楊國偉 蔡競

1. 天津市公安局北辰分局 2. 浙江警察學院

引言

公共安全視頻監(jiān)控建設(shè)的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，是新形勢下維護國家安全和社會穩(wěn)定、預防打擊暴力恐怖犯罪的重要手段，對于提高城鄉(xiāng)管理水平、創(chuàng)新社會治理體制具有重要意義。近年來，各地大力推進視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，為打擊犯罪、治安防范、社會管理、服務(wù)民生等提供了極大便利。但隨著視頻監(jiān)控建設(shè)應(yīng)用的不斷深入，原有的建設(shè)模式已經(jīng)不適用于當下立體化社會治安防控體系的發(fā)展。

視頻監(jiān)控建設(shè)的目的是提高社會化管理水平，在實際工作中主要注重場所建設(shè)和路面建設(shè)兩類，初期建設(shè)的目標就定位在“看得見”的基礎(chǔ)上，建設(shè)者從經(jīng)濟成本角度考慮，采用高清視頻監(jiān)控相機實現(xiàn)了對重點場所和路面的監(jiān)控管理。但隨著科技的不斷發(fā)展，前端相機的分辨率和智能化水平不斷提升，“看得見”已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實工作需求，“看得清”成為追求的目標。而伴隨著大數(shù)據(jù)、人工智能的發(fā)展，社會治理的需求又越來越迫切的從“看得清”轉(zhuǎn)變?yōu)槿藛T身份及軌跡的識別，即“他是誰?”“他從哪里來？”“他要到哪里去？”，并在此基礎(chǔ)上建立全天候、全方位、立體化[1]的社會治安防控體系。

一、視頻監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著十多年來視頻監(jiān)控建設(shè)經(jīng)驗的不斷積累和科學技術(shù)的不斷進步，視頻監(jiān)控終端技術(shù)標準由模擬轉(zhuǎn)為數(shù)字，由標清轉(zhuǎn)為高清、超高清。政府各部門、各企事業(yè)單位大力投資視頻監(jiān)控建設(shè)，但由于建設(shè)者缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃、設(shè)計、應(yīng)用研究、運維保障等措施，前期視頻監(jiān)控建設(shè)已不能完全滿足現(xiàn)實的需求，主要存在如下幾個方面問題：

（一）缺乏頂層設(shè)計，建設(shè)標準執(zhí)行不到位

（1）建設(shè)者從自身實際需求出發(fā)，按照上級部門的工作要求，考慮本部門的工作情況，開展建設(shè)工作，但建設(shè)者并非監(jiān)控系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)人員，一切按照公司給出的實施方案進行，對后期整體運行缺乏考慮。

（2）2012年6月，由公安部科技信息化局提出，中國國家標準化管理委員會發(fā)布《公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》GB/T 28181聯(lián)網(wǎng)標準，但各廠商之間出于自身考量，使得該標準執(zhí)行過程中存在各自的“小標準”，導致視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)難度大，應(yīng)用效果不理想。如20位編碼規(guī)則中并未對傳輸類型進行強制規(guī)定，既可以采用H.265也可以采用H.264進行傳輸，各廠商使用14～16位（根據(jù)視頻監(jiān)控探頭數(shù)量也可以采用14、15兩位）預留編碼進行定義。而采用H.265標準進行傳輸，各廠商之間又存在視頻解析的困難。

（二）視頻監(jiān)控覆蓋不均衡，盲區(qū)多，重復建設(shè)問題嚴重

發(fā)達地區(qū)與欠發(fā)達地區(qū)由于資金投入的力度不一，視頻監(jiān)控建設(shè)也存在極大的差異，造成區(qū)域發(fā)展不均衡。部分欠發(fā)達地區(qū)的視頻監(jiān)控建設(shè)防控網(wǎng)覆蓋范圍有限，無法形成嚴密的防控圈，一些主要道路、出入口等存在視頻監(jiān)控盲區(qū)，導致案件發(fā)生后，難以提供有效線索。而在部分發(fā)達地區(qū)，資金充足，對于主要道路區(qū)域，不同部門均投入建設(shè)，造成視頻監(jiān)控重復建設(shè)。此外，城市的發(fā)展、道路的規(guī)劃，使得視頻監(jiān)控建設(shè)滯后，追逐的腳步趕不上發(fā)展的速度，距離“全域覆蓋”的目標還有很大差距。

1. 城市中心視頻監(jiān)控覆蓋面廣，鄉(xiāng)村道路覆蓋面小

城市中心居住人員多，案件發(fā)案率高，視頻監(jiān)控建設(shè)設(shè)置點位多，覆蓋面較廣，但農(nóng)村地區(qū)由于建設(shè)中需要協(xié)調(diào)（取電、鏈路施工）的居民住戶多，施工難度大，視頻監(jiān)控建設(shè)者多不考慮在農(nóng)村村中進行施工。

2. 主要道路口視頻監(jiān)控重復建設(shè)多，各個部門相互溝通少

城市中的主要道路是公安、交通、環(huán)保、城管、公路等多個政府部門視頻監(jiān)控的重要布局位置，各建設(shè)者多選此處施工，造成一個路口存在多個部門的視頻監(jiān)控，視頻監(jiān)控桿體林立，國家資源浪費嚴重，沒有統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計，相互之間缺乏溝通，資源沒有實現(xiàn)共享。

（三）視頻監(jiān)控智能化應(yīng)用效果不高，達不到實戰(zhàn)要求

由于視頻監(jiān)控建設(shè)前期設(shè)計缺陷，未能充分考慮視頻智能化應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)布局、探頭選型、計算資源等方面存在問題，造成后期智能化應(yīng)用的水平不高。

1. 網(wǎng)絡(luò)布局

監(jiān)控視頻主要依靠運營商的鏈路進行傳輸，視頻流僅僅能夠滿足一般正常的查看、回放、調(diào)取等要求。而部分監(jiān)控群采用了后端視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)，通過同一鏈路回傳多個視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)流，給網(wǎng)絡(luò)帶寬和計算服務(wù)器均帶來了一定壓力，導致在查看監(jiān)控視頻時出現(xiàn)延時、卡頓等情況。

2. 探頭選型

各廠商生產(chǎn)的視頻監(jiān)控五花八門，都是為了滿足不同場景的實際需求，但前期建設(shè)時卻為了降低建設(shè)的復雜程度，統(tǒng)一采用某一種型號或是類型的視頻監(jiān)控，沒有針對各個場景進行設(shè)計，造成實際應(yīng)用效果大打折扣。

3. 計算資源

前端的視頻監(jiān)控通過運營商鏈路傳輸?shù)綑C房之后，需要使用大量的服務(wù)器進行計算，以滿足實際應(yīng)用。但由于建設(shè)時擔心前端的智能相機會綁定后端的服務(wù)器廠商，多考慮在后端進行計算，造成服務(wù)器的負載過大。建設(shè)者為了節(jié)約資金，往往采購計算資源不足，從而限制了監(jiān)控的智能化應(yīng)用。

（四）輕視運維改造，視頻監(jiān)控在線率不高

由于更注重前期建設(shè)階段的投入，而對后期運行維護和升級改造所需投入估計不足，出現(xiàn)投入使用后，隨著質(zhì)保期的結(jié)束（一般為1年），視頻監(jiān)控的在線率出現(xiàn)大幅下降，由于運維方案可行性較低，升級改造資金來源難以落實，嚴重影響系統(tǒng)的正常使用，限制了系統(tǒng)運行的持久性。

二、針對現(xiàn)有痛點相應(yīng)對策

（一）規(guī)劃研究

系統(tǒng)建設(shè)必須是自上而下的統(tǒng)一規(guī)劃，不以點位數(shù)量為標準，應(yīng)該以滿足各個業(yè)務(wù)的實際需求為主，做到整體規(guī)劃，分步建設(shè)，突出重點，前后兼顧，一個典型的系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃思路如圖1所示。

從實際需求出發(fā)考慮需解決的問題，視頻監(jiān)控建設(shè)同實際現(xiàn)狀相結(jié)合，分析、研究盲點道路、場所（部位），做好規(guī)劃，進行統(tǒng)一踏勘，實施建設(shè)、聯(lián)網(wǎng)，并嚴格執(zhí)行《公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》GB/T 28181聯(lián)網(wǎng)標準。采用該標準對接視頻監(jiān)控最困難的就是視頻編解碼問題，基于H.265、H.264編解碼協(xié)議或是采用封裝協(xié)議都能滿足日常視頻數(shù)據(jù)通信需求，但同時也給視頻監(jiān)控整合對接帶來了一定困難。因此對于不同廠商可進行針對性處置，如針對主流廠商可直接采用GB/T 28181標準進行對接，將視頻編解碼由原來的H.265轉(zhuǎn)換成H.264；而針對非主流廠商，可以要求對方提供視頻流封裝協(xié)議，開發(fā)對接程序。此外，針對品牌繁多、數(shù)量巨大的情況，可以搭建視頻匯聚平臺，使用國際ONVIF協(xié)議（Open Network Video Interface Forum，開放型網(wǎng)絡(luò)視頻接口論壇）進行對接，再統(tǒng)一進行轉(zhuǎn)碼處理。

視頻監(jiān)控盲區(qū)補點是建設(shè)規(guī)劃中首要考慮的問題，但如何規(guī)劃好這一問題要從城市規(guī)劃時入手。城市道路的新建、改建、重建要充分考慮視頻監(jiān)控的布局，在施工中將所需的光纜、電纜提前進行鋪設(shè)。這樣既節(jié)約了后期建設(shè)的破路施工費用，又能保證道路通行時視頻監(jiān)控即時投入使用。

視頻監(jiān)控傳輸依賴于運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，但由于各個區(qū)域視頻點位分布不均勻，相應(yīng)鏈路的利用率也存在差異。在規(guī)劃視頻監(jiān)控鏈路時應(yīng)考慮接入層環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，充分利用網(wǎng)絡(luò)光纖的動態(tài)分布數(shù)據(jù)傳輸功能，防止數(shù)據(jù)在用戶端使用時出現(xiàn)視頻卡頓、跳幀、拖拽等問題，影響使用效果。

監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要作用是接入各類監(jiān)控資源，為中心管理平臺的各項應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障，能夠更好的服務(wù)于各類用戶。如圖2所示，主要分為三層傳輸。

1. 核心層

核心層的主要設(shè)備是核心交換機，作為整個網(wǎng)絡(luò)的中樞，核心交換機需具備高可靠性及高穩(wěn)定性，一般采用模塊化框式交換機，在可靠性配置上需具備雙電源、雙引擎，在穩(wěn)定性配置上需選擇合適的背板帶寬及處理能力較高的板卡，對特殊行業(yè)還可采用雙核心交換機部署方式。

2. 匯聚層

匯聚層是網(wǎng)絡(luò)接入層和核心層的“中介”，因為核心交換機的端口非常有限，而且系統(tǒng)規(guī)模大的時候核心的壓力也會非常大。所以需要匯聚層分擔核心壓力，匯聚層交換機需比核心層交換機具有更優(yōu)的性能，更快的交換速率。同時匯聚層支持實施策略、安全、工作組接入、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）之間的路由、源地址或目的地址過濾等多種功能。在匯聚層中，應(yīng)該采用支持三層交換技術(shù)和VLAN的交換機，以達到網(wǎng)絡(luò)隔離和分段的目的。

3. 接入層

前端設(shè)備通過IP傳輸網(wǎng)絡(luò)接入監(jiān)控中心或者數(shù)據(jù)機房進行匯聚。對于小于100 米的傳輸距離，可采用超五類或者六類雙絞線就近直接接入交換機；對于大于100米的傳輸距離，可采用一對光纖收發(fā)器實現(xiàn)點對點接入或者采用PON實現(xiàn)點對多點接入。此外，接入層的環(huán)狀鏈路能及時解決因前端點位光纖斷網(wǎng)而無法進行視頻監(jiān)控回傳的情況。

（二）設(shè)計思路

針對前端布建設(shè)計，根據(jù)應(yīng)用需求要解決好“布”和“建”[2]兩個核心問題。設(shè)計時應(yīng)結(jié)合各類應(yīng)用場景，進一步細化位置選取、設(shè)備選型、安裝要求等布建規(guī)則，提高前端布建科學化水平。

做好整體規(guī)劃后，需要對各個業(yè)務(wù)部門的實際需要進行場景分類和匹配，設(shè)計具體的視頻監(jiān)控類型、種類、位置等。

（三）監(jiān)控選型

圍繞設(shè)計思路，從視頻監(jiān)控選型上分析：

視頻監(jiān)控就像人的眼睛，有的適合近距離觀察，有的適合遠距離鎖定，當然探頭的價格也有很大的差異。固定視頻監(jiān)控探頭（槍機）是一個扇形面的觀察范圍，分辨率低的可以實現(xiàn)看得見的目的，分辨率高的可以實現(xiàn)看得清的效果。球型視頻監(jiān)控探頭則能360°旋轉(zhuǎn)觀察，提高視頻資源的采集效率，但相對成本較高，而槍球聯(lián)動探頭雖然解決了此類問題，但建設(shè)成本高昂。合理地選擇視頻監(jiān)控探頭需要根據(jù)實際工作需要做好安排。具體選型建議如下。

1. 與外區(qū)縣交界處視頻監(jiān)控選型

建設(shè)者在規(guī)劃、設(shè)計時，要充分考慮與外區(qū)縣交界處的視頻監(jiān)控設(shè)備的選型要求，保證能夠滿足實際需求，以及相關(guān)的采集日期（精確到毫秒）、位置、方向、車牌顏色、車身顏色。

對于機動車道部署的視頻監(jiān)控可以考慮在監(jiān)控桿體上雙向部署，獲取車輛的正反雙向抓拍，能夠滿足交通管理的需求。而在非機動車和行人道路上部署的視頻監(jiān)控可以考慮使用同一根監(jiān)控桿體，但安裝的高度要有明顯區(qū)別。

2. 主要路段的視頻監(jiān)控選型

在主要路段要求能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控視場輸出前端高清視頻圖像，并在此基礎(chǔ)上盡量兼顧非機動車道，對過往的非機動車（自行車、三輪車等）進行自動記錄和抓拍。

三、未來發(fā)展方向

（一）視頻監(jiān)控探頭設(shè)備改進

目前的視頻監(jiān)控探頭高度都為固定，從開始建設(shè)就已經(jīng)設(shè)計好，想改變探頭的用途時還需要更換桿體。比如說人臉探頭桿體的合理高度為2.5米～3米，當想改變探頭用途只用于視頻監(jiān)控的時候，需要增高桿體高度?？梢钥紤]采用一種如圖3所示的桿體，為六棱或八棱型，在桿體的2.5米到6米之間，每間隔0.5米做一個活動接口，根據(jù)不同的用途，隨意調(diào)整桿體高度，材質(zhì)也可以從鍍鋅鋼管改造為較為便宜的鑄鐵，既節(jié)約了成本，又能滿足實際要求。

此外，前端的視頻監(jiān)控探頭目前只能用于視頻采集工作，在視頻巡查中發(fā)現(xiàn)違法犯罪線索時，只能通知最近的民警趕赴現(xiàn)場。如果在前端視頻監(jiān)控探頭置入音響，巡查中發(fā)現(xiàn)問題可以直接通過前端設(shè)備發(fā)出警告，一方面能震懾違法犯罪活動，另一方面還能有效吸引犯罪嫌疑人的注意力，是阻止或抑制犯罪的有效手段。

（二）視頻監(jiān)控智能化發(fā)展

隨著計算機視覺技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控的智能化程度也在不斷提高。伴隨著監(jiān)控智能化程度的提高、數(shù)量的增多，智能分析能力的前端化也將成為趨勢。將傳統(tǒng)的視頻流傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)樗惴ㄌ幚砗蟮臄?shù)據(jù)流傳輸，能夠有效減輕網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力，解放服務(wù)器算力，提高日常工作效率。同時，前端智能化視頻探頭可支持多算法融合，未來能實現(xiàn)多模態(tài)融合分析應(yīng)用。

（三）前端設(shè)備動態(tài)視頻補點

視頻監(jiān)控的建設(shè)始終滯后于城市治理的需求，利用先進的設(shè)備，如無人機、安防機器人等，實現(xiàn)視頻監(jiān)控的補點，是未來視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。目前，警用無人機已在許多領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，如利用無人機巡邏、安保、救災(zāi)、反恐等。警用無人機的廣泛應(yīng)用彌補了視頻監(jiān)控探頭的不足，可根據(jù)需要實時改變可視區(qū)域的方位、大小和角度，尤其在監(jiān)控條件不足、視野較差、實時追蹤要求較高的條件下能夠發(fā)揮巨大作用。而隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，安防機器人已逐漸在企業(yè)、校園、商場等場所出現(xiàn)。雖然機器人技術(shù)的應(yīng)用目前尚不成熟，但可預見的是，未來安防機器人將在大型活動安保、災(zāi)害預警及防暴處突等方面發(fā)揮不可替代的作用。

（四）視頻監(jiān)控系統(tǒng)共建共享

現(xiàn)階段，各相關(guān)單位根據(jù)自身需求均在進行視頻監(jiān)控建設(shè)，缺乏整體規(guī)劃，一定程度上導致了重復建設(shè)，造成了資源浪費。未來，視頻監(jiān)控的建設(shè)規(guī)劃應(yīng)由公安部門牽頭，相關(guān)部門配合，通過視頻監(jiān)控資源的合理布局，有效整合，分級授權(quán)，提供給有需要的部門使用，以加強信息資源互通共享，進而結(jié)合具體場景深化智能應(yīng)用，使公共安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)、應(yīng)用、運維實現(xiàn)全方位統(tǒng)一，提高社會治安防控體系建設(shè)科技水平。