城市視頻監控系統的研究

張艷紅，程允麗

（1.廣東技術師范學院天河學院，廣東廣州510540;2.廣州南洋理工職業學院，廣東廣州 510980）

由于外來流動人口多，城區范圍大，犯罪活動猖獗，城市社會治安形勢面臨嚴峻的挑戰，城市治安成為市民最為關注的問題，然而警力不足和取證難的問題一直困擾著城市公安機關。由于警力不足，治安問題防范難、打擊違法犯罪時取證困難，治安管理正面臨巨大挑戰和壓力，嚴重影響著群眾對社會安全感的建立。而采用視頻監控等科技手段來提高公安工作的科技含量，能夠擴大警方的監控范圍，提高警方的接警處理速度，有效解決城市治安警力不足和取證難的問題［1］。

因此，城市社會治安視頻監控系統實現的目的在于:提高城市各行政區街面主干道的治安、交通監控覆蓋面，監控圖像資源形成有效的防控體系，滿足社會治安監控的要求;實現監控系統互聯互通，實現信息共享，解決以往信息孤島的問題，充分發揮社會資源作用;市、區、街三級監控中心的用戶除了可以控制本級管理的視頻監控資源外，還可以在設定的權限范圍內控制其他級管理的視頻監控資源;通過對海量視頻信息的管理實現對海量視頻信息的存儲備份、快速檢索和調用;視頻信息的采集、監控、存儲、檢索和綜合利用，整合城市公安報警聯動、GIS應用、自然人、法人數據庫等應用系統，形成全社會的社會治安打、防、控為主，兼顧城市管理的城市綜合視頻監控管理系統。

1 系統關鍵技術分析

1.1 三級網絡信息共享和應用技術

三級網絡中的每級監控中心除了要能控制前端的攝像頭和相關視頻設備外，還存在在各自權限范圍內如何互相調看視頻信息以及實現各種視頻應用的問題。

三級網絡的信息共享和應用是指市、區、街道三級監控中心的用戶除了可以查詢、瀏覽和記錄本級管理的視頻信息、音頻信息以及其他數據信息外，還可以在設定的權限范圍內共享其他級管理的視頻信息和數據信息，同時還能統一進行各種視頻圖像的應用。

1.2 海量視頻信息的開發利用

將視頻信息與GIS數據、自然人法人數據庫進行整合，開發基于這些數據的智能視頻應用系統。

利用快速的智能搜索技術，對于海量視頻信息進行快速智能檢索。

利用人臉和車牌識別技術，對海量視頻信息按識別目標范圍進行篩查，提高對特定目標的篩查效率。

利用圖像分析技術，設定一些行為特征，對海量視頻信息進行智能分析，過濾掉無用信息，抽取到相關關鍵信息，然后根據行為特征啟動相關的智能處理［2－3］。

1.3 視頻監控系統聯動聯控技術

視頻監控系統的聯動聯控包含3種含義:1）規定城市治安視頻監控系統采用什么技術手段實現與現有的其他城市綜合管理業務的聯動和聯控;2）規定某一區域內的攝像頭如何實現有效的聯動聯控;3）規定某一區域的攝像頭按照事先設置的預案進行虛擬巡視。

2 系統總體架構

城市社會治安視頻監控系統的總體架構為“五橫兩縱”結構，如圖1所示。

圖1 城市社會治安視頻監控系統總體框架圖

第一“橫”是各類視頻監控點，分為公安機關管理的視頻監控點和各部門、各單位、社會管理的視頻監控點兩大類。第二“橫”是視頻監控網絡平臺，由公安視頻專網和城市視頻網組成，基于電信、移動、寬帶等城市公用通信網絡設施。第三“橫”是視頻數據平臺，包括視頻圖像數據庫、地理空間和自然資源數據庫、自然人和法人數據庫等。第四“橫”是視頻監控管理和應用系統，在視頻監控網絡和圖像信息資源上，開發和建立視頻監控綜合管理系統和各種應用系統，整合視頻圖像與電子地圖、自然人和法人數據庫。

第一“縱”是統一的信息安全保障體系，包括物理安全、傳輸安全、網絡安全、系統安全和信息安全等5個層次。按照國家和省市有關信息安全保障的規范和要求，建立網絡安全信任體系、網絡監控和應急響應體系，采取網絡隔離、數據備份等措施，實行安全等級保護制度，建立授權訪問機制和安全管理制度，確保系統的安全性和可靠性。第二“縱”是統一的標準規范和管理體系。要實現系統互聯互通、資源共享、高效運作，提高整體效能，必須同步制訂包括系統建設實施、運行維護、使用管理等方面的技術標準規范和規章制度，規范系統立項、論證、審批、驗收、運行、培訓、使用、管理的操作程序和辦法，確保每個環節有章可循、有人落實、有人監督，形成科學管理、高效運行的管理體系，保障系統建一片、控一片，長期發揮作用。

2.1 網絡結構

公安視頻專網和城市視頻專網的網絡拓撲為4層結構:接入層，匯聚低層，匯聚高層，核心層。相應的網絡實體可以分為4個:接入點，三級監控中心，二級監控中心，一級監控中心。

接入層:實現所有攝像頭視頻信號的接入，實現攝像頭視頻采集信號連接到接入點。傳輸方式可根據具體情況采用數字或模擬的方式，本層可以進行圖像的記錄和存儲。

匯聚低層:將接入點的視頻信號按匯聚到三級監控中心。傳輸方式采用數字為主、模擬為輔的方式，三級監控中心實施本級視頻圖像的存儲。

匯聚高層:將三級監控中心的視頻信號匯聚到二級監控中心。傳輸方式采用數字為主、模擬為輔方式，二級監控中心實施本級重點視頻圖像的存儲和視頻圖像的高級應用。

核心層:將二級監控中心的視頻信號連接到一級監控中心。傳輸方式采用數字為主、模擬為輔的方式，一級監控中心實施本級重點視頻圖像的存儲和視頻圖像的高級應用。

2.2 數據說明

城市社會治安視頻監控系統的數據包括視頻數據流、控制和管理數據流、應用數據流。其中視頻數據流包括模擬視頻數據和數字視頻數據。控制和管理數據流包括各種前端設備的控制指令以及視頻文件操作、用戶權限設置的管理指令。應用數據流包括在系統上的各種應用數據，包括GIS地理信息數據、自然人、法人數據等。

2.3 應用說明

基本應用功能包括視頻圖像信息的遠程監看、錄像、控制、回放、視頻信息檢索、自動巡檢、多畫面顯示、數據管理、設備管理和自動報警等;高端智能應用包括視頻圖像的分析如人臉識別、人數統計、車輛識別、物體追蹤、非法滯留、行為分析、異常事件分析報警、生成應急預案和執行;擴展和聯動的應用包括警視聯動和基于電子地圖的實時圖示監控系統、與自然人和法人數據庫聯動、與110報警系統的聯動、可視指揮調度等。

2.4 安全和管理說明

城市社會治安視頻監控系統的管理包括用戶權限管理、系統臺帳管理、設備維護管理、網絡維護管理等;系統安全則包括運行環境安全、網絡安全、信息安全等。

3 總結

根據當前形勢發展的需要，視頻監控系統將走出原有的單一部門或單位的小規模體系，將以全社會安全防范為目標。這要求系統應充分考慮全局觀，從完整性入手，最大程度上完善每個子系統的性能，并對外部留有聯網的接口;同時更要注意區域性聯網的合理規劃以避免重復投資和資源浪費。

視頻監控系統區域性聯網，是指各子系統進行“系統集成”，即在一定的區域范圍內將各個獨立建設的視頻監控系統進行統一聯網，以達到互聯互通、資源共享。視頻監控系統的區域性聯網主要應解決兩個問題:一是視頻圖像信號的資源共享，二是對視頻設備的交互控制。

視頻監控的發展進程從最初的采集信息，發展到現在對有效信息的智能分析和智能處理，從最初的模擬階段發展到今天普遍、穩定的數字化監控，更向著日趨成熟的數字化、網絡化、智能化方向發展，這將是一個必然的趨勢。

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［1］黃堅.網絡聯動信息建設平安城市——動態業務流程管理技術在政府應急聯動系統中的應用，視頻監控系統商機無限［J］.中國高校科技與產業化，2010（5）:87－88.

［2］曾令卉.城市視頻監控系統解決方案［J］.電視技術，2012，36（5）:131－133.

［3］樊亞文，張重陽，鄭世寶，等.城市圖像監控系統科學布點布局問題研究［J］.電視技術，2011，35（1）:107－110.