STEM｜中學生發明車廂人數系統準過港鐵　編程結合AI奪兩獎

香港青年協會主辦的「香港學生科學比賽 2022」於8月初公布比賽結果，調景嶺萬鈞匯知中學的4位學生，歐沛怡、張鉦朗、羅淳德及凌逸晞憑估算港鐵車廂人數系統「鐵搭呢號」（Easy Train）獲得初中組季軍及初中組「觀眾最喜愛大賞」。系統以鏡頭、AI及雲端技術，分析港鐵列車上的乘客數量，再即時顯示結果，方便乘客到人數較少的車廂上車。

4名學生設計系統時不但要將課堂上學到的知識整合應用，更要網上自學進階編程技術，提升作品運算速度。負責指導的林鐘輝老師笑言，學生在發明時需要使用到不少自己不太認識的技術，自己也要事先網上自學，才能指導學生，與學生一起進步。

4位參賽學生於參加比賽時講解及展作他們的作品 ▼▼▼

發明綜合編程、AI、手機App知識

參加比賽的4位學生是分別於新學年升讀中三的歐沛怡、凌逸晞及升讀中四的張鉦朗、羅淳德，「鐵搭呢號」是他們過去一個學年，運用編程、AI、雲端等技術所研發出的點算港鐵車廂人數系統。

系統會於車廂的各個門口設置多個鏡頭，配合拱型鏡拍攝車廂內的情況，然後利用AI及雲端技術運算影像內出現的人數。系統會將偵測到的乘客逐一以長方框標記出來，然後分析車廂的擠迫情況，再以不同顏色分級，顯示於月台熒幕或手機程式方便乘客閱讀。

「鐵搭呢號」的運作畫面示範 ▼▼▼

系統主要成本是購買鏡頭的費用，以港鐵每卡有5對車門、每班列車有8卡計算，每班列車將需要安裝80個鏡頭。鏡頭成本視乎用家所需準確度而定，但一般家用視像鏡頭已經足夠，以每個鏡頭300元推算，於一列港鐵列車上安裝系統需約2萬多元。

另外考慮到私隱問題，系統並沒有加入人臉辨識功能，只會紀錄車廂人數。

靈感來自日常生活 希望發明品解決問題

歐沛怡同學表示，他們發明系統主要靈感源自日常生活，「因為我哋成日坐地鐵，有啲車廂無咩人好多位坐，有啲好似沙甸魚罐頭咁，好唔平均」，而系統可以指示乘客前往較少人的車廂上車，不用等多班車。

除了一般乘客，他們亦有考慮到身障乘客的需要。系統亦會偵測各個車廂的輪椅位或關愛座是否可用，從而指導他們前往相關空間仍然可用的車廂。

發明品理論上「準過港鐵」 巧遇評審有份設計現行系統

現時港鐵已有與「鐵搭呢號」功能相同的系統，但兩者在技術上亦有不同。張鉦朗同學解釋，港鐵系統以車廂重量計算擠迫程度，會因乘客攜帶大型行李而出現誤差；而他們的系統則以鏡頭點算人數，點算人數方面理論上會比港鐵系統準確。

巧合的是，其中一位比賽評審是有份設計現時港鐵評估列車乘客數量系統的工程師，一度令他們不知所措，擔心發明品變相批評對方設計，影響評分。

不過評審不但沒有介意，更就他們的設計提出多項建議，例如除考慮車廂乘客量，亦可以思考月台乘客量是否也可以透過他們的發明作分流。他們感謝評審的意見，希望繼續改善作品，日後應用到不同交通工具。

自學Coding成最大困難 STEM教育學習成果多

被問到研發過程最大困難時，四人一致認為是編程部分，因為系統需要他們運用從沒學過的進階編程知識。他們於是在老師指導下，自行在網上搜尋相關知識的網頁和短片自學。即使找到合適網頁，也要自行篩選出有助發明的編碼，並保持發明品的原創性。

老師任指導角色 與學生齊齊學編程

負責指導4名學生的林鐘輝老師表示，自己主要協助學生整合資料和提供技術指導，例如在發明初期會引導學生討論，幫助他們整合資料。

他坦言，指導學生時最大挑戰是編程知識，因為研發需使用Python編程語言結合AI，但自己對Python只有基本認識，所以需先行自學才能指導學生，認為「學生學習，老師都係一個學習」。

總結而言，林老師認為發明品比賽為學生提供平台，應用到學過的知識，甚至改善日常生活。