基于GIS应用的公共安全视频监控系统方案

    公安民警出于职业需要，对所负责辖区的地理信息非常熟悉，在系统中，能够基于GIS实现大多数的操作，并且在GIS的基础上，将公安业务需要的支撑信息，通过简单实用的操作，能够在GIS上进行统一展现和汇总，那将会给公安业务带来极大便利。这样的系统究竟是什么样的呢?请看本文分解。

    背景介绍

    社会公共安全视频监控系统大规模应用始于“平安城市”的兴建，随着计算机技术的发展，数字化、网络化技术的应用，“平安城市”系统规模逐步扩大。而由于各地经济、社会发展的不均衡，相关系统建设有先有后，建设厂家技术水平的参差不齐，以及公安规范尚未大规模推广等因素影响，造成“平安城市”各系统之间存在信息交互障碍，平台与平台之间融合困难。

    与此同时，大量遗留系统的存在导致传统的以模拟视频信号为主体的监控系统与数字视频平台接入时，视频流和信令控制流都需要进行重新梳理。

    此外，在社会公共安全领域，视频监控系统成为维护社会治安，加强社会管理的一个重要组成部分，海量录像数据存储和检索、录像与案件的关联分析已成为公安系统寻找证据、破获案件最有力的手段。

    在此背景下，具有高度集成化，支持大规模应用，支持多级复杂组网、跨域传输、保证公安系统内外网安全、具有录像智能检索和云存储、运用数据挖掘技术支持案件分析、案件研判以及符合公安部规范的平台应运而生。

    社会公共安全需求特点分析

    在城市视频监控中，视频监控点的设立根据城市治安状况按区域进行重点设置，布控点主要集中在商业金融街、社区、娱乐场所、主要路段、交通枢纽区等区域。相关部门通过实时视频、录像等手段来了解布控在各个敏感区的实时状况。通常情况下，对实时传输的图像要求是：保证图像清晰，保证职能部门的管理员在第一时间掌握实时、清晰、流畅的高品质视频图像;对录像的要求是：保证录像的持续稳定，保证突发事件时相关人员能在第一时间获取到稳定、流畅、清晰的录像文件，保证录像文件存储的安全性、可靠性。

    在此前提下，根据公安网络建设情况，一般还会有以下几种类型的需求：

    ·多级组网要求：省厅、市局、区县分局、派出所;

    ·双/多网环境要求：金盾网(办公内网、少部分监控、报警设备)、公安专网、公网(社会监控资源);

    ·数模混合监控：原有模拟球机枪机复用，原有电视墙体复用。新建电视墙体以DLP模拟视频上墙为主可能会需要矩阵键盘控制;

    ·指挥中心一机多屏：接处警管理、GIS、视频监控多个业务功能融合;

    ·三警合一系统对接：接收电话报警、接入电话呼叫;

    ·GIS化操作：视频操作GIS化、公安资源管理GIS化。

    公安民警出于职业需要，对所负责辖区的地理信息非常熟悉，在系统中，能够基于GIS实现大多数的操作，并且在GIS的基础上，将公安业务需要的支撑信息，通过简单实用的操作，能够在GIS上进行统一展现和汇总。另外，在出现重大事件时，通过GIS地图，快速规划出最佳的救援线路、调度最近的警力资源。

    系统结构

    深圳某平台厂商在充分调研用户需求的基础上，结合GIS技术，推出了社会公共安全平台。该平台涵盖了公安目前可能出现的所有组网情况的解决方案，针对可能出现的模拟、数字网转换，办公内网与视频专网、社会公共网络间的融合进行了适配，并提供了多种组网方案。在不同的组网方案下设计了不同的平台结构。

    该平台具有如下特点：

    ·统一管理：双网双平面设计，硬件负载均衡，双机热备;

    ·分布部署：降低网络压力，N+1备份;

    ·灵活接入：有线或者无线，模拟或者数字，手机/PC/电视墙。

    针对大平台、大公安的用户需求，在“平安城市”建设过程中，需要考虑多级组网情况，在省级监控中心实现对下级监控平台的控制，针对此应用场景组网结构如图2所示。

    ·省市级监控中心处理信令流，地市级监控中心处理媒体流，支持信令与媒体流分离;

    ·支持智能路由选择，支持媒体多级转发，最佳网络通道选择;

    ·支持分布式存储，有效降低监控中心网络带宽。

    系统功能

    系统监控范围全面，重点突出，针对性强，能够为公安机关部门提供图像管理信息，在管理城市和处置突发事件等切实发挥辅助决策的作用。在决策机关应对突发事件、自然灾害时，实现快速反应和指挥调度，在治安防控以及防范、打击违法犯罪等方面都能发挥出积极的作用。系统具备的功能有如下几个方面。

    实时视频监视功能

    根据监控点的实际情况，提供全天候及全方位的图像监视功能。根据监控点的现场地理位置和周边的建筑物情况，分别在前端配置室外高速球型摄像机、红外一体化枪式云台摄像机和一体化枪式云台摄像机。全天24小时均可在监控中心、监控室观察到前端现场的实时画面，考虑到夜间光照强度可根据实际需要进行灯光补偿(普通照明或红外)。

    GIS设备管理定位

    ·支持监控设备在地图上的标注；

    ·支持拖拽放置设备树列表设备与GIS地图相对位置；

    ·支持经纬度准确定位设备于GIS地图；

    ·支持基本的电子地图放大、缩小、漫游、测距、地图打印、点选查询属性等。例如，具有权限的操作者能够方便地通过点击摄像点来查询该摄像点的属性，如：摄像点的编号、摄像机的型号、安装的具体位置等。监控相关功能：选择地图上有摄像机标志的位置，可以查看该摄像机的属性、播放实时视频等。

    GIS轨迹跟踪

    支持在GIS地图中录像目标对象移动轨迹复现;在确认跟踪对象，指定时间和区域内的摄像头录像中智能查询跟踪对象出现的录像，显示跟踪对象在摄像头录像中出现的时间段，并根据时间段和摄像头位置在GIS中勾画跟踪对象的逃跑轨迹。最终辅助公安干警定位目标的逃逸路线，做出蹲点、排查决策。

    GIS应急现场指挥

    在抓捕犯罪嫌疑人和现场应急保障过程中，在确定目标对象移动轨迹前提下，通过GIS系统可预先设控轨迹路线上的监控点位，实现提前布防，提前预判。同时，可有效调动周围警力资源，及时、快速响应。

    GIS最优路径选择分析与远程导航

    可以在紧急事件发生的第一时间，分析计算出最优路径，以及快速准确地到达案发地点。通过路径分析和模拟，用图形方式精确而直观地表示出在多种交通状态下，多个出警方案到达事故地点的时间。并将最佳路径远程传送至相应巡逻干警或巡逻车的移动导航设备中，指导巡逻警力以指定的路线追踪、包抄、跟踪对象。

    视频显示功能

    图像能在监视器/显示器上进行固定或时序轮流显示，并能切换、记录、回放、加工、复制、图像混合、画面分割、字幕叠加等处理。派出所能够通过监视器显示出本辖区的图像，通过计算机显示共享的交警图像;分局能够通过监视器选择显示所有图像或通过计算机显示所有的图像;交警能够通过计算机显示派出所图像。

    视频控制功能

    对于模拟视频，可以通过矩阵键盘来操作前端活动云台的运动方向、摄像机的焦距及景深来达到最佳的监看效果。各单位可以在授权权限内，使用计算机软件选择和控制共享的图像。

    控制权限分配功能

    监控中心的视频资源管理服务器结合矩阵设置，进行总的权限的分配设置和管理。模拟控制权限优先于网络用户控制权限。在矩阵键盘的操作中，权限按现场控制级别最高。权限优先级高低为，派出所监控室键盘控制为高。

    视频存储功能

    分局110指挥中心、派出所监控室均配备数字硬盘录像机，全天不间断地记录监控点的图像，保存所有监控点30天内的录像资料，可提供本地和远程网络查询、回放和下载。系统通过数字录像主机或网络可把录像资料备份到光盘等存储设备。

    社会图像资源的接入功能

    系统能够将社会单位建设的监控图像，有选择地接入到派出所监控室，并且能够通过数字视频进行共享。

    监控点信息管理功能

    系统能够管理所有监控点信息，实现图像资料的查询和对设备的管理，形成统一网管软件，以拓扑图的方式实时反应在线设备的状态。摄像机信号丢失、硬盘出错、网线中断均可实现设备图标闪烁告警。

    视频资源管理功能

    系统能够对视频资源进行管理，包括视频资源自动分配、用户访问控制、用户权限优先级控制等功能。

    WEB发布功能

    系统能提供WEB发布，WEB发布客户端不限客户端数，并可提供视频组件供市局进行调用。

日志管理功能

    系统能够对系统运行、用户登录及操作、设备告警等信息形成日志。

    设备网管功能

    提供全网数字视频设备的统一拓扑视图、实现在线监测、故障自动告警及定位。

    系统设计原则

    以技术先进、系统实用、结构合理、产品主流、低成本、低维护量作为基本建设原则，规划系统的整体构架。

    先进性

    在产品设计上，整个系统软硬件设备的设计符合高新技术的潮流，媒体数字化、压缩、解压、传输等关键设备均处于国际领先的技术水平。在满足现期功能的前提下，系统设计具有前瞻性，在今后较长时间内保持一定的技术先进性。

    安全性

    系统采取全面的安全保护措施，具有防病毒感染、防黑客攻击措施，同时在防雷击、过载、断电和人为破坏方面进行加强，具有高度的安全性和保密性。对接入系统的设备和用户，进行严格的接入认证，以保证接入的安全性。系统支持对关键设备、关键数据、关键程序模块采取备份、冗余措施，有较强的容错和系统恢复能力，确保系统长期正常运行。

    合理性

    在系统设计时，充分考虑系统的容量及功能的扩充，方便系统扩容及平滑升级。系统对运行环境(硬件设备、软件操作系统等)具有较好的适应性，不依赖于某一特定型号计算机设备和固定版本的操作系统软件。

    经济性

    在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本，采用经济实用的技术和设备，利用现有设备和资源，综合考虑系统的建设、升级和维护费用。系统符合向上兼容性、向下兼容性、配套兼容和前后版本转换等功能。

    实用性

    本系统提供清晰、简洁、友好的中文人机交互界面，操作简便、灵活、易学易用，便于管理和维护。具有公安行业风格界面和公安行业习惯操作的客户端界面。在快速操作处理突发事件上有较高的时效性，能够满足公安联网指挥的统一行动。

    规范性

    系统中采用的控制协议、编解码协议、接口协议、媒体文件格式、传输协议等符合国家标准、行业标准和公安部颁布的技术规范。系统具有良好的兼容性和互联互通性。

    可维护性

    系统操作简单，实用性高，具有易操作、易维护的特点，系统具有专业的管理维护终端，方便系统维护。并且，系统具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，能得到及时、快速地进行自维护。

    可扩展性

    系统具备良好的输入输出接口，可为各种增值业务提供接口，例如GIS电子地图、手机监控、智能识别等系统。同时，系统可以进行功能的定制开发，可以实现与公安内部系统的互联互通。

    开放性

    系统设计遵循开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，软硬件支持二次开发。各系统采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力。

    结语

    在视频监控领域，集成化、平台管理化、数字化已成为共识，作为一个关乎社会公共治安、保障人民生命财产安全、震慑犯罪分子的信息化系统，视频监控系统需要紧密结合新技术，实践新应用，在平台建设上，遵循安全、稳定的平台结构和高效、便捷的用户体验。

    随着物联网、云计算技术的普及，结合社会公共安全业务特点，一些新的应用也会随之产生，在提高警务便携化、警务智能化的同时，也对行业参与者提出了更高的要求。把握新技术、跟踪用户切身需求，创新应用已成为社会公共安全平台保持领先优势、保障社会长治久安的关键所在。而信息化、公共安全观念的深入人心也为监控行业提供了广阔的发展空间，有理由相信，一个融合新技术、新应用、准确把握用户需求的集成化平台终将会脱颖而出。