鄭陳嘉

(羅普特科技集團股份有限公司 福建廈門 361000)

平安城市監(jiān)控系統(tǒng)是在城市中建立覆蓋面廣的綜合性、集成化、多功能的治安防控網(wǎng)絡[1]。智能化的監(jiān)控系統(tǒng)能統(tǒng)一技術標準，實現(xiàn)網(wǎng)絡互通、信息資源共享，形成城市智能化天網(wǎng)，為提升城市管理模式及效能，助推城市發(fā)展提供重要技術保障，也是提升預防、打擊犯罪行為、防控社會治安、推進平安城市建設的重要保障。該文就針對福建省廈門市集美片區(qū)交通治安監(jiān)控視頻系統(tǒng)建設項目智能化系統(tǒng)工程進行了研究。

1 監(jiān)控系統(tǒng)建設必要性及目標

1.1 必要性

社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展使社會治安日趨復雜，常規(guī)的現(xiàn)場人防治安維護方式已無法滿足繁忙交通路口、大型人員聚集場所、復雜治安地區(qū)的防控需求。我國自2004年首次提出平安城市建設概念以來，政府大力推廣，已初具成效，如公安部的“3111”全國城市社會治安監(jiān)控系統(tǒng)工程，對監(jiān)控系統(tǒng)進行了不斷的新建或改造，并將社會單位監(jiān)控系統(tǒng)接入公安系統(tǒng)中，以各種監(jiān)控形式全面覆蓋城市各個區(qū)域，提高了公安部門對社會面局勢的掌控[2]。城市監(jiān)控系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、報警、電子巡查、出入控制等系統(tǒng)，涉及領域較廣，包括街道轄區(qū)、公共場所、道口卡口、銀行監(jiān)管、智能大廈等。監(jiān)控目標包括：人員、車輛、移動物體等。城市監(jiān)控系統(tǒng)的建設思想是通過現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡通信技術，對城市有效管理、統(tǒng)一指揮、反應及時，以預防和打擊違法犯罪行為，提高城市的安全防控能力，使城市安全系統(tǒng)建設更加完善，實現(xiàn)平安城市、和諧社會。城市監(jiān)控系統(tǒng)以治安監(jiān)控為主，是一項復雜的系統(tǒng)工程。需整合各類視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使其與公安實戰(zhàn)應用需求緊密聯(lián)系，通過城區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的建設及高清卡口的抓拍系統(tǒng)，經(jīng)視頻傳輸技術、數(shù)據(jù)智能分析技術、存儲技術、圖像集成技術，最大程度地發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的應用效果，以實現(xiàn)平安城市。

1.2 目標

平安城市監(jiān)控系統(tǒng)的建設應在科學發(fā)展的引導下，以提高維護社會公共安全、社會綜合管理能力及效能為出發(fā)點，堅持“公安推動、無縫覆蓋、資源共享”建設思路。經(jīng)整體規(guī)劃、高標準建設、科技管理打造出聯(lián)網(wǎng)共享、全面覆蓋、高效運行、規(guī)范管理的現(xiàn)代智能化監(jiān)控系統(tǒng)。并建立網(wǎng)格化巡控、數(shù)字化支撐、智能化運用、扁平化指揮的城市防控系統(tǒng)，對城市進行全時段的動態(tài)監(jiān)控及實時調(diào)控指揮，以提高社會秩序、促進經(jīng)濟和諧穩(wěn)定發(fā)展。

2 平安城市監(jiān)控系統(tǒng)的建設原則

2.1 先進性

監(jiān)控系統(tǒng)充分體現(xiàn)了信息技術下的智能化特點，綜合了當下各種信息網(wǎng)絡技術，支持高清圖像應用、智能視頻應用、網(wǎng)絡傳輸存儲應用。其綜合集成度較高，經(jīng)先進的設備及技術，與多媒體技術適應發(fā)展，使系統(tǒng)更具靈活性、安全性。

2.2 可靠性

監(jiān)控系統(tǒng)的抗沖擊能力和抗干擾能力較強，無論內(nèi)部條件還是外界條件發(fā)生突變，能在短時間內(nèi)快速恢復。監(jiān)控系統(tǒng)的核心關鍵是單元設備均是雙機備份，存儲流及實時流分開傳輸。即便監(jiān)控平臺設備出現(xiàn)宕機情況，監(jiān)控錄像存儲也不會因意外而中斷，能有效確保系統(tǒng)的不間斷工作運行。

2.3 安全性

監(jiān)控系統(tǒng)的平臺及前端設備有相應的安全保護措施，可避免受病毒感染，也可防過載、雷擊、斷電或人為破壞，具有較高的安全性保障。根據(jù)公安部的視頻監(jiān)控專網(wǎng)及城市視頻網(wǎng)的安全要求，加大了對網(wǎng)絡環(huán)境中視頻、信息的傳輸及存儲安全性考慮，有效防止惡意攻擊或視頻圖像信息被非法提取。

2.4 可擴展性

在監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)上，利用網(wǎng)絡擴展性較強的特點，預留擴充模塊，實行集中管理、分散控制。平臺可在原有系統(tǒng)基礎上二次開發(fā)，如擴展用戶、增加功能、接入監(jiān)控點，只需增加對應的功能模塊及前端設備即可，無需改動整個系統(tǒng)。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的設計

3.1 總體設計思路

城市監(jiān)控系統(tǒng)是“電子眼”“天眼”有機結(jié)合的互動性系統(tǒng)工程，由諸多視頻監(jiān)控點、網(wǎng)絡傳輸平臺、視頻數(shù)據(jù)平臺、綜合管理系統(tǒng)、各級應急監(jiān)控指揮中心、信息安全保障體系等部分組成[3]。社會治安視頻監(jiān)控網(wǎng)絡平臺由城市視頻網(wǎng)和公安視頻專網(wǎng)構(gòu)成，建立在移動、電信等寬帶通信網(wǎng)絡上。其總體設計思路如下。

3.1.1 建設片區(qū)綜合云平臺

福建省廈門市集美片區(qū)平安城市監(jiān)控數(shù)據(jù)云平臺建立應打破常規(guī)系統(tǒng)的監(jiān)理管理平臺模式，將片區(qū)內(nèi)的公安監(jiān)控平臺、綜合治理視頻聯(lián)網(wǎng)管理、社會面監(jiān)控資源及海量數(shù)據(jù)傳輸有效融合成全新的視頻監(jiān)控調(diào)度及指揮云平臺。

3.1.2 建設全區(qū)域覆蓋

經(jīng)廣電網(wǎng)絡光纜干線進行片區(qū)的公安天網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合，把各街道的公安監(jiān)控存儲平臺匯聚到片區(qū)新的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)云平臺。

3.1.3 貼合實戰(zhàn)開發(fā)功能

對各類來源不同、視頻圖像格式不同的視頻圖像資源進行整合，以便于視頻圖像的共享。根據(jù)實戰(zhàn)業(yè)務需求，在原有的公安天網(wǎng)、綜合治理視頻聯(lián)網(wǎng)、社會面監(jiān)控資源基礎上增大后期數(shù)據(jù)的管理分析，以突出云平臺的數(shù)據(jù)模型運行能力，整合各類監(jiān)控數(shù)據(jù)資源，提高對軌跡分析、人臉識別、模糊查詢等功能模塊的開發(fā)利用，以最小投資實現(xiàn)與原有監(jiān)控系統(tǒng)資源的融合，以最大化發(fā)揮聯(lián)合防控效果。

3.2 具體監(jiān)控點位設計

（1）監(jiān)視對象。片區(qū)要道、社區(qū)、重點單位、案件高發(fā)區(qū)域、黨政府機關、信訪單位、幼兒園等弱勢群體集中區(qū)域。（2）監(jiān)控內(nèi)容。監(jiān)視范圍內(nèi)的人員、車輛、物資流動等實況。（3）布點位置選擇。監(jiān)控點宜選擇供電線路、市電、農(nóng)網(wǎng)、居民用電、廠企用電位置、光纖傳輸達到位置，社會面治安重點防控位置，不受周邊環(huán)境影響位置，人員、車流量大交匯位置，易維護位置。（4）布控方式。對學校等重點單位布控攝像位置時，可在大門口部署高清球型攝像機，通過云臺鏡頭轉(zhuǎn)動變焦查看附近人員、車流細節(jié)。周邊區(qū)域可部署槍型攝像機，進行多角度、多層次的合理預防。對大型廣場等人員密集的區(qū)域，可在出入口部署網(wǎng)絡球型攝像機或固定高清攝像機，網(wǎng)絡球型攝像機可經(jīng)轉(zhuǎn)動變焦查看全景、細節(jié)及人員特征、車輛號牌。

4 城市監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

4.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)本身具有視頻前端設備，以實現(xiàn)監(jiān)控及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸功能。城市中常見的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是全數(shù)字系統(tǒng)架構(gòu)，與IP 地址網(wǎng)絡組合，經(jīng)云端視頻數(shù)據(jù)存儲完成構(gòu)建[4-5]。前端設備乃是監(jiān)控攝像機設備，城市區(qū)域內(nèi)的重點位置均有設置，包括重要交通路口、人員密集區(qū)域、公共場所等，以進行實景實況的視頻信息數(shù)據(jù)采集工作。隨著數(shù)字信息技術的發(fā)展，高清數(shù)字攝像機大力推廣應用。城市監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備經(jīng)網(wǎng)絡接口按供電方式的就近原則完成設備的視頻信息采集。網(wǎng)絡傳輸設備充分發(fā)揮自身優(yōu)勢功能，對前端攝像機進行信號耦合控制，快速傳遞視頻信息、圖像內(nèi)容。我們目前的傳輸設備包括有線網(wǎng)絡交換機、5G無線傳輸設備。有線網(wǎng)絡傳輸指先安裝網(wǎng)絡交換機，經(jīng)光纖對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行承攬，在充足的光纖電纜下，通過星性鏈接構(gòu)建網(wǎng)絡，搭建多級匯聚IP網(wǎng)絡。若光源缺乏時，可選用無源光網(wǎng)絡設備搭建光纖網(wǎng)絡，也可選擇無線傳輸方式。可在監(jiān)控攝像機附近設置無線傳輸終端，經(jīng)無線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)信息交換，通過4G 通信網(wǎng)絡搭建專用和公用無線通信系統(tǒng)。專用無線通信系統(tǒng)相較于公用無線通信系統(tǒng)，其視頻信息數(shù)據(jù)的傳輸速率更快，且安全性更高，但也有弊端，即傳輸資源占用較多。

4.2 通信系統(tǒng)

城市的監(jiān)控系統(tǒng)使用公安視頻專網(wǎng)通信網(wǎng)絡，網(wǎng)絡架構(gòu)由原來的三層網(wǎng)絡改為原有網(wǎng)絡保持三層網(wǎng)絡，新建網(wǎng)絡使用大二層架構(gòu)。同時為提高網(wǎng)絡承載能力，市局更新了核心交換機。目前，集美區(qū)視頻專網(wǎng)與市局視頻專網(wǎng)互聯(lián)為萬兆光纖直連，市局設備更換后，分局平臺與市局互聯(lián)也需要同步更新網(wǎng)絡連接方式。

4.3 調(diào)度指揮系統(tǒng)

常見的調(diào)度指揮系統(tǒng)組成部分包括集成通信及計算機輔助[6]。其主要功能是根據(jù)視頻信息內(nèi)容，第一時間做出反應，以充分掌握細節(jié)信息，便于統(tǒng)一的調(diào)度指揮。進而增強監(jiān)控操作集中性，以更好地實現(xiàn)可視化輔助手段，促進城市社會治安管理效果的有效提升。集成通信平臺能調(diào)配多語音網(wǎng)絡，集合連接多個終端，以帶動移動終端及視頻會議系統(tǒng)的互通性，增強多樣化通信設備的管理能力。這種多重網(wǎng)絡的同時調(diào)控形成了通信融合，提升對應急事件的統(tǒng)一部署指揮及戰(zhàn)略決策的傳達效率，實現(xiàn)應急事件的及時、無礙溝通。

5 平安城市監(jiān)控系統(tǒng)建設的關鍵技術

5.1 監(jiān)控系統(tǒng)技術

5.1.1 開發(fā)利用海量視頻信息

把視頻信息和GIS數(shù)據(jù)、法人、自然人數(shù)據(jù)庫有效整合，構(gòu)建這些數(shù)據(jù)的智能視頻系統(tǒng)。通過智能化搜索，快速檢索海量視頻信息。同時，通過人臉及車牌識別技術，根據(jù)識別目標范圍對海量視頻信息進行篩查，以提升對目標的篩查效率。并經(jīng)圖像分析技術，設置行為特征，智能分析海量視頻信息，抽取關鍵信息，根據(jù)行為特征進行智能化檢索處理。

5.1.2 網(wǎng)絡傳輸性能

因網(wǎng)絡的異構(gòu)性，帶寬在大范圍內(nèi)易出現(xiàn)改變。所以，視頻傳輸編碼較為重要。視頻流在網(wǎng)絡傳輸中需滿足幾大特性：能適應網(wǎng)絡帶寬動態(tài)變化以擴展碼率；能滿足終端處理能力及顯示尺寸的異構(gòu)性要求以擴展復雜度；能按照用戶需求對顯示尺寸及幀率的個性需求以實現(xiàn)空間、時間擴展。而流媒體壓縮成編碼后，怎么實現(xiàn)網(wǎng)絡有效傳輸是關鍵性問題。監(jiān)控系統(tǒng)前端接入網(wǎng)絡流量是由前端視頻圖采集設備發(fā)出，有存儲碼流和實時碼流。經(jīng)IP交換，按每個終端向外發(fā)送存儲實況，可估算出單終端需要的帶寬值，即1080P 高清編碼器/IPC 發(fā)送碼流=8+8=16 Mbps。根據(jù)編碼速率計算發(fā)送速率，實況流8 Mbps每秒發(fā)送1 M，按編碼器/IPC的編碼策略1個包內(nèi)1 024 kB，計算包發(fā)送率1 kpps，即1080P 高清編碼器/IPC 的包發(fā)送速率=16Mbps/8/1024=2 kpps。視頻流量大，監(jiān)控業(yè)務對帶寬要求較高，需接入設備提供20 M 帶寬以上，以滿足視頻業(yè)務上傳、下載雙向需求。而為滿足大量網(wǎng)絡視頻圖像交換傳輸及存儲，IPSAN 存儲陣列直接接入核心交換機千兆電口。公安監(jiān)控中心配置全千兆匯聚交換機，服務器區(qū)交換機連接數(shù)據(jù)庫、管理、流媒體、智能后檢索、Web、時間同步等服務器及客戶端電腦。

5.1.3 安全技術

視頻監(jiān)控系統(tǒng)大量采集信息，在其網(wǎng)絡傳輸和存儲中不乏有敏感的信息，必須做好安全措施，確保信息保密性。城市監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻專用網(wǎng)絡是依托公安專網(wǎng)作為承載平臺，與公安信息網(wǎng)圖像中心有交換應用，必須加強其技術和管理。比如：涉及國家秘密的信息不能通過網(wǎng)絡傳輸、存儲、處理，應采取物理隔離方法確保視頻專網(wǎng)與公安信息網(wǎng)間的安全可控交換。同時，加強安全認證及訪問控制，因視頻網(wǎng)絡涉及的層次和人員多，其工作職責和范圍均有不同，需建立信任的驗證機制，確保用戶身份的唯一性。而為了保證視頻信息網(wǎng)的安全，應加大對其他網(wǎng)絡接入控制、入網(wǎng)控制、訪問權限控制。其次，可加強系統(tǒng)的病毒防治及漏洞補丁。因監(jiān)控系統(tǒng)視頻網(wǎng)絡有操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)，存在著系統(tǒng)安全問題。應采取主動防御模式以增加主機及系統(tǒng)的防護。比如：經(jīng)安全漏洞掃描程序查找系統(tǒng)安全隱患，建立跨平臺的全網(wǎng)防病毒系統(tǒng)。

5.2 監(jiān)控系統(tǒng)的施工技術

5.2.1 基礎建設

該項目需在每個電子警察路口方向建設立桿，還有機箱、電源、基礎、管線等，每個路口應根據(jù)實際情況確定基礎大小、管線長度、立桿長度，確保抓拍攝像機在車道中央，誤差不超過±50 cm。立桿基礎部分建設時，管線長度每個方向應有150 m長度，立桿含基礎及配件等附著物應符合市政乙級資質(zhì)設計標準，能抗12級以上風力。電線選擇RVV雙護專用電纜，并對電纜實施管槽保護。監(jiān)控設備立桿包括L 型支架和龍門架。L 型支架立桿長臂桿高度應≥6.5 m，橫臂桿長度到達中心雙實線，整桿含基礎及配件等附著物應抗車輛碰撞及臺風。立柱選用GB-700 標準鋼材，頂部用3 mm 厚鋼板焊封。法蘭盤、抱箍、底襯、柱帽、連接螺栓、墊圈等鋼鐵件經(jīng)熱浸鍍鋅防銹處理，雙面焊立桿和懸臂，焊縫應打磨光滑。龍門架≥6.5 m，橫臂根據(jù)路面寬度確定長度，用角鋼焊接，經(jīng)熱鍍鋅處理，厚≥86 μm，抗風等級12級。路口機箱施工時，前端機箱應能放置前端光接入及電源設備，使用1.2 mm厚的冷軋鋼板，熱鍍鋅處理，掛桿安裝于離地3 000 mm高度，箱體應防雨防塵，防護等級IP54。在監(jiān)控機箱中設置過流過壓電源保護裝置，內(nèi)置光纖接發(fā)器、UPS 電源設備、接線端子、防雷模塊、光纖終端盒、維修開關插座。機箱應具有一定的防橇性能，絲印公安標志或字樣。還應防塵、防雨、防腐，機箱內(nèi)、外及控制面板應光潔，無凹痕、劃傷、變形，機柜表面應有防銹、防腐蝕鍍層。緊固部件應牢固不松動，轉(zhuǎn)動部件應活動靈活，機箱表面噴有“公安專用”字樣。同時，機箱散熱功能要好，夏天時散熱功能應保證設備正常工作。此次項目網(wǎng)絡通信系統(tǒng)施工時，將相鄰點位的光纖匯聚到一個點后租用裸纖集中上聯(lián)，以節(jié)約后續(xù)光纖租用資源。新租用裸纖采用點對點裸纖分別接到交警隊中心機房和公安分局，實現(xiàn)網(wǎng)絡、供電、管道、桿件、信息的共享。該項目網(wǎng)絡采用專用光纖線路傳輸視頻、數(shù)據(jù)，承擔治安監(jiān)控前端視頻和交通卡口前端設備記錄的車輛違法信息傳輸至后端管理中心任務，操作人員在中心平臺經(jīng)遠程管理軟件通過該網(wǎng)絡對前端設備進行遠程監(jiān)測、管理及設置設備參數(shù)。各個前端子系統(tǒng)傳輸設備連接交換機，通過千兆網(wǎng)絡和核心匯聚交換機連接，確保高效傳輸性能。同時加強安全建設，對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入、傳輸、訪問可執(zhí)行信息加密措施、專網(wǎng)傳輸措施、防火墻隔離，只允許指定端口、地址訪問指定服務，避免非法入侵。

5.2.2 電子警察及高清卡口

立柱基礎基坑所有基坑為2 000 mm×2 000 mm×2 000 mm規(guī)格，以5#熱鍍鋅角鋼裁剪為每段2 m，在基坑底部插入土層1.2 m 作為接地保護。基礎混凝土澆搗采用20#商業(yè)混凝土，墊層500 mm，連接預埋鋼架與接地體，再澆筑混凝土。電纜溝挖填、電纜井制作立桿安裝使用起重機吊裝作業(yè)，桿件立柱和橫桿在地上組裝后吊裝。并在吊裝前進行桿內(nèi)穿線作業(yè)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定光纖的使用，供電線路用RVV3×1.0 電纜供220 V 強電至立桿分箱，每個分箱設獨立開關。桿上攝像機、護罩、輔助燈光等設備安裝使用高空車作業(yè)。機柜內(nèi)合理排布設備，做好工藝理線。工程技術人員對主干線光纖熔接、設備、軟件功能進行3～5天的調(diào)試合格后再進行工程驗收，確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行。

6 結(jié)語

通過綜述可知，隨著城市化進程，社會治安形勢日趨復雜，建設平安城市監(jiān)控系統(tǒng)意義重大。通過數(shù)字化和信息化的監(jiān)控系統(tǒng)技術，獲取城市全方位視頻數(shù)據(jù)信息，全面真實地反映實況，可實現(xiàn)高度集成的城市安全監(jiān)督管理，增強城市危機事件處理能力，更好地推進城市安全建設進程，促進社會和諧穩(wěn)定發(fā)展。