质变，以AR、大数据为代表的更多新技术的结合，将为未来监管提供更多可能。随着新技术的深入应用和可靠性的提升，将带动制度进一步优化，提升海关治理能力水平，把好的技术经由制度转化为好的治理效能。高效检查拓宽海关监管覆盖面，有利于改进监管模式顶层设计，提升全面履职能力随着国际贸易业务量的不断增长，海关监管资源增长速度远远无法同步跟上，门槛式监管不再符合监管实际需要。海关在20世纪末期引入风险管理理念和方法，通过数据分析及筛选的方式提升工作效率，从而在管理资源最优化的基础上实现管理效能的最大化。未来，大数据和AR的辅助将极大推动海关检查的高效性、自动化及风险防控的精准度，海关监管效能的提升，海关监管覆盖面将不断扩大，从而改变了海关的监管设计基础。新技术手段使得海关监管资源将再次充足，从而与业务量的增长相匹配，则海关可以在知识产权和濒危物种的边境保护、防止核扩散、反洗钱、反恐、缉毒等非传统职能中，依托更高的监管覆盖面，避免风险管理对不确定性目标的监管缺失。随着治理能力的提升，制度将得以优化，以往由于可查验船舶有限，人工查验难度太大，制度只能规定抽查，查到多少算多少。在提升治理能力后，可以设计完善的制度确保高风险的全方位拦截。推进AR执法结果认可解放人力投入，有利于集中优势资源，提升监管深度机器代替人，可以破解人工作业普遍存在的检查环节现代化短板，但也带来执法结果认可的变革需求。“两轮驱动”在布控方面区分科学随机和精准布控，而在查验方面，却缺少对应的制度支撑。科学随机和精准布控体现的是集中优势资源，将信息化在宏观的应用作用于科学随机，分析出需要重点关注布控的领域进行一定条件下的随机以实现面上的管控，而精准布控在信息化手段的辅助下，集中人力聚焦一些关键的、重大的对象进行拦截处置。对于两者布控命中之后的查验，都需要投入人员进行查验，既限制了可查验量，也体现不出重点，AR执法结果的认可将在这方面发挥作用。对于科学随机布控命中的，除了人工查验之外，对仅需印证的可采取“大数据+AR”智能识别或远程研判的方式实施，对识别结果予以认可；对于精准布控的，可在人工查验布控对象的基础上，增加“大数据+AR”智能识别延伸查验，丰富查验内容、范围和深度。智能分析判别提升安全防控能力，有利于在强化监管的同时更好地促进贸易便利化如何把握依法监管与服务经济的最佳结合点，一直是海关研究的重要课题。“大数据+AR”使得风险分析更精准，定位出更少的高风险目标进行执法查验，集中人力与科技检查资源，快速甄别定位问题提交处置。全方位自动化的扫描计算，使得海关在加入更多检查的同时，企业通关便利不受影响甚至达到无感通关。“大数据+AR”的引入，带来海关监管能力的大幅提升，监管与服务的最佳结合点将会不断放大，海关可以在通得快的同时管得住。在疫情叠加、安全准入为重的形势下，让武装了“大数据+AR”能力的智慧机器代替人将是一个重要的方向。