平安城市監控系統的建設研究

鄭陳嘉

(羅普特科技集團股份有限公司 福建廈門 361000)

平安城市監控系統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絡[1]。智能化的監控系統能統一技術標準，實現網絡互通、信息資源共享，形成城市智能化天網，為提升城市管理模式及效能，助推城市發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交通治安監控視頻系統建設項目智能化系統工程進行了研究。

1 監控系統建設必要性及目標

1.1 必要性

社會經濟的飛速發展使社會治安日趨復雜，常規的現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控系統工程，對監控系統進行了不斷的新建或改造，并將社會單位監控系統接入公安系統中，以各種監控形式全面覆蓋城市各個區域，提高了公安部門對社會面局勢的掌控[2]。城市監控系統包括視頻監控、報警、電子巡查、出入控制等系統，涉及領域較廣，包括街道轄區、公共場所、道口卡口、銀行監管、智能大廈等。監控目標包括：人員、車輛、移動物體等。城市監控系統的建設思想是通過現代化信息網絡通信技術，對城市有效管理、統一指揮、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，使城市安全系統建設更加完善，實現平安城市、和諧社會。城市監控系統以治安監控為主，是一項復雜的系統工程。需整合各類視頻監控系統，使其與公安實戰應用需求緊密聯系，通過城區監控系統的建設及高清卡口的抓拍系統，經視頻傳輸技術、數據智能分析技術、存儲技術、圖像集成技術，最大程度地發揮監控系統的應用效果，以實現平安城市。

1.2 目標

平安城市監控系統的建設應在科學發展的引導下，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點，堅持“公安推動、無縫覆蓋、資源共享”建設思路。經整體規劃、高標準建設、科技管理打造出聯網共享、全面覆蓋、高效運行、規范管理的現代智能化監控系統。并建立網格化巡控、數字化支撐、智能化運用、扁平化指揮的城市防控系統，對城市進行全時段的動態監控及實時調控指揮，以提高社會秩序、促進經濟和諧穩定發展。

2 平安城市監控系統的建設原則

2.1 先進性

監控系統充分體現了信息技術下的智能化特點，綜合了當下各種信息網絡技術，支持高清圖像應用、智能視頻應用、網絡傳輸存儲應用。其綜合集成度較高，經先進的設備及技術，與多媒體技術適應發展，使系統更具靈活性、安全性。

2.2 可靠性

監控系統的抗沖擊能力和抗干擾能力較強，無論內部條件還是外界條件發生突變，能在短時間內快速恢復。監控系統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。即便監控平臺設備出現宕機情況，監控錄像存儲也不會因意外而中斷，能有效確保系統的不間斷工作運行。

2.3 安全性

監控系統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。根據公安部的視頻監控專網及城市視頻網的安全要求，加大了對網絡環境中視頻、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

在監控系統架構上，利用網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。平臺可在原有系統基礎上二次開發，如擴展用戶、增加功能、接入監控點，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。

3 監控系統的設計

3.1 總體設計思路

城市監控系統是“電子眼”“天眼”有機結合的互動性系統工程，由諸多視頻監控點、網絡傳輸平臺、視頻數據平臺、綜合管理系統、各級應急監控指揮中心、信息安全保障體系等部分組成[3]。社會治安視頻監控網絡平臺由城市視頻網和公安視頻專網構成，建立在移動、電信等寬帶通信網絡上。其總體設計思路如下。

3.1.1 建設片區綜合云平臺

福建省廈門市集美片區平安城市監控數據云平臺建立應打破常規系統的監理管理平臺模式，將片區內的公安監控平臺、綜合治理視頻聯網管理、社會面監控資源及海量數據傳輸有效融合成全新的視頻監控調度及指揮云平臺。

3.1.2 建設全區域覆蓋

經廣電網絡光纜干線進行片區的公安天網視頻監控系統整合，把各街道的公安監控存儲平臺匯聚到片區新的視頻監控數據云平臺。

3.1.3 貼合實戰開發功能

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。根據實戰業務需求，在原有的公安天網、綜合治理視頻聯網、社會面監控資源基礎上增大后期數據的管理分析，以突出云平臺的數據模型運行能力，整合各類監控數據資源，提高對軌跡分析、人臉識別、模糊查詢等功能模塊的開發利用，以最小投資實現與原有監控系統資源的融合，以最大化發揮聯合防控效果。

3.2 具體監控點位設計

（1）監視對象。片區要道、社區、重點單位、案件高發區域、黨政府機關、信訪單位、幼兒園等弱勢群體集中區域。（2）監控內容。監視范圍內的人員、車輛、物資流動等實況。（3）布點位置選擇。監控點宜選擇供電線路、市電、農網、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，通過云臺鏡頭轉動變焦查看附近人員、車流細節。周邊區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域，可在出入口部署網絡球型攝像機或固定高清攝像機，網絡球型攝像機可經轉動變焦查看全景、細節及人員特征、車輛號牌。

4 城市監控系統的構成

4.1 視頻監控系統

監控系統本身具有視頻前端設備，以實現監控及網絡數據傳輸功能。城市中常見的視頻監控系統是全數字系統架構，與IP 地址網絡組合，經云端視頻數據存儲完成構建[4-5]。前端設備乃是監控攝像機設備，城市區域內的重點位置均有設置，包括重要交通路口、人員密集區域、公共場所等，以進行實景實況的視頻信息數據采集工作。隨著數字信息技術的發展，高清數字攝像機大力推廣應用。城市監控系統的前端設備經網絡接口按供電方式的就近原則完成設備的視頻信息采集。網絡傳輸設備充分發揮自身優勢功能，對前端攝像機進行信號耦合控制，快速傳遞視頻信息、圖像內容。我們目前的傳輸設備包括有線網絡交換機、5G無線傳輸設備。有線網絡傳輸指先安裝網絡交換機，經光纖對數據內容進行承攬，在充足的光纖電纜下，通過星性鏈接構建網絡，搭建多級匯聚IP網絡。若光源缺乏時，可選用無源光網絡設備搭建光纖網絡，也可選擇無線傳輸方式?？稍诒O控攝像機附近設置無線傳輸終端，經無線網絡進行數據信息交換，通過4G 通信網絡搭建專用和公用無線通信系統。專用無線通信系統相較于公用無線通信系統，其視頻信息數據的傳輸速率更快，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

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

4.3 調度指揮系統

常見的調度指揮系統組成部分包括集成通信及計算機輔助[6]。其主要功能是根據視頻信息內容，第一時間做出反應，以充分掌握細節信息，便于統一的調度指揮。進而增強監控操作集中性，以更好地實現可視化輔助手段，促進城市社會治安管理效果的有效提升。集成通信平臺能調配多語音網絡，集合連接多個終端，以帶動移動終端及視頻會議系統的互通性，增強多樣化通信設備的管理能力。這種多重網絡的同時調控形成了通信融合，提升對應急事件的統一部署指揮及戰略決策的傳達效率，實現應急事件的及時、無礙溝通。

5 平安城市監控系統建設的關鍵技術

5.1 監控系統技術

5.1.1 開發利用海量視頻信息

把視頻信息和GIS數據、法人、自然人數據庫有效整合，構建這些數據的智能視頻系統。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，根據行為特征進行智能化檢索處理。

5.1.2 網絡傳輸性能

因網絡的異構性，帶寬在大范圍內易出現改變。所以，視頻傳輸編碼較為重要。視頻流在網絡傳輸中需滿足幾大特性：能適應網絡帶寬動態變化以擴展碼率；能滿足終端處理能力及顯示尺寸的異構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空間、時間擴展。而流媒體壓縮成編碼后，怎么實現網絡有效傳輸是關鍵性問題。監控系統前端接入網絡流量是由前端視頻圖采集設備發出，有存儲碼流和實時碼流。經IP交換，按每個終端向外發送存儲實況，可估算出單終端需要的帶寬值，即1080P 高清編碼器/IPC 發送碼流=8+8=16 Mbps。根據編碼速率計算發送速率，實況流8 Mbps每秒發送1 M，按編碼器/IPC的編碼策略1個包內1 024 kB，計算包發送率1 kpps，即1080P 高清編碼器/IPC 的包發送速率=16Mbps/8/1024=2 kpps。視頻流量大，監控業務對帶寬要求較高，需接入設備提供20 M 帶寬以上，以滿足視頻業務上傳、下載雙向需求。而為滿足大量網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。公安監控中心配置全千兆匯聚交換機，服務器區交換機連接數據庫、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

視頻監控系統大量采集信息，在其網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。城市監控系統中的視頻專用網絡是依托公安專網作為承載平臺，與公安信息網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絡傳輸、存儲、處理，應采取物理隔離方法確保視頻專網與公安信息網間的安全可控交換。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的安全，應加大對其他網絡接入控制、入網控制、訪問權限控制。其次，可加強系統的病毒防治及漏洞補丁。因監控系統視頻網絡有操作系統及數據庫軟件系統，存在著系統安全問題。應采取主動防御模式以增加主機及系統的防護。比如：經安全漏洞掃描程序查找系統安全隱患，建立跨平臺的全網防病毒系統。

5.2 監控系統的施工技術

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，橫臂根據路面寬度確定長度，用角鋼焊接，經熱鍍鋅處理，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。在監控機箱中設置過流過壓電源保護裝置，內置光纖接發器、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、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。此次項目網絡通信系統施工時，將相鄰點位的光纖匯聚到一個點后租用裸纖集中上聯，以節約后續光纖租用資源。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，實現網絡、供電、管道、桿件、信息的共享。該項目網絡采用專用光纖線路傳輸視頻、數據，承擔治安監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遠程管理軟件通過該網絡對前端設備進行遠程監測、管理及設置設備參數。各個前端子系統傳輸設備連接交換機，通過千兆網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，對網絡視頻監控系統的接入、傳輸、訪問可執行信息加密措施、專網傳輸措施、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?；A混凝土澆搗采用20#商業混凝土，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，桿件立柱和橫桿在地上組裝后吊裝。并在吊裝前進行桿內穿線作業。根據現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。機柜內合理排布設備，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天的調試合格后再進行工程驗收，確保監控系統的安全運行。

6 結語

通過綜述可知，隨著城市化進程，社會治安形勢日趨復雜，建設平安城市監控系統意義重大。通過數字化和信息化的監控系統技術，獲取城市全方位視頻數據信息，全面真實地反映實況，可實現高度集成的城市安全監督管理，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，促進社會和諧穩定發展。