摘 要：根据公安实际需要，创新发展“LTE无线专网+人脸识别比对+移动警务应用”的信息化建设模式和警务应用模式。前端人脸识别探头高速传输视频流，后台人脸数据库高速识别比对，发现特定人员立即告警，告警结果自动推送到现场民警手持终端，执勤民警迅速处置，这一创新模式在安保工作中得到充分检验。系统完全按照执勤场景搭建，聚焦实战需求，重视民警体验，以警务需求引导信息化建设，集成多家人脸识别产品的优点，充分发挥LTE宽带无线通信技术潜能，拓宽了人脸识别技术在实战中的边界。
关键词：LTE无线专网 人脸识别技术 移动警务 安保
引言
公安部“十三五”规划提出要启动4G宽带通信技术和窄带通信融合的专网建设，“十三五”期间初步建成公安无线通信宽窄带融合“移动公安网”，实现语音指挥、视频调度、大数据无线传输的综合应用，全面提升公安机关应急处突、社会服务和执法办案能力，满足政务、公共安全、社会管理、应急通信等对宽带数字集群专网系统的需求。当前公安使用的无线传输方式包括350兆、340兆、卫星海事通讯以及公网4G传输，然而这些传输方式，在面对大量的、双向的视频流都显得力不从心，此时LTE宽带集群的优势就凸显出来。
当前人脸识别技术、大数据技术、无线传输技术等新兴技术逐渐成熟，但一些部门在公安信息化建设和应用上的认识存在一些误区，无法对各种技术方案提出具体比较。受影视作品、科幻小说影响，对信息化应用混淆认识、模糊概念、期望值过高，有很多不切实际的想法和要求，导致公安信息化建设存在盲目性，应用没有针对性。长春市局紧密结合一线实战需求，每个环节都采用先进技术，完全按照国标要求，推出了具有长春特色的整体解决方案。
一、基于LTE无线专网的人脸识别实现
（一）无线专网的现状
在当前的警务实战中，数据传输方式分有线和无线两种，其中应急通信以无线为主。同时，无线通信有窄带通信和宽带通信两种，窄带通信主要承载语音传输，有350兆模拟集群系统、PDT警用数字集群系统等；宽带通信主要承载视频、图像和数据传输，代表手段有340兆图传系统、公网运营商3G/4G网络、LTE专网等。
上述几种通信手段中，350兆模拟集群通信最早解决了公安集群语音通信问题，但随着频率资源的饱和，系统暴露出的弊端越来越多，逐步被警用数字集群取代。PDT具备窄带通信的所有功能，但带宽不足，无法承载视频、图像和大数据传输。而340兆图传系统受频率、带宽、覆盖等因素限制，很难大面积组网、导致高清多路图像传输非常困难，因此只能是特定场景应急使用。
LTE无线专网很好地克服了上述缺点。利用第四代移动通信技术TD-LTE为核心技术，将高速率、大带宽、快速呼叫建立、指挥调度等特点进行融合，建立起一个集语音、视频、数据为一体的公安专用LTE数字集群系统。并且对于无线专用频率问题，工信部专门规划出了1447～1467MHz 20M频段用于宽带数字集群专网系统，专网专用，保障了频率使用的合法性。
（二）人脸识别业务应用现状
人脸识别适应特定条件下的警务辅助应用，当前人脸识别应用主要可分为两种模式：
（1）执勤人员拦截可疑人员，使用终端对其面部拍照，操作终端，将照片上传至后台，后台比对后返回结果到终端显示；
（2）摄像头自动抓拍人脸照片，回传至后端比对后报警，在后台PC机显示，后台人员再通过电话等形式描述给执勤人员。
两种模式都有很大弊端。第一种模式必须依赖执勤人员发现可疑人员的能力，工作量大，效率低下，严重扰民。第二种模式，一般应用在地铁、火车站、机场、金融等行业，是“通道审验”式的工作模式，受到现场固定、封闭、僵化环境的限制，执勤现场必须有大量设备、有识别界面，PC机值守人员，以及PC机值守人员执勤人员沟通描述所存在的必然偏差，效率低下，工作状态暴露。
（三）长春人脸识别警务应用模式
2017年，长春市公安局开展人脸识别技术应用试点。比照其他地区人脸识别技术的应用模式，我们提出了新的解决方案。安保期间，我们在核心安保区域周边架设人脸识别摄像机，在市公安局机房架设4套人脸识别服务器，5万名重点人员照片入库，搭建LTE无线宽带通信专网，对会议期间核心安保区域过往人员进行监控，系统动态识别比对人像，发现疑似人员立即告警，照片和录像自动推送到现场执勤民警手持终端，民警按照所在区域和职责安静处置。
安保场景下是动态、开放、环境复杂的，我们经过摸索、研究，把人脸识别的“通道审验”模式拓展为“区域控制”模式。率先使用LTE无线宽带专网，安装SVAC国标高清度黑光摄像机，集成全国四家最先进人脸识别平台，应用于安保活动。前端摄像头采集图像信息，通过无线传输至后台四家平台，在后台系统进行高速比对，发现高度相似人员立即告警，将告警人脸识别结果推送至手持终端，达到秒级反应，实现重点人员精准识别、高速推送。在实战应用中通过终端的可辨识提示音报警，执勤民警只需点击终端即可查看结果，表明疑似人员正在通过探头点位，按照移动手持终端上的提示内容，即可进行快速秘密处置，做到了工作不暴露、对象不遗漏。
关于公安移动警务的概念是指通过无线网络利用手机、PDA或笔记本等移动终端实现对公安内部网警务信息的访问来完成警务执法工作的信息化手段，它包括移动终端、后台处理平台以及相应的网络安全边界机制。因为当前我们重点关注的是基于LTE无线专网结合人脸识别技术在公安实战中的应用，很多问题还处于探索阶段，所以并没有采用公安部提出的移动警务方案，和公安内网进行数据交互。
（四）系统实现
整套系统的架构主要分为三个部分：
（1）核心设备侧：市公安局LTE无线宽带专网核心网、调度服务器、调度台、视综平台、四家人脸识别服务器等设备；
（2）基站侧：架设在安保重点区域附近楼顶的LTE无线基站；
（3）终端侧：安保重点地段、区域、部位的摄像头+LTE无线路由设备CPE、LTE手持终端。
其中摄像头部署高度为立杆3米，固定枪机架设在进入安保区域可能经过的人行道上。各人脸厂商系统均从国标视频监控综合管理平台取流，GB/T28181协议对接，码流完全相同。
（五）业务模式
终端告警根据实际安保需要，告警消息推送分为三个维度：
（1）区域维度。系统按照不同区域推送告警结果，手持终端与摄像头点位一一对应，执勤民警每部手持终端只接收对应摄像头控制区域的报警，做到“区域专人负责”；
（2）业务维度。根据重点人员类别，不同警种推送告警内容不同，吸毒重点人员的告警信息只推送给禁毒部门来处理，做到“业务专项负责”；
（3）指挥维度。指挥中心可以接收所有告警信息，调度处置结果并进行多维度分析，提供其他警务信息支持。
（六）终端使用步骤
四个厂商按照长春市局要求，首次定制开发了4个简便APP，安装在移动手持终端上。执勤干警只需3个简单动作，即可查看实时人像比对结果和重点人员信息，从而提高民警执勤的及时性、针对性及高效性。
（七）系统测试
我们在动态开放条件下进行了以下几种测试：
1. 反应时间测试
在进入定焦摄像机识别扇区内到手持终端收到告警信息平均时长1.35秒。
2. 压力测试
以10人同时进入定焦摄像机识别扇区内，按照正常步行速度进行多次测试，识别4-6人。
3. 带宽测试
在基站扇区内，单个扇区最大承载5路4M高清摄像机视频流及10+部终端。
4. 复杂环境测试
在人车混行路面、光线干扰情况下，识别率降低17%。
5. 天气测试
在雪天光反射增强、阴雨天光照度减弱，严寒天气衣帽遮挡条件下识别率大幅度下降。
6. 识别阈值测试
各人脸识别厂家的算法不同、技术不同，特定场景下，如何控制好识别率、误识率、准确率的问题上，我们对各厂家的相似度阈值设定进行了大量测试。第一，阈值不能设置太低，太低易导致终端频繁接收告警消息，误识率增加，影响一线民警体验；第二，阈值也不能设置过高，在动态开放的复杂环境下，设置过高会导致漏识率增加。只有根据实际环境的测试结果进行多次调整，设定合适的阈值后，才能保证比对推送的准确性和实战应用的有效性。
7. App测试
人脸识别厂商App的联通测试、推送消息页面显示、字段格式测试等。
（八）实战成效
在以往的安保活动中，安保工作需要投入大量警力，执勤民警不知道重点人员在哪，从哪里来，到何处去。基于LTE无线专网的人脸识别应用使传统的被动驱动型警务模式向主动智能型模式进行了转变。在几次安保活动中，大幅度提升了工作效率，得到一线民警好评，比以往节省警力35%，做到了更加准确、迅速、高效地控制对象。
二、总结与展望
研究了“LTE无线专网+人脸识别比对+移动警务应用”模式在安保场景下的实际应用，通过在严寒天气条件下对多次安保实战应用的研究，对LTE无线宽带传输、人脸识别技术有了更深入的认识，提出了如下与公安实战应用下LTE无线宽带专网及人脸识别业务的应用场景：
（1）LTE无线宽带专网具有技术先进、容量大、速率高、安全可靠等优势，相比窄带集群通信是质的飞越，一张网络可以同时实现语音、视频、高速数据传输的综合业务应用，全面提升公安机关应急处突及执法办案能力，是当前公安指挥调度网络的必然发展趋势。从保护已有投资和大规模建网成本的角度，可以考虑分批建设，先薄网再厚网的建设模式。
（2）人脸识别适应特定条件下的警务辅助应用。人脸识别系统对探头角度、光线照度、人员数量、距离截面、背景环境等条件要求高。本次建设用于开放、动态场景的警务安装部署，取得了较好的成效。在今后建设中，结合无线宽带传输技术要以“三区四口”（三区：案件多发区、商业集中区、人口密集区；四口：治安卡口、城市出入口、重点交通道路口、政府门口）为建设重点。
（3）人脸识别厂家算法各有特点，此次提供了稳定的双向无线传输视频图像，用于人脸识别。成功的关键在于协作互补，各厂商的人脸识别技术、算法不同，如果只使用一家技术，漏拍漏检的比例高。只有多家技术协作，才能保证建设应用成效。
参考文献：
[1] 公安科技创新“十三五”专项规划. 2017.
[2] 余兵, 郑淼, 朱卓明,等. 呼和浩特市公安局宽窄带融合数字集群无线通信系统在公安实战保障中的运用[J].警察技术,2017(6):16-19.
[3] 程大江, 黄林. 人脸识别技术在秦皇岛警务实战中的建设与应用[J]. 警察技术,2017(4):79-82.
