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    刑侦系统解决方案


    1背景

          随着城市人口密集,流动人口增加,城市交通安全、社会治安、重点区域防范、网络犯罪等城市管理问题日益突出,社会犯罪率呈逐年升高的趋势,罪犯的犯罪手法也更加隐蔽和先进,给广大公安人员案件侦破增加了难度。在破案过程中,公安人员对通缉犯进行人工排查时往往如大海捞针,效果不明显,成功率极低。普遍存在以下难题:
          1.     由于罪犯群体与普通群体的基数不断扩大,要在数以百万计的人员照片库中找出犯罪嫌疑人,不仅费时费力,还有遗漏等情况发生,破案的效率与成功率大打折扣;
          2.     公安机关侦察案件大多数仍然依靠事后追查和通缉,对已经发生的案件造成的损失很难有效弥补,缺乏时效性;
          3.     在案发的同时不能有效定位,难以在第一时间内将损失控制在最小范围。
          针对当前现状,我公司针对公安系统的特点及破案难题,开发了适用于刑侦系统的大规模人脸照片比对的产品。该产品基于公安专用网络平台,采用分步式运算结构,连接现有业务人像库,快速查询详细资料,进行身份鉴别,实现1比N、N比N等方式进行正脸、侧脸的照片比对,能够帮助警务工作人员快速辨别特定人员真实身份,把过去难以想象的上百万级的海量照片库比对需求变成现实,还可以综合利用各地、各部门分散的、数据标准不统一的现有照片库,将其标准化,建立统一的照片比对中心。主要有如下特点:高的安全性与广泛的可用性;‚能填补目前盗窃人员管理的盲点,实现盗窃嫌疑人员实时查证、重点人员区域布控,实现对犯罪人员及反复轻微违法犯罪人员的针对性打击控制,有利于社会治安状况的改善;ƒ可实现针对盗窃人员库、常驻人口库、暂住人口库、追逃库、重点人口库、CCIC在逃人员库等数据的人像比对。该技术可广泛应用于公安机关的反扒管理、治安管理、户证管理、网络追逃、区域布控、寻人等多个业务领域,实现真正意义的科技强警,为反扒侦查、治安管理、刑侦破案、维护稳定等提供高科技手段,为社会的和谐安定提供有力的技术支持。

    2方案设计原则

          1.     先进性:采用国际领先的Facereco算法;是目前市场上最适用于公安业务的人脸识别照片比对系统产品;
          2.     实用性:对于硬件配置要求极低,适用于目前主流的操作系统;
          3.     方便性:成熟的照片比对功能,比对方式多,比对准确率高,比对速度快,系统操作简单、方便;
          4.     易维护性原则:全程运行监测和详尽的日志;
          5.     扩展性:系统预留功能扩展接口,可根据用户要求扩展功能;
          6.     安全性:系统采用通过加密设计,有效的杜绝网络病毒和黑客的信息攻击和窃取,确保信息安全。

    3技术方案

    3.1    人脸检索比对系统

    3.1.1       系统结构框图




          特征提取服务模块做为人脸图片的接收端,负责提取人脸特征,若接收的图片数量较大,则需要设置图片数据缓冲区。
          实时检索服务将实时抓拍的人像特征与刑侦目标人像库特征进行比对,检索最相似的N个人,结果即时输出到展示平台。

    3.1.2       人脸特征信息建库

          采用自主开发的特征提取算法,对预处理过的人脸图像进行特征提取,并存储到一个统一的特征模板文件中。人脸特征的比对一般在计算机中的内存进行,为了使人脸识别的比对过程更快,特征模板文件的大小是越小越好。本系统信息建库具有以下特点:
          1.         支持千万级人像照片及其特征入库
          2.         提供人员详细信息录入和编辑。信息字段可扩展
          3.         提供现有人像照片库的接口,可定制开发数据库对数据库的人像特征提取和建库。

    3.1.3       人脸检索

          本系统输入静态图片文件或图片文件夹,作为待检索对象,模块在人像库中按照设定的匹配阈值进行检索,输出与待检索对象最相似的N个库内人员图片及其身份信息。输入图片数量无限制,可根据现有图片库定制库对库的接口,实行无人监管式的自动人像检索并提供检索结果快速浏览和查询工具。

    3.1.4       业务负载均衡模块

          通过系统任务管理的负载均衡策略,对于不同的服务器资源占用情况进行智能地分析,进行合理地任务统一协作管理,实现最有效的集群化工作。

    3.2    数据库系统

          系统支持Mysql数据库和Oracle数据库。
          本系统采用数据统计方式将人脸信息、特征信息、数据库信息、视频信息等多方面的信息统一录入数据库,并进行数据综合分析,实现数据挖掘,从而可以得出客户所需的各类业务数据,为客户的工作提供强有力的数据支持,以便于客户的提前制定计划并顺利开展工作。 

    3.2.1    数据结构模块

          数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。数据建模是将登记入库的人脸数据进行建模提取人脸的特征,并将其生成人脸模板(人脸特征文件)保存到数据库中。在进行人脸搜索时(搜索式),将指定的人脸进行建模,再将其与数据库中的所有人的模板相比对识别,最终将根据所比对的相似值列出最相似的人员列表。

    3.2.2    数据转换模块

          数据转换是将数据从一种表示形式变为另一种表现形式的过程。系统将客户原有的图片、数据信息等杂乱且不规则的资料转换成便于数据库分析、存储的具有关联性的数据资料。

    3.2.3    数据优化模块

          将数据库的所有数据资料通过该模块进行优化处理。通过应用程序的优化使数据库参数80%的系统性能的提升。

    3.2.4    分布式数据系统模块

          分布式系统具有高度的内聚性和透明性。网络和分布式系统之间的区别更多的在于高层软件(特别是操作系统),而不是硬件。
          在一个分布式系统中,一组独立的计算机展现给用户的是一个统一的整体。如同一个拥有多种通用的物理和逻辑资源的系统,可以动态的分配任务,分散的物理和逻辑资源通过计算机网络实现信息交换。系统中存在一个以全局的方式管理计算机资源的分布式操作系统。
          我们通过分布式系统模块将客户的多条计算机有效的组合到一起,进行单任务多计算机处理或是多任务多计算机处理的方式,使客户能够快捷、方便的取得有效数据信息,在充分利用客户的硬件资源情况下将所需处理的大量数据在最短的时间内分析处理好。

    3.3    后台管理系统

          用于比对结果的显示、报警提示、人员信息的管理、系统管理、比对结果存储等。包括:   

    3.3.1    人员基础信息管理

          手动输入系统设备人脸的基本信息,或者从身份证信息库中根据头像自动查找人员信息。

    3.3.2    告警管理

          设置需告警的事件类型和告警方式;对已有告警按各类型、时间等选项进行查询;按类型、时间进行统计和分析。

    3.3.3    用户权限管理

          用户权限管理规定了用户及其对能够使用的系统权限,如监控权限、查询比对权限、配置权限等。系统进行配置时可以根据实际的隶属关系进行灵活的权限设置。发生争用时,级别不同的级别优先,级别相同的时间优先。

    3.3.4    日志管理

          支持对用户操作、报警事件和对系统操作的实时记录;支持对日志的导出、清除和搜索;用户日志支持用户的登陆时间、日期、用户名、操作事件等信息的记录;报警日志支持报警事件的时间、日期、报警类型、接收者和发送的状态等信息的记录;系统日志支持用户名、用户操作的时间、日期和操作的事件等信息的记录。

    4系统运行支撑要求

    4.1 网络环境

          1.     使用Windows操作系统构成局域网络。局域网:100M/1000M以太网;必要时,局域网与主干网、服务器与主干网采用万兆连接
          2.     互联网:100M光纤,ADSL
          3.     局域网内各设备指定同一网段的不同的固定IP地址

    4.2 系统硬件需求

          1.     数据库/Web服务器:至强Xeon(R) E5系列, 内存:8G~16G
          2.     人脸检索服务器:至强Xeon(R) E3-1240(主频3.0G,4核8线程)以上;  
          3.     内存:8G~12G

    4.3 系统软件需求



     

    4.4 人脸检索比对性能设计



    4.5 Web服务安全可靠性设计

          1.     用户登录进行身份验证:
          a)     对于局域网内部用户的登录,采用账号加密码的登录方式
          b)     对于远程访问服务器的用户采用CA(CA验证不在本期系统范围内,但需预留接口)或带SSL的VPN进行身份验证(带SSL的VPN由信息中心提供)
          2.     用户浏览、存取都要检查是否已登录过
          3.     访问权限控制(ACL):系统提供了精确到每个功能模块的各种操作级别(如按钮和超级链接)的权限设置,对每个用户的权限可以控制到操作一级
          4.     系统间数据库隔离:对于第三方有数据交换的软件,相互间不能直接访问数据库
          5.     部分数据加密,如用户密码,绝密文件
          6.     通过互联网防火墙防外部非法侵入

    4.6 Web服务性能设计

          1.     并发业务处理用户数为50人
          2.     在线访问用户数为500人
          3.     进入系统时间(成功登录后到主窗口完全显示)<=5 秒
          4.     进入各功能时间(选择功能后到该窗口完全显示) <=3 秒
          5.     一般报表响应时间 <=5 秒 (包括查询)。如果超过5秒,需要有弹出窗口显示进度条,但任何报表不能超过60秒
          6.     系统平均响应时间:<=5秒
          7.     系统平均无故障时间:≥2000小时
          8.     数据储存能力:存储量≥80G
          9.     数据交换能力:主交换机1000Mps,分交换机到终端100Mps
        10.     数据库系统平均修复时间:数据库平均恢复时间≤0.5小时
        11.     系统恢复时间:系统平均恢复时间≤1小时
        12.     服务器不间断运行:≥7×24(小时)