利用無人值守原理在居家隔離異常行為主動報警上的應用

王易 茅菲菲 高子航 高芷馨

摘 要 2020年初“新型冠狀病毒”疫情突然爆發(fā)，基于全國人口大規(guī)模、頻繁流動等特點，一般的視頻監(jiān)控系統(tǒng)根本無法滿足居家隔離實時監(jiān)控、主動預警等需求。作者提出了一種利用無人值守工作原理針對居家隔離者在發(fā)生行為異常時可自主、實時報警的系統(tǒng)，保障重大疫情期間居家隔離者和工作人員的衛(wèi)生安全性和管理有效性。

關(guān)鍵詞 無人值守；居家隔離；異常行為；主動報警

一、提出問題

1、背景介紹

2020年新冠疫情突然爆發(fā)，一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭也隨即打響。隨著疫情得以有效控制，防控的核心問題也由病患的醫(yī)治逐漸轉(zhuǎn)移到國內(nèi)外重點區(qū)域人員流動的防控上來，根據(jù)相關(guān)疫情的防控需求，國內(nèi)外重點區(qū)域人員當居住地發(fā)生變化時，需在接收地進行集中或居家隔離14天等要求，隔離期間不得出現(xiàn)外出、會客，甚至開門等異常行為。

2、發(fā)現(xiàn)問題

以往所采用的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控方式，只是一種提供事后取證的錄像工具，根本無法對居家隔離者進行實時的監(jiān)控和反饋。在全國范圍內(nèi)，符合居家隔離要求或需要進行居家隔離者數(shù)以萬計，這些都需要極其龐大的人力、物力以及財力資源來匹配和支撐。在成千上萬個居家隔離監(jiān)測點，如果僅僅依靠工作人員的話，當居家隔離者行為發(fā)生異常行為（如開門、會客、外出等）時，根本無法有效的監(jiān)控和主動預警。顯然，這種居家隔離的防控體系，缺乏有效的預防能力。

二、分析問題

1、特點分析

在了解項目的背景以及基于背景所發(fā)現(xiàn)的問題之后，作者簡單分析了居家隔離這種典型應用場景的特點：

●通常無人值守，待有需求時才安排相關(guān)人員（社區(qū)工作人員、志愿者、衛(wèi)生防疫人員等）前往；

●隔離期間，不允許自行開門、會客、外出等；

●數(shù)量不均，有的社區(qū)多、有的社區(qū)少；

●分布范圍廣，只要有隔離需求的社區(qū)理論上均有分布；

●重點監(jiān)管和防控的點比較少（只需要在大門處進行防控即可）。

2、提出需求

鑒于對問題特點的分析，面對疫情防控和居家隔離問題的壓力，亟需一種無人值守式的主動預警系統(tǒng)來解決上述問題，具體需求如下：

●無人值守式

●行為異常判斷

●有源低功耗運行

●網(wǎng)絡實時傳輸

●主動報警

三、解決問題

1、解決思路

基于上述所提的需求，所設計的無人值守式居家隔離異常行為主動報警系統(tǒng)的解決思路為：

（1）針對“無人值守式”：基于控制點少等特點，只需要對隔離人員外出口處進行監(jiān)控，但考慮到可能會有人為破壞、無意碰撞和存在死角等因素，視頻監(jiān)控設備應該采用具有廣角、高清、夜視等功能的攝像頭。

（2）針對“行為異常判斷”：采用人臉識別、行為識別等算法對開門、會客、外出等異常行為進行識別和分析，一旦被判定為異常行為，則在記錄取證的同時觸發(fā)報警模塊。

（3）針對“有源低功耗運行”：系統(tǒng)相關(guān)監(jiān)控及視頻采集設備由內(nèi)置可充電式電源持續(xù)供電，即使在外部電源切斷的情況下也可以正常工作，低功耗滿足居家隔離者在隔離期間的續(xù)航要求。

（4）針對“網(wǎng)絡實時傳輸”：監(jiān)控及信息采集設備不但具有內(nèi)置存儲的功能，而且還要支持無線或者安裝流量卡便可以高速、實時進行網(wǎng)絡傳輸。

（5）針對“主動報警”：當居家隔離者發(fā)生異常行為時，報警模塊便被觸發(fā)，系統(tǒng)可以主動將已采集的證據(jù)和相關(guān)信息（如居家隔離者信息、地理位置信息、行為異常信息等）實時發(fā)至相關(guān)部門/個人的手機或其他接收工具上。

2、系統(tǒng)參數(shù)

●人臉識別，人體熱釋紅外，智能探測抓拍、報警；

●視頻、拍照云存儲15天循環(huán)覆蓋（隔離14天內(nèi)可溯源取證）；

●按門鈴自動拍照并發(fā)送信息至指定手機；

●可連接WIFI、熱插拔手機流量卡，支持全球漫游；

●1080P+ICR高清色彩還原，手機APP可遠程視頻；

●4節(jié)干電池可續(xù)航3-4個月；

●140度廣角、夜視、高清攝像頭。

四、驗證問題

通過選取符合系統(tǒng)參數(shù)要求且滿足需求的視頻信息采集設備，以及采用人臉識別算法、動作識別算法、智能報警模塊等共同組成的居家隔離異常行為主動報警系統(tǒng)完全實現(xiàn)和滿足問題所需的要求，并通過了測試、驗證。

五、結(jié)論

本文利用無人值守技術(shù)設計了一款居家隔離異常行為主動報警系統(tǒng)，主要由視頻信息采集、分析、預警模塊以及手機等智能終端組成。具備安裝方便、體積輕小、功能強大等優(yōu)點。如加裝于目前已有的區(qū)域門禁系統(tǒng)上，改造工作量小，改造成本低，短時間就可迅速完成，無需對原有系統(tǒng)做任何升級、改造。加裝本系統(tǒng)后，可實現(xiàn)24小時無人值守，當發(fā)生異常行為時，可實現(xiàn)實時主動報警等功能，對現(xiàn)階段疫情的防控提供了巨大的保障，大大提升了工作效率也降低了人力成本。