一、「平安城市」建設起源與現狀
平安城市的建設起源於「科技強警」戰略和城市報警與監控系統建設即「3111」試點工程兩大項目。最早在北京宣武區、山東濟南、浙江杭州和江蘇蘇州四個城市開始做試點。
2004年6月,為了全面推進科技強警戰略的實施,公安部、科技部在北京、上海等21個城市啟動了第一批科技強警示範城市創建工作。隨後中共中央辦公廳、國務院辦公廳要求各部門、各地積極推進「平安社區」、「平安家庭」、「平安校園」、「平安醫院」、「平安市場」、「平安油區」形式多樣的安全創建活動。
為了以點帶面,公安部進一步提出了城市報警與監控系統建設「3111試點工程」,選擇22個省,在省、市、縣三級開展報警與監控系統建設試點工程,即每個省確定一個市,有條件的市確定一個縣,有條件的縣確定一個社區或街區為報警與監控系統建設的試點。至此城市報警與監控系統建設在全國迅速開展起來,並逐步成為各地平安建設的重點工程。
目前,隨著視頻監控系統聯網建設及視頻圖像信息整合共享工作的逐步推進,2012年2月份,公安部發布《全國公安機關視頻圖像信息整合與共享工作任務書》(以下簡稱《任務書》),明確規定了未來三年全國公安機關關於視頻圖像信息整合和共享的工作任務。
隨著《任務書》的發布,各地的視頻圖像共享建設拉開了帷幕,這也意味著平安城市報警與監控系統建設的未來發展方向,就是要整合社會網絡資源、治安專用和社會視頻監控資源、區域報警聯網系統資源、社區安防系統資源、警用地理信息系統資源、交通狀況監控系統資源、交通違法鑑別系統資源、交通導引系統資源、卡口車輛識別系統資源、災害預報系統資源、環境污染監控系統資源等所有與城市安全密切相關的各類資源,通過信息互通、資源共享、城市管理機制創新和業務流程的重構,構建穩定可靠、功能強大的城市應急通信指揮體系。
在當前形勢下,平安城市報警與監控系統建設就是要綜合利用和處理監控視頻、地理信息、電子警察和卡口識別等與警務相關的信息資源,以不同警種的業務應用為導向,通過信息採集處理和數據交換,在一個平台上實現對不同專業警種業務的應用服務和資源共享,打造標準化、通用化、智能化的「城市警務信息綜合管理平台」,構建「大安防」體系,開創「平安城市」建設新時代。
二、「平安城市」建設中安防技術應用
隨著「平安城市」建設不斷推進,安防產品及技術得到進一步推廣和應用,同時也對安防技術創新、產品性能應用提出了新的要求。
視頻監控是「平安城市」建設的核心組成部分,目前,隨著「平安城市」建設向縱深推進。一方面,系統建設從一線城市向二三線城市拓展,由大、中城市向區縣、鄉鎮推廣;另一方面,雖然目前平安城市項目中,模擬系統和模數結合系統仍然是比較主流的應用,並且在未來很長一段時間內還將共存。但是,城市視頻監控系統由模擬系統向全數字系統轉變,同時將之前建設的模擬系統逐步升級改造為全數字系統是發展趨勢。
在20世紀90年代初以前,「平安城市」建設主要是以模擬設備為主的閉路電視監控系統,稱為第一代模擬監控系統。它以視頻矩陣、分割器、磁帶錄像機為核心,採用視頻切換矩陣連網,多路數視頻光端機上傳視頻圖像,技術成熟,實時性好,但缺少遠程功能。
20世紀90年代中後期,出現了數模結合監控系統,硬碟錄像機(DVR)應用到模擬監控系統中。它主要通過計算機網絡來傳輸,使用智能化的計算機軟體來處理。這種混合模式的監控方案,雖然已可以實現遠程傳輸,但前端視頻到監控中心採用模擬傳輸,距離和布點都有所限制
到本世紀初,全數位化的視頻監控系統開始得到廣泛應用。視頻從前端圖像採集設備輸出時即為數位訊號,並以網絡為傳輸媒介,基於TCP/IP協議,採用流媒體技術實現視頻在網上的多路復用傳輸,並通過設在網上的網絡虛擬(數字)矩陣控制主機(IPM)來實現對整個監控系統的指揮、調度、存貯、授權控制等功能。
(一)高清網絡視頻監控技術
在早期平安城市建設中,傳統的模擬視頻監控及報警聯網系統受到當時技術發展水平的局限,電視監控系統大多只能在現場進行監視,監控聯網報警網絡雖然能進行較遠距離的報警信息傳輸,但存在的傳輸的報警信息簡單,不能傳輸視頻圖像,無法及時準確的了解事發現場的狀況,報警事件確認困難,系統效率較低,無形中增大了安保人員的工作負擔。
隨著計算機的普及、應用,網絡通訊技術及圖像壓縮處理技術的快速發展,平安城市建設採用最新的計算機、通訊、圖像、數字編碼、解碼、存貯處理、智能分析技術,通過城市光纖高速網絡或寬帶網絡傳輸數據信號,既可進行遠距離的監控、圖像傳輸、聯網報警,又具備智能調控、方便的歷史資料查詢及大數據量保存的功能,且造價合理,能夠更加有效的預防、打擊犯罪,將平安城市建設提高到一個新的水平。
從網絡視頻監控系統的架構來看,一方面,隨著前端視頻收集設備數量的迅速增長以及網絡複雜程度的加深,越來越多的視頻圖像處理功能向前端轉移;另一方面,監控範圍的加大同時提升了管理的難度,網絡視頻監控系統的集中式管理程度正逐漸提高。此外,網絡視頻監控系統向「統一部署+數據共享」的監控網絡發展。
高清視頻監控作為平安城市中的重要組成部分,由於高清技術的應用,使得採集的圖像在清晰度上有了大幅提升,讓系統在車牌識別,人員面部特徵,衣著特徵等識別上有了革新性突破,為公安追蹤逃犯等提供了有力的科技手段,從而大大的減少了城市中的犯罪率。
高清視頻監控帶有典型的跨地域、跨行業、跨應用特徵。在地域方面,整個系統涉及基層派出所、區縣公安局(分局)以及市公安局三級監控中心聯網。在行業方面,其監控資源涵蓋了公安內部與外部眾多場景,包括道路、治安卡口、重要單位、重點部位、公共場所以及消防、學校、社區、賓館、銀行、工業廠礦等。在應用方面,系統要完成圖像監控、錄像回放、智能識別、報警聯動等各類功能。
隨著高清網絡監控系統技術的成熟,高清網絡監控系統在城市報警與監控系統中的應用興起。高清網絡攝像機的使用會對城市報警與監控系統建設帶來一個跨越式發展。因為它的應用,會對網絡設備、IP存儲設備以及智能化系統管理提出更高的要求。存儲會逐漸向IPSAN或NVR過渡,後端數位化矩陣及顯示設備也會相應採用,並讓大數據量的傳輸、控制、遷移時代提前到來。由於更高質的圖像質量,使得視頻分析技術在案情分析、研判工作中的應用水平大大提升,克服了原先錄像質量不高、實際利用價值有限的不足,從而讓視頻在公安行業的應用提升到「發揮重大價值」的新階段。
(二)存儲模式的變化
在平安城市建設中後端存儲系統以DVR為發展核心,早期採用嵌入式DVR+中心管理伺服器,在節點增加視頻轉發伺服器,但隨著城市監控數據的不斷加大以及網絡服務的便利性,後端存儲技術正發生潛移默化的轉變。
當前的「平安城市」建設是一個複雜度高,網絡集成化大的安防監控系統,目的是實現多級平台的聯網監控功能,所以要求大規模的視頻網絡化存儲成為可能。
視頻監控的數據基本上都是以攝像頭伺服器存儲設備這樣的流程進行存儲,多台攝像頭的數據傳送給數據處理器伺服器進行編碼處理,然後分別以數據流的形式存儲到後端的存儲設備上。對於視頻監控的數據來說,由於網絡視頻監控是基於網絡的音視頻流傳輸,在大量音視頻流傳輸的情況下會對視頻監控管理伺服器的性能產生很大影響,數據越多,視頻監控管理伺服器對I/O操作的調度和緩存的管理就變得越複雜,往往會出現多台攝像頭對單台伺服器,多台伺服器對一台後端存儲設備的情況,對存儲設備的頻繁訪問以及多個攝像頭多個伺服器的存儲需求,需要占用大量的資源,影響了其處理能力。同時,視頻監控的數據是一刻不停的流媒體,傳輸和存儲期間不能夠停頓,否則就會丟失視頻信息,因此是不能夠作為單個文件傳輸和存儲的。
而從監控設備上來說,隨著攝像頭的增加,高清攝像頭、多角度攝像技術的應用,以及越來越高的文件存儲期限,存儲設備是否能夠在未來很長一段時間滿足需求存儲的增長也是必須要解決的問題。