城市视频监控系统的研究

张艳红，程允丽

（1.广东技术师范学院天河学院，广东广州510540;2.广州南洋理工职业学院，广东广州 510980）

由于外来流动人口多，城区范围大，犯罪活动猖獗，城市社会治安形势面临严峻的挑战，城市治安成为市民最为关注的问题，然而警力不足和取证难的问题一直困扰着城市公安机关。由于警力不足，治安问题防范难、打击违法犯罪时取证困难，治安管理正面临巨大挑战和压力，严重影响着群众对社会安全感的建立。而采用视频监控等科技手段来提高公安工作的科技含量，能够扩大警方的监控范围，提高警方的接警处理速度，有效解决城市治安警力不足和取证难的问题［1］。

因此，城市社会治安视频监控系统实现的目的在于:提高城市各行政区街面主干道的治安、交通监控覆盖面，监控图像资源形成有效的防控体系，满足社会治安监控的要求;实现监控系统互联互通，实现信息共享，解决以往信息孤岛的问题，充分发挥社会资源作用;市、区、街三级监控中心的用户除了可以控制本级管理的视频监控资源外，还可以在设定的权限范围内控制其他级管理的视频监控资源;通过对海量视频信息的管理实现对海量视频信息的存储备份、快速检索和调用;视频信息的采集、监控、存储、检索和综合利用，整合城市公安报警联动、GIS应用、自然人、法人数据库等应用系统，形成全社会的社会治安打、防、控为主，兼顾城市管理的城市综合视频监控管理系统。

1 系统关键技术分析

1.1 三级网络信息共享和应用技术

三级网络中的每级监控中心除了要能控制前端的摄像头和相关视频设备外，还存在在各自权限范围内如何互相调看视频信息以及实现各种视频应用的问题。

三级网络的信息共享和应用是指市、区、街道三级监控中心的用户除了可以查询、浏览和记录本级管理的视频信息、音频信息以及其他数据信息外，还可以在设定的权限范围内共享其他级管理的视频信息和数据信息，同时还能统一进行各种视频图像的应用。

1.2 海量视频信息的开发利用

将视频信息与GIS数据、自然人法人数据库进行整合，开发基于这些数据的智能视频应用系统。

利用快速的智能搜索技术，对于海量视频信息进行快速智能检索。

利用人脸和车牌识别技术，对海量视频信息按识别目标范围进行筛查，提高对特定目标的筛查效率。

利用图像分析技术，设定一些行为特征，对海量视频信息进行智能分析，过滤掉无用信息，抽取到相关关键信息，然后根据行为特征启动相关的智能处理［2－3］。

1.3 视频监控系统联动联控技术

视频监控系统的联动联控包含3种含义:1）规定城市治安视频监控系统采用什么技术手段实现与现有的其他城市综合管理业务的联动和联控;2）规定某一区域内的摄像头如何实现有效的联动联控;3）规定某一区域的摄像头按照事先设置的预案进行虚拟巡视。

2 系统总体架构

城市社会治安视频监控系统的总体架构为“五横两纵”结构，如图1所示。

图1 城市社会治安视频监控系统总体框架图

第一“横”是各类视频监控点，分为公安机关管理的视频监控点和各部门、各单位、社会管理的视频监控点两大类。第二“横”是视频监控网络平台，由公安视频专网和城市视频网组成，基于电信、移动、宽带等城市公用通信网络设施。第三“横”是视频数据平台，包括视频图像数据库、地理空间和自然资源数据库、自然人和法人数据库等。第四“横”是视频监控管理和应用系统，在视频监控网络和图像信息资源上，开发和建立视频监控综合管理系统和各种应用系统，整合视频图像与电子地图、自然人和法人数据库。

第一“纵”是统一的信息安全保障体系，包括物理安全、传输安全、网络安全、系统安全和信息安全等5个层次。按照国家和省市有关信息安全保障的规范和要求，建立网络安全信任体系、网络监控和应急响应体系，采取网络隔离、数据备份等措施，实行安全等级保护制度，建立授权访问机制和安全管理制度，确保系统的安全性和可靠性。第二“纵”是统一的标准规范和管理体系。要实现系统互联互通、资源共享、高效运作，提高整体效能，必须同步制订包括系统建设实施、运行维护、使用管理等方面的技术标准规范和规章制度，规范系统立项、论证、审批、验收、运行、培训、使用、管理的操作程序和办法，确保每个环节有章可循、有人落实、有人监督，形成科学管理、高效运行的管理体系，保障系统建一片、控一片，长期发挥作用。

2.1 网络结构

公安视频专网和城市视频专网的网络拓扑为4层结构:接入层，汇聚低层，汇聚高层，核心层。相应的网络实体可以分为4个:接入点，三级监控中心，二级监控中心，一级监控中心。

接入层:实现所有摄像头视频信号的接入，实现摄像头视频采集信号连接到接入点。传输方式可根据具体情况采用数字或模拟的方式，本层可以进行图像的记录和存储。

汇聚低层:将接入点的视频信号按汇聚到三级监控中心。传输方式采用数字为主、模拟为辅的方式，三级监控中心实施本级视频图像的存储。

汇聚高层:将三级监控中心的视频信号汇聚到二级监控中心。传输方式采用数字为主、模拟为辅方式，二级监控中心实施本级重点视频图像的存储和视频图像的高级应用。

核心层:将二级监控中心的视频信号连接到一级监控中心。传输方式采用数字为主、模拟为辅的方式，一级监控中心实施本级重点视频图像的存储和视频图像的高级应用。

2.2 数据说明

城市社会治安视频监控系统的数据包括视频数据流、控制和管理数据流、应用数据流。其中视频数据流包括模拟视频数据和数字视频数据。控制和管理数据流包括各种前端设备的控制指令以及视频文件操作、用户权限设置的管理指令。应用数据流包括在系统上的各种应用数据，包括GIS地理信息数据、自然人、法人数据等。

2.3 应用说明

基本应用功能包括视频图像信息的远程监看、录像、控制、回放、视频信息检索、自动巡检、多画面显示、数据管理、设备管理和自动报警等;高端智能应用包括视频图像的分析如人脸识别、人数统计、车辆识别、物体追踪、非法滞留、行为分析、异常事件分析报警、生成应急预案和执行;扩展和联动的应用包括警视联动和基于电子地图的实时图示监控系统、与自然人和法人数据库联动、与110报警系统的联动、可视指挥调度等。

2.4 安全和管理说明

城市社会治安视频监控系统的管理包括用户权限管理、系统台帐管理、设备维护管理、网络维护管理等;系统安全则包括运行环境安全、网络安全、信息安全等。

3 总结

根据当前形势发展的需要，视频监控系统将走出原有的单一部门或单位的小规模体系，将以全社会安全防范为目标。这要求系统应充分考虑全局观，从完整性入手，最大程度上完善每个子系统的性能，并对外部留有联网的接口;同时更要注意区域性联网的合理规划以避免重复投资和资源浪费。

视频监控系统区域性联网，是指各子系统进行“系统集成”，即在一定的区域范围内将各个独立建设的视频监控系统进行统一联网，以达到互联互通、资源共享。视频监控系统的区域性联网主要应解决两个问题:一是视频图像信号的资源共享，二是对视频设备的交互控制。

视频监控的发展进程从最初的采集信息，发展到现在对有效信息的智能分析和智能处理，从最初的模拟阶段发展到今天普遍、稳定的数字化监控，更向着日趋成熟的数字化、网络化、智能化方向发展，这将是一个必然的趋势。

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［1］黄坚.网络联动信息建设平安城市——动态业务流程管理技术在政府应急联动系统中的应用，视频监控系统商机无限［J］.中国高校科技与产业化，2010（5）:87－88.

［2］曾令卉.城市视频监控系统解决方案［J］.电视技术，2012，36（5）:131－133.

［3］樊亚文，张重阳，郑世宝，等.城市图像监控系统科学布点布局问题研究［J］.电视技术，2011，35（1）:107－110.