平安城市安防监控系统必须智能化 - 安防知识网

美国的9.11到英国的爆炸事件，给世界敲响了警钟，因此城市安防视频监控仅仅是事后的取证是不行的。它必须能事前预报警，把一些重大事件隐患抑制于萌芽之中，这样才能保城市平安。为此，平安城市安防监控系统必须要智能化。本文论述目前安防监控系统的现状、平安城市所需的智能化功能以及网络视频监控必须向智能化方向的发展等。 r n

随着光电技术、微型计算机技术、图像检测、处理与识别技术的不断发展，安防监控技术也向数字化、网络化、智能化发展，并使安防监控系统已成为城市化社会管理的重要工具之一。目前，国家公安部为了防范重大事件的发生，推行了创建“平安城市”的试点工作，这标志着在全国范围内提高城市治安管理水平已经成为社会安全的重要议题之一。\r\n不过，我国的城市治安管理应用安防监控技术起步较晚，大量的应用还只是存在于重点防范的银行、车站等区域。随着现代信息社会的发展，城市的交通、治安、流动人口以及社会突发事件的监控，已越来越受到各级领导的重视，使城市安防监控从主要用于城市交通管理和大型公共设施（如“电子”警察和路口车流量的监视、大型场馆的人流量的监视等的应用）到电子监控一条街、监控居民社区以及大型公共区域的安防监控上。并且逐渐形成一套完整的以电视监控为主体，综合城市(来自交通、城管、卫生、安全、气象等)各个方面信息形成管理系统的城市监控体系。\r\n平安城市安防监控需求\r\n但在目前城市治安管理中，由于城市地方扩大、人口增加等原因，公安警力的增加远远不能满足实际需求的速度，因而需要利用城市安防监控系统，将科技手段转化为直接战斗力。由此，需将城市重点区域监控、交通干道监控、卡口监控、娱乐场所监控、监狱监控、审问室与法院远程监控等系统与城市中各派出所及上级公安分局到市局进行多级联网。从而至少保证事件发生时，公安机关相应部门能第一时间把握现场画面情况，并协助上级指挥现场，以提高管理者的管理效率。\r\n如何才能真正保证城市的平安？从美国的9.11到英国的爆炸事件，给世界敲响了警钟。可我们现有的安防视频监控仅仅是事后的取证，当然事后追查是必须的，但事前的预警/报警却更为重要，因为它可以把一些重大事件隐患抑制于萌芽之中，并避免亡羊补牢。因此，城市安防监控必须能事前预/报警，“防范于未然”才是最有效的措施，而亡羊补牢则为时已晚。\r\n城市安防监控系统要有这种事前预/报警的功能，除要数字化、网络化外，还必须要智能化，即将监控工作交给计算机。也就是说，安防监控系统要实现让计算机代替人去监看视频图像。这种技术要内嵌智能化软件平台，通过预先设定的录像比对平台，将系统监控到的情况与保安管理方案作对比，从而自动分析检测出存在的隐患并及时预/报警。如根据人或物异常行为的检测与跟踪，可及时发现有人带了可疑爆炸物品进入公共场所等情况。由此可见，平安城市安防监控系统必须要智能化。只有智能化，才能真正发挥“防患于未然”的作用，才能真正保城市平安。\r\n目前城市安防监控系统的现状\r\n目前，在一些大型的安防视频监控系统中，监控系统几乎沦为一种提供事后取证录像的工具。如城市监控，一般有上千甚至上万个监控点，仅依靠工作人员，根本无力管理和监视。显然，这样的安防监控系统，也丧失了原来拥有的预防能力。\r\n现在，各地正在酝酿的城市治安监控系统，多是以视频监控与报警联动为代表的城市治安防控体系。在这种安防监控系统中，一般采用传统的系统配置模式：即集中式地建设监控中心，将视频数据上传至集中式设置的视频服务器，并在该集中节点进行数据存储；在视频采集点上，一般采用视频采集器，控制多路视频摄像头。该视频采集器采用宽带线路，或是采用无线网卡，在带宽不足的情况下，可能会采用多路无线线路捆绑的方式连接公众互联网，与同样连接在互联网上的视频监控中心进行数据传输。但这种监控系统，都具有一些固有的局限性：\r\n1、由于人类自身的弱点，易导致漏报\r\n一般，在很多情况下，人类并非一个可以完全信赖的观察者，他们在观察实时的视频流或观察录像回放的时候，由于监控人员个体条件的不同以及自身生理上的弱点，经常无法察觉到安全威胁，从而可能导致漏报（False Negatives）现象的发生。\r\n2、各个监控点不能每时每刻都处于监控\r\n除了一些规模较小的电视监控应用之外，很少有电视监控系统会按照1:1的比例为监控摄像机配置监视器。因此，对于那些机场、港湾等大型的电视监控系统，各个监控点并非每时每刻都处于监控当中。\r\n3、易引起误报和漏报\r\n误报（False-Positive）和漏报是视频监视系统中最常见的两大问题。漏报指的是在监控点发生安全威胁时，该威胁没有被监控系统或安全人员发现。误报指的是位于监控点的安全活动被误认为是安全威胁，从而产生错误的报警。\r\n4、由于缺乏智能因素，使数据分析困难\r\n报警发生后对录像数据进行分析通常是安全人员必须要做的工作之一，而误报和漏报现象则进一步加剧了对数据分析的需求。安全人员经常被要求找出与报警事件相关的录像资料，找到肇事者、确定事故责任或评估该事件的安全威胁。\r\n由于传统视频监控系统缺乏智能因素，录像数据无法被有效的分类存储，最多只能打上时间标签，因此数据分析工作变得及其耗时，并且很难获得全部的相关信息，而经常发生的误报现象使无用数据进一步增加，从而给数据分析工作带来更大的难度。\r\n5、由于缺乏智能因素，响应时间长\r\n对于安全威胁的响应速度关系到一个安全系统的整体性能。传统的电视监控系统通常都由安全工作人员对安全威胁作出响应和处理，这对于处理一般性的、实时响应要求较低的安全威胁来说已经足够。但是很多情况下，在威胁发生时，需要安全系统的多个功能部分，甚至多个安全相关的部门在最短的时间内协调配合，共同处理危机。这时候，监控系统的响应速度将直接关系到用户的人身或财产的损失情况。\r\n此外，从已建的城市安防监控系统中，还发现，各县市分局与市局之间、分局或市局之间往往无法互相进行信息的访问。这样，有些功能就无法实现，如警卫路线、专家预案等，这些需要调度多种跨区域的资源。此外，还可能会遇到多警种互相协同作战的情况，因此城市安防监控系统，还应该建成一个可以共享的信息平台。\r\n在平安城市安防监控系统中，通常都要求视频数据能通过广域网进行传输，而许多按照局域网结构进行设计的监控系统，还不能用于平安城市的建设。虽然，现在已经有一些城市的治安监控系统，采用了基于IP网络的视频传输方案，其使用的效果基本能够满足目前的实际需求。但是，充分地利用图像资源，实现人或物的异常行为等的检测、识别、跟踪与预/报警等，以实现事前预警，即系统的智能化方面，还远远不能满足平安城市的需要。因此，必须要设计创建一个平安城市的智能化网络安防监控系统。\r\n平安城市网络视频监控系统所需的智能化功能\r\n平安城市的网络安防监控系统的智能化功能，必须充分发挥视频资源，目前应从以下几个方面来考虑：\r\n1、对城市的交通车辆必须能检测、识别、跟踪与预/报警的智能化功能，即要有智能交通系统。这种智能交通系统需具有以下几个部分：\r\n·智能交通中的车辆检测、识别、跟踪与预/报警。该项智能化功能，能识别车辆的形状、颜色、类型、车速、车流量、道路占有率等，并反馈给监控管理中心。主要用于高速公路、环线公路及城市交通干道上监视交通情况。并识别是否有非法停靠、是否有故障车辆等。\r\n·平安城市交通拥堵检测及自动疏导系统。该项智能化功能，能统计通过的车辆数、检测交通拥堵，并在十字路口自适应控制红绿灯的转换时间等，并通过交通信息牌和无线台对交通进行自动疏导。\r\n·车辆异常行为检测、识别、跟踪与预/报警。该项智能化功能，能检测识别车辆的异常行为，如车辆驶入绿化草地、人行道、逆行、超速、行驶过程突然停下横挡后面车辆实施抡劫与绑架等，立即进行预/报警。\r\n·电子警察系统。该项智能化功能，能检测识别车辆的违规，如闯红灯、超速、逆行与非法停靠等。\r\n·车牌识别系统。该项智能化功能，能检测识别车牌号，如识别是遇盗或逃犯的车牌号，立即报警。\r\n·GPS定位控制与跟踪系统。该项智能化功能，主要用于车辆的定位，使监控管理中心通过GIS电子地图知道车辆的位置，如遇抡劫，能实施报警、跟踪该车的行踪。\r\n·不仃车收费系统。该项智能化功能，主要用于高速公路、城市入口等收费站的不仃车收费，以利于车辆通行，解决交通瓶颈。\r\n2、对城市的行人必须有人与物的异常行为的检测、识别、跟踪与预/报警的智能化功能。这种智能化功能有以下几个部分：\r\n·视频移动探测、跟踪与预/报警。在某些监控的场所对安全性要求比较高，需要对运动的物体进行及时的检测和跟踪，因此运动检测是指在指定区域能识别图像的变化，检测运动物体的存在并避免由光线变化带来的干扰。在如雨雪、大雾、大风等复杂的天气环境中，要能精确地探测和识别单个物体或多个物体的运动情况，包括其运动方向、运动特征等。\r\n并且，在探测到移动物体之后，要能根据物体的运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体。如物体超出该摄像机监控范围之后，能自动通知物体所在区域的其他摄像机继续进行追踪。\r\n·人的异常行为的检测识别跟踪与预/报警。通过检测图像序列人的异常行为，如人翻越院墙、栏杆，实施打架、斗欧、抡劫与绑架等犯罪行为时，即锁定跟踪与预/报警。\r\n该项智能化功能，能事先制止打架、斗欧、抡劫与绑架等犯罪行为，即使来不及制止也能尽快破案。\r\n·非法滞留物的识别、跟踪与预/报警。通过检测图像序列物的异常行为，如箱子、包裹、车辆等物体，在敏感区域停留的时间过长(如放置爆炸物等)，或超过了预定义的时间长度就产生报警。其典型的应用场景包括机场、火车站、地铁站等重要领域。\r\n该项智能化功能，能事先排出爆炸物等犯罪行为。\r\n·人群及其注意力检测控制、识别与预/报警。该项智能化功能，能识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等，用以避免形成拥塞，或者及时发现可能有打群架等异常情况。其典型的应用场景包括超级市场、火车站、娱乐场所等人员聚集的地方。\r\n此外，还可统计人们在某物体前面停留的时间。据此还可以用来评估新产品或新促销策略的吸引力，也可以用来计算为顾客提供服务所用的时间等。\r\n·出入口人数等统计系统。该项智能化功能，能够通过视频监控设备对监控画面的分析，自动统计计算穿越重要部门、重要出入口或指定区域的人或物体的数量。\r\n这一智能化功能的应用，还可在服务、零售等行业用来协助管理者分析营业情况，或提高服务质量。如为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量等。\r\n3、对通辑逃犯、嫌疑犯、与惯犯必须有检测、识别、跟踪与预/报警的智能化功能。在安防监控中，能应用的不需要人的配合的非接触式的人体生物特征识别技术，有下面三种：\r\n·人的面像识别、跟踪与预/报警。人的面像识别，不像指纹识别与眼虹膜识别等需要人的配合，它可以在离摄像头有相当远的距离内在人群中识别出特定的个体。这种面像识别系统，可以在机场、火车站、汽车站、港口、各交通要道口、体育场馆等安防应用场景中发挥很大的作用。如追捕通辑逃犯、嫌疑犯、与惯犯，可通过与数据库档案中的面像特征进行比较，来识别或验证是否该犯的身份。在识别出该犯后，立即预/报警，并跟踪锁定其面部，直到公安抓捕解除警报为止。\r\n·人的步态识别、跟踪与预/报警。人的步态识别，更适合于智能视觉监控的应用，因为它比面像识别的距离更远，并且人在任何方向行走均可识别，即使背对着摄像头也可。如追捕通辑逃犯、嫌疑犯、与惯犯，可通过捕捉各要道口的人的步态，与数据库档案中的步态特征进行比较，来识别或验证是否该犯的身份。\r\n该项识别系统，最好安置在银行、珠宝店、文物保管与重要机密保管地。这样，戴着面具的劫匪，还未实施抡劫，其行走的步态就已识别出来，而使罪犯的阴谋不能得逞。\r\n在识别出该犯后，立即预/报警，并跟踪锁定其步态，直到公安抓捕解除警报为止。\r\n·人的声音识别、跟踪与预/报警。人的声音识别，是通过所监听场景中的声音，记录与识别出特定的个体。如追捕通辑逃犯、嫌疑犯、与惯犯，可通过与数据库档案中的声音特征进行比较，来识别或验证是否该犯的身份。\r\n在识别出该犯后，立即预/报警，并跟踪锁定其声音，直到公安抓捕解除警报为止。\r\n4、对城市灾害必须有检测、识别、跟踪与预/报警的智能化功能\r\n在平安城市的安防监控系统中，除了预防人祸外，还应考虑有对天灾或者人为造成的灾害进行检测、识别、跟踪与预/报警的智能化功能。具体有下面几种：\r\n·平安城市火灾的探测、识别、跟踪与预/报警。该项智能化功能，是通过摄像头探测到一定的烟雾与火苗的情况，能及时预/报警，使消防队尽快赶到现场，以即时扑灭火患。\r\n·水灾水位与雨量的探测、识别、跟踪与预/报警。该项智能化功能，是通过带十字标尺摄像头探测水域的水位、雨量及街道积水等情况，如接近警戒线，即时预/报警，以便采取措施，防止水害。\r\n·风雪灾的探测、识别、跟踪与预/报警。该项智能化功能，是通过带十字标尺摄像头检测识别风雪灾造成的情况，如大树等欲倒或己吹倒、大雪封路等，应即时预/报警，以便采取措施，防止风雪灾造成的危害。\r\n·危房与堤坝的倾斜与倒塌的探测、识别、跟踪与预/报警。该项智能化功能，是通过带十字标尺摄像头探测房屋、堤坝倾斜裂开的程度，如接近警戒线，即时预/报警，以便采取措施，防止突害的发生。\r\n平安城市网络视频监控必须向智能化方向发展\r\n一般，城市安防监控系统的组成包括前端系统、传输系统、控制系统、终端及集成系统等部分。其中，集成系统主要是以大型数据库为基础的信息管理系统，其主要职责是将前端采集的信息与数据库信息相结合，进行归纳和综合分析，并提供给城市管理部门，进行决策和管理。而对于不同的城市、不同的监控区域，其结构也是不一样的。对于一个优秀的安防监控系统来说，需要整体考虑监控点的设置，并以一定的拓扑结构，实现监控点之间的联动。由于监控系统隶属于公安信息化，系统与公安专网要无缝连接，一定要考虑任何外来的信息是否会对内网造成隐患，还要考虑系统自身的安全性和长期的可维护性等。\r\n在系统设计上，可根据大多数城市安防监控系统的网络现状、特点、用户需求、管理模式和产品的特点，采用最简单、常用的组网方式。前端以每个治安辖区为一个监控单元，核心设备为数字网络型DVR或数字视频设备；监控中心负责接收和处理前端系统，N区域上传的各种数据（包括图像、语音和数据）。通常，数据库系统常常与图像服务器共处一个硬件平台上。因为大型系统，对于用户管理、设备管理、报警信息管理等各类信息都要有一个完整的记录，并方便检索。而数据库系统，就是实现这些功能而专门设立的。海量存储服务器具有很大的存储容量，以及高速的存取速度、合理的硬盘管理等功能，这部分一般采用IT市场上的专业存储服务器作为硬件平台，配置存储管理软件模块来实现。\r\n当网络访问视、音频流量很大时，还必须建立流媒体服务器。这种具有视、音频文件转发功能的流媒体服务器接受用户的访问，并根据访问请求从视频服务器获取资料，提交给访问用户。设置流媒体服务器的目的，在于缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的视频服务器的访问全部通过流媒体服务器来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。此外，流媒体服务器的分布或多级设置，可提高响应访问的效率。\r\n提出注意的是，在城市整体监控的网络设计时，要根据目前的应用及将来的发展确定连网手段，社会治安系统信息通过光缆传输，监控点和监控室的光缆链路采用点对点直接的方式，监控室与监控中心采用DVR及视频矩阵联网的形式。利用光纤网络将监控系统内的数字录像系统全部组成一个完整的城域网。就视频模拟网络设备而言，一般采用支持多协议和分级结构的数字光端机。通过光纤与指挥中心组成环网，可在光纤上传输多路高质量音、视频信号，其节点数量不受限制。此外，城市整体监控传输网络的安全性和保密性必须有很高的要求，如必须防止网络受未授权用户的侵扰等。\r\n但是，再好的完善的网络传输等设备的配置，系统如果没有智能化功能，也只能是一种事后取证。应该说，一个真正完善的城市安防监控系统不仅在于事后取证，更重要的是在于事前预警，还在于对犯罪分子起到强大的心理威慑作用，在事件中充当警方的千里眼，帮助警方了解案情的发展现状，及时准确地制定策略去制止与终结犯罪活动，以保障城市的平安。因此，平安城市的安防监控系统必须智能化。\r\n结语\r\n由上面的论述可以看出，要建立一个完善的平安城市的安防监控体系不是一朝一夕就可达到的，就连国外的发达国家也都没有做到，否则就不会有爆炸等案例的发生。但我国的安防企业要认清建立平安城市这一市场的需要，不能只等国外做出产品来抡占我国的市场后再去照抄照搬，而是看清这一智能化的发展方向，抓住机遇，大胆使用高级技术人才，建立智能化研发中心，一年，二年，三年之内定会获得成效。\r\n总之，平安城市安防监控系统有关国家、城市的安全，以及广大人民的生活，必须要一项一项地向智能化方向努力，最后完善平安城市的安防监控体系，真正做到智能化，达到事前预/报警，使犯罪分子毫无可乘之机。\r\n（责任编辑：沈文文）\r\n本文作者现任职武汉乐通光电有限公司高新技术研究所\r\n