热成像人体测温筛查应用方案
第一章 背景分析
1.1疫情现状
2019年终岁末,新型冠状病毒感染的肺炎疫情在武汉蔓延,波及全国。该病毒主要通过飞沫传播和跟病人密切接触传播,感染病毒的人会出现程度不同的症状,有的只是发烧(体温可达39~40℃)或轻微咳嗽,有的会发展为肺炎,有的则更为严重甚至死亡。
春节返乡期间,疫情扩散至全国各地,并且确诊病例数量持续增加。截至1月31日24时,国家卫生健康委收到31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团累计报告确诊病例11791例,现有重症病例1795例,累计死亡病例259例,累计治愈出院病例243例,共有疑似病例17988例。在流行病学史上,如此规模的扩散属于严重事件。
图1 疫情地图和疫情变化趋势图
要“把疫情防控工作作为当前最重要的工作来抓”,“疫情就是命令,防控就是责任”。
在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,全国各地全面总动员,投身这场必须打赢的疫情防控阻击战。浙江、广东、湖南、湖北、安徽……31个省区市启动重大突发公共卫生事件一级响应,依法科学加强联防联控、群防群控,全力遏制疫情扩散蔓延。
第二章 需求分析
根据国家卫健委公布《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第四版)》,新型冠状病毒感染的肺炎主要临床表现是发热,发热温度通常达到39~40℃。国家卫健委高级别专家组组长、中国工程院院士、国家呼吸系统疾病临床研究专家钟南山表示,新型肺炎存在人传人现象,严格的筛查检测措施可以有效对病毒防控,特别是体温检测。
即将来临的全国返工潮,流动人员数量大增,全国范围内必须执行严格的体温筛查检测措施,进行有效隐患排查和减少人员聚集交叉感染的风险。交通枢纽和各大单位进出门的测温需求倍增,如何快速、灵活、高效地对流动人员进行体温筛查是十分迫切的需求。
人体温度测量的仪器大致分为两类:接触式和非接触式。接触式的仪器通常有点温枪、耳温枪、水银体温计,这类检测方法存在一定的缺点:
1、测温效率低:测温速度较慢,需要配备大量检测人员,每个人逐一检测耗时耗力;
2、检测人员易传染:检测人员在检测温度时,需要和被测人员密切基础,提高人员接触概率,同时测温设备在测温后消毒不彻底,易出现交叉感染的情况。
在公共场所,特别是在密集人群中,如若依然使用医院中的耳温枪、水银温度计、点温枪进行体温测量,以达到监测和报警的作用,其耗费的人力、设备成本巨大,且被感染风险高、检测效率低、很难达到预防和警示的作用。
目前非接触式人体温度检测设备可以有效解决上述问题,主要技术为热成像测温,热成像测温具备快速灵活布控、高效准确测温、成本物资控制的优点,以非接触的手段对流动人员进行快速筛查,可以快速、简捷、安全、直观、准确的查找、判断人员是否存在体温异常现象,并迅速采取措施解决防止发热人员流动。
第三章 方案推荐
3.1热成像体温筛查方案
3.1.1 热成像测温原理
自然界中,一切物体只要其温度高于绝对零度(-273℃)都能辐射电磁波。热成像主要采集热红外波段(8μm-14μm)的光,来探测物体发出的热辐射。热成像把热辐射转化为灰度值,通过黑体辐射源标定得到的测温算法模型(温度灰度曲线)建立灰度与温度的准确对应关系,从而来实现测温功能。
图2 电磁频谱图
3.1.2热成像体温筛查
对于人体而言,体内温度相对是恒定的(口腔温度: 35.5℃~37.5℃;腋下温度 :34.7℃~37.3℃;耳蜗温度: 35.8℃~38℃;额头温度: 35.8℃~37.8℃)。热成像通过检测人表面的热辐射进行测温,基于人体测温大数据,通过测温算法映射为人体内部温度。通过热成像测温(建议检测人脸额头温度为主),一般情况下超过正常体温就有发烧的可能性,建议复测。另外,测温结果也会随着流汗或者风吹出现波动,这种情况也建议复测。复测方法,使用专业级耳温枪或者水银温度计测温。
海康威视人体测温热成像主要是做体温筛查,是指通过热像仪(非接触式方式)初步对人体表面温度进行检测,快速找出温度异常的个体,发现温度异常目标之后,再进行专业医学体温测量。举例来说:100个人通过热像仪筛查,发现几个温度有异常的目标,可以快速筛选,再用专业手段测量确认,有效降低检测工作量,提升效率。
图3 热成像人体测温实测图
3.1.3 热成像体温筛查业务流程
图4 热成像体温筛查业务流程图
3.2海康威视体温筛查方案优势:多快好省
当下疫情严重、紧急,最急需的就是基于现有场景进行快速临时布控,海康威视临时布控体温筛查方案,1台热像仪+三脚架+4200客户端,即可完成布控;同时多种方案可选(如上述),满足不同场景客户需求;目前有±0.5℃(无黑体)和±0.3℃(带黑体),两种精度可选,贴合用户对不同场景下的效果需求;多种经济型产品、利旧产品、新建通道可选,经济好用。具体展开如下。
3.2.1 多方案选择
海康威视在热成像领域深根十余载,积累了大量技术实力,已有丰富的产品线及解决方案。热成像产品种类丰富,包含高端型和经济型,价格也涵盖了市面上各个梯度。根据不同场景需求,制定多种方案,让用户有更多的选择。
3.2.2 快速布控
当前城市交通、文教卫、工商企业等城市公共区域存在多个出入口,都未设置合理的检测手段,急需设备能够进行灵活布控。海康热成像方案可以进行快速部署,适用于各类出入口,满足各种场景需求和各种安装环境。针对突发事件可在出入口快速布控,安装简便快速,支持检测点位移动,便于改造,大大减少人员投入。固定后可立即投入使用,事后可快速拆除。
3.2.3 贴合用户需求
针对不同用户的不同需求,考虑各种场景和各种安装环境,海康威视热成像都能提供相应的解决方案,保证各场景防控工作。主要分为已建人员通道和未建人员通道两类场景,针对已建人员通道场景,例如城市交通,已存在大量人员通道,可进行临时快速布控体温筛查,或者在原有人员通道上进行改造,增加测温筛查功能。针对未建人员通道场景,例如学校,企事业单位等,可以人工护栏围出单人通道进行快速布控,亦或可以新建测温安检门或者测温闸机进行体温筛查。
3.2.4 经济利旧改造
海康威视热成像考虑用户实际情况,推出经济型体温筛查方案和利旧改造体温筛查方案,让用户花更少的钱就可以快速部署热成像体温筛查产品,或者在原有人员通道上改造部署热成像体温筛查产品,共同参与到全国性的疫情防控战役中。
3.3方案类型
围绕公共卫生突发事件下的人体测温预警管控业务建设要求,方案设计主要考虑两种应用场景。一种是基于已有通道的场景,提供快速临时布控方案和利旧改造体温筛查方案。一种是基于无通道的场景,提供快速临时布控方案和新建人员通道筛查方案。
基于已有通道的快速临时布控方案主要用于对人流量较大的单个站点或出入口,如机场、地铁、火车站,此类出入口通常已经自建通道,只需利用现有通道快速布设本地组网的热成像测温摄像机,如人体测温半球,人体测温筒机,人体测温热像仪,人体测温黑体等,通过计算机上的报警管理软件进行人行通道的测温监测和实时报警即可。
对于已有通道利旧项目,可在原通道上增加智能测温组件、人脸识别组件,温度检测通过后可以控制通道开门。人脸组件可以直接输出开关量与第三方通道对接,可直接在人脸组件上配置测温模式以及测温阈值。
基于无通道的快速临时布控筛查方案针对超市、商场等无通道的场景,可以在入口处使用人工护栏围出一个走廊,快速搭建一个临时通道,再部署一套快速临时布控筛查方案。同时基于无通道的场景也可以新建人员通道筛查方案。
第四章 总体设计
4.2 方案组成
1、快速临时布控体温筛查方案:
针对城市交通,例如:火车站、汽车站、地铁、机场等,已存在大量人员通道的场景,可进行临时快速布控体温筛查产品。热成像多种产品配置三脚架单独架设,安装4200客户端于监测电脑,每个人员通道配备一套即可实现快速布控。
图6 快速临时布控体温筛查方案拓扑图
图7 临时布控体温筛查方案案例
第五章 方案详细设计
5.1基于有通道的快速临时布控筛查方案
5.1.1方案模块拓扑
图10 快速临时布控筛查方案拓扑图
5.1.2方案组成
系统由前端人体测温系统和后端视频存储服务器或管理软件组成。不同的方案包括不同的前端设备,包括人体测温热像仪和高精度人体测温黑体,人体测温卡片机,人体测温半球,人体测温双目筒机及人体测温手持热像仪。后端包括智能视频存储服务器(I系列NVR)或者现场电脑安装4200客户端管理软件。
5.1.3方案优势
该方案可以进行快速部署,适用于各类出入口,满足各种场景需求和各种安装环境。针对突发事件可在出入口快速布控,安装简便快速,支持检测点位移动,便于改造,大大减少人员投入。固定后可立即投入使用,事后可快速拆除。
5.1.5安装部署建议
推荐使用环境及部署建议如下:
Ø 高精度热成像人体测温相机,推荐安装在室内、无风的稳定环境中,室外环境中不保证测温精度。
Ø 高精度热成像人体测温相机推荐安装高度1.7米左右,推荐最佳测温距离1.5米左右。
Ø 人体测温热像仪+黑体,黑体高度和枪机一致(1.7米左右),推荐热像仪和黑体相距1.3米左右。
Ø 在设置测温距离处测温时,建议被测人员稍微停留,保证测温过程完整。
Ø 人体测温建议在单向人员通道,逐个经过测温。
第六章 核心产品推荐
6.1热成像产品
6.1.1人体测温半球
1、型号:DS-2TD1217B-3/6/PA(B)
2、热成像通道分辨率:160 × 120;热成像通道焦距:3mm/6mm;
3、热成像通道视场角:50°×37.2°/25°×18.7°;
4、可见光通道分辨率:2688*1520;可见光通道焦距:4mm/8mm;
5、可见光通道视场角: 84.0°×44.8°/39.4°×22.1°
6、视频模式:双光融合;
7、测温精度(方案可选):无黑体方案精度±0.5℃;加黑体方案精度±0.3℃
8、内置喇叭,人体体温过高触发报警“体温异常请复核体温”
9、支持AI人脸检测,多目标同时检测体温
10、支持全屏测温,专家模式:10个点,10个框,1条线总计21个测温规则
6.1.2人体测温筒机
1、型号:DS-2TD2617B-3/6/10/PA(B)
2、热成像通道分辨率:160 × 120;热成像通道焦距:3mm/6mm/10mm;
3、热成像通道视场角:50°×37.2°/25°×18.7°;
4、可见光通道:分辨率2688*1520;可见光通道:焦距4mm/8mm;
5、可见光视场角: 84.0°×44.8° /39.4°×22.1°/15.96°×12°
6、视频模式:双光融合;
7、测温精度(方案可选):无黑体方案精度±0.5℃;加黑体方案精度±0.3℃
8、内置喇叭,人体体温过高触发报警“体温异常请复核体温”
9、支持AI人脸检测,多目标同时检测体温
10、支持全屏测温,专家模式:10个点,10个框,1条线总计21个测温规则
6.1.3人体测温热像仪
1、型号:DS-2TA13-7/15VI/H1
2、热成像:分辨率384 × 288;焦距7mm/15mm;
3、视场角:56° × 41.5°/25° × 19°;
4、可见光:200W像素,1920 x 1080;
5、可见光视场角: 21.3°x2°
6、视频模式:双光融合;
7、测温精度:±0.3℃
8、支持AI人脸检测,多目标同时检测体温
9、支持全屏测温,专家模式:10个点,10个框,1条线总计21个测温规则
6.1.4人体测温卡片机
1、产品型号:DS-2TB21-3AVF
2、测温范围:30-45℃
3、测温精度:±0.5℃/±0.3℃(需加配黑体)
4、热成像通道分辨率:160 × 120;热成像通道焦距:3mm
5、可见光通道分辨率1920*1080
6.1.5人体测温手持
1、型号:DS-2TP31B-3AUF
2、测温精度:±0.5℃
3、测温范围:30-45℃
4、分辨率160*120
5、检测距离推荐0.15m~2m
6、最大可支持128G
7、充电时间<3H@25℃
8、电池工作时间>8H@25℃
6.1.6人体测温黑体
1、型号:JQ-70MYZ1B
2、温度分辨率0.1℃
3、测温精度±0.2℃(单点)
4、温度稳定性±(0.1~0.2)℃/h
5、有效发射率0.97±0.02
6、环境温度0~40℃
第七章 附录
7.1成功案例
7.1.1宁波镇海文旅集团红外测温项目
2月2日,镇海文旅集团下属数字电视公司和近强科技积极参与疫情的防控工作,联合海康威视测试红外热成像检测系统,助力构筑疫情防控第一道防线。红外测体温能大大提高体温监测工作高效,方便旅客快速通行。
图23 人体测温卡片机现场安装图片
图24 卡片机现场使用图片
图25卡片机现场使用效果图片
7.1.2兴业银行重庆分行疫情防控项目
针对近期发生的新冠肺炎疫情,海康威视第一时间提供技术支持,助力兴业银行重庆分行疫情防控,通过在银行大楼,银行网点营业厅出入口设置人体测温手持热像仪,对进入银行人员统一进行非接触式体温检测,若出现异常情况,快速向工作人员预警,采取进一步措施,保障人民群众生命安全。
图26 人体测温手持热像仪现场使用效果图片
7.2安装指导说明
详见附录I
7.3设备选型表
详见附录II