王延勇
(广东中星电子有限公司 广东省珠海市 519031)
SVAC2.0 编码标准是国家自主知识产权的专门针对安防监控设计的编码标准.支持监控专用信息(绝对时间、智能分析结果、报警信息),报警信息和传感器的物联网信息可以集成到SVAC 码流一起传输;支持加密和认证,保证监控数据的保密性、真实性和完整性;防篡改,是目前国内最安全和最适合监控领域特点的编码标准。本文即是基于这种编码标准的SVAC 人脸抓拍前端摄像机,设计了一套可以专门用于商铺领域的系统架构。该系统运做过程中,采用群防群治的思路,充分调动社会的闲置人力资源,降低公安部门的出警压力,提升商户的安装积极性及使用满意度,提升整体防控的水平,促进社会的和谐。本系统设计主要体现在以下几个方面的工作。
前端摄像机采用中星200 万像素的SVAC 人脸抓拍摄像机,它具有尺寸小成本低的特征,也具有内置的人脸抓拍算法,可以将出现报警时的人脸图片打包到码流内,便于后端警务处理平台对报警中嫌疑人的特征识别和筛查。这款相机采用SVAC2.0 编码标准的,除了人脸抓拍之外,还可以集成各种外部传感器信息比如烟雾,振动等传感器的物联网数据。把这些信息专门打包成物联网信息桢。和人脸图片,地理位置信息一起插入扩展信息,做到精准匹配嫌疑人,报警事件和地理位置信息。商铺前端安装摄像机的同时,会针对不同的需求选择性安装门窗振动传感器、烟雾传感器、漏水探测器等。在遇到商铺被砸被盗、火灾、水淹等情况,这些传感器会以RS485 接口连接到中星SVAC 摄像机,摄像机再通过GB/T 28181对接到公安和综治平台,进而将商铺安装的传感器发现的安全问题实时上传到综治平台或者公安警务处理平台。后台设计算法会针对出现的可疑情况进行分类,下发,以报警事件或订单的方式通知手机警务处理APP,实时发出警情警报,装有这些APP 的人员可以通过抢单等方式到现场处理。最终系统根据处理结果反馈给相关人员奖励。
商户视频防盗目前在各地实际的推广中,遇到较多的客观困难。基本归纳为:
(1)硬件投入和后期维护费用高,最终运营费用全部由商户买单,额外增加一笔商户的负担,而且大多数都是无效警情,不能給商户带来真正的价值。投入产出比不高,商户不愿主动安装。
(2)商户的信息和隐私安全不能得到保证,商户的信息如果被不法分子得到,反而增加了安全隐患。网上经常报道出由于被黑客入侵家用摄像头,导致主人隐私被泄露到网上的消息。使得商户安装的主动意愿不强烈。
(3)现有系统的误报率太高,经常有小孩故意踢门等恶作剧引起系统报警,公安不能确认是否是真的警情,当经常发现无效报警后,主动出警意愿会越来越差,另外也浪费了大量的警力资源。
基于这些痛点,我们采取了以下应对策略。
(1)摄像机选择中星微技术公司200 万像素的SVAC 人脸摄像机,具有尺寸小成本低的特征,也具有自主NPU 芯片,自主的人脸抓拍算法,便于后期对报警中嫌疑人的识别和追踪。针对不同场景的特殊应用可以自主开发特定行为识别算法。振动器传感器采用符合GB/T10488-1997 振动入侵探测器的国家标准的产品,振动传感器是探测入侵的关键部件,其主要功能是利用前端传感器探测到门窗或墙体的振动并把得到的数据上传到SVAC 摄像机,摄像机主机会把这些信息汇集到svac 码流,插入到物联网扩展信息桢,摄像机通过以太网上传到公安的警务调度平台。摄像机同时探测视频画面分析结果,检测是否有陌生人员在商户门口附近出现,并把人脸,人体等信息一同打包到svac 码流。当发现振动信号达到一定阈值,同时有陌生人员出现,启动报警信号到平台等待处理。当门窗发生振动信号弱,而且无陌生人员出入,等情况会作为误报信号过滤掉,减少误报率。
摄像机和振动传感器安装于商铺门口的墙上或门上,烟雾等报警器会放在商铺内。摄像机通过网络连接到警务防控平台。
(2)SVAC 编码优势解决安全性问题。现在普通的视频监控摄像机采用的编解码技术大多为H.264/H.265 格式输出,这两种的编码标准是国际的通用数字视频压缩标准,并不专门适合于物联网应用和安防监控的应用。人脸图片和物联网数据(振动传感器数据)与视频流分开传输,数据无法实现关联。而基于SVAC 的人脸识别相机可以将人脸图片,振动传感器数据作为监控扩展信息插入视频码流中同步编码传输,人脸结构化信息、振动传感器数据,以及关联地理位置信息及相关告警信息与视频严格匹配,为后端平台大数据分析提供重要技术支撑。
(3)满足GB35114 最高等级的信息安全标准。商户对安装防盗设备的最大顾虑就是担心隐私的泄露,传统H.264 人脸相机,存在严重的信息安全隐患,网络安全防护基础薄弱,视频监控系统一旦被入侵,极易受到攻击,导致商户的视频会被窃取,盗用,篡改,甚至被上传到网上,严重影响商户统一安装的积极性。而GB35114国家标准可以完全解决前端设备入侵、摄像机被控制等安全问题,GB 35114 是我国针对视频监控联网信息安全方面的技术标准,对公共安全视频监控的信息安全提出明确规范要求,对公共领域的信息安全提供了法规的保证。GB 35114 采用基于国密算法的证书认证和密钥管理体系,实现视频监控前端设备与视频监控管理平台间的双向身份认证、基于数字证书的用户身份认证、信令完整性检验、视频数据加解密等密码应用,从而防止设备和用户的非法接入,防止信令和视频数据被篡改、抵赖,防止视频内容被窃取,最终实现视频监控系统“防入侵、防篡改、防泄露”的安全需求。GB 35114 是我国拥有自主知识产权、完全自主可控的标准。而随着GB/T28181、GB/T 25724(SVAC)和GB 35114 以及GB 37300-2018 的相继发布及我国公共视频监控联网应用的标准化、规范化和专业化水平均有了明确的技术依据,采用基于SVAC 的人脸抓拍相机可以完全不需要担心隐私的泄露,能最大程度的保护商户的利益。如图1 所示。
数据架构如图所2 示。
每一台商铺的摄像机在安装时,会录入该商铺的GPS 或北斗地理信息坐标。这些信息会作为标签插入到物联网扩展信息内。这些信息可以作为平台端对该商铺的定位需求。
整体软件架构分为,手机客户端移动处警系统APP,可视化指挥调度系统,以及中星平台的PGIS 警务地图系统构成。在平台端接收到单个摄像机的报警信息后,会通过SVAC 扩展信息检索到报警相机的地理信息,报警内容,和相关的人脸图片。通过中星平台的PGIS 警务云图系统,在地图上可以查找到该商铺的具体位置, 以及对该位置周围最近的安装有移动警务APP 的手机。根据算法计算筛选出距离最近的社区管理人员,保安,或民警。这些安装了APP 的人员会接单或抢单,去现场查验具体状况。如果确认误触发,或小孩误触引起的并没有实际警情,则选择拍照片,上传平台,选择结单,系统发送奖励红包。如果发现确实的有人破坏或入侵,则上报系统,选择呼叫110 或单独的警力支持。事件处理完毕后,商户和警方都会对有功报警者进行奖励。PGIS 警务云图系统如图3所示。
平台发出的警情警报可以由平台值班人员结合现场摄像机拍到的视频信息进一步人工处置,然后再推送给对应商铺附近的公安干警、辅警和协防员等预先安装的“群防群治”APP(或者推送手机短信),可以进一步的减少误报率。
接到警情信息的附近人员,通过类似“滴滴”抢单的方式,积极、快速预订“现场确认警情”订单,积极发挥社区闲置人员的价值。
奖金由商户和平台一起负担。“群防群治”APP 也会陆续开发专门对接警务调度、消防调度中心的快捷通道,实现相关警情的快速处置。
为提高商铺付费的意愿,系统安装成本应尽量降低,建议由公安部门先行安装,后期每月商户负担使用费用和运营商费用。
运营商可以在APP 内的内置广告,承担部分费用。该机制最大特点是通过红包和返现的机制,调动广大社区人员,协助处置低风险的自动报警事件,减少公安民警的出警率,达到群防群治的效应。对于真正协助公安处置报警事件有功的个人,商铺和公安部门采用一次性大额现金奖励,另外赠送锦旗的方式给予鼓励。
商铺可以选择在APP 内增加商铺的曝光率或增加广告,增加宣传效应,也一部分解决系统运营的费用。
本文从硬件系统搭建,软件平台构成,商业盈利模式以及激励机制等方面全方位针对商铺防控领域系统架构进行了讨论。进一步在实践应用中,通过商业模式的创新倒逼公安出警和综治治理部门的改革,从被动的出警机制,到主动的抢单,全社会共同参与,有效调动社工,志愿者,社区保安的积极性,共同打造安全和谐的营商环境,提高人们的幸福感。
这种架构对未来警民协作的发展也有一定的促进作用:
(1)整体系统具有信息的安全性保障,可以作为国家推广信息安全的一个示范。
(2)平台对报警事件处理方式的先进性,有效过滤报警事件的真实性。
(3)由技术创新倒逼公安综治和处警业务的创新,整体提高社会运行效率。
(4)对其它社区监控的示范作用。