基于人臉識別的上海市智慧游泳管理系統設計與實現

徐苒， 馬愷明

(上海市體育宣傳教育中心, 信息管理部， 上海 200126)

0 引言

2010年以來，上海市政府提出“創建面向未來的智慧城市”戰略，拉開了上海市智慧城市建設的序幕，而體育產業和體育行業信息化、智能化建設是智慧城市建設不可分割的重要組成部分，因此，上海市體育局積極探索智慧體育建設，助力上海市智慧城市建設目標的實現。體育場館是體育行業對外服務的重要窗口，建設智慧場館是實現上海智慧體育建設目標的核心工作之一。

關于智慧場館建設，已有眾多學者開展研究，研究工作的內容分為3個層次:一，分析國內外智慧場館建設現狀，對智慧場館建設提出思路[1-3];二，從技術視角討論智慧場館如何使用各種信息技術開展智慧化服務[4-6];三，根據場館智慧化屬性，提出智慧場館如何開展運營管理思路[7]。這些研究從場館整體運營服務、到體育場館運營服務和互聯網+智慧體育場館服務，從宏觀到具體，由淺入深分析了智慧場館建設內容。但是，這些研究都是停留在場館智慧化建設面上，未能考慮不同的體育場館智慧化建設的特點和“互聯網+”體育場館建設的落腳點，比如多功能體育場館和單一功能體育場、游泳場所等之間進行智慧體育建設的差別，這些研究仍處于理論研究范疇，未能將理論與實踐相結合。

在這樣的研究背景下，本文以游泳場所信息系統建設為立足點，深入研究游泳場所業務特點及流程特點，在“互聯網+”的技術發展趨勢下，全面探索智慧游泳場所管理服務的落地，通過深入探索智慧游泳場所點上的突破，帶動整個智慧體育建設的發展，為全面實現上海市智慧城市建設目標奠定堅實基礎。

1 上海市游泳場所管理及服務業務特點及流程分析

1.1 上海市游泳場所管理及服務業務特點分析

上海市游泳場所管理及服務與其他類型的體育場館管理和服務存在著共性也有著一定的差異。

首先，同為體育場館和場所，游泳場所受到區體育部門和市體育局業務上的監督和管理，需要統計人流量、匯總入場人員信息、分析每個時段的經營狀況以及公益時段的經營情況等。第二，因游泳項目已被我國列為高危險性體育項目之一，為確保上海市泳客健身鍛煉安全，泳客應當持有并在入場時出示有效的“上海市游泳場所泳客健康承諾卡”。經營者應當督促泳客如實填寫健康承諾卡并在場所入口處醒目位置設置不適宜游泳的禁忌癥提示。第三，因游泳項目為高危險性體育項目之一，泳客進場前可購買保險，當意外發生可獲得一定的補償。

因此，在這樣的業務特點下，游泳場所的管理流程和服務流程上與其他場館有所不同，即泳客進場前需要身份核驗同時保障泳客安全。

1.2 上海市游泳場所管理及服務業務流程分析

根據圖1所示，上海市游泳場所管理業務流程涉及4個主體，分別為市社體中心、區體育部門、游泳場所以及泳客。整個流程為泳客入場出示相關證件，游泳場所管理人員實現身份核驗，泳客購買保險入場，游泳場所管理人員統計匯總數據提交區體育局，區體育局上報市社體中心?，F階段上海市游泳場館管理及服務流程均為線下流程，這樣的線下流程雖然運行了數年，但是在管理和服務上都存在斷點和問題，如泳客入場不便捷，身份驗證真偽難辨、游泳場所管理不夠智能，數據匯總統計存在誤差和政府沒有管理的抓手，無法高效監管。

圖1 上海市游泳場所管理及服務業務流程圖

究其原因，一，線下流程難以實現智能化入場和精準的數據統計分析；二，各個流程之間存在斷點，無法將整個游泳場館管理和服務的流程打通，形成一個整體，對外服務和對內管理；三，因為數據的缺失，導致政府的行業指導難以有效落地。

2 上海市智慧游泳管理系統設計思路

本文提出了上海市智慧游泳管理系統的設計思路，解決上述業務中存在問題，實現游泳場所管理的智慧化。一，將游泳場所開展業務的流程從線下轉到線上，通過與新的信息技術的結合，如人臉識別和身份認證，從游客入場階段就實現智能化和智慧化；二，打通所有業務流程上的壁壘，實現從泳客入場到行業指導全流程的閉環式管理及服務，實現游泳場所智慧化運營和管理；三，依靠系統中積累的大量游客數據和場所管理數據，實現大數據分析，為政府指導行業發展提供依據，設計思路如圖2所示。

圖2 上海市智慧游泳管理系統設計思路圖

3 基于人臉識別技術的上海市智慧游泳管理系統設計

在上海市智慧游泳管理系統設計思路之下，本文將搭建基于人臉識別技術的上海市智慧游泳管理系統，通過人臉識別技術采集泳客人臉數據，并通過身份認證數據的對接，實現泳客的智能化入場，同時，根據系統中積累的大量泳客和游泳場所運營數據，實現大數據分析，為政府決策提供數據支撐。

3.1 人臉識別技術及實名認證技術的引入及應用

通過引入人臉識別技術和身份認證技術實現泳客智能化入場，從源頭上解決了認證難、入場煩、統計不力的現狀。人臉識別和身份認證的具體內容包括3個方面。

實名認證：選用“上海市數字證書認證中心有限公司”提供的個人可信身份多源認證統一服務平臺。在泳客簽署泳客健康承諾前，通過傳輸姓名、身份證號、照片，核驗個人信息的真實性。

身份證圖像識別：選用百度AI平臺的卡片證照識別服務，用于泳客實名簽署泳客健康承諾，對身份證拍照上傳免輸入。支持對二代居民身份證正反面的關鍵字段識別，包括姓名、性別、民族、出生日期、住址、身份證號、簽發機關、有效期限。

人臉識別：選用百度AI開放平臺的人臉搜索服務，用于泳客入場驗證的場景，用于用戶身份識別、身份驗證。人臉信息與指定人臉庫中的N個人臉進行比對，找出最相似的一張臉或多張人臉。 根據待識別人臉與現有人臉庫中的人臉匹配程度，返回用戶信息和匹配度，即1：N人臉檢索。

3.2 智慧游泳管理系統設計

上海市智慧游泳管理系統將為3類用戶提供服務，包括市民、游泳場所管理人員和政府工作人員，根據這3類用戶需求，搭建游泳管理系統，達到智慧化游泳管理和服務的目標(如圖3)。

圖3 系統總體架構圖

市民方面，將可在線方便快捷的辦理健康承諾卡，在線自愿購買公益性的意外傷害險，可以對本市游泳場所進行快速查詢和篩選，查看游泳場所救生員、教練員證書資質，游泳場所場內人數和水質情況和游泳資訊獲取等。

場所管理人員方面，將可快速驗證泳客是否持有有效的健康承諾卡，出現意外能快速獲取泳客身份信息和緊急聯系人電話，全方位線上展示游泳場所信息、場所服務和優惠活動以及在線宣傳等。

政府工作人員方面，體育、衛監、文化執法、教育、公安等政府監管部門，可通過本平臺實現實時在線監控管理、資訊發布、數據采集等功能；向市民提供各類游泳資源的服務，在市民游泳過程中獲取運動數據，隨后積累、分析和應用這些數據，為主管單位提供決策的數據支撐。

3.3 智慧游泳管理系統應用效果展示

(1) 游泳管理系統前端功能

智慧游泳管理系統前端功能，如圖4所示。圖4(a)功能主要為線上辦理的功能，圖4(b)功能主要為人臉識別入場、掃碼入場和綁定保單功能，具體功能如下。

線上辦理：泳客自助辦理，填寫基本信息，通過上傳身份證照片(或輸入信息)、人臉照片(可選)、聯系方式后，提交并在線簽訂游泳健康承諾書，生成電子卡。

人臉識別入場：泳客入場時，游泳場所前臺管理人員登錄賬號，使用移動端應用，對泳客進行人臉識別，驗證入場。

掃碼入場：泳客入場時，可以打開移動端應用—“上海游泳健身”電子健康承諾卡，點擊后，出示二維碼給游泳館前臺進行掃碼驗證入場。

綁定保單：如泳客已在線辦理過健康承諾卡，需綁定線下的保險信息，可以通過查詢用戶，找到用戶信息后，輸入保單號，綁定保險信息。

圖4(a) 前端功能展示

圖4(b) 前端功能展示圖4 智慧游泳管理系統前端功能

(2) 游泳管理系統后臺功能

智慧游泳管理系統后臺功能，如圖5所示，圖5(a)功能為數據統計分析功能，圖5(b)功能為從業人員管理和從業人員檢查功能，具體功能如下。

從業人員管理：由上海市社會體育管理中心每年組織培訓，從業人員培訓并通過考核后，培訓人員持身份證辦理電子證，有效期為1年。培訓人員為場所負責人、救生組長、水質管理員。

從業人員檢查：游泳場所、日常檢查人員、市民均可通過手機小程序掃描電子證上的二維碼，查詢三類從業人員的基本信息。

數據統計分析：獲取運動數據，隨后積累、分析和應用這些數據，提供主管單位決策的數據支撐。

圖5(a) 后端功能展示

圖5(b) 后端功能展示圖5 智慧游泳管理系統后臺功能

4 總結

本系統已經在上海市游泳館全面推廣應用，目前已采集約1 000家游泳場所(包括所有市區兩級游泳場所和部分社會游泳場所)泳客千萬級入場出場數據。系統部署后，游泳健康承諾卡辦理流程更加簡單、服務體驗度更高，市民滿意度提升；通過身份認證和人臉識別系統的建設，提升游泳場所辦公管理的精細化水平；政府部門通過本系統的建設，為監控游泳場館人流和實現游泳人群畫像提供有力抓手，并可實現游泳場所從業人員管理，系統建設對于游泳場所的管理及服務具有極高的價值和意義。