基于GIS應用的公共安全視頻監控系統方案

背景介紹

社會公共安全視頻監控系統大規模應用始于“平安城市”的興建，隨著計算機技術的發展，數字化、網絡化技術的應用，“平安城市”系統規模逐步擴大。而由于各地經濟、社會發展的不均衡，相關系統建設有先有后，建設廠家技術水平的參差不齊，以及公安規范尚未大規模推廣等因素影響，造成“平安城市”各系統之間存在信息交互障礙，平臺與平臺之間融合困難。

與此同時，大量遺留系統的存在導致傳統的以模擬視頻信號為主體的監控系統與數字視頻平臺接入時，視頻流和信令控制流都需要進行重新梳理。

此外，在社會公共安全領域，視頻監控系統成為維護社會治安，加強社會管理的一個重要組成部分，海量錄像數據存儲和檢索、錄像與案件的關聯分析已成為公安系統尋找證據、破獲案件最有力的手段。

在此背景下，具有高度集成化，支持大規模應用，支持多級復雜組網、跨域傳輸、保證公安系統內外網安全、具有錄像智能檢索和云存儲、運用數據挖掘技術支持案件分析、案件研判以及符合公安部規范的平臺應運而生。

社會公共安全需求特點分析

在城市視頻監控中，視頻監控點的設立根據城市治安狀況按區域進行重點設置，布控點主要集中在商業金融街、社區、娛樂場所、主要路段、交通樞紐區等區域。相關部門通過實時視頻、錄像等手段來了解布控在各個敏感區的實時狀況。通常情況下，對實時傳輸的圖像要求是：保證圖像清晰，保證職能部門的管理員在第一時間掌握實時、清晰、流暢的高品質視頻圖像;對錄像的要求是：保證錄像的持續穩定，保證突發事件時相關人員能在第一時間獲取到穩定、流暢、清晰的錄像文件，保證錄像文件存儲的安全性、可靠性。

在此前提下，根據公安網絡建設情況，一般還會有以下幾種類型的需求：

·多級組網要求：省廳、市局、區縣分局、派出所;

·雙/多網環境要求：金盾網(辦公內網、少部分監控、報警設備)、公安專網、公網(社會監控資源);

·數模混合監控：原有模擬球機槍機復用，原有電視墻體復用。新建電視墻體以DLP模擬視頻上墻為主可能會需要矩陣鍵盤控制;

·指揮中心一機多屏：接處警管理、GIS、視頻監控多個業務功能融合;

·三警合一系統對接：接收電話報警、接入電話呼叫;

·GIS化操作：視頻操作GIS化、公安資源管理GIS化。

公安民警出于職業需要，對所負責轄區的地理信息非常熟悉，在系統中，能夠基于GIS實現大多數的操作，并且在GIS的基礎上，將公安業務需要的支撐信息，通過簡單實用的操作，能夠在GIS上進行統一展現和匯總。另外，在出現重大事件時，通過GIS地圖，快速規劃出最佳的救援線路、調度最近的警力資源。

系統結構

深圳某平臺廠商在充分調研用戶需求的基礎上，結合GIS技術，推出了社會公共安全平臺。該平臺涵蓋了公安目前可能出現的所有組網情況的解決方案，針對可能出現的模擬、數字網轉換，辦公內網與視頻專網、社會公共網絡間的融合進行了適配，并提供了多種組網方案。在不同的組網方案下設計了不同的平臺結構。

該平臺具有如下特點：

·統一管理：雙網雙平面設計，硬件負載均衡，雙機熱備;

·分布部署：降低網絡壓力，N+1備份;

·靈活接入：有線或者無線，模擬或者數字，手機/PC/電視墻。

針對大平臺、大公安的用戶需求，在“平安城市”建設過程中，需要考慮多級組網情況，在省級監控中心實現對下級監控平臺的控制，針對此應用場景組網結構如圖2所示。

·省市級監控中心處理信令流，地市級監控中心處理媒體流，支持信令與媒體流分離;

·支持智能路由選擇，支持媒體多級轉發，最佳網絡通道選擇;

·支持分布式存儲，有效降低監控中心網絡帶寬。

系統功能

系統監控范圍全面，重點突出，針對性強，能夠為公安機關部門提供圖像管理信息，在管理城市和處置突發事件等切實發揮輔助決策的作用。在決策機關應對突發事件、自然災害時，實現快速反應和指揮調度，在治安防控以及防范、打擊違法犯罪等方面都能發揮出積極的作用。系統具備的功能有如下幾個方面。

實時視頻監視功能

根據監控點的實際情況，提供全天候及全方位的圖像監視功能。根據監控點的現場地理位置和周邊的建筑物情況，分別在前端配置室外高速球型攝像機、紅外一體化槍式云臺攝像機和一體化槍式云臺攝像機。全天24小時均可在監控中心、監控室觀察到前端現場的實時畫面，考慮到夜間光照強度可根據實際需要進行燈光補償(普通照明或紅外)。

GIS設備管理定位

·支持監控設備在地圖上的標注；

·支持拖拽放置設備樹列表設備與GIS地圖相對位置；

·支持經緯度準確定位設備于GIS地圖；

·支持基本的電子地圖放大、縮小、漫游、測距、地圖打印、點選查詢屬性等。例如，具有權限的操作者能夠方便地通過點擊攝像點來查詢該攝像點的屬性，如：攝像點的編號、攝像機的型號、安裝的具體位置等。監控相關功能：選擇地圖上有攝像機標志的位置，可以查看該攝像機的屬性、播放實時視頻等。

GIS軌跡跟蹤

支持在GIS地圖中錄像目標對象移動軌跡復現;在確認跟蹤對象，指定時間和區域內的攝像頭錄像中智能查詢跟蹤對象出現的錄像，顯示跟蹤對象在攝像頭錄像中出現的時間段，并根據時間段和攝像頭位置在GIS中勾畫跟蹤對象的逃跑軌跡。最終輔助公安干警定位目標的逃逸路線，做出蹲點、排查決策。

GIS應急現場指揮

在抓捕犯罪嫌疑人和現場應急保障過程中，在確定目標對象移動軌跡前提下，通過GIS系統可預先設控軌跡路線上的監控點位，實現提前布防，提前預判。同時，可有效調動周圍警力資源，及時、快速響應。

GIS最優路徑選擇分析與遠程導航

可以在緊急事件發生的第一時間，分析計算出最優路徑，以及快速準確地到達案發地點。通過路徑分析和模擬，用圖形方式精確而直觀地表示出在多種交通狀態下，多個出警方案到達事故地點的時間。并將最佳路徑遠程傳送至相應巡邏干警或巡邏車的移動導航設備中，指導巡邏警力以指定的路線追蹤、包抄、跟蹤對象。

視頻顯示功能

圖像能在監視器/顯示器上進行固定或時序輪流顯示，并能切換、記錄、回放、加工、復制、圖像混合、畫面分割、字幕疊加等處理。派出所能夠通過監視器顯示出本轄區的圖像，通過計算機顯示共享的交警圖像;分局能夠通過監視器選擇顯示所有圖像或通過計算機顯示所有的圖像;交警能夠通過計算機顯示派出所圖像。

視頻控制功能

對于模擬視頻，可以通過矩陣鍵盤來操作前端活動云臺的運動方向、攝像機的焦距及景深來達到最佳的監看效果。各單位可以在授權權限內，使用計算機軟件選擇和控制共享的圖像。

控制權限分配功能

監控中心的視頻資源管理服務器結合矩陣設置，進行總的權限的分配設置和管理。模擬控制權限優先于網絡用戶控制權限。在矩陣鍵盤的操作中，權限按現場控制級別最高。權限優先級高低為，派出所監控室鍵盤控制為高。

視頻存儲功能

分局110指揮中心、派出所監控室均配備數字硬盤錄像機，全天不間斷地記錄監控點的圖像，保存所有監控點30天內的錄像資料，可提供本地和遠程網絡查詢、回放和下載。系統通過數字錄像主機或網絡可把錄像資料備份到光盤等存儲設備。

社會圖像資源的接入功能

系統能夠將社會單位建設的監控圖像，有選擇地接入到派出所監控室，并且能夠通過數字視頻進行共享。

監控點信息管理功能

系統能夠管理所有監控點信息，實現圖像資料的查詢和對設備的管理，形成統一網管軟件，以拓撲圖的方式實時反應在線設備的狀態。攝像機信號丟失、硬盤出錯、網線中斷均可實現設備圖標閃爍告警。

視頻資源管理功能

系統能夠對視頻資源進行管理，包括視頻資源自動分配、用戶訪問控制、用戶權限優先級控制等功能。

WEB發布功能

系統能提供WEB發布，WEB發布客戶端不限客戶端數，并可提供視頻組件供市局進行調用。

日志管理功能

系統能夠對系統運行、用戶登錄及操作、設備告警等信息形成日志。

設備網管功能

提供全網數字視頻設備的統一拓撲視圖、實現在線監測、故障自動告警及定位。

系統設計原則

以技術先進、系統實用、結構合理、產品主流、低成本、低維護量作為基本建設原則，規劃系統的整體構架。

先進性

在產品設計上，整個系統軟硬件設備的設計符合高新技術的潮流，媒體數字化、壓縮、解壓、傳輸等關鍵設備均處于國際領先的技術水平。在滿足現期功能的前提下，系統設計具有前瞻性，在今后較長時間內保持一定的技術先進性。

安全性

系統采取全面的安全保護措施，具有防病毒感染、防黑客攻擊措施，同時在防雷擊、過載、斷電和人為破壞方面進行加強，具有高度的安全性和保密性。對接入系統的設備和用戶，進行嚴格的接入認證，以保證接入的安全性。系統支持對關鍵設備、關鍵數據、關鍵程序模塊采取備份、冗余措施，有較強的容錯和系統恢復能力，確保系統長期正常運行。

合理性

在系統設計時，充分考慮系統的容量及功能的擴充，方便系統擴容及平滑升級。系統對運行環境(硬件設備、軟件操作系統等)具有較好的適應性，不依賴于某一特定型號計算機設備和固定版本的操作系統軟件。

經濟性

在滿足系統功能及性能要求的前提下，盡量降低系統建設成本，采用經濟實用的技術和設備，利用現有設備和資源，綜合考慮系統的建設、升級和維護費用。系統符合向上兼容性、向下兼容性、配套兼容和前后版本轉換等功能。

實用性

本系統提供清晰、簡潔、友好的中文人機交互界面，操作簡便、靈活、易學易用，便于管理和維護。具有公安行業風格界面和公安行業習慣操作的客戶端界面。在快速操作處理突發事件上有較高的時效性，能夠滿足公安聯網指揮的統一行動。

規范性

系統中采用的控制協議、編解碼協議、接口協議、媒體文件格式、傳輸協議等符合國家標準、行業標準和公安部頒布的技術規范。系統具有良好的兼容性和互聯互通性。

可維護性

系統操作簡單，實用性高，具有易操作、易維護的特點，系統具有專業的管理維護終端，方便系統維護。并且，系統具備自檢、故障診斷及故障弱化功能，在出現故障時，能得到及時、快速地進行自維護。

可擴展性

系統具備良好的輸入輸出接口，可為各種增值業務提供接口，例如GIS電子地圖、手機監控、智能識別等系統。同時，系統可以進行功能的定制開發，可以實現與公安內部系統的互聯互通。

開放性

系統設計遵循開放性原則，能夠支持多種硬件設備和網絡系統，軟硬件支持二次開發。各系統采用標準數據接口，具有與其他信息系統進行數據交換和數據共享的能力。

結語

在視頻監控領域，集成化、平臺管理化、數字化已成為共識，作為一個關乎社會公共治安、保障人民生命財產安全、震懾犯罪分子的信息化系統，視頻監控系統需要緊密結合新技術，實踐新應用，在平臺建設上，遵循安全、穩定的平臺結構和高效、便捷的用戶體驗。

隨著物聯網、云計算技術的普及，結合社會公共安全業務特點，一些新的應用也會隨之產生，在提高警務便攜化、警務智能化的同時，也對行業參與者提出了更高的要求。把握新技術、跟蹤用戶切身需求，創新應用已成為社會公共安全平臺保持領先優勢、保障社會長治久安的關鍵所在。而信息化、公共安全觀念的深入人心也為監控行業提供了廣闊的發展空間，有理由相信，一個融合新技術、新應用、準確把握用戶需求的集成化平臺終將會脫穎而出。