公共区域聚集人群体温及健康监测大数据 分析平台研发及应用
完成单位: | 开江恒佳网络科技有限责任公司 |
参与研发人员: | 李天龙、黄登辉 |
评价机构: | 达州市智信技术转移中心 |
专家组成员: | 何旭、户永清、吕沈江、陈尧 |
评价完成时间: | 2022年8月2日 |
成果类别: | 应用技术 |
所属区县: | 达州市开江县 |
成果简介: |
一、项目背景及必要性
(一)项目背景
聚集人群健康监测是传染病防控的关键措施非典、埃博拉、 新冠等疫情,一再警示我们,人类身体健康和生命安全的最大敌 人是传染病。历次传染病的防控经验也一再告诉我们,公共区域 聚集人群健康状况的适时监测是有效防控传染病的基础,是贯彻 “早、快、严、小”原则的关键。立项实施本项目,是常态化防控 非典、新冠等重大传染病,确保人民身体健康和生命安全的重要 措施,十分必要,当此非常时期,更是刻不容缓。国务院联防联 控机制已印发《关于做好新冠肺炎疫情常态化防控工作的指导意 见》,要求各地各部门全面落实“外防输入、内防反弹”的总体防 控策略,坚持及时发现、快速处置、精准管控、有效救治,有力 保障人民群众生命安全和身体健康。本项目的顺利实施,必将为 新冠疫情常态化防控做出积极贡献。
(二)项目建设必要性
1)监测指标单一目前,HIKVISION等企业,应对疫情开发 出了视频实时监测体温的硬件,但仅能对人群适时体温监测及报 警,监测指标太单一,缺乏对人群面部表情、身体姿势、精神状 态等数据的搜集,更未与智能化医疗诊断系统整合,无法对监测 人群自动甄别分类,无法自动对高危人群人脸识别、报警上报。
2)大数据处理平台缺乏目前,大的应用还停留在硬件辅助 监测,人工协助操作的阶段。如果利用云计算、大数据、AI智 能等工具,可对公共聚集人群,以多线程并发模式,快速、迅捷、 智能的识别人群体温,并适时上报相关监测单位。加以整合智能 化医疗诊断系统,结合大数据处理,可对人群中每一个人进行深 度分析(包括体温、面部表情、身体姿势、精神状态、气色等), 初步诊断出其健康状况,自动甄别分类,并层级上报及智能预警。
二、承担单位基础条件
开江恒佳网络科技有限责任公司成立于2016年,是一家集 软件开发、电商运营、物联网技术开发的科技公司。公司从成立 至今为客户开发软件几十种,取得软件著作权20余项,专利2 项。公司拥有全新的服务理念服务社会,是一家快速成长、锐意 进取的年轻网络科技公司。公司以人为本,以客户为中心,以需 求为导向,以服务为宗旨;以创新、专业、求实、诚信、和谐为 经营理念。现以成为整个行业技术较专业的网络科技公司。迅速 发展成为网络科技领域的后起之秀。
公司现已服务众多地方企业,为地方企业提供了大量的互联 网技术支持,同时已与部分企业进行了产品电商销售合作,公司 年销售收入800万元。公司同时亦在加大物联网研发方向的投 入,目前已经完成自主研发的:物联网视频直播系统、环境监测 同步互联网系统等。
公司核心团队人员为返乡创业大学生组成。我们的团队成员 放弃高薪,带着技术回乡发展,不分昼夜努力拼搏,只为将最前 沿的互联网技术引入家乡,让科技驱动家乡的发展更上一层楼。
三、建设地址
本项目在开江恒佳网络科技有限公司住所一一开江县普安 镇迎宾大道电商营运中心。
四、计划目标
主要目标:建立一套面向海量数据的公共聚集人群初步健康 状态评估软件系统平台。
依托目前合作的学校、社区,安装摄像头、体温监测等硬件, 通过本项目平台抓取海量的人脸、肢体、温度相关数据,将智能 分析的聚集人群健康状态分为:温度异常;健康状态异常。
温度异常人群将会直接预警,截取人脸图像,体温数据,地 点,通过平台、短信、微信将数据自动上报主管及相关职能部门; 脸部、肢体健康状态异常人员,系统自动记录,存放云服务器, 平台使用单位可自行查看。
AI智能系统提供7*24小时自主深度学习,随着使用时间加 长,AI将会越来越聪明,准确率和F1值将达到或超过国际当前 主流算法;系统所使用的人体健康状态评估系统准确率和F1值 达到90%以上。
五、主要研究内容
1)人工智能神经网络系统,用于机器自主深度学习。此为 底层框架,便于机器自主学习,智能判断。
2)人脸、肢体识别算法系统,用于机器自动对人脸、肢体 形态判断。
3)大数据采集,用于采集人脸、体温、肢体、地点等信息。 便于机器前期学习。
4)可视化平台系统,用于对分析后的数据进行可视化呈现, 并能层级上报。六、技术路线与技术方案
1、技术路线
SmoolAI深度学习系统一人脸、人体形态算法系统一接入 DS-2TD2617B-3/6/10/PA(B)硬件设备一大数据采集"人工对数据 进行标注一AI深度学习-可视化平台开发
2、技术关键
公共聚集人群健康监测大数据分析平台的开发涉及非常多 的关键技术,主要针对人工智能深度学习系统开发、人脸识别、 肢体识别、数据对比分析,数据多体量的整合,高精准、高效率 的识别分析。其中深度学习系统将基于人工智能研究院(FAIR) 基于Torch推出的PyTorch为样本,目前公司已参考PyTorch架 构,开发出釆用GPU加速的张量计算,包含自动求导系统的深 度神经网络一SmoolAI系统(目前此系统正在申请软件著作权及 专利)。人脸识别算法包括脸部跟踪及特征定位及人脸表示,人
脸识别可根据YuanLI提岀的用3个不同时间长度的lifbspans的 Obseners来抵抗目标特征突变,lifbspans等于Ifirame的相当于 每一帧都更新目标特征(适应目标特征的突变), lifespans^5frames的相当于用以前的5帧中目标特征来表征目标 (抵抗突然的干扰)[1]的方式进行实现。肢体形态判断算法将 独立子空间分析(IndependentsubspaceanalysisJSA)扩展到三维的 视频数据上,使用无监督的学习算法对视频块进行建模。这个方 法首先在小的输入块上使用ISA算法,然后将学习到的网络和较 大块的输入图像进行卷积,将卷积过程得到的响应组合在一起作 为下一层的输入,将得到的描述方法运用到视频数据上。
3、应用方案
公共集聚人群健康监测大数据分析平台,主要对人群集聚场 所,人群的体温及健康状态进行实时监测与预警。通过硬件设备 对人群数据的釆集,以及精准高效的AI系统分析,向使用单位 提供人群体温、健康状态预警,并可进行层级上报;本项目可用 于政府、学校、社区、企业、医院、车站等,将公共聚集区域人 群的体温和健康状态进行分析后进行实时报警及群体健康预警 防范。本项目产品研发完成后,首期将在开江县特殊教育学校、 开江县金牛社区、开江县金山花园小区等公共区域进行安装应 用,日检测人群5000人以上。第二期,将在开江县城区公共区 域广泛推广应用。
七、建设期限及进度安排
本项目建设期限为17个月(2020年7月至2021年12月), 具体建设进度安排如下:
2020年7月-2020年9月:完善项目目标方案、确定项目团 队分工细则,开展系统开发。
2020年9月-202。年12月:完善优化公司自主研发的
SmoolAI系统,并取得计算机著作权。
2020年12月-2021年3月:完善优化人脸识别、肢体形态 判断算法。
2021年3月-2021年6月:与意向合作单位开展硬件安装工 作,并进行大数据釆集。
2021年6月-2021年9月:完成对数据的人工标注,并将整 理好的数据给SmoolAI系统自主学习。
2021年9月-2021年12月:完成对平台的搭建,项目试运 行。测试稳定后,进行市场应用开放,项目验收。
八、效益分析
1、技术效益
公共区域聚集人群健康监测平台项目,通过C++和E语言 开发人工智能深度学习神经网络系统,PHP+MYSQL, java和 Objective-C语言开发可视化平台系统。同时可结合百度、阿里巴 巴等提供的人工智能数据开放接口对数据多源化、多体量的整 合,高精度、高效率的识别分析,达到项目的实用性、稳定性。 目前已申请实用新型专利2个,计算机软件著作权8个。
2、经济效益
平台研发成功后,预计年销售额120万元以上,后续正在积 极拓展市场。经济效益明显。
3、社会效益
本项目已成功应用于开江县特殊教育学校、开江县建设社 区、金山花园小区。学校、企业等人群聚集地,可提前对人员健 康状态进行初步预估,从而对身体有异常且自身不知的人员,进 行提前预警,及早发现,减少人群健康问题,社会效益明显。