探讨城市视频监控建设的发展方向

探讨城市视频监控建设的发展方向

张智航陈洪

浙江大华技术股份有限公司 浙江杭州 310000

1.概述

全国各城市视频监控经过近十年的不断建设，逐步形成了以公安主导建设为主体，结合政府行业与社会资源接入为辅助的整体构架，已基本覆盖各主要城区道路、重点部位，视频监控在预防打击违法犯罪、防范暴力恐怖袭击、处置突发事件、维护社会稳定等工作中发挥了重要的作用。

随着公安数字化的深化改革，社会治安防控体系的建设推进，城市治理精确指挥、精准打击、精密智控等的工作需求，对城市视频监控的建设提出了更高的要求，急需提升感知能力、丰富人车数据采集能力，加强数据智能运用、场景智慧应用，强化人、车、时空等要素集成分析，提升重点人、重点车的预测预警能力，以智能化推动市域社会治理精细化，提高科技警务实战应用水平，加快实现公安工作现代化，不断增强人民群众的获得感、幸福感、安全感。

2.建设方向

2.1.部署位置科学化

城市在建设公共安全视频图像信息系统时，应充分结合视频大数据、智能化应用需求，促进公共安全视频监控前端布设优化，形成“覆盖广泛、设置科学、布控高效、感知精准”的点位布局，实现“整体布局成网络，局部区域成闭合，重点区域全覆盖”的前端体系。同时，统筹城乡公共安全视频监控前端布建，充分结合乡村振兴战略行动计划，提升农村地区视频监控覆盖比例。

2.1.1.立体封控

充分考虑市域内安全形势、地理结构等特点，并结合公共安全重点区域、重点单位的分布等因素，按照圈（块）、格、线、点的结构对公共安全视频监控摄像机（以下简称摄像机）的部署位置进行调整优化，形成立体化、网格化、多层次的视频监控前端布防结构。

（一）点线面结合

视频监控防控圈：从市域外围边界开始，对辖区进行结构划分，形成以重点区域、重要目标为中心的多层递进、封闭的防控圈。在“县际、市际、环高速的所有主要出入口”等部位部署“可同时抓拍车内驾驶员、行人、非机动车等目标人脸以及机动车车牌”的卡口摄像机，以判断监控目标的基本信息和去向。

视频监控防控线：在市域国省道、城区主干道等重要道路沿线，特别是道路关键路口位置部署“可同时抓拍车内驾驶员、行人、非机动车等目标人脸以及机动车车牌” 的卡口摄像机，与视频监控防控圈配合形成对人、车运动轨迹信息的采集。道路沿线视频监控点位的选择应考虑对监控目标轨迹和落脚点的判断，根据条件确定合理的点位安装间距。

视频监控防控点：在城市人口密集区域如菜市场、开放广场、公园、娱乐场所、案件高发区域等位置安装人脸抓拍摄像机，同时在所有智安小区（村庄）、智安单位的出入口安装人车采集摄像机，解决最后一公里问题。

（二）高中低结合

高空：安装在城市高楼楼顶，特点是主要路口场景大，部署传统单目感知设备难以在同一画面中完整地展示场景整体态势，所以在附近大楼部署180°或270°全景感知设备，并自带云台联动，在实现全场景监控的同时兼顾目标细节。制高点安装的摄像机视场之间宜形成空间接力关系，制高点摄像机与地面摄像机之间应能够实现联动操作。合理设置摄像机预置点、安装角度，确保重要目标的全时覆盖。构建高空瞭望网，实现区域控制和轨迹衔接，切实抢占制空权。

中空：对于防控区域道路路口，小巷、支路出入口等区域进行部署，对各个路口进行封锁，记录所有进出的人员和车辆，形成完整的轨迹连线。主要在中空层面通过选用特征信息采集设备来进行多维信息的采集，开展多维数据碰撞的实战应用。

低空：对非机动车道、人行道、里弄等非主干道采取三米杆或沿街壁挂方式，建设底层捕捉网，避开树叶遮挡、解决道路弯曲视角缺失的问题，弥补轨迹连线断点和非主干道监控盲区，实现人、车特征的清晰提取。

立体化前端建设是需要组成地面防控网、空中防控网、静态防控网、动态防控网、物联防控网，各类智慧终端空中与地面相结合，动态与静态相配合，平时各司其职，战时协同作战，有机结合，提升立体化防控能力。

2.1.2.业务导向

从治安防控、案件侦查、交通管理等公安业务具体需求出发，根据前端布防结构所确定的封控要求并结合具体场所周边的治安情况、地形地貌特点，合理划定图像采集区域。梳理归纳不同城市区位空间环境的组成、结构以及承载城市活动的功能差异性，探寻治安与犯罪问题的空间性规律。

图像采集区域的划定应做到场所无死角、断面无遗漏，以利于判断所监控场所的全面信息或监控目标的运动轨迹信息。采用多个摄像机监视同一图像采集区域时，各摄像机视场间宜适当重叠，以利于目标轨迹的判断。

建设查缉布控等卡口摄像机时，应充分考虑对应系统延迟，选点应根据实际情况尽量远离检查站点，给现场执勤人员预留充足的处置反应时间。

2.1.3.均衡配置

摄像机部署时应当综合考虑不同公安业务的应用要求，兼顾场所宏观态势、目标轨迹行为和目标细节特征等不同类型的图像信息采集要求，合理配置监控点位并充分利用不同类型的摄像机的特点，实现前端摄像机资源的均衡配置。

不同类型摄像机的协调配合。全景拼接摄像机、球机能够实现对大范围场景态势的总体监控，并在后端通过变焦和方位角控制获取目标细节特征、实现目标轨迹追踪。枪机根据安装方式能够实现稳定的目标细节记录，或运动轨迹的连续记录。在确定具体点位的图像信息获取要求时，应从兼顾宏观态势、目标轨迹与目标细节出发，合理选择摄像机类型和适当安装方式。

治安热点区域（部位）与冷僻区域（部位）的均衡配置。摄像机安装点位的选择应主要依据GB 37300-2018和其它相关要求规定的图像信息采集部位确定摄像机的部署位置。同时，也应当根据监控范围内治安状况的具体情况，在对治安管理、案件侦破有重要意义的其他部位部署摄像机。

制高点摄像机与地面摄像机的统筹安排。制高点摄像机获取大范围内的图像信息，对于应急指挥、实时态势管理有重要作用。地面摄像机能够更为详细地获取一定范围内的整体态势或目标细节信息，对于治安监控、案件侦查、指挥调度有重要作用。视频监控点位选择时要根据具体情况，做到制高点位与地面点位之间的合理分工，两种点位的呼应配合。

2.2.提升安装质量，加强运维管理

（一）提升安装质量

据安防行业内了解，目前大部分人脸抓拍摄像机的人脸抓拍质量非常欠佳，最主要原因是安装问题导致的。人脸抓拍摄像机对安装的位置、高度、角度的要求非常高，要考虑人流方向、逆光情况，同时还要严格调试。

但是目前视频监控建设项目存在层层转包的情况，一方面会导致到了最后一层利润非常低，所以真正的施工者被迫在施工时偷工减料，为了减少成本不按照设计要求进行施工；另一方面最后一层往往变成了普通的农民工，缺乏基础的技术知识，看不懂设计文档，不会调试，哪怕进行培训也效果欠佳。

是故项目采购单位要严格把控项目实施质量，引进监理，事前加强培训、事中积极盯防、事后严格验收。

（二）加强运维管理

随着视频监控系统的持续发展，无论是设备种类和数量，都日趋繁杂和庞大。如此规模的系统，管理与应用都面临前所未有的挑战，通过定制标准化、流程化、规范化的管理措施和信息系统成为解决问题的关键，尤其是视频图像监控点位的规范化管理，虽然GB28181已经有了标准基础，但在实际管理和应用仍然存在各种问题，主要有：

1.监控信息不全，当前监控系统只定义了通道名称、地址、类型等简单信息，对设备安装时间、性质、管理组织、经纬度等都没有进行标准化定义。

2.监控信息不同步，由于各市局或分局建设的时间差异，选择的设备和平台厂家各不相同，最终在各个系统中都有各自定义的信息，并且无法实现信息共享，导致信息孤岛的产生，在一些联合应用中碰到各种问题。

3.命名不规范，GB28181标准中定义的命名由于各地情况不同存在很大的自定义空间，最终导致命名的千差万别，在实际应用过程中无法快速找到点位。

4.改造不规范，在各地联网建设过程中，一些重要的前端点位因为维修、改造、迁移等情况导致监控无法正常使用，但上级管理部门和业务部门没有及时掌握相关信息，给公安后续业务开展带来不可预计的影响。

综上所述，急需建设智能运维管理系统，实现对物联设备、建设点位、基础设施等的统一资产管理，实现对建设点位在线状态、视频点播、视频质量、录像完整性的检测，与编码设备、存储设备、门禁设备、对讲设备、服务器与交换机等设备核心运行指标的一体化监控，主动发现异常故障并告警，结合工单管理系统、运维统计及服务报告等实现业务闭环，为政府提供智慧“监控”、“管理”、“运营”的一体化运维方案，助力运维数字化、敏捷化、智能化转型。

2.3.共建共享

视频作为城市感知体系中最重要的感知数据，在赋能城市治理、保障公共安全、完善公共服务等过程中发挥着重要作用。随着天网工程、雪亮工程的持续建设，城市公共视频资源保有量已经初具规模，但是在城市公共视频联网和应用中，仍存在以下主要问题：建设缺少统筹规划，各部门建设需求高与重复建设问题并存；整合共享程度偏低，视频数据跨部门应用存在困难；智能应用广度不够，难以有效满足多行业智能化需求。这些问题制约着公共视频资源的价值释放，导致视频资源难以高效赋能城市治理等工作。

城市视频监控建设的共建共享：首先是“共杆”，目前各自部门建设视频监控项目，往往造成附近位置公安治安监控一根杆，交警违法抓拍一根杆，交通视频监控一根杆，城管违章抓拍一根杆等等，严重资源浪费；第二步是“共IP”，相同一根杆也会造成一定浪费，哪怕场景不同也可以将多台单镜头摄像机替换成一台多镜头摄像机，如枪球联动摄像机，可以实现枪机镜头用于公安抓拍人脸、球机镜头用于城管抓拍违章等，可以减少网络费用、电费、施工费等；“共IP”除了摄像机设备相互结合共IP，也可以与其他物联感知设备结合，如IMSI码采集的电子围栏，可以同时采集视频、人脸人体、手机的IMSI码等，实现信息的高效采集，另外摄像机也能结合RFID设备、雷达设备等等；第三步是“共镜头”，一个镜头实现多种智能化功能，比如通过云台预置点巡航，同时实现交警违停抓拍、城管违章抓拍、治安人脸抓拍、兼顾社会治理事件检测等等。

2.4.摄像机性能发展方向

1、大场景、高分辨：随着视频监控的普及，对180°、360°等大场景视频监控的需求越来越大，而高分辨率能够提供更清晰、细节更丰富的图像，满足用户对高质量图像的需求。

2、低光照度：目前行业内实际应用中，夜晚的人像抓拍效果是非常不理想的，如果要解决这个问题有两个方向：一是进行补光，但是又会造成光污染，影响行车与居民，是故可以采用“更柔和的光”、“分区补光光照布局更合理”、“如红外和热成像等看不见的光”等等；二是克服弱光环境，采用更先进的传感器技术、增强图像处理算法等手段，实现更好的图像质量。

3、提高景深：目前摄像机抓拍目标时，只有在某个位置实现目标的清晰抓拍，之前或之后位置都会比较模糊，提高景深可扩大目标清晰抓拍的区域。

4、克服不同类型目标抓拍互不干扰：夜晚人车同时出现的场景，车牌有车灯影响，而人脸没有光照影响，当图像参数聚焦于人脸时，车牌不好抓拍；当图像参数聚焦于车牌时，人脸不好抓拍。摄像机需要克服同画面内不同类型目标抓拍互不干扰，独立适配目标亮度速度等特性，同时达到最优抓拍效果。

5、四维旋转：目前摄像机一般只实现了三维旋转：一维是左右旋转、一维是上下旋转、一维是前后镜头焦距调整。而摄像机随着安装时间过长会造成杆件下垂，或者安装场景不合适，导致摄像机画面偏转，影响抓拍质量和智能化算法检测效果等，此时需要实现摄像机镜头水平自动矫正，此为第四维。

6、高速拍摄和低延时：在高速运动场景下，需要摄像机能够快速捕捉画面并实时处理，以获得更好的拍摄效果；同时如车路协同场景需要车路信息实时反馈，对摄像机的低延时性能提出了更高的要求。

7、视频编码和传输能力：高清视频的传输和存储需求不断增加，摄像机将继续提升视频编码技术和传输能力，以满足对高质量视频的需求。

8、加密能力：随着城市视频数据的不断增加，一旦泄密，会造成非常恶劣的社会影响，此时需要提升摄像机的加密技术，如目前的符合GB 35114的摄像机，实现在联网层面保障视频源和调用者可信接入，降低视频系统信息安全风险。

9、智能化：随着人工智能和机器学习技术的发展，未来的摄像机将越来越智能化：一方面可以集成更多的智能算法，实现更多的事件检测；另一方面在人脸抓拍的基础上，实现人体结构化抓拍识别（犯罪现场遮挡人脸时通过人体找人脸），进一步实现人体步态抓拍识别（犯罪分子更换着装时通过步态找人脸）；而人脸抓拍还能进一步在前端摄像机实现特征值提取，传输后端只有一串特征值，减少传输延时和身份比对延时，提升行人身份落地效率。
作者简介：姓名：张智航（1993.08）；性别：男，民族：汉，籍贯：浙江省金华人，学历：本科；现有职称：助理工程师，研究方向：信息技术。

作者简介：姓名：陈洪（1983.4）；性别：男，民族：汉，籍贯：浙江省东阳市，学历：本科；现有职称：工程师；研究方向：信息技术。