AI+安防 | 用人工智能构建公共安全智能化监测预警与控制体系

2017 年 7 月 23 日 Megvii旷视科技

人工智能的迅速发展及其与各行各业结合的融洽表现，让人们越来越意识到不管是现在还是未来，人工智能都将是改变社会生活甚至改变世界的深刻动力。而人工智能对社会的改变，不只会与经济结合带来经济效益，还将会推动和谐社会建设、与社会公共安全领域紧密结合，在无形之中为每个人提供一张安全、可靠的智能防护网。

在国务院近日印发的《新一代人工智能发展规划》（以下简称“规划”）中也明确提到，要“促进人工智能在公共安全领域的深度应用，推动构建公共安全智能化监测预警与控制体系。” 《规划》对于人工智能在安防领域中的部署，不仅是基于人工智能技术强大的创变能力，更是深刻考虑到公共安防领域中亟待解决的违法犯罪难题及风险防范的实际需求。

传统警务模式中的痛点及业务需求

近年来，随着城镇化进程加快，城市人口日趋密集，人口的流动性也在增大，社会矛盾日益凸显、治安形势日趋严峻，这些都极大的增加了社会综合治理的难度，也对公安机关提升打、防、管、控能力提出了更高要求。而在公安部门打击和预防违法犯罪的工作中，传统的人为蹲点、入户排查等方式已经不能满足治安管理需要。综合来看，目前大多数城市安防管控普遍存在以下问题：

人户分离。城市化带来的人口流动导致的最大问题就是居民的户籍登记与实际居住地不一致，这使人口管理的对象呈现出多元化、复杂化、动态化的特征，也给公安在开展基础工作时带来了不小的影响。一是囿于传统户籍管理方式，常住人口实际居住情况并未纳入民警信息采集范围，大大制约了警务管理效能的发挥，也极大地削弱了基础工作对一线实战的支撑服务作用。二是“人户分离”导致的人口信息滞后和信息不准造成了公安机关“找人难”，例如一些特定对象作案后，因在户口所在地查找不到涉案人员的有关信息和踪迹以致贻误战机的情况时有发生。因此，提升社会信息化程度、建立以跨平台、跨区域的和以居民身份为基础的社会活动信息数据库势在必行。

情指分离。传统警务模式中经常出现问题通常包括：情报与指挥业务之间相互分离、独立运转，且缺少相应的情指联动机制。另外，由于指挥决策缺少警情态势、实时治安状况等战略情报的辅助支撑，导致情、指、勤三者之间信息交互不畅、警力资源浪费和办案效率低下。只有建立立体化、信息化、可视化、情指一体化的实战勤务机制和合成作战平台，才能不断满足治安形势发展的需要，实现科学用警和对犯罪的精确打击。

侦查被动。目前警务处理仍是以事后取证为主，缺乏事前主动出击、主动预防的能力，且在办案中多靠人工在众多人群当中及海量视频监控当中快速识别逃犯。而随着刑事犯罪日益动态化、暴力化和智能化，现有的公共安防设备无法完成对犯罪人员的实时跟踪，更无法对未知的安全风险进行实时报警和事前预警。被动管理、被动出警、被动打击则永远无法逃离打不胜打、防不胜防的局面，于是提升智能应用水平以及发现预警能力成为提升整体作战能力关键。

旷视安防解决方案整体思路

在云计算、大数据、人工智能等技术快速发展的大背景下，推进信息化、智能化建设成为现代警务模式改革的必经之路。国务院印发的《规划》对于人工智能在安防领域中的具体部署中也明确强调，要“围绕社会综合治理、新型犯罪侦查、反恐等迫切需求，研发集成多种探测传感技术、视频图像信息分析识别技术、生物特征识别技术的智能安防与警用产品，建立智能化监测平台。加强对重点公共区域安防设备的智能化改造升级，支持有条件的社区或城市开展基于人工智能的公共安防区域示范。”

针对目前警务模式中存在的问题和短板，旷视(Face++)结合自研的人脸识别、行人识别、车辆识别、智能视频分析技术，推出了集网格化预防、智能化预警、大数据预测——“三预一体”、“云+端”的智能安防解决方案，同时结合立体化防控的典型场景（如社区管控、重点场所布控和社会面人像卡口改造等）的特点为公安业务提供基于视频数据的基础服务。

感知终端是旷视(Face++)的智能安防解决方案实现社会面数据采集的神经末梢，通过智能摄像机、人证比对终端、智能安检门、电子围栏和具有人像识别能力的执法记录仪等硬件设备实时获取不同场所、卡口的静/动态人像数据。

在形成感知网络的基础上，旷视的智能安防解决方案建立了“一平台、多系统”的业务模型。其中一平台是指一体化合成作战平台也是智能警务调度中心，而多系统即从网格化预防、智能化预警和大数据预测三个方面出发，针对不同业务场景和特点建立不同的功能型系统，能够解决系统发现预警能力不足、联动共治程度不深、智能应用水平不高、以及情报指挥融合不够的关键问题。

1、网格化预防

旷视针对社区管理提出了网格化预防策略，建立智能视频查控系统、重点场所实名管控系统、电子信息侦控系统和人证在线核验系统四位一体网格化防控体系，通过动态布控和综合研判分析等技术为网格员提供支持和实时情报。

2、智能化预警

警用移动人像甄别系统和智能视频查控系统构成了动静结合的智能化预警解决方案。其中，移动人像甄别系统可以集成于移动警务终端中，为执勤民警在现场采集人员信息、实时确认人员身份提供可靠支持；而智能视频查控系统适用于在一定开放空间内对于人群的监测和分析，可以对监控视频流进行实时分析、抓拍查询、告警查询和可疑人员筛查，同时可以根据系统输出的重点人物行为轨迹和人群热力图实现积分模型预警和人群密度预警。

3、大数据预测

通过智能化引擎和视频结构化技术，系统能够将智能感知终端获取到的视频流数据进行特征提取和深度挖掘，实现社会面安全数据可视化，从而为案件战法分析、人员特征分析、巡控预警分析、案件多维分析、行为轨迹分析提供决策依据。例如地区可以以人脸数据为起点，建立“一脸一档”的大数据挖掘平台，结合社区网格化管理突破人户分离给社会面排查带来的阻碍。

方案特点及核心优势

旷视智能安防解决方案的核心算法主要涉及对人脸、人形和车辆三个安防关键要素的检测、跟踪、特征提取和属性分析。与基于 CPU 或者 DSP 通用编程平台的传统分析不同，旷视为公共安防提供的解决方案采用了由主流芯片企业提供智能加速引擎和 GPU 计算单元，系统稳定可靠，且能够节省大量计算资源。

1、旷视针对公安业务特点、不同场景的人像图像特点进行模型优化，使得各种业务都可针对查询人脸图片本身特点和业务入口智能切换不同的模型，从而实现最优搜索和匹配性能。

2、旷视自研的低功耗人脸检测和识别算法，优化的人脸识别模型可在普通手机 ARM 芯片上以超过每秒 10 张人脸的处理速度进行处理，从而实现了普通 IPC＋PC 或者手机的业务部署模型，避免了普通人脸识别系统需要部署高性能服务器的局限。

3、旷视能够高效精确地将视频中的行人和车辆信息进行结构化，包括行人位置和速度、年龄性别衣着动作等特征，车辆的颜色型号，行人和车辆的智能跨摄像头跟踪等。且能够实现任意监控摄像头角度下的车牌识别，针对雾霾等恶劣天气也能有良好适应性。

智能安防实战效果

▲ 全国第一个实战抓到在逃人员的的人脸卡口项目

某市公安局针对各类人流量大的社会场所出入口部署了 160 套动态人像识别系统，旷视(Face++)为其提供了包括前端设计，系统建设，平台部署及业务运营在内的完整端到端解决方案，使用云架构方案布控重点关注人员共 50 万底库，系统建成后已成功抓获超过 100 名全国在逃人员，是全国第一个实战抓到在逃人员的的人脸卡口项目。

▲ 全国见效最快的静态人脸识别项目

该静态系统由存储服务器和识别服务器构成，已接入 2000 万人员底库，包括当地常驻人口、协同办案、出入境管理、旅店住宿人员等。系统为天网办、便衣支队等多个警种部门使用，系统在短短一天内破获多起行窃案件，抓获犯罪嫌疑人 5 名并打掉一个犯罪团伙。

“服务实战”是旷视智能安防解决方案最终目标。旷视致力于帮助传统安防统筹规划、统一标准，建设一体化的合成作战平台，进而服务于治安、刑侦、交通、情报等各警种。在实战中，旷视的智能安防系列产品体现出了如下特点：

快

基于核心的算法和高性能的计算单元，旷视的安防系统单机在 1500 万底库情况下，查询返回时间通常小于 0.5 秒（在 1080P 图像中进行目标检测和底库目标搜索的耗时通常不超过 0.5 秒，而针对单个目标的所有属性分析和特征提取不会超过 0.05 秒；），同时系统支持任务堆叠，可线性缩短检索时间。此外，系统支持黑/白名单的自动报警功能，一旦发现目标可及时响应，自动报警。

然而智能安防的“快”不只体现在报警的实时性，也体现在情指联动的作战环节。如在人像卡口布控的项目中，系统在识别出一名三逃人员报警的同时会将情报实时回传至合成作战平台，指挥中心可以通过路径追踪对目标人员锁定，而现场干警可以通过警务通等移动终端进行人工盘查和围堵，这样一来便大大提升了办案效率。以某市公安分局在地铁中的应用为例，上线旷视智能人像卡口系统之后，最高一天抓获 19 名网上追逃人员，而这在传统的警务模式中是不可能达到的。

准

系统支持高并发人脸检测以及全帧率检测和识别，7-10 米焦距范围内的人脸检测率超过 99.9%，同时针对单个目标，系统每秒可抓取 20-25 帧人像数据并自动提取质量最佳图片来与关联数据库进行比对。在旷视目前已经上线的地方项目中，系统报警的首位命中率达 95%，前 10 位命中率为 99%。

而精准的办案也为优化警力资源配置起到了积极的作用，传统警务不善于处理全时与实时的关系，存在平均使用警力的现象。而智能化的安防体系可能为公安提供可靠的情报和决策建议，根据警情监测和大数据调整不同警务区域和不同时段的警力配置，实现有针对性和时效性科学用警。

灵

在产品设计上，旷视智能安防大数据解决方案采用分层结构和开放式设计，能够与公安现有视频监控系统灵活对接。

而另一方面，从操作上看智能安防的系统也更为灵活。在社会综合治理中，人工智能可以让传统安防焕发新的生机。其中最有价值的一点就在于，通过智能感知和智能分析，算法可以让机器自动识别出监控画面中的人、车、物、案，并给这些特定事物贴上可视化的标签。干警在事后取证的过程中对目标检索时就会更简单，只需输入特征值就可以得到可靠的分析结果。

系统生成的标签和画像还能够对异常行为进行预防和预警。例如，在某地火管办和医院的落地项目中，旷视的智能安防系统可以通过在一段时间内对人群的监测，给出出现频次异常的可疑人员信息，便于区域管理者对扒手、黄牛党以及号贩子等特定人员的管控。

▲ 机器卫士眼中的街景

结语

智能安防是当前建设新型智慧城市、平安城市的大趋势。实际上，在《规划》正式出台之前，科技部也制定了《“十三五”公共安全科技创新专项规划》指出安防领域要研究智能视觉与警务物联网应用技术，进一步推进科技强警战略。未来，人工智能不仅将是维护社会稳定的关键利器，更会上升到国防应用的新高度。

将智能识别、大数据、云存储、云计算等先进技术广泛地覆盖社会和政府等各类场所，建设互联互通的耦合式系统架构，并充分挖掘、利用“人、车、物、案”四要素的数据价值、建立事前、事中、事后一体化的业务操作流程是公安机关实现治安防控转型和升级的核心。

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