武汉公安智慧新视频建设与发展

王炜 马勇 陈潇 童振军 湖北省武汉市公安局

引言

随着我国社会经济的发展和城市化进程的不断加快，违法犯罪、群体性事件、暴恐袭击等社会不安定因素也随之增加。为探索科学有效的管理方法，不断提高社会治安防控能力，武汉市公安局运用先进的科技监控手段，建立了一套技术先进、质量可靠、经济实用、方便管理的新型城市视频监控体系，打造智慧新视频，有力维护了武汉社会治安稳定，保障了人民群众的生命财产安全。

一、武汉市公共安全视频建设历程和现状

（一）公共安全视频监控系统的建设历程

武汉市公共安全视频监控系统始于上世纪90年代。2000年开始，市综治委主导开展平安社区建设，分三年在全市883个社区建设视频监控系统，建设摄像机11978个。2005年开始，武汉市被公安部列为22个城市报警与监控建设试点城市之一。截至2008年，全市建设监控摄像头10.2万个，其中社会面监控探头近9万个，出租车、公交车摄像机1.3万个。2008年开始，武汉市公安局先后开展了三期社会治安视频监控建设，全方位推进视频监控前端、网络、安全和平台升级，全市共建有视频监控100万个，联网可调用视频监控达10万余个，整体技术架构、建设规模和应用成效全国领先。

（二）视频监控系统的建设特点

1. 科学布局

前端设备布点坚持全域覆盖、统筹应用、兼顾内外的原则，按照“圈、块、格、点”布局模型，统筹规划全市视频监控点位，通过对城市边界各出入口封圈，利用城市内各主干道划块分格，对重点商圈、重点场馆、重点水域、重点安防区域等场所、部位定点覆盖，初步形成全市一张地面视频封控网，实现“区域全面监控、时空无缝衔接、目标全程追踪”。“圈、块、格、点”布局，构建了城域级视频监控系统建设的布局模型，彻底改变了过去仅凭经验设置监控点的传统模式，实现了对社会面由大到小、由疏变密的精确控制，有效提高了摄像头布放效率。

2. 全数字化

首先，瞄准技术前沿，率先采用数字组网。自建全光纤城域级视频专网来承载视频监控系统。参照级联与互联[2]的标准规范和联网结构要求，横向实现各警种、政府各部门、社会面视频资源汇聚共享，纵向确保省、市、区三级平台互联互通，视频数据共享应用，构建“横向互联，纵向贯通”的联网架构。其次，采用云存储技术实现海量存储。按照物理上分散、逻辑上集中的原则，采用集中分布式架构的云存储技术，设立17个存储中心，对全网视频存储资源进行统一管理、智能查找，服务实战应用。此外，依托PGIS地图实现可视化管理。研发二维和实景GIS系统，在前端设备配置GPS采集模块，采用负载均衡、虚拟化等技术，对全市视频资源进行可视化管理。

3. 自动运维

研发自动运维管理系统。系统由基础监控与采集、IT资源配置管理、运维服务流程管理三部分组成，包括前端设备监控、业务服务器和存储设备监控、网络设备监控、服务流程管理等内容。基于GIS地图实景展现，实现状态监测、故障报警、工单流转、迁建管理等功能。可实现发现、报警、维修的快速联动，确保一、二类摄像机在线率稳定保持在95%以上。

4. 安全管理

建设安全管理平台，搭建防病毒、防入侵、漏洞扫描等安全系统，实现对全网安全的统一监测和管理。通过安全边界接入平台，实现与其他政府部门或单位的资源数据互联共享和安全传输。在终端层面统一使用民警数字证书、文员证书或专用数字证书（如USB Key等）[3]登录视频监控平台，实现授权管理，水印防翻拍，操作全程可追溯。

二、武汉市公共安全视频建设新发展

（一）全面拓展前端点位局部和采集维度

1. 优化完善前端布局模型

在前期“圈、块、格、点”的逻辑布局基础上，新增“线、面、体”的布局模型，进一步优化完善前端点位布局。

“连线”：在“划块分格”的基础上，在重点线路、市内快速路、省道、国道、地铁进行连线加密，沿线监控，掌握各线路情况。

“顾面”：在“划块”的基础上，通过江面、一场四站、商圈、中小学等区域范围形成防控面。

“筑体”：三环内主要道路及交叉路口，选取制高点布置视频设备，通过视频接力，形成城市上空“空中棋盘”立体监控，构筑立体化城市视频监控体系。同时在重点区域使用混合现实技术，周边每50米布设一个视频监控枪机，结合4K高点高清摄像机，通过高低联动的三维实景融合，构建三维实景融合监控[4]，实现对目标的全程无缝追踪，高空全域覆盖。

2. 拓展前端采集新维度

大数据发展日新月异，消防、水、电、燃气、温度、湿度、Wi-Fi嗅探、电子围栏等数据的重要性日益增大，单一的视频监控数据已无法满足日益复杂的公共安全需求。武汉公安依托现有视频监控系统，采用点位复用的方式，向前端智能采集、物联网数据采集系统方向开始了新的建设与发展。

3. 构筑全天候双光江面覆盖

在汉口、武昌、汉阳江滩沿线按照锯齿交叉覆盖的原则，布置红外、可见光设备，对长江核心（长江二桥至杨泗港长江大桥之间）江面进行红外双光全封控，对水域实现双光全天候覆盖。

（二）夯实加固传输通道和数据中心基础保障

1. 全面转型环状网

按照前端接入及骨干网同步建设的总体思路，充分利用前期网络光纤资源，依托5环21射建设视频专网骨干网，实现由星状网向环状网的转型，保障各区分局两条以上物理接入链路。

2. 引入波分复用技术

随着前端采集设备建设数量的增加，城市级视频专网骨干链路的带宽已超过10G并向更高发展，而链路跨度也在不断增加，物理距离甚至超过了80km。因此大容量低衰耗长距离的波分利用技术[5]成为城市视频监控专网建设的必要选择。骨干传输网引入波分复用（WDM）大带宽大容量设备，实现远距离数据传输无衰减，双纤容量由10G/40G向400G/800G及更高提升，提高骨干链路对视频图像业务的承载能力。

3. 构建IPv6网络

针对互联网协议第四版（IPv4）面临网络安全隐患大、服务质量难以保证等问题，对全市视频监控系统进行IPv6升级改造，打造国内首个城域级IPv6网络，推动视频网向物联网快速转型。

4. 搭建多数据中心架构

进一步完善“一中心多汇聚”的数据汇聚解析架构，“一中心”是指以汉阳技术大楼为基础，建设“武汉城市视频监控中心”。以汉口片区市局机房、金银湖电信机房为基础，形成汉口片区视频数据骨干汇聚点，形成网络流量合理分流、主要数据互为备份的多数据中心架构。

（三）构建完善智慧应用体系

打造以视频监控系统、视频“互联网+”平台为基础，视频侦查作战平台、视频实时对抗平台为核心，以多网络多系统多屏视频侦查作战舱为操作终端，以猎鹰警务移动端、警用无人机、移动采集单兵、室内三维实景现场勘查设备和视频侦查车为线下端，集“线上到线下、空中到地面、网内到网外”的全方位立体式视频智慧应用体系。

（1）构建蜂巢大数据平台：引入最新的北斗统一时空编码，研究基于SMT（空间-事件-时间）的蜂巢大数据平台，对感知资源、感知目标、解析数据（人、车、Wi-Fi 等）进行统一管理，构建视频感知时空大数据平台，为发现犯罪线索趋势及视频轨迹侦测提供支撑。

（2）算法融合：搭建动、静态人脸识别算法超市，全市形成架构统一、算法多样、分级采集、数据融合的人脸识别解析应用架构，为全警提供一网布控的千万级人像大数据分析处理能力。

（3）空中作战：搭建国内首个全天候空地一体化警用无人机侦查作战平台，通过打造高速网络、多维传输通道、全时空信息采集，实现空中应用平台与各视频应用系统无缝对接，创新空中侦查新模式，实现全天候空地一体化综合作战。

（4）互联网应用：建设“互联网+”平台，整合社会面视频资源，推进“雪亮工程”联网共享。构建互联网视频侦查模块，支撑实兵巡控、安保运维。

（5）直播警务：基于视频巡控、视频移动侦查等平台，将警务视频直播、短视频发布纳入警务实战平台，对空中、地面、手机、监控摄像采集到的视频图像进行播放，并与地面巡控力量相结合，实时支撑实兵巡控、安保运维、反恐维稳等警务工作。

（6）侦查研判：新建应急突发事件视频调度平台和街头犯罪打击平台，完善案事件远程会商调度系统，研究轨迹侦查平台，实现视频网各类感知数据流式实时解算，构建视频大数据研判、轨迹分析预警模型。

（7）现场勘查：建设视频现场勘查平台，对天空、地面、室内、室外等地理信息数据及视频监控数据进行汇聚整合、统一管理、分类展示，实现对视频现场的数据采集、管理和应用。

（8）视频中心：以视侦支队巡控大厅为基础，采用分步建设模式，建设武汉市城市视频监控中心，逐步完善视频监控综合应用。

（四）建立视频技战法实战模型

视频侦查技战法是以围绕空间（Space）、事件（Message）、时间（Time）三要素进行的视频追踪为基础，以关联为核心，有效应用其他信息资源进行案（事）件侦查的一系列技术、方法、经验的总结。以空间、事件、时间来构建案（事）件发生、发展过程，指导案（事）件侦查工作的模型，就是我们需要研究的空间-事件-时间模型，简称SMT模型。在应用系统建设中，以此模型为指导，以三要素之间两两结合的基本关系为基础，遵循线头、追踪、关联、归档的视频侦查流程，实现由经验总结向技战法形成机理和构建实战模型方向发展。

（五）提升安全运维精细化管理能力

在现有安全运维体系的基础上，建立以虹膜识别技术为核心的安全认证新机制。虹膜识别是目前最精确、最难伪造的认证方式，针对现有数字证书认证存在的安全隐患问题，引入最新的基于芯片算法的虹膜认证机制，建立国内首个虹膜授权中心，全面提升身份认证等级。

按照“雪亮工程”视频联网共享、安全等保三级的要求，升级视频专网安全防护体系。建设前端安全准入网关，综合采集坐标、温度、湿度等信息，建立与安全运维后台的双向认证机制，实现前端设备的可信安全接入，各类运维数据的实时监控采集。对标部、省考核要求，升级运维管理平台，建立运维大数据分析模型，实现各类运维数据的一图展现、综合分析、全流程控制，提高安全运维工作的精细化管理水平。

三、以视频为核心的智慧平安小区建设

随着平安城市建设的深入，智慧平安小区建设将是下一步以视频为核心的治安防控体系建设的着力点。

（一）梳理体系化理念

在建设理念上，通过构建形象化、体系化的“智慧平安树”，统筹信息化建设应用，解决信息化建设内容繁杂、重点不突出、思路不清晰等问题，服务支撑智慧平安小区建设。

“智慧平安树”树根：利用公安信息网、视频专网等网络开展广泛的多维数据信息采集；树干：数据资源实时汇聚传输融通，成为精准防控源动力；树枝：深入各项业务工作，创新实战应用体系，健全配套机制，按照“打、防、管、控、服”五大应用板块归总，服务实战。通过“水分蒸发”，基础数据整合上公安云。通过警务云共享使用公安部、省厅、市局其他部门资源库数据服务，对接市局各大综合应用平台，构建和谐共存、可成长、可持续发展的信息化生态圈，形成开放、可扩展的智慧警务体系。

（二）智慧平安小区建设规划

1. 前端布局模型

（1）“沙漏”模型

在小区大门、停车场出入口、单元门处采用“沙漏”模型，布局前端设备建设，实现对智慧平安小区关键节点的全方位实时视频监控。

（2）“圈、块、格、点”布局模型

参考城市级视频监控系统前端布局模型，在小区内部采用“圈、块、格、点”布局模型建设前端采集设备。

“封圈”：针对目标小区周界，按照“沙漏”模型的布局方式进行前端点位部署，依托主要道路，对小区车库进出口、人员进出口等关键点，进行卡口、视频封控，掌握人、车、物进出社区信息，构筑小区边界封控圈。

“切块”：将“圈”中的小区按主要道路进行“切块”，通过在小区主要道路上部署卡口和视频摄像机，对小区各“块”区域进行视频全封控。

“分格”：在小区“块”的基础上，通过在交叉路口、小路、支路部署卡口和视频摄像机，进一步织密小区监控“格”网。

“定点”：在小区内的各楼栋单元进出口、物业、车库等重点部位，部署卡口和视频摄像机，实现对小区重点区域全覆盖。

（3）前端设备安全接入

参考城市级视频监控系统，在前端网络设备处配置安全运维可信认证网关设备，前端采集设备通过该设备接入网络，防止非法接入，提高网络接入的安全性。同时，创新研发了多维数据安全接入网关，以小区为单元，将小区局域网内居民基本信息、居民入住信息、门禁刷脸信息、机动车出入信息、周界防护、小区视频监控、电子巡查、信息发布、紧急报警、消防能源监测、抓拍人像信息、楼栋信息等12类多维数据通过安全接入网关全面实时接入公安视频专网。

2. 系统建设新思路

搭建智慧平安小区“三级平台”，实现“四级应用”。结合市局治安管理支队、分局和小区/警务室实际，依托视频专网搭建三级工作应用平台，构建三级联网架构，依托新一代的人像识别、车牌识别、多维数据融合分析等技术，支撑市局、分局、派出所、小区四级应用。立足多网传输数据，小区本地存储全量数据，图片及结构化数据通过视频网由分局平台上传至公安网市局平台上云，视频等非结构化数据通过视频网由分局平台上传至视频解析中心。通过前端感知、智能解析、实时传输等技术，实现智慧采集、关联聚合、全景分析、实时预警、精准推送、在线监管，推动小区管理格式化、安防设施标准化、社区警务规范化。

四、结语

武汉公安智慧新视频建设中，应遵循“智慧平安树”的体系化建设思路，不断优化前端“圈、块、格、点、线、面、体”布局模型，夯实承载网络、数据中心，深度创新视频应用新思路、新思维，推动落实以视频为核心的智慧平安小区建设规划，构建立体化社会治安防控体系。