浅议城市监控报警联网系统

摘　要：摘要：随着计算机视觉和计算机网络技术的飞速发展，视频监控技术领域正发生着巨大变化。近年来出现了利用视频监控技术，开展城市监控报警联网系统的建设研究。城市监控报警联网系统能够为社会公共安全管理、城市管理等领域提供有力支撑，同时兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面的需求，全面提升公安治安防控、政府可视化城市管理水平。本文通过介绍城市监控报警联网系统的发展现状，结合实际，探讨在城市管理中的应用。

关键词：关键词：计算机视觉；视频监控；系统

中图分类号：TP39     文献标识码：A     文章编号：

　 近年来，伴随着网络技术和数字视频技术的飞速发展，视频监控技术向着智能化、网络化的方向发展。监控系统功能日益强大，计算机视觉和应用研究学者提出了新一代监控概念——视觉监控（Visual Surveillance）的概念。视觉监控在不需要人为干预的情况下，利用计算机视觉和视频分析的方法对摄像机拍录的图像进行自动分析，实现对动态场景中目标的定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，从而做到了既能完成日常管理又能在异常情况发生时及时做出反应。为此，利用视频监控技术，开展城市监控报警联网和GPS指挥调度系统等技防工程建设成为城市管理中新的研究热点。
　 为“全面加强城市建设、提高城市管理水平”，打造“数字城市”，实现“平安城市”，很多城市启动了城市监控报警联网和GPS指挥调度系统等技防建设工程。工程建设大多以公安内部光纤网络或公共通信网络资源为传输通道，建设覆盖全市的视频监控系统，以城市空间地理信息平台为载体，运用云计算的理念，搭建统一的可视化城市管理平台，同时，依据公安机关的信息化平台整合社会公共资源、应急处置资源，构建应急联动的信息支撑体系。工程建成后，将为社会公共安全管理、城市管理等领域提供有力支撑，同时兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面的需求，全面提升公安治安防控、政府可视化城市管理水平。
　 笔者认为，城市监控报警联网系统工程建设有以下必要性：
　 （1）有助于快速应对城市自然灾害、突发事件，有助于维护社会稳定，尤其在灾情监测、灾后救援中，发挥了极其重要的作用
　 （2）兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面的需求，全面提升公安治安防控、政府可视化城市管理水平
　 （3）利用监控与预警技术，发现城市重点要害区域和单位的安全状况及隐患，将进一步提升城市管理高效运作的能力。
      1.系统平台
1.1总体结构
　 应用IP网络视频监控技术构建的城市级、全数字、网络化、智能化的视频监控报警联网系统。系统构成主体可分成监控资源、传输网络、视频监控管理平台、监控中心四个部分。
　 （1）监控资源是系统监控信息的来源；监控资源主要包括：监视摄像机、传输线路、编码设备、网络化设备等等。
　 （2）传输网络是连接监控资源、监控中心和用户终端的媒介；传输通道主要包括：IP城域网、VPN、DSL、无线局域网、数字电路、光纤等通信和网络系统。
　 （3）视频监控管理平台是视频监控信息接入、交换、调度、存储以及与治安、消防等业务及第三方业务接口的综合管理平台；
　 （4）监控中心是系统的信息服务对象。监控中心依据需求功能主要在公安部门设置，可分为一级监控中心（市局）、二级监控中心（区/县局、城管、消防等）和三级监控中心（派出所等）三类。

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 图1-1  系统总体结构图
1.2 功能设计
　 系统是以建立科学的防控机制、指挥机制和运行管理体制为核心，以先进的信息化技术为手段，以提高城市公共安全防控能力、快速反应能力和协同作战为目的，构建“听得见，看得着，查得到，控制得住”的城市防控体系。“听得见”是指利用城市视频专网，实现监控中心及时准确地得到各种警情信息，及时准确地调整监控区域，根据警情形成有针对性的监控体系。“看得着”，是指通过建设有线闭路电视监控系统，集中监控和分散监控相结合，利用基本覆盖全市的主要公路、主要路口、复杂路段、复杂部位、复杂场所、案件高发地段及偏僻易发案地段的监控镜头和网络，实现监控中心对城市安全管理情况的实时掌握。“查得到”就是通过监控系统的录像回放功能，为事后取证提供最直接的图像信息。“控制得住”是指能够有效调度，通过监控中心的调度达到各单位协调一致，相互配合，协同作战。
　 警视网的核心——监控中心负责图像的日常浏览、存储和管理。对现场的动点监控完成有效的控制；支持网络用户对图像资料的实时浏览、下载、查询；能接入办公桌面系统；通过集中录像管理软件对所有监控点进行集中存储录像，达到15天以上的存储目标；能与上级指挥中心联网，保证指挥中心在应急预案中有高效、可靠的把握全局的功能，并能使用多种方式保障发挥其效能；通过联网可以给辖区提供有效的监控手段；具备给公安、交警、城管、消防等部门提供图像资料的功能，保证其他系统与该系统的兼容；能为全市监控图像资源的接入提供硬件和软件的接口。
　 管理平台应该设计有视频信息采集功能，信息传输功能，信息处理功能，信息存储、回放和备份功能，信息的浏览功能，系统自动巡检功能，身份认证和管理功能，接警和处警功能，智能分析功能等功能。
　 其中，主要是接警和处警功能以及智能分析功能。接警和处警功能是在发生报警时，根据警情类别，系统自动将报警信息和现场图像信息通过管理平台传送到相应的公安监控中心，监控中心进行警情复核，确认报警真实后，调用预案辅助决策系统、GPS系统、GIS系统和通信调度子系统处理警情。以提高快速处警能力。

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　 图1-2 接警和处警流程图
　 智能分析功能分为行为分析、车牌比对、人脸识别等。行为分析是指系统可以对联网的视频监控系统数字化图像进行“行为分析”。对各种目标（车辆、人员等）的运动规律定义规则，在发生违反预先定义的“行为规则”的动向时，系统将及时向各级监控中心告警，对可能发生的事件提前预警。车牌比对是指在重点路口、治安卡口等处安装具有车牌比对功能的编码器，实现对被监控车辆的跟踪监控报警。人脸识别是指在火车站、汽车客运站、网吧及其他人员相对集中的场所安装具有人面识别功能的编码器，通过前端监控系统采集人面图像，实现与重点布控人员的人面比对。

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 图1-3  车牌自动识别器系统
1.3 功能实现方法
　 由于覆盖面广，监视点的数量也比较庞大。如采用传统的模拟技术建设，现有的光缆传输网络很难满足系统建设需求，必将浪费大量投资，且系统在建成之后的扩容能力也有限。目前，数字监控技术日益成熟，采用数字技术，将传统的视频、音频信号按照MPEG-4的压缩格式转化为数字信号，以IP包的形式在网络上传输，可实现视频和音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。应当本着运行可靠、易于拓展、联网便捷的设计原则，采用数字监控技术进行系统构建。
（1）前端设备接入方案
　 按照应用目的，根据摄像头监控区域的重要程度，对监控点进行划分，从而确定不同区域的监控效果要求和摄像机配置要求，更好地指导摄像头的布点规划、设计和管理应用。例如，可将视频监控点可分为两大类别，各分为三个等级。第一类是需要公安部门直接掌控的监控点摄像头（包括其他部门建设但需要向公安机关提供图像信息的监控点摄像头），主要用于治安防控、交通管理、兼顾防范恐怖袭击和应急事件处理等；第二类是各党政机关、企事业单位、社会管理的监控点摄像头，主要用于城市综合管理、交通运政管理、安全生产、水利三防、环境保护和内部管理等。
　 监控资源在前端摄像设备选择时，设计时要充分考虑室外摄像机的防灾措施，特别是设备的防雷接地处理。各监控点采用枪机和球形一体机，重点防范的地方可选择快速球形一体机，内置变焦镜头、变速云台、防护罩、解码器和相应的防护罩等。
（2）传输网络
　 信息传输网络应使用城市统一的视频监控专用网络。系统要考虑网络建设投资和安全性，以及满足以后城市视频信息能互联互通、资源共享，可以选择城市视频专网作为视频传输网络。以某个城市为例，该城市视频专网是市有线电视网络中心基于HFC基础上利用MPLS VPN技术搭建的IP城域网。同时利用运营商已建IP宽带城域网可以方便地构建城市视频监控系统的传输网络。所有前端设备、监控中心均做为传输专网上的一个节点。在物理结构上不分级，但在逻辑管理上还可将系统拓展至监控分中心，并通过软件控制实现分级、分权限管理。
（3）视频监控管理平台
　 城市管理视频监控系统利用全市监控报警联网部署在机房的视频管理平台，完成视频信息、控制信令的接入、交换、存储和传输。考虑到城市级别的数字视频监视系统具有复杂的网络拓扑、承载数量巨大的视频信息以及系统具有政府管理功能、为城市应急系统服务等属性，因此这个系统内必须采取独立建设视频管理平台，视频管理中心具有一定的对视频流、设备的合理管理策略。
　 视频管理应用平台为城市统一的两级视频监控管理平台架构，两级管理平台（市局一级管理平台和区/县局二级管理平台），管理平台建设在交换机房（IDC）。一级视频监控管理平台（市级管理平台）主要实现信令控制、媒体流交换、业务管理、客户管理、设备管理、网络管理、病毒防杀管理和认证鉴权等。具体负责全市视频监控系统各种信息的管理和分配；具有全市监控系统最高管理权限，可以为本级平台建立站点，为每一个站点分配前端监控点位；为下级（县/区）管理平台（二级管理平台）管理员分配权限；对二级站点的各种设备进行自动巡检；对申请登录平台的用户进行身份认证；为二级平台规划存储空间和存储管理。二级视频监控管理平台（县/区级管理平台）主要实现信令控制、媒体流交换、业务管理、客户管理、设备管理和认证鉴权等。二级管理平台是一个提供信息服务平台。在一级平台的管理下为本级平台内的所有监控中心（终端）提供图像信息和报警信息，为本级用户建立站点；为每一个站点分配前端监控点位(摄像机和报警)，配置管理权限，对本级平台的设备进行巡检，为本级站点的设备提供网络视频录像，向一级平台报告各种信息，形成本级平台日志。平台将使用者分为公安用户、行业用户和零散用户。公安用户以分局为管理员，负责为其下属的派出所分配各种视频图像和报警资源，管理用户的权限。行业用户以其行业管理部门为管理员，负责为其下属的单位分配视频资源，汇总各种报警信息，管理用户的权限。
视频管理中心结构：
 
　 　 　 　 　 　 　 图1-4  视频管理中心结构图
　 CMU是中央管理单元，是视频管理中心的核心单元，由如下模块组成：一是目录服务，用于用户认证、用户权限分配、用户管理、设备认证、设备管理；二是数据库，用于系统日志、各种事件管理、各种计划管理；三是Web模块，用于IIS服务、Web接入服务。四是网管，用于设备状态检查、服务器状态检查、网络状态检查。
　 DGU是网关单元，是设备入网的接口单元，它负责：设备的网络接入；通讯-控制信令发放、视频流接收、设备状态接收。
　 MDU是转发模块，负责接收来自DGU的视频流，在CMU的指令控制下转发到目的地。MDU也可以是多级的，即多转发。
　 MSU是存储管理模块，负责接收来自DGU的视频流，记录视频流，同时在CMU的指令下将存储的视频流发送到目的地（回放）。
　 PU是前端监控资源，可以是视频编码器也可以是一个区域的监控系统，它既有视频信息也有报警信息，是视频监控报警的信息来源。
　 CU是监控中心，是监控报警信息的显示终端。CU可以是一个单一的客户端PC计算机，也可以是一个复杂的视频监控报警信息显示系统。CU可以分类为公安监控中心和社会监控中心。
（4）监控中心
　 监控中心分为三级监控中心。一级监控中心一般设在市局指挥中心。安装一级管理终端，负责本级管理平台的管理。主要负责图像的日常浏览，跨各区/县的图像调配、重大事件图像的上传、重要录像资料的查询、公安机关内部远程视频管理以及对全市网络运行质量的巡回检查等。在发生报警时，接收来自区/县三级管理中心的报警和图像信息。二级监控中心设在区/县局指挥中心、消防、城管等部门。主要负责直接连接到本级平台设备的管理和分配，如辖区重点单位、要害部门摄像机，辖区出城卡点，主要社区等等。在发生报警时，在本级平台对报警进行复核，同时向报警点辖区派出所或所辖单位发送报警信息。重大报警信息要向市局平台报送报警信息和图像信息。三级监控中心设在各派出所。负责浏览由二级平台分配的图像。如其辖区重点单位、要害部门、重点路口、出城卡点、主要社区等等。设备的管理权限 在二级平台管理中心。在发生报警时，派出所中心接收由一、二级平台转发过来的报警信息，根据事件的性质出警,平时值班警员通过现场摄像机观察社会面的情况。原则上派出所不转发任何报警信息。市局、分局对派出所远程可视化管理，市局和分局随时可以通过视频监控了解派出所情况。
（5）视频监控系统安全性
　 城市视频监控系统应具有较高的安全性。在系统建设时，可采用MPLS VPN技术为传输通道加密，使用防火墙、防毒墙等多种安全技术手段；建立用户安全认证机制，采用安全协议保护数据安全；对图像信息进行存储备份，对重要信息将配置双机热备份存储系统；同时建立完善的管理制度，包括安全技术管理、安全制度管理、用户管理、安全监控等；建立运行日志和日志维护机制，保证系统安全运行。

参考文献：
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