雪亮工程的建设探索和应用

薛小风

（上海市保安服务总公司南汇区公司，上海 201317）

1 建设任务

（1）新增总视频监控点位8533个，其中智能固定高清点位4500个，智能云台高清点位2377个，人脸识别点位1000个，文物安全监测点位465个，系统建设内容包括智能摄像机、镜头、补光灯、前端通信设备、机箱电源及智能监控模块、线缆辅材等，解决外场点位供电；

（2）改造经常发生故障控点位6531个，其中改造高空云台点位11个，改造固定点位2183个，改造云台点位4337个，改造内容包括摄像机、镜头、补光灯、前端通信设备、机箱电源、机箱动环检测模块、线缆辅材等，解决外场点位供电；

（3）改造涉及派出所的现有通信方式，将辖区内所有监控点位从原有光端机通信改造为GPON通信方式；本项目新增8533个监控点位也采用GPON通信传输方式；

（4）利用公安新增及现有点位资源，敷设光缆至678个社会资源节点机房，将图像资源接入图像网，完成联网平台接入工作；

（5）所有派出所的新建点位视频图像通过网络硬盘录像机（NVR）存储在派出所，视频满足30天存储需求。对涉及外场监控点位改造的31个派出所进行存储架构调整，现有高清视频资源不再存储在分控，将新建及现有的高清视频资源通过网络硬盘录像机（NVR）存储在辖区内派出所；

（6）完成各派出所新建监控点取电工作。

2 系统设计

浦东新区“雪亮工程”二期建设，按照现有的“派出所－分控－分局”三级架构进行设计建设，二期项目建设依托于公安“神经元感知网”（图像网），本项目建设内容主要涉及到前端采集和派出所后端存储，及其配套设施建设两个部分组成：

前端采集部分：前端感知部分主要包含本项目新建、改造的智能高清摄像机、智能化高清一体化云台等前端采集设备。前端采集设备采用网络接入设备进行前端的接入，并通过光纤进行网络汇集。视频数据接入到辖区的派出所/分控进行转发、存储，同时提供派出所、分局等单位进行客户端、电视墙等实时调阅、控制等相关管理和控制等功能。采集的智能人脸、人体、车辆、（行为分析）事件等图片数据，结构化数据统一传输到分控中心进行智能图像解析系统的转发、存储和应用。

派出所后端存储部分：派出所（或分控中心）端采用网络硬盘录像机对该区域上传的视频录像进行存储，存储采用全码率（不低于8M）存储时间不低于30天。并可通过视频图像信息联网平台、流媒体设备等，完成本地及上级视频流的客户端、电视墙等的实时调阅和上墙显示等功能。

2.1 系统流程图

本项目主要完成视频、图片及结构化数据的前端采集、视频存储和数据的上传调用。

2.2 前端采集子系统

◆概述

基于犯罪地理学的防卫空间理论，开展具有针对性、因地制宜、因时制宜的场景式布建方式，密织“空中、地面”防控网络，实现多角度、多层次、多维度的信息采集，对人、地、事物、组织开展全方位、全天候的整体防控。以“前端网络立体化，视频信息存储全量化、数据处理结构化，上层应用智能化”为新时期雪亮工程建设核心理念。本次智能前端采集系统采用先进的基于深度学习的视频分析算法，对前端视频采集设备获取的高清画面进行全画面分析，能够识别并提取画面中的对象内容，如人、机动车、非机动车等，并通过后端平台实现智能化检索，实现以最短的时间定位嫌疑车辆、人员，为治安防控打击犯罪提供有力支持。

◆方案设计

前端采集子系统是指采用高清监控技术针对城区重点单位、重点场所、重点部位、道路交通、街面道路等实施全方位的覆盖。主要包括：智能高清摄像机监控点、智能高清人脸摄像机监控点、智能高清一体化云台监控点。

智能前端采集系统主要完成现场各种信息的采集、处理，系统架构主要包括：以原始信息采集、处理、编码、传输为主线，以配套设施为支撑，系统架构如下图所示：

（1）信息采集层

负责视频、告警信息、设备状态信息等汇聚（采集信息以实际摄像机功能为准）。采集的原始信息将结合不同的功能需求做进一步的信息挖掘。

（2）数据处理层

负责图像处理、智能信息识别等，对采集的视频数据、图片数据切合用户需求进行信息深度挖掘。在前端采集系统内部进行信息挖掘和识别，将节省网络传输带宽和中心服务器投入成本。

（3）数据编码压缩层

负责视频数据压缩和图片数据压缩。

◆智能方案

前端智能分析的优势在于每一路前端摄像机都可以做智能的实时分析，减轻后端的计算压力，可以做到无遗漏的智能分析。同时，解放后端的计算资源，以集中优势计算资源做更深入的分析。针对上海浦东公安目前视频监控系统建设情况，在新建的基础上，充分利旧原有视频资源，给出不同的前端智能解决方案。新建、改造前端智能监控点位可实现对，前端采集信息全量感知，智能识别场景中的“人、车、物、事件”等信息。实现信息边缘感知和中心汇聚。

◆智能高清摄像机子系统

改造、新建的智能高清摄像机子系统，从人员管理、车辆管理以及事件管理入手，开展智慧化应用，对过往人员、车辆、事件进行结构化分析，抽取并保存相关要素，形成结构化数据。并以此为基础进行人脸识别，车辆特征提取，人车轨迹，行为模式分析等应用。

浦东新区“雪亮工程”二期项目，针对于浦东雪亮工程重点管控区域，新建、改造的智能摄像机采用“一对一”方式进行接入部署，通过接入对应的传输设备，经光纤回传，前端系统架构如下所示：

智能高清摄像机子系统拓扑架构示意图

人脸信息采集、人体信息采集、车辆信息采集、人脸人体关联采集

◆文物安全监测摄像机子系统

●系统概述

文物古建为国家重点文物保护单位，文物具有不可再生性，一旦发生火灾事故、破坏事故，将是国家和民族的重大损失。

本项目采用双目热成像摄像机系统作为文物安全监测专用摄像机，根据文物古建火情监测、安全监测的需要，通过对整体火情监测，区域火情检查，违规行为检测、安全检测等手段，在危险情况发生前及时预警，并结合高清可见光相机，达到更高精准性的整体监测。

●系统架构

前端智能文物安全检测相机，通过网络将视频数据，识别火情或智能分析数据，通过文物局物联感知网传输至后端存储以及文物保护管理应用平台，系统组成架构如下：

●系统功能

一体化设计、高分辨率探测器、全天候监控、抗干扰强、AI智能分析功能、语音报警提醒、视频联动及双光融合；

●应用效果展示

双目视频图像效果、火点检测、抽烟检测、打电话检测、建筑物检测。

2.3 机箱动环及电源模块方案

◆项目背景

本项目需安装2733个前端机箱动环及电源模块，实现遥测、遥信、遥控，实时监视电源设备，远程处理，记录和处理相关数据，及时侦测各类故障并通知相关人员进行处理；并提供相应的数据和报表，制定出合理的设备维护与管理；

◆系统架构

前端设备机箱内部采用机架结构化设计，分为监控区、通信设备区，在箱体顶部安装散热风扇。其中，监控区配置机箱动环及电源模块，对前端监控系统的供配电、电源防雷、设备状态感知、设备控制、安全防范等进行一体化设计，维护简单易操作；通信设备区可放置ONU、交换机等设备。

增加了对前端设备的运维管理功能，能够随时掌握前端设备的运行状态，具备智能监控功能，支持市电检测、用电监控、视频故障分析、网络故障修复、风扇温控、远程重启控制、网络传输监控、柜内温度湿度监控、监控箱防盗等功能。

机箱动环及电源模块系统实现前端设备的远程集中监控，后端运维管理功能可以真实记录设备运行状态，生成各种类型的统计报表供决策参考。通过监控中心平台软件，管理人员可实现对前端设备的管理，远程实时查看前端设备运行情况，操作设备供电状态。当前端设备出现异常时，监控中心可通过声光告警、语音、邮件等多种形式通知管理人员，并形成派工单，通知维护人员，及时进行故障排除。

机箱动环及电源模块系统：精准定位故障点，大数据分析，全面提升确保设备完好率。

机箱动环及电源模块系统：精准定位故障点，大数据分析，全面提升确保设备完好率。

◆设计功能与特色；

●智能区分前端断电、断网状态；

●前后端结合模式，提升故障发现及时性；

●多维度融合算法，精准定位故障；

●用电监测管理；

●辅助灯的管理，节约电能；

●开箱报警检测；

●集成式模块化设计；

●汇总信息大屏呈现，运行指标直观明了；

●每日台账报表，历史情况可溯源；

●工业级品质；

●多重安全机制提升可靠性；

●智能策略减轻运维工作。

2.4 前端补光设计

◆前端补光灯

常亮灯是一款以高亮度LED为光源的监控用特殊专业灯具，产品采用自主设计的灯具散热结构和恒流驱动控制方式，选用进口大功率LED芯片为光源，经过精确的光学设计，使光强均匀有效分布，达到整体高亮效果，为视频监控、车辆行人等目标检测和抓拍提供专业补光。产品可广泛应用于治安卡口、收费站、出入口管控及道路监控等系统中。

◆工作原理

将常亮灯电源线与220V电源进行连接后在黑暗环境下即可点亮。

◆系统架构功能

配合机箱动环及电源模块系统实现补光灯远程控制，远程亮度调节和光敏阀值可调，在线实时监测补光灯状态。

3 结束语

当前，社会治安形势日趋复杂，传统的治安防控措施已经难以满足现实需求。近年来，大力推进天网工程、视频监控全覆盖工程，群众对这项工作非常认可，但仍然存在着一些薄弱环节，制约着视频监控系统作用发挥和社会治安防控体系建设成效。实施“雪亮工程”建设，对视频监控增点扩面，整合网络信号，智能化运维，既是对天网工程、视频监控全覆盖工程的巩固和延伸，也是“互联网+”环境下加强和创新社会治安防控体系建设的重要途径。“雪亮工程”是一项群众性的民安工程、民心工程，实施“雪亮工程”，是把治安防范措施进一步延伸到群众身边，发动社会力量和广大群众共同监看视频监控，筑牢治安防控的“篱笆”，不仅为群防群治注入新的内涵，焕发新的活力，而且能够增强群众对社会治安的认同感和主体责任感，有效解决群众安全感满意度“最后一公里”的问题。