一. 方案概述
1. 建設背景
2019年底武漢爆發新型冠狀病毒疫情,該病毒具有人傳人、醫務人員感染、一定範圍社區傳播特點,疫情已經擴散至全國各地。
1月23日10時起,武漢市和周邊的鄂州市、仙桃市、潛江市、黃岡市、荊門市等相續宣布暫停運營城市公交、地鐵、輪渡、長途客運,暫時關閉機場、火車站、高速公路等離開通道,嚴防武漢新型冠狀病毒疫情擴散。然而春運自1月10日開始至23日,已經過去13天,返鄉熱潮已接近尾聲。下圖為武漢1與22日遷徙地圖,目的地遍布全國各地!
2020年1月20日,國務院部署肺炎疫情防控工作:落實重點場所測體溫等措施,多部門聯防聯控。
1月21日,交通運輸部召開部務會,督促各級交通運輸部門在聯防聯控工作機制下,配合衛生健康部門在交通樞紐客運場站提供場地設置旅客體溫監測設施。
2. 現狀分析
SARS、伊波拉、H1N1、以及武漢新型冠狀病毒攜帶和感染者具有共同的病例特徵:發熱和咳嗽。在臨場醫學中,醫生需要對病人用體溫表進行體溫測量,藉此判定病人的生理狀態。但是在公共場所,特別是在密集人群中,如若依然使用醫院中的體溫表進行體溫測量,以達到監測和報警的作用,其耗費的人力、設備成本巨大,且被感染風險高、檢測效率低、很難達到預防和警示的作用。
3. 建設目標
針對各公共場所目前普遍存在的人體測溫需求,北京尚邦憑藉多年人臉識別經驗和熱成像測溫技術創新,實現以現代信息技術為支撐,建成覆蓋各種公共場所場景的網絡互聯互通、信息資源共享、標準規範統一、應用功能完備的人體測溫信息化體系。結合當下生物識別技術、熱成像測溫技術、視頻智能分析等技術手段,圍繞「高精度、高效率,低成本,靈活布控、安全可靠」幾個方面,將實現「有效預防、及時控制和消除突發公共衛生事件及其危害」的宏偉建設目標。
4. 設計原則
熱成像體溫檢測方案的規劃設計應以應用需求為導向,以計算機應用技術為手段,以智能化防控管理為目標。系統的規劃建設應遵循以下原則:
1)實用性
依照用戶要求,堅持實用性為主的原則,系統務必完全滿足涉及公共場所各種場景人體測溫的實際需求,採用當前計算機主流應用技術並結合國家突發公共衛生事件應急決策指揮系統,在適當考慮未來發展需求的前提下,避免盲目追求系統設計超前性和設備豪奢性,統籌規劃,實事求是。
2)安全性
系統的建設需要融合以往建設經驗,結合國家突發公共衛生事件應急決策指揮系統的具體應用需求,使用具有成熟應用實踐的軟體平臺架構確保系統的健壯性,選用具備高可靠性、高安全性,具有數萬小時平均無故障時間的設備,同時為關鍵設備、關鍵部件設計冗餘備份。建立健全系統安全穩定運行保障機制、建設系統運行故障預案,全方位多角度保障系統的順利運行。
3)先進性
系統設計應遵循系統工程的設計準則,通過科學合理的設計,既防止片面追求某一高指標,又充分體現系統的先進性,選用先進、成熟、可靠的設備,昀大程度地採用成熟、可繼承、具備廣闊發展前景的先進安保技術,搭建可升級、可擴展、可兼容的系統和應用平臺,構建數位化、網絡化和智能化的公安檢查站安防管理系統。
4)開放性
系統設計採用標準化設計,嚴格遵循相關技術的國際、國內行業標準,確保系統之間的透明性和互聯互通,並充分考慮與其它監控系統的連接。在設計和設備選型時,將科學預測未來擴容需求,進行餘量設計。
5)易管理性、易維護性
系統採用全中文、圖形化軟體平臺實現整個熱成像體溫檢測系統的管理與維護。可自動檢測系統中任何一臺設備的運行狀態,並顯示出詳細參數,以輔佐管理人員及時準確地判斷和解決問題。採用穩定易用的硬體和軟體,完全不需藉助任何專用維護工具,既降低了對管理人員進行專業知識的培訓費用,又節省了日常的維護費用。
5. 設計依據
《國家突發公共衛生事件應急預案》
《中華人民共和國傳染病防治法》
《紅外人體表面溫度快速篩檢儀》(GB/T-19146)
《視頻安防監控系統工程設計規範》(GB50395-2007)
《視頻安防監控系統技術要求》(GA/T367-2001)
《視頻安防監控數字錄像設備》(GB20815-2006)
《安全防範工程技術規範》(GB50348-2004)
《安全防範工程程序與要求》(GA/T75-94)
《安全防範報警設備安全要求和試驗方法》(GB16796-1997)
《民用閉路監控電視系統工程技術規範》(GB50198-1994)
《入侵報警系統技術要求》(GA/T368-2001)
《計算機信息系統安全保護等級劃分準則》(GB17859-1999)
《計算機信息系統安全等級保護管理要求》(GA/T388-2002B)
《IP 網絡技術要求--網絡性能參數與指標》(YD/T 1171-2001)
《信息技術設備的安全》(GB4943-2001)
二. 需求分析
1. 快速體溫初篩的需求
在臨床實踐中,體溫是一項重要的生理指標。體溫的變化通常標誌著疾病的發生、發展和轉歸。由於發熱是包括某些傳染性疾病在內的很多疾病的前驅症狀,發熱在公共衛生領域特別是疾病監測工作中至關重要,因此發熱也是各國開展症狀監測的一項重要指標。
用於測量人體溫度的儀器儀表大致分為兩種類型,分別是接觸式的和非接觸式的。接觸式的儀器在用於公共場所人體檢測時存在以下缺點:
1. 測溫速度慢,需要人為幹預,逐一進行單體測溫;
2. 測量時需要和被測對象接觸,往往由於在使用時消毒不徹底,出現交叉感染的情況;
隨著檢測技術的成熟,非接觸式儀器被廣泛應用於公共場所的人體測溫,其中近距離熱成像溫度測量技術已經普遍成熟在各行業應用,存在以下優點:
1. 測量速度快,通常檢測時間小於1秒;
2. 檢測率高,可同時對多個人進行體溫檢測;
3. 測量過程中不需要和被測對象接觸,不會因為消毒不徹底出現交叉感染的情況;
因此,在公共場所如車站、地鐵站、高鐵站、機場、輪渡碼頭、學校等場所,通常選擇採用非接觸式體溫測量方式,用於對出入口行人進行快速測量,及時發現體溫異常人員,執行快速幹預手段,防止病毒疫情在公共場所下出現大範圍感染人員擴散的危險。同時最大程度上保護在公共場所進行疫情保障的管理人員,防止內部人員頻繁接觸人體,出現被感染病毒的情況發生。
2. 高精度體溫檢測的需求
當前新型冠狀病毒普遍存在初期被感染者出現四肢乏力、發熱等情況,需要採用較高精度的非接觸式體溫檢測手段,用於區分正常人員和低溫疑似感染人員。建議體溫檢測裝置的測量精度不超過±0.5℃。
由於公共場所人員流動性和持續性,同時要求對體溫檢測裝置能夠進行7*24小時的持續測溫,加強對檢測區域的人員進行持續檢測防控。
3. 聯網在線異常預警的需求
由於地鐵、機場等交通樞紐的公共場所,通常存在較多通道出入口,主要存在兩方面問題。一方面是現場保障人員有限,無法對所有出入口布設人員進行現場人員體溫檢測的保障工作;另一方面是出入口多,人員流動性強,發現體溫異常人員後的現場幹預處置存在響應不及時的情況。
需要通過熱成像測溫攝像機聯網方式,對交通樞紐或其他多出入口的公共場所進行聯網布設,在線對所有過往人員進行非接觸式體溫測量檢測。通過實時體溫異常預警的方式,來通知監控中心監測人員快速發現可疑人員進行人工幹預處置。對於移動的人員,通過在線實時預警方式,可以全程視頻追溯其行動軌跡,提高處置幹預的響應速度。並可以根據視頻錄像,留存重要記錄,以便事後對相關人員信息進行追溯。
4. 人臉檢測測溫的需求
通過支持人臉檢測的前端攝像機,可以提高對目標是人體的體溫測量準確度。以避免對其他非人體目標物體進行無效測量,造成出現誤報預警信息的情況出現。
通過人臉檢測也可用於對重點人員布控設防的目的,有效對疑似感染並有效管控的人員進行設防預警。提高在重要公共場所的出入口對目標設防人員進行直接幹預處置響應的效率。
三. 系統總體設計
北京尚邦科技有限公司憑藉多年人工智慧技術經驗和熱成像測溫技術創新,實現以現代信息技術為支撐,建成覆蓋各種公共場所場景的網絡互聯互通、快速檢測、應用功能完備的人體測溫預警管控信息化體系。結合當下生物識別技術、熱成像測溫技術、視頻智能分析等技術手段,圍繞「高精度、高效率,低成本,靈活布控、安全可靠」幾個方面,將實現「有效預防、及時控制和消除突發公共衛生事件及其危害」的建設目標。
1. 技術原理
紅外線輻射:
自然界中,凡是絕對溫度大於零度(-273℃)的物體都能輻射與自身性質、溫度相關的電磁波能量,這種現象為熱輻射現象或者紅外線輻射。
紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射,它是基於任何物體在常規環境下都會產生自身的分子和原子無規則的運動,並不停地輻射出熱紅外能量,分子和原子的運動愈劇烈,輻射的能量愈大,反之,輻射的能量愈小。
熱成像攝像機組成:
根據紅外輻射原理,北京尚邦開發出了熱成像攝像機。熱成像攝像機包含光學鏡頭、紅外探測器、信號處理系統和防護罩等,如圖所示。
熱成像攝像測溫原理:
被測物發射的紅外線輻射通過光學鏡頭收集後被紅外探測器所獲取,通過紅外探測器檢測被測物的紅外輻射能量。輻射能量和溫度存在對應關係,通過信號處理系統將輻射能量即溫度通過不同灰度顯示出來,灰度的不同代表溫度不同。再通過黑體(用於標定紅外系統的基準源)進行測溫標定,建立灰度與溫度的準確對應關係,來實現測溫功能。
2. 系統組成
測溫篩查系統由前端人體測溫聲光報警系統和站點計算機組成。前端人體測溫系統在人行通道口可採用布控式熱成像人體測溫攝像機和高精度人體測溫黑體組成,在人行出入口可採用測溫通關道閘。站點計算機部署本地測溫管理軟體用於對測溫攝像機和測溫道閘進行管理和測溫報警。
3. 系統優勢
兩種模式的系統可根據不同場景靈活部署,既可以作為突發情況下緊急進行通道出入口的流動人員無感體溫測量篩查,也可以用於常態化對交通樞紐、學校、園區的各個通道入口處進行流動人員無感體溫測量篩查。系統可以融合公共場所常用安防子系統,譬如視頻監控、LED屏顯、門禁、報警聯動等系統,實現個子系統間資源共享,為公共衛生應急事件處理提供無感測溫手段,並與關聯安防系統之間形成聯動管控機制。
四. 布控式人體測溫篩查系統
1. 應用場景
針對有專業人員值守的測溫站,如客運站、火車站、地鐵站、機場等安檢入口旅客有序通行場景,僅需在每個入口處部署一臺人體測溫雙目攝像機(自帶聲光報警)和高精度人體測溫黑體,接入現場電腦(安裝北京尚邦測溫管理系統軟體)進行配置管理,即可實現對過檢人員體溫檢測,如體溫異常則報警提醒值守人員進行進一步處置。
2. 業務流程
3. 系統組成
系統由前端人體測溫系統和站點計算機組成。
前端人體測溫系統包括人體測溫攝像機和高精度人體測溫黑體;
站點部署安裝北京尚邦測溫管理軟體。
4. 系統功能
熱成像人體溫度測量通過熱成像攝像機(非接觸式方式),初步對進入測溫範圍的人員進行人體溫度檢測。
異常體溫聲光報警如發現溫度異常個體,熱成像攝像機(自帶聲光報警模塊)觸發聲光報警,提醒現場工作人員進一步處置。
人臉檢測人臉自動檢測,有效排除非測溫目標幹擾;異常體溫報警攜帶人臉圖片,方便精準跟蹤處置。
智能視頻存儲伺服器(IVSS)① 測溫報警:前端人體測溫篩選報警接入、展示、處理、存儲、回放
② 視頻壓縮:對原始視頻進行無損壓縮,並為平臺提供轉發碼流
③人臉識別:承載了基於深度學習的人臉智能識別技術,可實現精確的人臉分析和應用
④ 周界報警:通過深度學習算法過濾無效入侵目標,實現人/車識別報警
⑤數據結構化:提取視頻中的「人」、「機」、「非」關鍵信息,並對關鍵信息做屬性提取,實現關鍵對象的精準布控、查詢以及後期大數據應用
在小型保安室的場景下,IVSS就是一臺NVR+,是集「存儲」、「解碼」、「智能 」一體化的設備。
測溫管理軟體① 視頻監控
支持多個設備同時實時預覽(窗口分割);支持手動錄像、抓圖;支持本地圖片、錄像播放;支持視頻上牆、窗口輪巡。
② 報警管理
支持人體測溫異常報警接入、彈窗提醒;報警事件處理(已解決、未解決、處理中、誤報、忽略);支持報警聯動視頻;支持查看報警事件關聯圖片、錄像。
③ 設備管理
支持自動搜索、手動、導入設備;支持遠程配置設備;支持設備異常處理(網絡斷開、IP衝突、非法訪問等)
5. 部署設計
1) 勘點要求
熱成像測溫像機安裝高度:2米;黑體安裝高度:1.8米。產品圖片及三腳架安裝示意如下:
熱成像像機與黑體採用同側安裝,人行通道在另一側,像機與黑體距離3米,避免測溫過程像機與黑體間存在遮擋。
黑體輻射面需與正對攝像機照射方向,黑體需在熱成像畫面的左邊或右邊如下黑體在圖像右邊:
攝像機俯視角度<30度,不宜採用平視或仰視。要求可見光通道有足夠光照度,且避免逆光/返光/強光變化/遮擋/高溫幹擾等影響。安裝區域需與外界相對隔離穩定的環境,避免室外或與室外相通的場景,不適用於有氣流或強電磁幹擾或振動的環境。避免安裝場景示意圖(光照不足:背光/與室外相通的場景)2) 推薦使用距離
鏡頭焦距 推薦使用距離
3.5mm 2米~3米
7mm 3米~4米
6. 方案特點
1) 部署便捷:人體測溫熱成像攝像機+黑體+普通PC即構成小型測溫站
2) 安全:非接觸式熱成像測溫,避免交叉感染風險
3) 高效:檢測時間小於1秒、可同時對多人檢測
4) 檢測率高:人臉檢測測溫,避免其他非人體目標幹擾
5) 全天候:7x24小時在線實時測溫初篩、預警幹預
五. 通關道閘測溫篩查系統
1. 應用場景
針對機場、海關、車站、樓宇等可以安裝道閘的場景,部署一體化人體測溫閘機設備,接入現場電腦(安裝北京尚邦測溫管理系統軟體)進行配置管理,即可實現對過檢人員身份核驗和體溫測量,如身份驗證通過且體溫正常則通關放行,如身份或體溫異常則開啟禁止開門模式並報警提醒值守人員進行進一步處置,處置完畢後刷特權卡恢復正常開門模式。
2. 業務流程
3. 系統組成
4. 系統功能
1) 人體體溫門禁
人體測溫一體化閘機設計,防衝撞、防尾隨,身份核驗合法且體溫正常才開門放行。
2) 異常體溫聲光報警
如發現溫度異常個體,一體化閘機觸發聲光報警,並開啟禁止開門模式,提醒現場工作人員進一步處置。
3) 人臉檢測
人臉自動檢測,有效排除非測溫目標幹擾;異常體溫報警攜帶人臉圖片,方便精準跟蹤處置。
4) 配套軟體功能(測溫管理系統)
① 視頻監控
支持多個設備同時實時預覽(窗口分割);支持手動錄像、抓圖;支持本地圖片、錄像播放;支持視頻上牆、窗口輪巡。
② 報警管理
支持人體測溫異常報警接入、彈窗提醒;報警事件處理(已解決、未解決、處理中、誤報、忽略);支持報警聯動視頻;支持查看報警事件關聯圖片、錄像。
③ 門禁管理
支持所有門禁通道的一鍵常開\一鍵常閉\恢復正常;支持門禁通道開關門狀態的監測及控制。
④ 設備管理
支持自動搜索、手動、導入設備;支持遠程配置設備;支持設備異常處理(網絡斷開、IP衝突、非法訪問等)
5. 部署設計(設備安裝要點)
請參考人行道閘使用說明書
6. 方案特點
1) 集成度高:熱成像人體測溫攝像機+人行導致一體化設計,方便安裝部署;
2) 安全:非接觸式熱成像測溫,避免交叉感染風險
3) 高效:檢測時間小於1秒、可同時對多人檢測
4) 檢測率高:人臉檢測測溫,避免其他非人體目標幹擾
5) 全天候:30x24小時在線實時測溫初篩、預警幹預
6) 可靠:防衝撞、防尾隨
六. 核心產品介紹
1. 人體測溫雙目攝像機
氧化釩非製冷紅外焦平面探測器探測器解析度:256*192光譜範圍:8μm~14μm熱成像鏡頭:3.5mm/7mm可選靈敏度:<50 mK可見光:1/2.8「 CMOS可見光鏡頭:4mm/8mm可選聲光警戒:內置白光警示燈、喇叭測溫範圍:30℃~45℃,解析度:1080P測溫精度:±0.3℃,有黑;±1℃,無黑體2. 人體測溫雙目球機
熱成像採用業界領先的非製冷氧化釩焦平面探測器,靈敏度高,圖像質量好AI智能:人臉檢測,人臉測溫,並可以聯動多種報警動作,如email、外部報警等支持高精度非接觸式溫度測量,±0.3℃,有黑體;±1℃,無黑體安全性:支持IP白名單和黑名單、MAC白名單與黑名單、多級用戶管理,人性化監控保密和權限管理H.265編碼:低碼流傳輸,更省帶寬支持GBT28181、ONVIF等網絡協議,組網更便捷支持WEB、手機和PC等多種客戶端預覽查看視頻圖像SD卡本地存儲,支持斷網續傳支持白熱,黑熱,聚變,彩虹,金秋,午日,鐵紅,琥珀,春夏秋冬等18種偽彩可調支持語音對講支持聲光警示3. 人體測溫黑體
工作溫度:40.0℃(環溫+5.0℃~ 50.0℃可調)溫度解析度:0.1℃測溫精度:±0.2℃(單點)溫度穩定性:±( 0.1~0.2 )℃/30min有效發射率:0.97±0.02電源:220VAC 50Hz環境溫溼度:0~40℃/ ≤80%RH4. 人體測溫閘機
人體測溫模塊:測溫範圍:30℃~45℃,測溫精度:±0.3℃,有黑體;±1℃,無黑體;功能:人臉檢測,人臉測溫,聲光警示道閘模塊:機箱材質:304不鏽鋼,壁厚2.0mm電機類型:伺服電機紅外檢測數:30對通道寬度:600mm~1000mm可選擺臂材質:亞克力功能:人臉識別、IC卡、二維碼、指紋等可選配供電:AC 100-240V/50~60HZ5. 智能視頻監控一體機
支持30萬張人臉圖片,50個人臉名單庫支持6路人臉識別(1080p視頻流)或20張/秒圖片流比對報警支持1000萬條人臉歷史抓拍庫支持1000萬人體檢測歷史抓拍庫支持聯動錄像,抓圖,日誌,蜂鳴,郵件,預置點,本地報警輸出,IPC報警輸出,門禁,語音播報網絡帶寬:網絡帶寬400Mbps接入、320Mbps存儲、96Mbps轉發;接入能力:128路解碼能力:20個1080P視頻輸出:2路VGA輸出,3路HDMI輸出,其中VGA1和HDMI1同源輸出,VGA2和HDMI2異源輸出支持4K顯示硬碟接口:8個,SATA3.0,單盤最大10T