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解析“平安城市”的建设现状与发展趋势

  【智慧城市网】“平安城市”的概念,不仅仅是社会治安一项内容,还包括城市交通状况和城市消防服务,以及各种人为灾害(包括战争、恐怖袭击、威胁城市安全的重大火灾、环境污染等)和自然灾害的预警和处警等内容。平安城市建设项目作为一个特大型、综合性非常强的管理系统,不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求,而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求,同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动。
  
  平安城市建设作为公共安全技术防范系统的重要组成部分,与安防行业紧密相连。平安城市报警与监控系统集安全防范技术、计算机应用技术、网络通信技术、视频传输技术、访问控制等高新技术为一体的庞大系统,是总体投资大、技术要求高、涉及用户广、链接环节多的系统工程。其建设目的是通过构建一个覆盖整个城市的集成化、多功能、综合性治安防控网络,进一步提升公安机关管理社会、治安防控、打击犯罪、维护稳定、保障安全的重要手段和依靠。在交通管理、预防和制止犯罪、解决纠纷、处理治安和刑事案件、为公安侦察破案提供线索证据等方面有着其它防范设施难以发挥的作用。
  
  平安城市作为政府推动的项目,对安防行业的发展具有明显的带动作用,近两年,随着信息技术的普及,平安城市建设对安防产品及技术提出了新的要求,逐渐促使传统的安防概念向维护公共安全及“大安防”概念转变,平安城市建设已经成为城市基础建设的一部分,而随着物联网、云计算等新技术的应用,平安城市建设正逐步融入智慧城市建设中。本文将围绕安防产品及技术在平安城市建设中的应用,平安城市建设发展趋势阐述平安城市建设的的现状与发展。
  
  一、“平安城市”建设起源与现状
  
  平安城市的建设起源于“科技强警”战略和城市报警与监控系统建设即“3111”试点工程两大项目。最早在北京宣武区、山东济南、浙江杭州和江苏苏州四个城市开始做试点。
  
  2004年6月,为了全面推进科技强警战略的实施,公安部、科技部在北京、上海等21个城市启动了第一批科技强警示范城市创建工作。随后中共中央办公厅、国务院办公厅要求各部门、各地积极推进“平安社区”、“平安家庭”、“平安校园”、“平安医院”、“平安市场”、“平安油区”形式多样的安全创建活动。
  
  为了以点带面,公安部进一步提出了城市报警与监控系统建设“3111试点工程”,选择22个省,在省、市、县三级开展报警与监控系统建设试点工程,即每个省确定一个市,有条件的市确定一个县,有条件的县确定一个社区或街区为报警与监控系统建设的试点。至此城市报警与监控系统建设在全国迅速开展起来,并逐步成为各地平安建设的重点工程。
  
  目前,随着视频监控系统联网建设及视频图像信息整合共享工作的逐步推进,2012年2月份,公安部发布《全国公安机关视频图像信息整合与共享工作任务书》(以下简称《任务书》),明确规定了未来三年全国公安机关关于视频图像信息整合和共享的工作任务。
  
  随着《任务书》的发布,各地的视频图像共享建设拉开了帷幕,这也意味着平安城市报警与监控系统建设的未来发展方向,就是要整合社会网络资源、治安专用和社会视频监控资源、区域报警联网系统资源、社区安防系统资源、警用地理信息系统资源、交通状况监控系统资源、交通违法鉴别系统资源、交通导引系统资源、卡口车辆识别系统资源、灾害预报系统资源、环境污染监控系统资源等所有与城市安全密切相关的各类资源,通过信息互通、资源共享、城市管理机制创新和业务流程的重构,构建稳定可靠、功能强大的城市应急通信指挥体系。
  
  在当前形势下,平安城市报警与监控系统建设就是要综合利用和处理监控视频、地理信息、电子警察和卡口识别等与警务相关的信息资源,以不同警种的业务应用为导向,通过信息采集处理和数据交换,在一个平台上实现对不同专业警种业务的应用服务和资源共享,打造标准化、通用化、智能化的“城市警务信息综合管理平台”,构建“大安防”体系,开创“平安城市”建设新时代。
  
  二、“平安城市”建设中安防技术应用
  
  随着“平安城市”建设不断推进,安防产品及技术得到进一步推广和应用,同时也对安防技术创新、产品性能应用提出了新的要求。
  
  视频监控是“平安城市”建设的核心组成部分,目前,随着“平安城市”建设向纵深推进。一方面,系统建设从一线城市向二三线城市拓展,由大、中城市向区县、乡镇推广;另一方面,虽然目前平安城市项目中,模拟系统和模数结合系统仍然是比较主流的应用,并且在未来很长一段时间内还将共存。但是,城市视频监控系统由模拟系统向全数字系统转变,同时将之前建设的模拟系统逐步升级改造为全数字系统是发展趋势。
  
  在20世纪90年代初以前,“平安城市”建设主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统,称为第一代模拟监控系统。它以视频矩阵、分割器、磁带录像机为核心,采用视频切换矩阵连网,多路数视频光端机上传视频图像,技术成熟,实时性好,但缺少远程功能。
  
  20世纪90年代中后期,出现了数模结合监控系统,硬盘录像机(DVR)应用到模拟监控系统中。它主要通过计算机网络来传输,使用智能化的计算机软件来处理。这种混合模式的监控方案,虽然已可以实现远程传输,但前端视频到监控中心采用模拟传输,距离和布点都有所限制
  
  到本世纪初,全数字化的视频监控系统开始得到广泛应用。视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号,并以网络为传输媒介,基于TCP/IP协议,采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输,并通过设在网上的网络虚拟(数字)矩阵控制主机(IPM)来实现对整个监控系统的指挥、调度、存贮、授权控制等功能。
  
  (一)高清网络视频监控技术
  
  在早期平安城市建设中,传统的模拟视频监控及报警联网系统受到当时技术发展水平的局限,电视监控系统大多只能在现场进行监视,监控联网报警网络虽然能进行较远距离的报警信息传输,但存在的传输的报警信息简单,不能传输视频图像,无法及时准确的了解事发现场的状况,报警事件确认困难,系统效率较低,无形中增大了安保人员的工作负担。
  
  随着计算机的普及、应用,网络通讯技术及图像压缩处理技术的快速发展,平安城市建设采用最新的计算机、通讯、图像、数字编码、解码、存贮处理、智能分析技术,通过城市光纤高速网络或宽带网络传输数据信号,既可进行远距离的监控、图像传输、联网报警,又具备智能调控、方便的历史资料查询及大数据量保存的功能,且造价合理,能够更加有效的预防、打击犯罪,将平安城市建设提高到一个新的水平。
  
  从网络视频监控系统的架构来看,一方面,随着前端视频收集设备数量的迅速增长以及网络复杂程度的加深,越来越多的视频图像处理功能向前端转移;另一方面,监控范围的加大同时提升了管理的难度,网络视频监控系统的集中式管理程度正逐渐提高。此外,网络视频监控系统向“统一部署+数据共享”的监控网络发展。
  
  高清视频监控作为平安城市中的重要组成部分,由于高清技术的应用,使得采集的图像在清晰度上有了大幅提升,让系统在车牌识别,人员面部特征,衣着特征等识别上有了革新性突破,为公安追踪逃犯等提供了有力的科技手段,从而大大的减少了城市中的犯罪率。
  
  高清视频监控带有典型的跨地域、跨行业、跨应用特征。在地域方面,整个系统涉及基层派出所、区县公安局(分局)以及市公安局三级监控中心联网。在行业方面,其监控资源涵盖了公安内部与外部众多场景,包括道路、治安卡口、重要单位、重点部位、公共场所以及消防、学校、社区、宾馆、银行、工业厂矿等。在应用方面,系统要完成图像监控、录像回放、智能识别、报警联动等各类功能。
  
  随着高清网络监控系统技术的成熟,高清网络监控系统在城市报警与监控系统中的应用兴起。高清网络摄像机的使用会对城市报警与监控系统建设带来一个跨越式发展。因为它的应用,会对网络设备、IP存储设备以及智能化系统管理提出更高的要求。存储会逐渐向IPSAN或NVR过渡,后端数字化矩阵及显示设备也会相应采用,并让大数据量的传输、控制、迁移时代提前到来。由于更高质的图像质量,使得视频分析技术在案情分析、研判工作中的应用水平大大提升,克服了原先录像质量不高、实际利用价值有限的不足,从而让视频在公安行业的应用提升到“发挥重大价值”的新阶段。
  
  (二)存储模式的变化
  
  在平安城市建设中后端存储系统以DVR为发展核心,早期采用嵌入式DVR+中心管理服务器,在节点增加视频转发服务器,但随着城市监控数据的不断加大以及网络服务的便利性,后端存储技术正发生潜移默化的转变。
  
  当前的“平安城市”建设是一个复杂度高,网络集成化大的安防监控系统,目的是实现多级平台的联网监控功能,所以要求大规模的视频网络化存储成为可能。
  
  视频监控的数据基本上都是以摄像头服务器存储设备这样的流程进行存储,多台摄像头的数据传送给数据处理器服务器进行编码处理,然后分别以数据流的形式存储到后端的存储设备上。对于视频监控的数据来说,由于网络视频监控是基于网络的音视频流传输,在大量音视频流传输的情况下会对视频监控管理服务器的性能产生很大影响,数据越多,视频监控管理服务器对I/O操作的调度和缓存的管理就变得越复杂,往往会出现多台摄像头对单台服务器,多台服务器对一台后端存储设备的情况,对存储设备的频繁访问以及多个摄像头多个服务器的存储需求,需要占用大量的资源,影响了其处理能力。同时,视频监控的数据是一刻不停的流媒体,传输和存储期间不能够停顿,否则就会丢失视频信息,因此是不能够作为单个文件传输和存储的。
  
  而从监控设备上来说,随着摄像头的增加,高清摄像头、多角度摄像技术的应用,以及越来越高的文件存储期限,存储设备是否能够在未来很长一段时间满足需求存储的增长也是必须要解决的问题。
  
  因此视频监控对存储需求有如下几个特点:
  
  一是对存储的容量需求弹性比较大,存储容量的多少随着画面质量的提高、画面尺寸的增大、视频线路的增加都会成倍的增加容量需求。
  
  二是对存储的性能要求不高,但是需要能够满足长时间的连续数据读写,数据流量大但访问请求数量低。
  
  三是规模和辐射区域越来越大。目前的“平安城市”工程,其系统范围涉及到了全国多个城市,有些城市摄像头达到上万个,总存储容量需求在上百TB。
  
  四是清晰度要求越来越高。监控系统清晰度从普通的352×288向704×576提升,码流速率从300Kbps、500Kbps向1Mbps、2Mbps发展。
  
  以上需求对视频监控系统存储部分提出了更高的要求,在平安城市的视频监控中,存储的数据不再是简单的录像数据,而是监控资源使用部门对图像进行分析的数据源,监控系统的应用模式决定了其中的存储系统必须能够同时支持高级别的安全性、丰富的权限管理功能、数据的高共享性、数据读取和写入的高性能以及具有灵活的扩展性。
  
  目前在“平安城市”建设项目中,分布式存储与集中存储思路仍然在激烈交锋,从客观应用来看,随着网络前端的应用,在平安城市项目中配套的存储模式分布式存储与集中存储都只是技术层面的,关键要看如何满足用户的需求。公安行业在实际应用中,看重的并不是如何去搭建存储架构,而是如何有效地将大量的视频源与业务管理接轨,以及怎样有效利用这些海量的存储,因此,需要多种存储形式并存。

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