3111工程以及大型视频联网监控系统介绍

一、3111工程简述

    在我们国家构建和谐社会和建设小康社会的进程中，安全是大众最关心的热点，和谐必须要有安全。政府的方针是求发展、求稳定、求和谐、求平安。
    
    平安城市的建设，目前在全国范围内有比较大的声势，也有相当的力度。杭州是国内平安城市建设领先的单位，各个区县都有自己的方案。他们做了多种方案，有用矩阵的，也有用DVR的，还有用网络编解码器的。公安部为此请全国各地的技防办的同志参加在杭州举行了一个现场会，观摩杭州平安城市建设情况并交流心得体会。在2005年8月公安部提出了开展建设城市报警和监控系统的意见。
    
    在此之前，公安部选择了四个平安城市建设试点：北京的宣武区、杭州市、江苏的苏州市和山东的济南市，都是经济比较发达的地区。在试点的基础提出了“3111工程”。 “3”是表示在省市县三级。第一个“1”是在每一个省确定一个市，第二个“1”是每个市确定一个县，第三个“1”是有条件的县设定一个区或者一个派出所，计划在08年完成。在全国确定了22个城市作为“3111工程”的试点城市。这22个城市除了一些个别的像福建没有以外，基本上全国都覆盖了。
    
    今年的3月份，公安部组织专家分成两组对22个试点诚实的建设方案进行了评审。我参加的这组包括南方六省：广东、广西、海南、湖南、江西、贵州和北方五个省：东北三省加内蒙古（包头市）和天津（大港区），评审会由各个省的技防办领导同志阐述项目建设意义、建设方案和实施方案。
    
    由于各省市的方案都存在着某些缺陷，与会专家指出了他们的问题请他们修改，在三个礼拜以后把重新修改过的方案报到公安部再进行审查。在这个基础上公安部对这22个城市的试点方案批复，同意他们进行下一阶段的工作。

    公安部在22个试点城市之外，在经济发达的沿海地区，还选择了21个城市作为科技强警的试点城市。但是实施过程中也有问题。比如广州市，原先的口号是要今年年底装20万台摄像机，现在有修改，数量有所压缩。深圳发了文件年底要装25万台摄像机。现在政策引导或者是地方的积极性太高有一定的问题。我个人认为还是要掌握一定的分寸，既别太过热也别太过冷。
    
    为了各个地方能够更好地实施3111工程，中国安全防范行业标准化技术委员会（TC100）组织专家编写了一个《城市监控报警联网系统通用技术要求》。这个通用技术要求是一个很重要的文件，将在八月底形成报批稿，今后将发给各个地方执行。
    
    作为中国安全防范行业协会还组织专家参与“3111工程”推荐产品工作，提出15项指标对有关产品进行评审、推荐。推荐产品限于民族品牌，民族工业的产品。最近就要在网上和中国安防杂志上发表第一批推荐产品。
        
   “3111工程”是三级结构，第一层是在市公安局，这是指挥中心，第二级是在分局，第三级是在派出所或者是街道，是一个三级工程。这三级全部要求联网运行。“3111工程”要实现信息共享，是完全要联网的，可以通过浏览器实时浏览。
    
    “3111工程”在市级中心有自己的网络，如公安网，有自己的网络系统交换路由设备。在区级有区级的中心，第三層是基本单元。基本单元就是派出所，或者是街道，另外还有一些社会单元，如建立了监控网络的企业机关、党政单位，这样形成一个真正的在一个大的区域范围内的系统。“3111工程”的目的是为了构建平安城市和和谐社会。
    
    “3111工程”工程是一个非常大的、非常复杂的系统工程，可以将它定义为巨复杂系统。首先是投资很大。但是也要客观地讲，有的领导说一个中等规模城市要花上百个亿，这可能说的太过火了。广东东莞市投资3个亿，大庆市是投资4.5个亿，规模都比较大。第二个来说技术要求非常高。上万台、几十万台的摄像机联网是很不容易的一个事情，还要做到资源共享，无论从系统的可靠性，无论系统的稳定性都有很高的要求。很多情况是我们国内没有过，甚至在国外都没有做过。第三就是涉及的用户很多。所有的单位，无论是党政机关、企业系统全部都要联进来。另外因为有新建的系统，也有已有的系统，要进行互联、互控，难度很大。从技术上涉及到图象的采集、传输、存储、管理、共享等环节，都需要认真地对待。另外要构建这样一个系统，在技术上要做到尽可能的标准化，现在正在制订通用技术规则。第四是可靠，不能是三天两头要出问题。再一个要实用，要傻瓜化，要让最不会操作，最不懂得系统跟计算机的人也能够方便的操作。还有这个系统应该根据需要可以做裁减，可以扩展，也可以删除。通过流媒体技术或是通过其他技术能够做到资源共享。

    二、大型视频联网监控系统的核心技术要点

    我们做视频监控联网系统第一个关心的是图象的清晰度。现在的标准评价体系里面清晰度指标分成两大类，一大类是标准清晰度的SD系列，另一个是CIF系列，好一点的就是D1图象。这中间还有我们国内自己搞的一些标准。

    现在无论是电视体系，还是视频监控系统，都在从标准清晰度向高分辨的HDTV过渡。现在的高清系统它的分辨率很高了，有HD720，还有1.2Mega、3Mega，水平分辨率达到1300到2000象素。高清电视的好处是什么？就是一张照片照下来，光线什么都不太好，你通过计算机处理以后能够把它弄的比较好，比较清晰。前不久在北京展示了英国的一台相机是一千多万象素。它能够通过不断的鼠标的点击放大，从一个很模糊的图象，最后可以看清你的车牌，看清一个人的特征。当然现在在我们国内应用可能还会有一段时间。但是高清的发展是未来的必然。

    第二，因为涉及到图象的数字化，必须采取压缩技术。当然最流行的是H.264和MPEG4。特别是H.264需要的带宽和需要的存储容量都要优于MPEG4，是未来发展的主流。

    第三是图象的传输带宽需求。对于标准格式的清晰度来说一般需要1到2M的带宽。我看过384K的ADSL传输图象也看的过去。按照一般的标准带宽是1到2M。如果是高清图象的带宽那要求还要高的多。像刚才的英国的机器是用1.5英寸的芯片做的，所以它的清晰度很高，它的带宽有时候需要3兆、5兆、12兆。

    图象好了要求的存储容量是海量。一台普通摄像机如果每天连续摄像产生的数据量是5.5个G，如果是高清的话就要22到44个G，这个对于任何磁盘容量来说都是太大了。如果你有成千上万台更是一个海量。这样一些海量存储需要有相应的存储装置，目前主要还是硬盘。主要的有网络硬盘录像机NVR，还有磁盘阵列，磁盘阵列可以用到几十个，还可以采用网络外挂存储、网络虚拟存储技术。

    摄像机的宽动态范围很重要，如果这个画面中有一块很亮的，同时有一块很暗的，你怎么均匀这个效果？这里头就有一个动态范围。如果这个摄像机有宽动态范围，那么它能够取得比较好的图象。

    第四点，就是我们的硬件设备很好，如果我们的软件跟不上，我们只做了一半，没有完成我们的任务，所以需要很好的视频分析软件包。这个视频分析软件包难度很大，但是这是未来必然要走的路，包括移动探测、生物特征的识别，人体行为的分析和事件的侦测。举个例子来说移动探测，我曾经到湖南省博物馆马王堆有一个叫辛追的美女平时是放在地下的水晶棺材里头，展览的时候是升到展览室来，用武警一个排三班执勤。如果用两个摄像机做移动探测，只要这个水晶棺材挪动一毫米，马上报警，这个问题就可以解决了。


    还有人体行为分析，现在我们国内的“牛皮癣”，贴小广告的问题老解决不了，能不能利用摄像系统解决？因为你贴小广告一定要有弯腰之类的动作吧？所以这个行为分析很重要。如果能够有这样相应的软件辅助，那么能够发挥很大的作用。

    再有一点是在系统前端提供动态检测和事件侦测功能，比如说有人在地铁里故意留下一个小包，你也不知道里头是不是爆炸物，这个事情你要是人去排除的话特别危险。能不能通过我们前期的摄像能够检测到解决这样一些问题？那是很有用的。这实际上是将VCA（可变复杂度算法）内制在网络摄像机或者解码器里头，可实现动态检测。如果摄像机本身能够解决这个问题的话，可以起到很好的作用。

    三、平安城市监控系统

    平安城市监控系统建设的技术途径上有两大类，一类是矩阵联网和硬盘录像机控制和记录，通过各种各样的传输媒介，特别是通过光端机接入。监控系统重要的录像一般是传输到中心的矩阵。这个矩阵实际上可能是多级矩阵，可以显示，可以进行键盘的控制，可以做多媒体的分析。另一类就是模拟摄像机通过编解码器接入网络的方案。举一个英国IndigoVision公司的产品为例，雅典奥运会用的是他的产品，不过价格很高。通过一个编码器以后，通过网络的交换，可以解码以后输出共享。也可以到网络的硬盘录像机，或者到控制器，这样一套系统是很有必要的。

    关于矩阵的发展。在矩阵的标准里，矩阵不光是有硬盘录像DVR的功能，有编解码器、视频服务器DVS，还有矩阵的功能，这样组合性的功能是未来发展的方向。现在在 “3111工程”22个城市中走网络方案的大概三分之一。

    3111工程里网络传输占了很大一块。网络传输又包括两大类，一类是有线，一类是无线。我们也可以通过网络路由器进入城域网、广域网来传输，我们还可以用无线的传输办法，可以有各种各样的传输办法。有线传输，像同轴电缆、光纤、网线等。特别是对于经济欠发达地区，走一线通，ADSL一百多块钱包一个月传图象那是很划算的。