吳 曉，馬俊威

（東南大學(xué)，江蘇 南京210096）

城市公共安全是指國家各級人民政府為了保護(hù)社會公眾的生命財產(chǎn)安全，保障城市公共設(shè)施的穩(wěn)定運行，預(yù)防和控制各類重大災(zāi)害、事故和突發(fā)事件的發(fā)生，減少社會危害和經(jīng)濟(jì)損失，穩(wěn)定社會和諧發(fā)展而提供的一種社會性公共服務(wù)[1]。其涉及面較廣，通常覆蓋公共衛(wèi)生安全、食品安全、信息安全、生產(chǎn)安全、生態(tài)安全、建筑安全、城市生命線安全、人身安全和人員疏散等諸多領(lǐng)域。而危害城市公共安全的風(fēng)險事件可分為公共衛(wèi)生事件、事故災(zāi)難、自然災(zāi)害、社會安全事件四類。

眾所周知，21世紀(jì)以來我國已經(jīng)爆發(fā)了一系列城市公共安全事件：從2005年11月的松花江重大水污染事件到2013年11月的青島輸油管道爆炸事件（事故災(zāi)難），從2008年奶制品污染事件到2014年12月的上海外灘踩踏事件（社會安全），還有2003年的“非典”侵襲和2020年的新冠肺炎疫情爆發(fā)（公共衛(wèi)生）……這一系列事件雖然類型和成因各異，卻因其突發(fā)性、復(fù)雜性、破壞性和持續(xù)性的共同特點，給我國的社會穩(wěn)定和公眾安全帶來了不可估量的負(fù)面影響和沉痛教訓(xùn)。

面對當(dāng)前潛藏的各類公共安全危機(jī)，不論是通過制度建設(shè)和法治保障還是依靠部門協(xié)同和群眾組織予以應(yīng)對，都需要以現(xiàn)代科技條件下的各類技術(shù)手段作為支撐。從這層意義上看，視頻監(jiān)控不僅僅是一類保障城市公共安全、消減公共安全風(fēng)險的普遍技術(shù)手段，更是當(dāng)前城市公共安保系統(tǒng)不可或缺的組成部分。不論是對風(fēng)險生產(chǎn)環(huán)境的全天候監(jiān)控、對違法犯罪行為的識別和威懾還是對污染和踩踏事件的評估和預(yù)警以及當(dāng)前疫情下的社區(qū)隔離和人口管控，都可借助視頻監(jiān)控手段實現(xiàn)線上線下的結(jié)合、大數(shù)據(jù)和精細(xì)化管理的結(jié)合，進(jìn)而防患于未然或亡羊補(bǔ)牢。

鑒于此，本文以視頻監(jiān)控的新角度切入，實地調(diào)研和定量評估城市空間視頻監(jiān)控的實際效果，從而在一定程度上管窺和判斷中國城市的公共安全保障狀況（或安全度高低）。

一、城市公共安全與視頻監(jiān)控概述

誠如前文所述，在公共安全成為表征城市生活品質(zhì)重要指標(biāo)的背景下，視頻監(jiān)控已成為保障城市公共安全的一類重要技術(shù)手段。據(jù)中央電視臺綜合頻道的《輝煌中國》系列紀(jì)錄片報道：我國已建成世界上最大的視頻監(jiān)控網(wǎng)“中國天網(wǎng)”，監(jiān)控攝像頭總體超過2000萬個，并利用人工智能和大數(shù)據(jù)實現(xiàn)了預(yù)警，不僅普及水平位居世界前列，與之相關(guān)的安防行業(yè)總產(chǎn)值也快速增長到2016年的5400億元，市場規(guī)模居全球第一。以監(jiān)控攝像頭的分布密度為指標(biāo)，若以“空間分布密度”（每平方公里擁有的視頻監(jiān)控攝像頭數(shù)量）來衡量，深圳位列第一，上海、杭州屬于第二陣營，緊隨其后的是廈門、北京和重慶（見表1）。①資料來源為http://www.afzhan.com/news/detail/60294.html，2020年6月16日訪問。但若以“人均分布密度”（每千人擁有的視頻監(jiān)控攝像頭數(shù)量）來衡量，國內(nèi)相較國際領(lǐng)先水平仍有一定差距。如密度最高的北京市（59個/1000人，2016年）也僅僅是英國平均水平（75個/1000人）的80%和美國平均水平（96個/1000人）的60%，二、三線城市的攝像頭覆蓋率則更低（遠(yuǎn)低于10個/1000人），安全監(jiān)控的提升空間還很大。

表1 中國城市視頻監(jiān)控的攝像頭空間分布密度統(tǒng)計

出于打擊犯罪、治安防范、社會管理、服務(wù)民生的目的，面向城市公共安全的視頻監(jiān)控通常會優(yōu)先覆蓋城市空間的關(guān)鍵節(jié)點，如重要路口、重要路段、重點單位和重點場所。其中，重點場所包括交通樞紐（如鐵路車站、長途汽車客運站），大型公共建筑（如交易市場、體育館、酒店）和各類公共空間（如公園、商業(yè)街、廣場等）等。

相較其他類型的關(guān)鍵節(jié)點，城市公共空間因其量大面廣、開放性和人流集聚性，不但是城市公共安全歷來保障的重中之重，同樣也適合作為城市公共安全研究的典型樣本。因此，本文選擇以公共空間作為實證典例展開跨學(xué)科研究，希望通過視頻監(jiān)控實效的評估，以點帶面地揭示城市公共安保狀況。

二、面向城市公共安全的視頻監(jiān)控實效評估：以南京市公共空間為例

（一）研究思路

1.研究對象

相比城市環(huán)境中的實體建筑要素，公共空間通常指那些供城市人口日常生活和公共使用的室外和室內(nèi)空間。其中，室外部分包括廣場、公園、商業(yè)街、體育場地、居住區(qū)綠地等；室內(nèi)部分包括學(xué)校、圖書館、商業(yè)場所、辦公空間、餐飲娛樂場所等。因此，需要進(jìn)一步界定本研究的“公共空間”：（1）針對公共空間分類中的前者（室外部分）展開實證分析；（2）結(jié)合人類活動的主要功能區(qū)域（如高校、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)等）分類遴選典型樣本；（3）重點調(diào)研公共空間樣本區(qū)域的一級核心空間。

按此標(biāo)準(zhǔn)，本文遴選了南京市公共空間中可互補(bǔ)和比照的3例樣本作為實證典型，分別為：高校樣本——東南大學(xué)本部校區(qū)公共空間、商業(yè)區(qū)樣本——夫子廟商業(yè)中心公共空間、居住區(qū)樣本——龍鳳花園公共空間。筆者于2018年9-10月間，對其一級核心空間進(jìn)行了實地調(diào)研和部門訪談。

2.研究方法

（1）實地調(diào)研公共空間樣本內(nèi)所有視頻監(jiān)控攝像頭的布點，采集和甄別的基本數(shù)據(jù)包括：數(shù)量、布點、高度、傾角、焦距（定焦或是變焦）、形態(tài)（槍型或是球型）等，并編碼錄入數(shù)據(jù)庫。

（2）根據(jù)視頻監(jiān)控攝像頭的焦距、型號、高度、傾角等信息，確定其關(guān)鍵的“視角+視距”參數(shù)。正如人眼有其特定的視角和視距限界，攝像頭也有自身因焦距而異的視角和視距限界（包括定焦和變焦鏡頭，但即使是變焦攝像頭，平常也多固定于某一常用焦距上，見表2）：

其中，針對室外公共空間的視頻監(jiān)控攝像頭感光芯片尺寸多以1/3英寸為主，鏡頭焦距往往選擇4mm、6mm、8mm和12mm（2.8-3.6MM的廣角鏡頭多用于室內(nèi)空間的監(jiān)控，如走道、電梯等，故暫不考慮），其對應(yīng)的監(jiān)控視角和視距參數(shù)如表2所示。通常而言，攝像頭焦距越大，其監(jiān)控的視距越遠(yuǎn)，但監(jiān)控的視角越小。

表2 監(jiān)控攝像頭的常用參數(shù)

（3）根據(jù)每一個監(jiān)控攝像頭的具體參數(shù)（尤其是視距和視角），通過三維建模的方式圖解和測算其監(jiān)控的公共空間范圍，再累計確定所有視頻的總體監(jiān)控范圍。

具體而言，定焦攝像頭根據(jù)建模的剖面確定其監(jiān)控范圍的近界和遠(yuǎn)界，根據(jù)建模的平面確定其監(jiān)控范圍的兩側(cè)邊界；而變焦攝像頭一方面需要根據(jù)其焦距的高低限界綜合確定其最大的監(jiān)控范圍，另一方面則還需要根據(jù)其常用的焦段確定其固定監(jiān)控范圍（操作方法同定焦）。

（4）反向確定現(xiàn)狀視頻監(jiān)控的盲區(qū)范圍，了解其公共安全的保障狀況，并據(jù)此從視頻監(jiān)控和規(guī)劃設(shè)計兩個方面提出改進(jìn)策略。

（二）視頻監(jiān)控的實效評估

1.高校樣本評估：東南大學(xué)本部校區(qū)公共空間

據(jù)統(tǒng)計，東南大學(xué)本部校區(qū)在公共空間安裝的視頻監(jiān)控攝像頭共64處，包括13處球型攝像頭、51處槍型攝像頭，涉及校園主要角落（見圖1）①如無特別說明，文中圖表均為筆者自制。。其中，“中軸線——大禮堂”作為該校區(qū)的一級核心公共空間，人員密集、人流混雜，是視頻監(jiān)控的重點區(qū)域。對其監(jiān)控實效進(jìn)行實地調(diào)研和評估如下（見圖2）：

（1）“中軸線——大禮堂”的視頻監(jiān)控攝像頭均由學(xué)校保衛(wèi)處統(tǒng)一安裝與監(jiān)控。調(diào)研發(fā)現(xiàn)共有11處監(jiān)控攝像頭涉及此區(qū)域，包括3個球型和8個槍型變焦。

（2）通過校保衛(wèi)處提供的監(jiān)控數(shù)據(jù)并結(jié)合實地調(diào)研，確定調(diào)研范圍內(nèi)監(jiān)控攝像頭的安裝高度、監(jiān)控水平方向以及垂直傾角，同時判斷所有監(jiān)控攝像頭的型號與焦距，再根據(jù)表2識別其相應(yīng)的視角和視距參數(shù)（布點及其參數(shù)匯總見圖3）。

圖1 東南大學(xué)本部校區(qū)監(jiān)控布點圖

圖2 東南大學(xué)一級核心公共空間全景

圖3 東南大學(xué)一級核心公共空間的視頻監(jiān)控布點及其參數(shù)

（3）結(jié)合各個監(jiān)控攝像頭已定的具體參數(shù)，通過三維建模的方式模擬其具體監(jiān)控范圍。以槍型攝像頭DB8為例（如圖4所示），其高度h=4m，下傾角=30°，焦距范圍f=2.8mm-12mm，監(jiān)控視角=89.9°-26.2°，監(jiān)控視距 L=5-30m。由其變焦特性可知，該攝像頭在某一固定方向下因焦距（2.8mm-12mm）連續(xù)變化而形成最大監(jiān)控范圍，但在實際使用中，監(jiān)控人員往往會將攝像頭調(diào)至某一常用焦距而形成固定監(jiān)控范圍。該攝像頭實際監(jiān)控范圍的模擬可分為四步：

圖4 DB8槍型變焦攝像頭三維模型及索引圖

步驟一，確定最小焦距下的監(jiān)控范圍。該攝像頭按2.8mm焦距下的系列參數(shù)建構(gòu)監(jiān)控三維模型，模擬其在廣角端的監(jiān)控實況——通過剖面確定監(jiān)控范圍的近界dw1=1.1m、遠(yuǎn)界dw2=3.5m；通過平面確定監(jiān)控范圍的兩側(cè)邊界ww1=5.9m、ww2=10.0m（見圖5）。

步驟二，確定最大焦距下的監(jiān)控范圍。該攝像頭按12mm焦距下的系列參數(shù)建構(gòu)監(jiān)控三維模型，同樣可模擬其在長焦端的監(jiān)控實況——通過剖面確定監(jiān)控范圍的近界dt1=4.3m、遠(yuǎn)界dt2=3.5m；通過平面確定監(jiān)控范圍的兩側(cè)邊界wt1=2.7m、wt2=6.2m（見圖6）。

步驟三，確定最大監(jiān)控范圍。將上述兩端極限監(jiān)控范圍相疊合，生成該攝像頭所能監(jiān)控的最大潛力范圍（見圖7）。

步驟四，確定常用焦距下的固定監(jiān)控范圍。調(diào)研和識別該攝像頭的常用焦距（f’=6mm），據(jù)此確定相應(yīng)的視角（’=50°）和視距（L’=11m）；然后，同樣通過三維模型確定其固定監(jiān)控范圍的近界d’1=2.8m、遠(yuǎn)界d’2=11.4m及其兩側(cè)邊界w’1=4.1m、w’2=11.1m（見圖8的深色區(qū)域）。

圖5 基于最小焦距2.8mm的槍型變焦監(jiān)控范圍圖解

圖6 基于最大焦距12mm的槍型變焦監(jiān)控范圍圖解

圖7 DB8槍型變焦攝像頭最大監(jiān)控范圍圖解

圖8 基于6mm常用焦距槍型變焦攝像頭的固定監(jiān)控范圍圖解

以此方式測算和圖解“中軸線——大禮堂”一級核心公共空間內(nèi)所有攝像頭的監(jiān)控范圍（包括槍型變焦及球型監(jiān)控的最大與常用監(jiān)控范圍），累計確定現(xiàn)狀視頻監(jiān)控的總體范圍（見圖9）。

（4）通過現(xiàn)狀視頻監(jiān)控的總體范圍，反向推導(dǎo)出該區(qū)域內(nèi)的視頻監(jiān)控盲區(qū)。經(jīng)計算，其現(xiàn)狀監(jiān)控攝像頭的掃盲率僅為32.58%，公共安全保障的覆蓋率不盡理想（見圖10的有色區(qū)域）。

圖9 東南大學(xué)一級核心公共空間的現(xiàn)狀監(jiān)控范圍

圖10 東南大學(xué)一級核心公共空間的現(xiàn)狀監(jiān)控盲區(qū)

2.商業(yè)區(qū)樣本評估：夫子廟商業(yè)中心公共空間

以“大成門—秦淮河”一級核心空間為例（見圖11）①資料來源為https://720yun.com/t/0da26mfuql6?scene_id=491381，2020年6月16日訪問。，對夫子廟商業(yè)中心公共空間的監(jiān)控實效進(jìn)行實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)：23處監(jiān)控攝像頭均由秦淮區(qū)公安局針對重點地區(qū)而安裝，其中10個為定焦槍型，4個為變焦槍型，9個為云臺球型。

按照前述思路和方法，累計確定夫子廟一級核心公共空間的視頻監(jiān)控總體范圍（見圖12），并反向推導(dǎo)其視頻監(jiān)控盲區(qū)。經(jīng)計算，其現(xiàn)狀監(jiān)控的掃盲率為36.30%，公共安保現(xiàn)狀略好于前者（見圖13）。

圖11 夫子廟一級核心公共空間全景

圖12 夫子廟一級核心公共空間的現(xiàn)狀監(jiān)控范圍

圖13 夫子廟一級核心公共空間的現(xiàn)狀監(jiān)控盲區(qū)

3.居住區(qū)樣本評估：龍鳳花園公共空間

以“中心廣場”一級核心空間為例（見圖14），對龍鳳花園公共空間的監(jiān)控實效進(jìn)行實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)：11處監(jiān)控攝像頭均由小區(qū)物業(yè)公司委托承包商安裝，其中8個為定焦槍型，3個為云臺球型。

同樣按照前述思路和方法，累計確定龍鳳花園一級核心公共空間的視頻監(jiān)控總體范圍（見圖15），并反向推導(dǎo)其視頻監(jiān)控盲區(qū)。經(jīng)計算，其現(xiàn)狀監(jiān)控的掃盲率僅為24.47%，公共安全的保障現(xiàn)狀更不理想（見圖16）。

圖14 龍鳳花園一級核心公共空間全景

圖15 龍鳳花園一級核心公共空間的現(xiàn)狀監(jiān)控范圍

圖16 龍鳳花園一級核心公共空間的現(xiàn)狀監(jiān)控攝像頭監(jiān)控盲區(qū)

三、面向城市公共安全的視頻監(jiān)控改進(jìn)策略：以南京市公共空間為例

（一）方向一：對于公共空間視頻監(jiān)控的改進(jìn)

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查和用戶訪談發(fā)現(xiàn)：人們對于監(jiān)控攝像頭的選擇多傾向于成本較低、固定監(jiān)控范圍較大的槍型攝像頭，焦距選擇也以視距較遠(yuǎn)的中長焦段（8mm-12mm-16mm）為主。在此認(rèn)知之下，我們需要根據(jù)公共空間的類型差異，因地制宜地確定其視頻監(jiān)控的改進(jìn)策略，提高城市公共安全的保障水平：

1.監(jiān)控重點方面

不同類型的公共空間因開放性和人流量之差異[2]，對于監(jiān)控重點的把握也不盡相同，需要在設(shè)置攝像頭時因類施策、有主有次（見表3）。

表3 典型公共空間的視頻監(jiān)控關(guān)注重點

2.監(jiān)控器材方面

高校的一級核心空間多為禮儀性強(qiáng)、方向性亦強(qiáng)的線性或帶狀空間，建議優(yōu)先選擇槍形變焦攝像頭（常用焦距為12mm和20mm）；商業(yè)區(qū)公共空間因人流多向集散、場地尺度較大，建議多選擇監(jiān)控方向更廣和焦距更長的攝像頭，如云臺球形攝像頭；而居住區(qū)的公共空間通常人流和尺度有限，不太需要頻繁調(diào)配監(jiān)控參數(shù)，往往安裝8mm和12mm的槍形定焦攝像頭即可滿足大部分需求。

3.改進(jìn)路徑方面

視頻監(jiān)控改進(jìn)無非兩類方式：其一，增補(bǔ)新的攝像頭；其二，優(yōu)調(diào)現(xiàn)有攝像頭的技術(shù)參數(shù)。在現(xiàn)實情境中，往往是兩大方式的結(jié)合，并因為兩者結(jié)合比例的不同而生成多種方案。筆者認(rèn)為，改進(jìn)效果的優(yōu)劣判斷并非是追求極致的100%掃盲率，而是在權(quán)衡成本和實效的基礎(chǔ)上，從多方案中篩選綜合“掃盲”效果相對較優(yōu)的方案。經(jīng)驗表明，公共安全監(jiān)控實效比現(xiàn)狀提升20%左右的方案較為合理。

以上述三類公共空間樣本為例，針對不同公共空間在監(jiān)控器材和監(jiān)控重點方面存在的差異，分別探究其視頻監(jiān)控的改進(jìn)方案。在由此生成和模擬的多方案比選中，方案一以調(diào)整為主，方案二以新增為主，兩者使用的監(jiān)控攝像頭數(shù)量大體相當(dāng)，但是高校樣本和居住區(qū)樣本的方案二、商業(yè)區(qū)樣本的方案一在掃盲率上有顯著提升，公共安全的監(jiān)控實效也更理想，屬于推薦方案（見圖17-19和表4）。

圖17 高校公共空間樣本的視頻監(jiān)控改進(jìn)方案（左：方案一；右：方案二）

圖18 商業(yè)區(qū)公共空間樣本的視頻監(jiān)控改進(jìn)方案（左：方案一；右：方案二）

圖19 居住區(qū)公共空間樣本的視頻監(jiān)控改進(jìn)方案（左：方案一；右：方案二）

表4 各類公共空間樣本的視頻監(jiān)控改進(jìn)方案比較

（二）方向二：對于公共空間規(guī)劃設(shè)計的改進(jìn)

城市公共空間規(guī)劃設(shè)計的作用和意義不僅僅在于提供公共活動場所、維護(hù)改善生態(tài)環(huán)境、組織市民活動、改善城市交通等，還需承擔(dān)城市防災(zāi)減災(zāi)和保障公共安全的特殊職能；而視頻監(jiān)控作為保障城市公共安全的一類重要手段，無疑是公共空間在規(guī)劃設(shè)計中需要納入和兼顧的，包括（仍以三類公共空間樣本為例，見圖20-22）：

1.空間尺度方面

公共空間需要確立適宜的尺度和界定活動的核心空間。這不僅會給使用者帶來良好的空間體驗，也關(guān)乎視頻監(jiān)控的布設(shè)[3]：空間尺度失宜在不增加攝像頭和成本的前提下，會因攝像頭固有的視角和視距參數(shù)而導(dǎo)致監(jiān)控范圍的力所不逮；空間主次不明在不追求100%“掃盲率”的原則下，則不利于監(jiān)控焦點的確定而造成“去中心化”現(xiàn)象。

2.特定區(qū)域方面

公共空間需要針對三類特定區(qū)域——人流密集區(qū)域（如出入口、道路交叉口、核心空間等）、安全隱患區(qū)域（水域、斷崖等）和特殊活動區(qū)域（如老年人健身和兒童活動空間等）展開有區(qū)分、有重點的精細(xì)化設(shè)計。這不僅僅源于空間人性化設(shè)計的要求（如人流密集區(qū)域宜考慮人流方向和避開機(jī)動交通；老人、兒童、傷殘人士等特殊人群活動對于地形和安全有特殊要求），往往也源于公共安全監(jiān)控的重點要求，需要結(jié)合其空間環(huán)境考慮攝像頭的特殊布點和參數(shù)選擇，以確保上述三類區(qū)域的監(jiān)控掃盲。

3.植物配置方面

公共空間的植被配置往往出于景觀塑造和生態(tài)維育的要求，而不免會忽視不同物種對于視頻監(jiān)控的遮擋影響。相比于高大喬木和低矮灌木，小型喬木和大型灌木更易于對監(jiān)控視線產(chǎn)生遮擋[4]，因而在上述特定區(qū)域或安保重點區(qū)域，建議避免過多地群植、叢植大型灌木和小型喬木。

4.環(huán)境要素方面

公共空間往往需要借助于水系、鋪地、地形地貌、小品設(shè)施等多元要素來營造良好環(huán)境。其中，不規(guī)則地形、水、假山等環(huán)境要素的組合布置，除了要有景觀美學(xué)和空間體驗方面的考量，同樣要避免高差變化和要素植入所帶來的監(jiān)控遮擋，這些往往也是需要彌補(bǔ)的監(jiān)控盲區(qū)。

圖20 高校公共空間樣本的規(guī)劃設(shè)計改進(jìn)意象

圖21 商業(yè)區(qū)公共空間樣本的規(guī)劃設(shè)計改進(jìn)意象

圖22 居住區(qū)公共空間樣本的規(guī)劃設(shè)計改進(jìn)意象

結(jié)語

公共安全已成為當(dāng)前反映城市空間品質(zhì)和老百姓生活品質(zhì)的一項重要指標(biāo)，而視頻監(jiān)控?zé)o疑是保障城市公共安全的一類重要技術(shù)手段，也是城市公共安保系統(tǒng)不可或缺的組成部分。本文以城市公共空間作為實證典例，通過視頻監(jiān)控實效的評估探索城市公共安全保障（或安全度）究竟如何，應(yīng)從哪些方面予以改進(jìn)。同時，也需延伸性地關(guān)注兩個問題：第一，本研究主要通過視頻監(jiān)控的新視角調(diào)研和評判城市公共空間的公共安全保障狀況，但影響城市公共安全的因素綜合復(fù)雜（如警民比例、規(guī)劃設(shè)計、環(huán)境心理等），從其他因素入手可能會影響研究結(jié)果。第二，攝像頭洞察的不只是公共空間，監(jiān)控的更是空間使用者的一舉一動。在公共安全和個人隱私之間如何做出權(quán)衡，其間的合理邊界如何確定，值得進(jìn)一步研究。

（感謝碩士研究生季琳、陸筱恬、錢辰麗在數(shù)據(jù)采集、圖表繪制等方面的基礎(chǔ)性工作。）