網格狀城市視頻監控系統布點布局模型研究

□ 文/許延鑫 湯國寶

平安城市建設從“科技強警”戰略和“3111試點工程”兩大項目開始，至今已有十多年的發展歷史，成批的安防視頻監控設備覆蓋在城市的各個角落，在治安防控、社會維穩、打擊犯罪、城市管理等領域中取得了顯著成果[1]。

2015年5月，國家發展改革委、中央綜治辦、公安部等九部委下發《關于加強公共安全視頻監控建設聯網應用工作的若干意見》，可以說這是目前關于公共安全視頻監控系統建設高級別的行政文件，充分說明了國家政府對公共安全視頻監控建設的重視程度。

平安城市布點布局存在問題

平安城市視頻監控點位的布局是整個系統建設與應用過程中最為重要的部分之一，點位布局的合理性直接影響了施工難易以及開展視頻業務的有效性。

目前，平安城市視頻監控系統布點布局，主要存在以下不足：

1、缺乏統一規劃。目前平安城市視頻監控系統的建設更多的是追求點位數量的增加，各部門以滿足各自業務需求為主，各自為政，很少考慮全局統一規劃與統一布局，部分地點監控點過多，而部分地點監控點又過少。

2、覆蓋密度不夠。目前平安城市視頻監控系統攝像機的布建密度還不足以覆蓋平安城市需要關注的監控目標，難以達到立體監控關注目標的全覆蓋要求。

3、探頭數量不足。受制于平安城市建設經費一次性投入不足等客觀因素，攝像機布建的數量無法覆蓋城市各個核心區域，形成了若干個監控死角，在各部門開展業務過程中無法提供連續的有價值信息。

4、部署不夠合理。部分重要地點應該部署攝像機但卻未部署，部分地點部署的攝像機配置不合理，部分地點部署的攝像機拍攝位置不佳，導致大量視頻無法發揮應有的效能。

5、缺乏評判標準。各部門在平安城市視頻監控系統攝像機的覆蓋度等方面缺乏合理的評判標準，在監控點位布局選址上也缺少統一的技術規范。

網格狀城市布局特征

網格，又稱格柵或棋盤，是以兩條垂直相交的坐標軸為基準的格狀圖式。城市網格以網格狀的道路正交規劃為原則，劃分城市的各個組成部分，街區為縱橫走向，是典型的城市形態之一。

中國大多數典型的網格狀城市都是歷史悠久、建成較早的都城或平原城市，例如：西安市（唐長安）、北京市（元大都）以及蘇州（宋平江城）、保定市（明保定城）等。

▲圖1 典型的網格狀城市示意圖(圖片來自互聯網)

布點布局基礎理論

布點布局評價指標

平安城市視頻監控系統布點布局以覆蓋度為評價指標，通常采用監控點密度，即每平方公里布設的攝像機數量，作為衡量平安城市視頻監控系統建設水平的一個定量指標。針對以覆蓋度為評價指標，通常有“基于城市監控面積的覆蓋度”和“基于監控關注目標的覆蓋度”兩種覆蓋度指標。

在平安城市視頻監控系統布點布局過程中，面積全覆蓋是一個理想目標，對實際布點布局的指導意義并不大。然而采用基于監控關注目標的有效覆蓋度作為評價指標，能有效指導視頻監控系統的建設。

監控關注目標有效覆蓋度理論

本文布點布局模型設計采用基于監控關注目標的有效覆蓋度作為基礎理論和度量指標。通常監控關注目標可以分成兩類，一類是活動監控關注目標，如行人、機動車、非機動車等目標；另一類是固定監控關注目標，如城市出入口、交通道路、重點單位、公共區域等場所。

針對上述兩類監控關注目標的有效覆蓋度討論兩類布點布局理論：

1）以“時間”為單位的布點布局理論

以“時間”為單位的布點布局理論，是指在一定時間范圍內，對城市公共安全轄區內的活動監控關注目標被拍攝一次，稱之為有效拍攝時間指標。

2）以“空間”為單位的布點布局理論

以“空間”為單位的布點布局理論，是指基于監控關注目標的有效覆蓋度，在城市公共安全轄區內，對監控關注目標分區分類，按照一定的理念規則，建立“防控線、防控圈、防控網”等為目的布點布局理論。

網格狀城市布點布局模型設計

通過研究各省市關于科學布建的指導思想，發現多數布點思路是基于以“空間”為單位，因此本文針對網格狀城市的布點布局模型研究將以“空間”為單位的布點布局理論為基礎，進行布點布局模型設計。

布點布局模型設計思路

一張漁網網片是由網線編制而成的，具有網目結構的矩形片狀編制物。其中網目包含結節、目腳等部分組成，典型的網目結構示意圖，如下圖所示：

▲圖2.漁網網目結構示意圖(圖片來自互聯網)

然而，眾多網目就組成了一張完整的漁網，典型的漁網示意圖，如下圖所示：

▲圖3 漁網示意圖(圖片來自互聯網)

通過研究分析，發現漁網的網目形態與網格狀城市的基本特征非常類似，基于此設計了網格狀城市布點布局模型，又稱為“漁網模型”。

“漁網模型”設計

將“漁網模型”進行詳細設計，即：圍網、織網、結網、密網、補網。“圍網”對應網格狀城市的出入口；“織網”對應網格狀城市縱橫交錯的道路；“結網”對應網格狀城市縱橫交匯的道路路口；“密網”對應網格狀城市的“三區三口”；“補網”對應網格狀城市的外圍區縣、鄉鎮。

以下“漁網模型”說明，將以西安市為例進行示意。

1）圍網

● 將基于網格狀城市規劃的外圍進行全面封閉，設計兩道“外圍防線”，即“市際防線”和“主城區防線”。

● 場景：城市出入口、城郊小路，不能忽視車站、地鐵站、碼頭及機場。

● 部署高清卡口系統、智慧監控系統，實時掌握進出城市的“機、非、人”情況。

▲圖4 圍網示意圖

2）織網

● 基于城市縱橫交錯的道路路段，進行視頻監控“織網”，構建“內部防線”。

● 場景：重要路段、車站、地鐵站及碼頭。

● 部署智慧監控系統或者高清視頻監控系統，實時監控道路過往的“機、非、人”情況。

▲圖5 織網示意圖

3）結網

● 將城區內部縱橫交匯的道路的交叉口進行全面管控，構建“加密防網”。

● 場景：十字路口、丁字路口等。

● 部署高清電警系統或者智慧監控系統、高清視頻監控系統，實時監控經過路口的“機、非、人”情況。

▲圖6 結網示意圖

▲圖7 密網示意圖

4）密網

● 針對道路交叉口之外的重點單位、人員聚集區、治安復雜區等“三區三口”進行實時監控。

● 場景：黨政機關、銀行、學校、商場、企業單位、居民區、廣場、加油站等。

● 部署高清視頻監控系統或者智慧監控系統，實時掌握進出的“機、非、人”情況。

5）補網

● 針對網格狀城市規劃外圍重要區域，進行全面管控，增補監控網，構建“監控防區”。

● 場景：城市周邊區縣、村鎮等。

● 部署智慧監控系統或者高清視頻監控，實時掌握進出城鎮核心區的“機、非、人”情況。

▲圖8.圍網示意圖

結語

筆者在綜合分析了現有平安城市視頻監控系統布點布局指導思想的基礎上，將基于監控關注目標的覆蓋度分為以“時間”為單位的布點布局理論和以“空間”為單位的布點布局理論，并從以“空間”為單位的布點布局理論出發，針對網格狀城市的特征，設計了布點布局“漁網模型”，為后續研究更多基于城市形態布點布局模型設計提供了思路與方法。