張虎 葛兵 康禹

1. 吉林省長春市公安局信息整合辦 2. 成都鼎橋通信技術(shù)有限公司 3. 華為技術(shù)有限公司

引言

公安部“十三五”規(guī)劃提出要啟動4G寬帶通信技術(shù)和窄帶通信融合的專網(wǎng)建設，“十三五”期間初步建成公安無線通信寬窄帶融合“移動公安網(wǎng)”，實現(xiàn)語音指揮、視頻調(diào)度、大數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)木C合應用，全面提升公安機關(guān)應急處突、社會服務和執(zhí)法辦案能力，滿足政務、公共安全、社會管理、應急通信等對寬帶數(shù)字集群專網(wǎng)系統(tǒng)的需求。當前公安使用的無線傳輸方式包括350兆、340兆、衛(wèi)星海事通訊以及公網(wǎng)4G傳輸，然而這些傳輸方式，在面對大量的、雙向的視頻流都顯得力不從心，此時LTE寬帶集群的優(yōu)勢就凸顯出來。

當前人臉識別技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、無線傳輸技術(shù)等新興技術(shù)逐漸成熟，但一些部門在公安信息化建設和應用上的認識存在一些誤區(qū)，無法對各種技術(shù)方案提出具體比較。受影視作品、科幻小說影響，對信息化應用混淆認識、模糊概念、期望值過高，有很多不切實際的想法和要求，導致公安信息化建設存在盲目性，應用沒有針對性。長春市局緊密結(jié)合一線實戰(zhàn)需求，每個環(huán)節(jié)都采用先進技術(shù)，完全按照國標要求，推出了具有長春特色的整體解決方案。

一、基于LTE無線專網(wǎng)的人臉識別實現(xiàn)

（一）無線專網(wǎng)的現(xiàn)狀

在當前的警務實戰(zhàn)中，數(shù)據(jù)傳輸方式分有線和無線兩種，其中應急通信以無線為主。同時，無線通信有窄帶通信和寬帶通信兩種，窄帶通信主要承載語音傳輸，有350兆模擬集群系統(tǒng)、PDT警用數(shù)字集群系統(tǒng)等；寬帶通信主要承載視頻、圖像和數(shù)據(jù)傳輸，代表手段有340兆圖傳系統(tǒng)、公網(wǎng)運營商3G/4G網(wǎng)絡、LTE專網(wǎng)等。

上述幾種通信手段中，350兆模擬集群通信最早解決了公安集群語音通信問題，但隨著頻率資源的飽和，系統(tǒng)暴露出的弊端越來越多，逐步被警用數(shù)字集群取代。PDT具備窄帶通信的所有功能，但帶寬不足，無法承載視頻、圖像和大數(shù)據(jù)傳輸。而340兆圖傳系統(tǒng)受頻率、帶寬、覆蓋等因素限制，很難大面積組網(wǎng)、導致高清多路圖像傳輸非常困難，因此只能是特定場景應急使用。

LTE無線專網(wǎng)很好地克服了上述缺點。利用第四代移動通信技術(shù)TD-LTE為核心技術(shù)，將高速率、大帶寬、快速呼叫建立、指揮調(diào)度等特點進行融合，建立起一個集語音、視頻、數(shù)據(jù)為一體的公安專用LTE數(shù)字集群系統(tǒng)。并且對于無線專用頻率問題，工信部專門規(guī)劃出了1447～1467MHz 20M頻段用于寬帶數(shù)字集群專網(wǎng)系統(tǒng)，專網(wǎng)專用，保障了頻率使用的合法性。

（二）人臉識別業(yè)務應用現(xiàn)狀

人臉識別適應特定條件下的警務輔助應用，當前人臉識別應用主要可分為兩種模式：

（1）執(zhí)勤人員攔截可疑人員，使用終端對其面部拍照，操作終端，將照片上傳至后臺，后臺比對后返回結(jié)果到終端顯示；

（2）攝像頭自動抓拍人臉照片，回傳至后端比對后報警，在后臺PC機顯示，后臺人員再通過電話等形式描述給執(zhí)勤人員。

兩種模式都有很大弊端。第一種模式必須依賴執(zhí)勤人員發(fā)現(xiàn)可疑人員的能力，工作量大，效率低下，嚴重擾民。第二種模式，一般應用在地鐵、火車站、機場、金融等行業(yè)，是“通道審驗”式的工作模式，受到現(xiàn)場固定、封閉、僵化環(huán)境的限制，執(zhí)勤現(xiàn)場必須有大量設備、有識別界面，PC機值守人員，以及PC機值守人員執(zhí)勤人員溝通描述所存在的必然偏差，效率低下，工作狀態(tài)暴露。

（三）長春人臉識別警務應用模式

2017年，長春市公安局開展人臉識別技術(shù)應用試點。比照其他地區(qū)人臉識別技術(shù)的應用模式，我們提出了新的解決方案。安保期間，我們在核心安保區(qū)域周邊架設人臉識別攝像機，在市公安局機房架設4套人臉識別服務器，5萬名重點人員照片入庫，搭建LTE無線寬帶通信專網(wǎng)，對會議期間核心安保區(qū)域過往人員進行監(jiān)控，系統(tǒng)動態(tài)識別比對人像，發(fā)現(xiàn)疑似人員立即告警，照片和錄像自動推送到現(xiàn)場執(zhí)勤民警手持終端，民警按照所在區(qū)域和職責安靜處置。

安保場景下是動態(tài)、開放、環(huán)境復雜的，我們經(jīng)過摸索、研究，把人臉識別的“通道審驗”模式拓展為“區(qū)域控制”模式。率先使用LTE無線寬帶專網(wǎng)，安裝SVAC國標高清度黑光攝像機，集成全國四家最先進人臉識別平臺，應用于安?；顒?。前端攝像頭采集圖像信息，通過無線傳輸至后臺四家平臺，在后臺系統(tǒng)進行高速比對，發(fā)現(xiàn)高度相似人員立即告警，將告警人臉識別結(jié)果推送至手持終端，達到秒級反應，實現(xiàn)重點人員精準識別、高速推送。在實戰(zhàn)應用中通過終端的可辨識提示音報警，執(zhí)勤民警只需點擊終端即可查看結(jié)果，表明疑似人員正在通過探頭點位，按照移動手持終端上的提示內(nèi)容，即可進行快速秘密處置，做到了工作不暴露、對象不遺漏。

關(guān)于公安移動警務的概念是指通過無線網(wǎng)絡利用手機、PDA或筆記本等移動終端實現(xiàn)對公安內(nèi)部網(wǎng)警務信息的訪問來完成警務執(zhí)法工作的信息化手段，它包括移動終端、后臺處理平臺以及相應的網(wǎng)絡安全邊界機制。因為當前我們重點關(guān)注的是基于LTE無線專網(wǎng)結(jié)合人臉識別技術(shù)在公安實戰(zhàn)中的應用，很多問題還處于探索階段，所以并沒有采用公安部提出的移動警務方案，和公安內(nèi)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交互。

（四）系統(tǒng)實現(xiàn)

整套系統(tǒng)的架構(gòu)主要分為三個部分：

（1）核心設備側(cè)：市公安局LTE無線寬帶專網(wǎng)核心網(wǎng)、調(diào)度服務器、調(diào)度臺、視綜平臺、四家人臉識別服務器等設備；

（2）基站側(cè)：架設在安保重點區(qū)域附近樓頂?shù)腖TE無線基站；

（3）終端側(cè)：安保重點地段、區(qū)域、部位的攝像頭+LTE無線路由設備CPE、LTE手持終端。

其中攝像頭部署高度為立桿3米，固定槍機架設在進入安保區(qū)域可能經(jīng)過的人行道上。各人臉廠商系統(tǒng)均從國標視頻監(jiān)控綜合管理平臺取流，GB/T28181協(xié)議對接，碼流完全相同。

（五）業(yè)務模式

終端告警根據(jù)實際安保需要，告警消息推送分為三個維度：

（1）區(qū)域維度。系統(tǒng)按照不同區(qū)域推送告警結(jié)果，手持終端與攝像頭點位一一對應，執(zhí)勤民警每部手持終端只接收對應攝像頭控制區(qū)域的報警，做到“區(qū)域?qū)Ｈ素撠煛保?/p>

（2）業(yè)務維度。根據(jù)重點人員類別，不同警種推送告警內(nèi)容不同，吸毒重點人員的告警信息只推送給禁毒部門來處理，做到“業(yè)務專項負責”；

（3）指揮維度。指揮中心可以接收所有告警信息，調(diào)度處置結(jié)果并進行多維度分析，提供其他警務信息支持。

（六）終端使用步驟

四個廠商按照長春市局要求，首次定制開發(fā)了4個簡便APP，安裝在移動手持終端上。執(zhí)勤干警只需3個簡單動作，即可查看實時人像比對結(jié)果和重點人員信息，從而提高民警執(zhí)勤的及時性、針對性及高效性。

（七）系統(tǒng)測試

我們在動態(tài)開放條件下進行了以下幾種測試：

1. 反應時間測試

在進入定焦攝像機識別扇區(qū)內(nèi)到手持終端收到告警信息平均時長1.35秒。

2. 壓力測試

以10人同時進入定焦攝像機識別扇區(qū)內(nèi)，按照正常步行速度進行多次測試，識別4-6人。

3. 帶寬測試

在基站扇區(qū)內(nèi)，單個扇區(qū)最大承載5路4M高清攝像機視頻流及10+部終端。

4. 復雜環(huán)境測試

在人車混行路面、光線干擾情況下，識別率降低17%。

5. 天氣測試

在雪天光反射增強、陰雨天光照度減弱，嚴寒天氣衣帽遮擋條件下識別率大幅度下降。

6. 識別閾值測試

各人臉識別廠家的算法不同、技術(shù)不同，特定場景下，如何控制好識別率、誤識率、準確率的問題上，我們對各廠家的相似度閾值設定進行了大量測試。第一，閾值不能設置太低，太低易導致終端頻繁接收告警消息，誤識率增加，影響一線民警體驗；第二，閾值也不能設置過高，在動態(tài)開放的復雜環(huán)境下，設置過高會導致漏識率增加。只有根據(jù)實際環(huán)境的測試結(jié)果進行多次調(diào)整，設定合適的閾值后，才能保證比對推送的準確性和實戰(zhàn)應用的有效性。

7. App測試

人臉識別廠商App的聯(lián)通測試、推送消息頁面顯示、字段格式測試等。

（八）實戰(zhàn)成效

在以往的安?；顒又?，安保工作需要投入大量警力，執(zhí)勤民警不知道重點人員在哪，從哪里來，到何處去?；贚TE無線專網(wǎng)的人臉識別應用使傳統(tǒng)的被動驅(qū)動型警務模式向主動智能型模式進行了轉(zhuǎn)變。在幾次安保活動中，大幅度提升了工作效率，得到一線民警好評，比以往節(jié)省警力35%，做到了更加準確、迅速、高效地控制對象。

二、總結(jié)與展望

研究了“LTE無線專網(wǎng)+人臉識別比對+移動警務應用”模式在安保場景下的實際應用，通過在嚴寒天氣條件下對多次安保實戰(zhàn)應用的研究，對LTE無線寬帶傳輸、人臉識別技術(shù)有了更深入的認識，提出了如下與公安實戰(zhàn)應用下LTE無線寬帶專網(wǎng)及人臉識別業(yè)務的應用場景：

（1）LTE無線寬帶專網(wǎng)具有技術(shù)先進、容量大、速率高、安全可靠等優(yōu)勢，相比窄帶集群通信是質(zhì)的飛越，一張網(wǎng)絡可以同時實現(xiàn)語音、視頻、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)木C合業(yè)務應用，全面提升公安機關(guān)應急處突及執(zhí)法辦案能力，是當前公安指揮調(diào)度網(wǎng)絡的必然發(fā)展趨勢。從保護已有投資和大規(guī)模建網(wǎng)成本的角度，可以考慮分批建設，先薄網(wǎng)再厚網(wǎng)的建設模式。

（2）人臉識別適應特定條件下的警務輔助應用。人臉識別系統(tǒng)對探頭角度、光線照度、人員數(shù)量、距離截面、背景環(huán)境等條件要求高。本次建設用于開放、動態(tài)場景的警務安裝部署，取得了較好的成效。在今后建設中，結(jié)合無線寬帶傳輸技術(shù)要以“三區(qū)四口”（三區(qū)：案件多發(fā)區(qū)、商業(yè)集中區(qū)、人口密集區(qū)；四口：治安卡口、城市出入口、重點交通道路口、政府門口）為建設重點。

（3）人臉識別廠家算法各有特點，此次提供了穩(wěn)定的雙向無線傳輸視頻圖像，用于人臉識別。成功的關(guān)鍵在于協(xié)作互補，各廠商的人臉識別技術(shù)、算法不同，如果只使用一家技術(shù)，漏拍漏檢的比例高。只有多家技術(shù)協(xié)作，才能保證建設應用成效。

[1] 公安科技創(chuàng)新“十三五”專項規(guī)劃. 2017.

[2] 余兵, 鄭淼, 朱卓明,等. 呼和浩特市公安局寬窄帶融合數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)在公安實戰(zhàn)保障中的運用[J]. 警察技術(shù),2017(6):16-19.

[3] 程大江, 黃林. 人臉識別技術(shù)在秦皇島警務實戰(zhàn)中的建設與應用[J]. 警察技術(shù), 2017(4):79-82.