公安重點場所人臉識別布控項目技術方案書(V3.0)1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111公安重點場所人臉識別布控項目技術方案書(版本V3.0)目 錄第一章 項目背景1第二章 項目需求22.1項目建設必要性22.2項目建設目標32.2.1項目建設整體目標32.2.2 三個實施階段的建設目標3第三章 項目規劃設計53.1系統概述53.2系統設計依據53.2.1軟件設計參考標準53.2.2系統設計參考標準53.2.3設計原則53.3系統設計說明63.3.1建設內容63.3.2建設規模73.3.3系統組成73.3.4物理架構圖83.3.5系統結構設計83.4系統功能說明93.4.1建模服務系統93.4.2系統主界面103.4.3比對服務平臺103.4.4后臺管理系統113.4.5報警管理系統123.4.6手機報警客戶端133.4.7電腦IE瀏覽器遠程查詢143.5主要硬件設備技術參數143.5.1人臉識別服務器143.5.2星光級人臉識別攝像機15第四章 施工組織及安裝調試方案174.1施工方案設計的依據174.2施工總體要求174.3施工過程時間安排表174.4風險和建議184.5攝像頭安裝182第一章 項目背景隨著經濟的發展、城鎮建設速度加快，導致城市中人口密集、流動人口增加，引發了城市建設中的交通、社會治安、重點區域防范等城市管理問題。尤其是近年來面對城市反恐的新課題，為公安管理工作特別是預防犯罪和執法工作提出了新的挑戰。而公安警力增加遠不能滿足實際需求的發展速度，于是能將科技手段轉化為直接戰斗力的城市治安圖像監控成為了解決該問題的重要手段。為了保障人民群眾安居樂業，公安部決定在全國開展城市報警與監控系統建設“3111”試點工程。以積極預防、控制和打擊犯罪為目標，建設整合社會監控信息資源，建立有效的城市監控體系和機制，以全市社會面動態治安控制為重點，運用計算機網絡、圖像處理等現代技術，依法有組織地整體建設全市社會治安監控體系，努力實現全方位、全時空的防范監控，大幅提升治安防控體系的科技含量，提高全市公安機關在動態、復雜環境下，駕馭、控制社會治安局勢的能力以及為民服務水平。同時，隨著科學技術的不斷發展和進步，人臉生物識別技術的日益成熟和完善，人臉生物識別技術作為全球最前沿的生物識別技術及圖像處理技術，在當今社會公共安全防范、逃犯追捕、網絡安全、金融安全等諸多領域將發揮著獨有的不可替代的作用，是人類社會科學技術發展與進步的里程碑，將廣泛應用于安防、公安、航空、港口、海關、銀行、大型企事業單位、大型會議活動、高端會所、重要的街道、碼頭等場所的安全防范，將為當前復雜國內外安全形勢下的安全保衛、安全防范帶來革命性的變革，有效的促進當前國內安防建設由平安城市向智慧城市進行轉變。公司利用其自主研發的“深度神經元算法”人臉識別技術，率先應用到公共安全視頻監控領域，公司應勢推出“重點場所人臉識別抓拍布控系統”應用解決方案，解決了當前平安城市建設項目中存在的可視化管理、智能預警、精確打擊等多個難題，通過高精準的人臉識別技術，保證事件發生前后公安機關相應部門能第一時間把握現場畫面情況、并協助上級指揮現場，提高管理者的管理效率和對突發事件的應急處理能力。這對于保障人民生命財產安全，建設智慧城市，構建和諧社會具有重要意義。第二章 項目需求2.1項目建設必要性現有配套較完善的“視頻監控安防系統”，主要解決了對重要場所的現場監控視頻錄制與存檔，系統未實現智能化，單純監控錄像儲存，視頻資源未能有效利用；一但發生事件，都是事后查看大量相關視頻，而且視頻監控存儲數據占用空間巨大，且大量無用信息，追查時需大量人力物力翻查，耗費大量的時間和精力，并且查案人員在瀏覽大量視頻源時及易產品視覺疲勞，影響工作效率。同時，現有的視頻監控平臺面臨全新的挑戰，包括如下：1、公共安全事件頻發，預警預防手段未完善預警預防多依賴于視頻監控，手段單一，視頻監控多做為事后偵查依據，事前預防能力弱。視頻監控覆蓋不足，沒有形成全方位布控。2、日益惡化的治安形勢和與日俱增的暴力恐怖主義活動，需通過高科技手段精準打擊犯罪份子海量電子化案件信息的利用深度不夠，多警種之間的案件信息缺乏關聯與比對分析，迫切需要采用人臉識別技術進行精細的監控跟蹤，通過“秒”級搜索，實現高精準的快速打擊。3、在突發事件處置時，指揮調度未發揮出應有的效率指揮人員難以實時掌握現場情況，現場人員持有不同通信終端，統一調度難，以語音調度為主，傳遞信息量少，迫切需要采用支持人臉識別技術的移動終端與可視化管理手段進行集中指揮調度。4、警察業務繁雜，警務管理碎片化，需要系統化的整合管理警察管理業務繁多，各警種間互聯互通不夠，需要通過新的互聯平臺技術實現多部門的協同作戰，通過資源整合，實現應急聯動。基于上述情況分析，公安系統迫切需要支持人臉識別技術的智能視頻監控系統，并支持手機移動客戶端，快速響應，精確打擊，以解決當前業務系統面臨的挑戰以及未來發展需求。2.2項目建設目標2.2.1項目建設整體目標根據區公安分局要求，搭建重點場所人臉識別抓拍布控系統平臺，建立一套具有動態人臉識別自動預警系統，對接入系統的人臉識別監控攝像機所監視區域內的人員進行準確的人臉捕捉，獲得其清晰的人臉圖像，系統自動完成人像信息存檔，同時還能與重點人員庫內的人臉圖像進行比對，從而起到抓拍、識別、預警防范的作用。本系統為公安業務系統提供的最佳的技術手段，實現事件的事前預警提示、事中控制以及事后事件的人像檢索，系統將保存每個經過攝像機的人臉照片，為海量視頻的大數據分析提供了有效的圖偵手段。整個系統可按項目需求靈活無縫對接開發，系統應用可拓展性強。在本方案中，布控場所選址為“區汽車客運站”，系統主要建設目標：1、 實現人臉建庫，人臉抓拍并存檔（保存時間五年，可根據需求增加儲存年限）2、 與庫內黑名單人員人臉實時檢索比對，與庫內人員比對成功后，自動預警；3、 預警信息通過手機APP及微信等方式發送實時信息至負責人手機，并進行事中干預。4、 人臉以圖搜圖，可事后查詢人員出現的時間、地點及現場環境圖片。5、 系統獨立運行，信息安全保密，且自動化處理，無需人員值守。6、 采用B/S架構，通過IE瀏覽器遠程查詢，結合地圖數據定位顯示。2.2.2 三個實施階段的建設目標項目實施上分三個階段進行部署實施，各個階段建設的目標如下：1. 第一階段:收集人像，建立海量人像數據信息庫1) 本項目接入60路人臉識別攝像機的視頻源，配備32T儲存容量服務器。根據目前實測數據，每張人臉圖片的存儲空間約8k，區汽車站安檢口1路一周抓拍14萬張人臉圖片，人臉圖片占用空間為1.2G，每年存儲量約1.2*4*12=60G；60路人臉識別攝像機采集人臉1年的存儲空間約為60*60=3.6T。如8塊4TB硬盤通過磁盤陣列RAID5，有效存儲空間為28T，可支撐60路攝像機 28/3.68年。不僅能支撐今后存儲內容多樣性擴展（包括后期實現現場圖片抓拍、視頻存儲等），同時還支持服務器集群運行。2) 系統具備動態人臉抓拍、人臉數據信息自動建庫。3) 系統具備在庫人員實時自動比對，同時具備把比對成功的信息有界面提示。4) 黑名單人員資料單人或者批量錄入建庫功能。5) 系統比對成功的人員以身份卡片的格式存檔。存檔內容包括：序列號、庫里人臉、實拍人臉、時間、地點、相似度、現場環境圖片。6) 對人像數據庫存檔年限5年。（后期再增加或更新存儲設備，可支持數據永久保存）2、第二階段：實現人臉以圖搜圖，短信、手機APP及微信端對接開發1) 建設海量人像搜索平臺，實現人臉以圖搜圖功能。2) 對接開發短信、手機APP及微信端，預警信息卡片實時或匯總推送到移動終端。3) 對接公安系統管理平臺，嵌入新的業務系統中使用。3、第三階段：實現B/S結構遠程查詢功能，結合地圖數據定位顯示1) 可遠程通過IE瀏覽器加密訪問服務器查詢數據。2) 通過IE客戶端發送人臉照片到服務器，比對分析后顯示該人員位置信息。3) 結合地圖數據，圖片定位顯示關注人員出現位置，人工預測其行為動向。第三章 項目規劃設計3.1系統概述公安重點場所布控系統是在重點場所（火車站、汽車站、碼頭、機場、地鐵）的主要出入通道口安裝單路至多路人臉識別攝像機，系統會自動動態捕捉所經過人員的人臉照片（所有經過的人員人臉照片會保存在后臺數據庫），同時實時將人臉照片發送至人臉識別比對服務平臺，人臉識別比對服務平臺將接收的人臉信息與后臺重點布控人員人臉照片信息進行搜索比對，比對完成后，發現是布控的人員時系統就會自動預警提示，同時將報警信息推送至手機客戶端。3.2系統設計依據3.2.1軟件設計參考標準參考資料出處計算機軟件開發規范GB8566-88計算機軟件質量保證及配置管理計劃規范GB/T12504-12905-90計算機軟件產品開發文件編制指南GB8567-88計算機軟件需求編制指南GB9385-88計算機軟件測試編制指南GB9386-883.2.2系統設計參考標準參考資料出處公安信息化標準匯編公安部Web頁面設計規范公安部公安綜合信息系統數據規范GA 4171GA 4173-2003公安部信息類別代碼公安部公安基礎數據元素標準序列公安部3.2.3設計原則1、 先進性原則 采用當今國內、國際上先進和成熟的計算機軟硬件技術，使新建立的系統能夠最大限度地適應今后發展變化和業務發展變化的需要，采用開放的體系結構，采用先進的多層結構技術。2、 統一性原則系統設定的工作模式、運行機制、業務流程等要符合公安制訂的相關規范和相關工作要求。3、 可靠性原則系統運行后，經常要采集數據，并進行處理。信息量大，存貯周期長，因此對于的系統故障都會帶來不可估量的損失，這就要求系統具有高度的可靠性，設計中貫徹容災容錯的思路。系統建設采用主流產品和成熟的技術，以保證其高質量和穩定性，采用成熟技術以提高系統的穩定性。4、 可擴展、可維護性原則充分考慮目前業務工作對信息系統的需要，在結構、容量、通信能力、產品升級、處理能力、數據庫、軟件開發等方面具備良好的可擴展性，數據存儲結構設計在充分考慮其合理、規范的基礎上，同時具有可維護性。3.3系統設計說明3.3.1建設內容本項目建設范圍主要是公安重點場所人臉布控系統應用，本項目建設內容主要包括系統應用軟件、系統支撐硬件兩大部分。 其中系統應用軟件部分建設內容包括： 建模服務系統：布控人員照片（支持本地照片，數據庫連接）及信息批量導入數據庫或單張照片建模； 前端人臉采集模塊：動態人臉的檢測與采集，實現人臉抓拍功能。 人像比對服務平臺：接收前端采集的人臉照片信息與后臺布控人員人臉照片信息進行搜索比對，如比對成功，將發送比對結果至報警系統，并存儲到數據庫。 后臺管理系統：人員基礎信息管理、人臉搜索比對管理、場所重點布控管理、監控日志管理、查詢統計、系統管理等。 報警系統：接收到比對服務的實時報警信息并報警，可查詢報警信息。 短信報警發送：接收后臺短信的報警信息。 手機APP及微信報警推送：接收后臺服務端推送的報警信息。 其中系統支撐硬件部分建設內容： 數據中心公用硬件設備：數據庫服務器、比對服務器、數據建模服務器、管理PC、核心交換機。 前端硬件設備：高清人臉識別攝像機、前端采集報警PC。3.3.2建設規模本項目規劃是對“區汽車站”的乘客出入通道口進行布控(實現對出入該汽車站的所有人員進行人臉抓拍及存檔)，根據項目現場需求，前端配置四臺高清人臉識別攝像機，后臺配套交換機及人臉識別服務器，系統自動抓取人臉數據并保存。項目具體布控點數及配置服務器的數量依據現場勘測及需求論證分析后進行確認。同時今后按項目需求可添加接入公安專網進行集中接警與處警，通過無線終端方式發送相關預警信息至指定的手機客戶端等功能。3.3.3系統組成公安重點場所人臉布控系統由：數據建模系統、前端采集系統、集群比對服系統、中轉服務系統、后臺管理系統、報警系統、手機報警客戶端等部分組成。l 建模服務系統：布控人員照片（支持本地照片，數據庫連接）及信息批量導入數據庫或單張照片建模；l 前端采集系統：主要檢測并且采集經過攝像機的人臉照片信息，并發送至人臉比對服務平臺；l 集群比對服務系統：接收前端采集的人臉照片信息與后臺布控人員人臉照片信息進行搜索比對，如比對成功，將發送比對結果至報警系統，并存儲到數據庫。l 后臺管理系統：人員基礎信息管理、人臉搜索比對管理、場所重點布控管理、監控日志管理、查詢統計、系統管理等。l 報警系統：接收到比對服務的實時報警信息并報警，可查詢報警信息。l 短信、手機APP、微信報警推送：接收后臺服務端推送的報警信息。3.3.4物理架構圖圖1 物理架構圖說明：在重點場所人流通道安裝單路或多路高清人臉識別攝像機，系統會自動捕捉所有經過人員的人臉圖像，并發送至人臉比對服務平臺，人臉比對服務平臺將接收的人臉信息與數據庫的布控人員的人臉照片信息進行搜索比對，比對完成后，發現是在布控人員系統自動預警提示，同時將報警信息推送到值班民警手機進行人工復核。3.3.5系統結構設計網絡說明：在中央指揮中心部署人臉識別比對服務器平臺（包括數據庫服務器、比對服務器、集群服務器、存儲服務器等）、管理PC機、報警PC機，在重點場所各通道口安裝采集PC機、高清網絡攝像機及IE客戶端。值班民警手機上安裝報警客戶端。服務器配置說明：根據現場攝像機安裝的路數及數據庫容量大小配置服務器數量，其中小規模系統可考慮所有服務器模塊安裝在一臺服務器上運行。圖2 系統結構示意圖3.4系統功能說明3.4.1建模服務系統1. 單張照片建模：選擇1張本地照片建模；2. 本地照片批量建模：實現本地照片批量建模；3. 數據庫批量建模：提供數據連接接口，實現批量導入功能；3.4.2系統主界面當前視頻通道顯示區視頻通道抓拍人臉顯示區黑名單人員預警顯示區圖3 主界面示意圖3.4.3比對服務平臺大規模系統中比對服務器可采用集群架構、并行設計的思想，比對服務器可動態的添加或刪除。由管理節點維護，管理比對服務器，監視比對服務器狀態。比對模板在系統初始化時直接載入內存，減少I/O次數，可以按照指定的約束條件進行人像比對。（1） 集群服務集群服務為“中轉服務”，“節點服務”提供業務支撐并管理整個業務邏輯執行過程在整個系統中起著負載均衡的功能，并采用B/S架構方式提供客戶端應用服務。（2） 節點管理器節點服務對本地人臉模版進行管理，系統運行后節點服務會自動將本地節點中的人臉模版數據加載至內存以便加快系統人臉比對速度，當有執行業務比對時，即可進行實時比對。圖4 節點管理界面（3） 中轉服務中轉服務作為系統通訊的接入網關提供各設備的接入接口的同時還承載著業務處理接口功能，包含視頻流注冊和比對接口，圖片注冊和比對接口，以及視頻文件注冊和比對接口。3.4.4后臺管理系統1、 人員信息管理實現對數據庫中人員的基本信息及人員照片信息維護管理功能，可進行增加、刪除、修改、查詢等操作。對人員模板進行采集功能。2、 人臉搜索比對1) 照片搜索比對：抽取1張或多張照片并注冊到數據庫。同時支持照片切割功能，如：把一張10人的照片進行分割成10個模塊分別注冊；2) 視頻搜索比對：接入usb攝像頭進行實時比對；3) 視頻文件搜索比對: 抽取1段視頻進行注冊到數據庫；3、 重點場所布控實現對所管轄的監控場所的管理維護功能，包括增加、刪除、修改、查詢等功能。實現對監控場所監控設備的管理維護功能，包括增加、刪除、修改、查詢等功能。4、 監控日志查詢監控日志記錄了所有攝像機采集人臉照片發送到后端進行比對的結果歷史記錄，并按時間進行排序。其中比對結果分三種類型;5、 報警日志查詢報警日志中記錄在實時報警中接警過的信息，通過按查詢條件查詢。6、人員軌跡預測系統提供先進的軌跡預測功能，用戶可以輸入關注人員的照片進行檢索，系統將自動輸出該人員在系統監控范圍內出現的所有記錄（監控點地理位置及日期時間）。關注人員的照片既可以從人臉庫中選擇，也可以導入一張新照片。7、 可疑情況報警實現實時顯示現場報警信息，報警人員現場照片及數據庫布控人員照片。8、 系統設置1) 實現系統參數設置2) 實現用戶權限管理及設置；3.4.5報警管理系統1、 實時報警顯示系統實時顯示出報警信息，可查看報警詳細信息。報警信息包括含以下主要信息：1) 報警人員現場視頻人臉圖像2) 報警人員入庫人臉圖像3) 報警當前幀的監控視頻截圖4) 報警人員主要身份信息（例如姓名、年齡、性別、人員類型等）5) 該報警的準確時間（精確到秒）2、 報警查詢報警日志查詢即可以根據不同的條件查詢當時的報警情況。報警記錄查詢的功能是查詢系統歷史報警記錄信息，歷史報警信息應包含以下主要信息：1) 報警人員現場視頻人臉圖像2) 報警人員入庫人臉圖像3) 報警當前幀的監控視頻截圖、4) 報警人員主要身份信息（例如姓名、年齡、性別、人員類型等）5) 該報警的準確時間（精確到秒）3、 報警設置實現對報警更新時間、彈出窗口停留時間設置，報警類型定義等設置。3.4.6手機報警客戶端1. 實時接收后臺推送的報警信息2. 報警信息顯示現場照片及數據庫類照片3. 可查詢相關詳細信息4. 聲音報警提示 3.4.7電腦IE瀏覽器遠程查詢1. 可通過電腦IE瀏覽器登錄服務器，通過權限認證后可進行遠程查詢。2. 發送需要查詢的人員圖片到服務器。3. 服務器自動比對分析數據庫圖片并返回相關數據。4. 結合地圖定位關注人員出現位置，支持人工預測關注人員行動軌跡。3.5主要硬件設備技術參數3.5.1人臉識別服務器處理器CPU類型Intel 至強E5-2600系列CPU頻率2.4GHz處理器描述E5-2630V3CPU緩存15M主板擴展槽支持2個PCIe 2.0和4個PCIe 3.0芯片組英特爾C610系列芯片組內存內存類型DDR4 -2133MHz內存大小8G*2最大內存容量384內存插槽數12存儲硬盤大小8*4T硬盤類型SAS內部硬盤位數最大可配8塊3.5英寸熱插拔硬盤磁盤陣列卡H330光驅DVDRW網絡網絡控制器Broadcom 5720雙端口千兆網卡顯示性能顯示芯片集成顯卡電源性能電源固定式冷插拔電源3.5.2星光級人臉識別攝像機l 200萬NIR紅外增強超低照度CMOS傳感器/200萬超低照度CMOS傳感器l ARM9架構，嵌入式SOC系統l 內置人臉識別抓拍及編碼，支持對出現在監控視野的人員進行人臉抓拍及編碼上傳l 支持寬動態、背光補償和圖像翻轉l 支持3D降噪、de-interlace、圖像增強、邊緣增強，伽馬調節l 支持ICR雙濾切換，自動適應日夜模式l 支持H.264 BaseLine Profile / Main Profile編碼類型l 支持雙碼流傳輸，副碼流D130FPS，完美實現看高清存標清l 支持音頻輸入輸出、報警輸入l 雙內核備份，POE供電l 支持IOS/Android/WindowsMobile手機瀏覽、控制l 支持電子放大和電子拖拽l 支持視頻移動偵測（VMD）、敏感區域遮擋l 自動獲取IP(DHCP)、自動撥號(PPPOE)、自動端口映射(UPnP)、域名解析(DDNS)l 支持NFS協議、FTP下載l 支持Micro SD卡存儲l 支持ONVIF協議，可通過VLC等播放軟件直連視頻l 支持GA28181協議第四章 施工組織及安裝調試方案4.1施工方案設計的依據工業計算機監控系統抗干擾技術規范民用閉路監視電視系統工程技術規范智能建筑設計標準建筑物防雷設計規范工業企業通信接地設計規范甲方對系統的具體要求4.2施工總體要求為保證工程質量，人臉識別系統施工設計應解決好以下幾個方面的問題1施工設計對現場環境做出詳細勘測，與用戶一起規劃出施工圖。施工設計的合理性對工程質量至關重要。2施工過程通過細化安裝操作的各個環節來保證對施工質量的控制。3施工管理為施工實施制定詳盡的流程，以便于對工程施工的管理。施工流程要求達到兩個目的，保證工藝質量和及時糾正出現的問題。4質量控制有用戶和施工方的項目經理組成質量監督小組，并編制質量控制日志。4.3施工過程時間安排表序號施工內容所用時間完成標準1室外線纜管道安裝5天基礎牢固、線纜完好2感知設備安裝、調試6天固定結實、保證使用3設備端安裝、調試4天固定結實，保證使用4設備編號1天編號正確有序5施工完成工期15天驗收4.4風險和建議 人臉識別準確率與攝像機安裝位置（如抓拍人臉的角度、像素大小）、現場環境光線（如過暗、過亮），黑名單照片質量和數量等因素影響極大。為保證系統有更好的效果，建設要求建議如下：l 攝像機安裝時，盡量安裝在固定的地方，攝像機的防抖動功能和算法本身能對相機抖動進行一定程度的補償，但是過大的晃動還是會影響到檢測的準確性；l 在未開啟寬動態的功能下，攝像機視場內盡量不要出現天空等逆光場景；l 為了讓目標更加穩定