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摘要：无感式热成像人体测温初筛设计方案
关键词：无感式热成像人体测温技术；离线测温模式；联网测温模式
2019年底武汉地区爆发新型冠状病毒疫情，该病毒具有人传人、医务人员感染、一定范围社区传播特点，疫情已经扩散至全国各地及全球多数国家，给人民的生命安全及社会生产产生较大的威胁。2020年1月20日，国务院将新型冠状病毒肺炎纳入传染病法和卫生检疫法管理，并启动全国范围应急防控工作，其中的主要措施之一：落实重点场所测体温等措施，多部门联防联控。新型冠状病毒感染的肺炎患者的临床以发热、乏力、干咳为主要表现，在临场医学中，医生需要对病人用体温表进行体温测量，借此判定病人的生理状态。但是在公共场所，特别是在密集人群中，如若依然使用医院中的体温表进行体温测量，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。针对各公共场所目前普遍存在的人体测温需求，选择一种以现代信息技术为支撑，建成覆盖各种公共场所场景的网络互联互通、信息资源共享、标准规范统一、应用功能完备的人体测温信息化体系对疫情的防控尤为重要。
无感式热成像人体测温技术结合当下热成像测温技术、生物识别技术、视频智能分析等技术，围绕高精度、高效率，灵活布控、安全可靠，低成本几个方面，实现智能化防控管理的建设目标。
无感式热成像人体测温技术方案的规划设计应以应用需求为导向，以计算机应用技术为手段，坚持实用性、安全性、开放性、先进性、易管理维护性的设计准则来部署实施。下面结合当下主流技术产品支持来论述一下整体技术架构。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，系统提供两种应用模式。一种是离线测温筛查模式，一种是联网测温筛查模式，其架构分别如下：
应用主要设备：
一、热成像摄像机：非接触式测温
在自然界中，物体温度高于绝对零度（-273℃）就会辐射电磁波，而红外线是电磁波最为广泛的一种存在形式。
热成像摄像机就是通过采集物体发出的红外电磁波，将红外信号转化成电信号，再通过信号处理系统将辐射能量即温度通过不同灰度显示出来，灰度的不同代表温度不同从而计算出物体温度，并输出便于肉眼识别的伪彩色图像。这样，热成像摄像机就很好的解决了传统测温需要人员近距离接触的问题，实现非接触式测温，减少交叉感染的风险。针对此次疫情，根据官方权威发布平台发布的《新型肺炎防控知识手册》，新型冠状病毒肺炎早期临床表现出现体温≥37.3℃的人员应到当地指定医疗机构进行排查、诊治。而热成像摄像机在理想稳定工作环境状态下，设备稳定性精度最高仅能做到±0.5℃，受设备内部及外部的环境影响，如风吹、空调、人行经过等造成环境温度扰动，实际工作中误差将达到±1℃，甚至更高，无法达到界别37.3℃的防控初步筛选疑似患者的标准。因此，仅靠一台热成像摄像机测量人体体温，精度是远远不够的，难以满足当前疫情防控需要。
二、黑体：测温的“标尺”
黑体，作为标定红外系统的基准源，能够吸收外来的全部红外电磁波，并且不会产生任何反射与透射，但是可以向外辐射红外电磁波的理想化物体，即黑体的辐射率与吸收率为1，透射率为0。也就是说，绝对黑体只发射红外电磁波，但不反射外界环境的电磁波，使其辐射情况只于温度有关，有效避免外界环境干扰以及自身材料影响。当然，在自然界中不存在完全理想化的黑体。
实际工业应用中，黑体的辐射率只能做到无限接近于1，目前通用的黑体辐射率为0.95、0.97和0.99以及用于检测的标准源黑体辐射率近似为1。尽管如此，按照国家标准《GBT 19146-2010红外人体表面温度快速筛检仪》要求，在规定的工作环境中，筛选仪器的试验误差应不大于0.4℃，黑体的加入即可轻松实现。
三、热成像+黑体：±0.3℃高精度，对疫情负责
无感测温作为初筛，主要目的是筛查出疑似的“漏网之鱼”，但如果测温温差过大，或造成体温数据查看管理困难，使用效果大打折扣。通过将黑体设置在热成像视野范围内，利用黑体的特性开展测温标定，建立灰度与温度的准确对应关系，进行测量温度实时校正，将视频画面和个人体温对应显示，大幅度提高人体测温的测温精度，减少测温误差到±0.3℃。
系统架构主要采用离线测温筛查、联网测温筛查两种模式。
模式一：离线测温筛查
该模式主要用于对人流量较大的单个站点或出入口，快速布设本地组网的热成像测温摄像机、测温道闸设备，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。
对于突发公共卫生事件下，该模式可以用于对公共人员快速实施无感测温，主动发现异常体温人员，提高应急事件响应效率。离线测温筛查系统由前端人体测温声光报警系统和站点计算机组成。前端人体测温系统在人行通道口可采用热成像人体测温摄像机和高精度人体测温黑体组成，在人行出入口可采用测温通关道闸。站点计算机部署本地测温管理软件用于对测温摄像机和测温道闸进行管理和测温报警。
模式二：联网测温筛查
该模式主要用于对多个人行通道口或园区范围内有多个人行出入口，通过固定点位安装方式，将多个人体测温点联网形成对于大型交通枢纽站或中大型学校、园区通道出入口的全覆盖监测，在监控中心实现对管控区域内的全局远程监测，避免造成交叉感染。联网测温筛查系统由前端人体测温系统、传输网路和监控中心三部分组成。前端人体测温系统在人行通道口可采用热成像人体测温摄像机和高精度人体测温黑体组成，在人行出入口可采用测温通关道闸。监控中心包括人体测温预警管理平台、智能存储服务器和数据库等，用于远程对各个通道和出入口的流动人员进行无感测温预警，并通过管理平台进行记录存储、视频回溯，同时可以利用人脸识别技术对流动人员人脸特征进行抓取并记录，为重点人员管控提供人脸信息。
两种模式的系统可根据不同场景灵活部署，既可以作为突发情况下紧急进行通道出入口的流动人员无感体温测量筛查，也可以用于常态化对交通枢纽、学校、园区的各个通道入口处进行流动人员无感体温测量筛查。系统可以融合公共场所常用安防子系统，譬如视频监控、LED屏显、门禁、报警联动等系统，实现个子系统间资源共享，为公共卫生应急事件处理提供无感测温手段，并与关联安防系统之间形成联动管控机制。
参考文献：
[1]《智能建筑设计标准》 GB50314-2015 中华人民共和国国家标准.
[2]《综合布线系统设计规范》GB50311-2016 中华人民共和国国家标准.
[3]《安全防范工程设计标准》GB50348-2018 中华人民共和国国家标准.
[4]《红外人体表面温度快速筛检仪》 GB/T19146-2010 中华人民共和国国家标准.
[5]相关产品技术资料.