建设智慧城市 共享安全生活

　　CPS中安网记者：罗超

　　我们生活的城市，为我们带来了无尽的生机和发展的活力。互联网的出现，城市间的人们实现了“秀才不出门，能知天下事”，而互联网将城市生活的基础设施连接起来，进一步将世界缩小和扁平化。于是，有人惊呼：我们正在迈入智慧时代！智慧城市因此应运而生。

　　在智慧城市里，安防能做些什么

　　什么叫智慧城市？智慧城市是城市全面数字化基础之上建立的可视化和可量测的智能化城市管理和运营，包括城市的信息、数据基础设施以及在此基础上建立网络化的城市信息管理平台与综合决策支撑平台。可以说是用智能技术使得城市关键性基础设施的组成和服务更智能和更有效，它为市民提供人与社会、人与人、人与物的和谐共处，智慧城市本身就是一个网络化城市，它是一个基于宽带网络技术应用之上的一个复杂巨大的系统工程，这个巨大的系统工程涉及行业多、数据量大，现阶段还只是一个概念，还没有具体的框架和标准。现阶段智慧城市中安防行业的平安城市、城市应急指挥系统和道路电子监控的应用属于该系统中行业应用层的一个子模块。

　　现代化的城市首先必须具备良好的公共安全性。有人理解智慧城市是数字城市的升级，对于安防而言，智慧城市安防应用应该是建立在平安城市的基础上，实现安防产品、系统在网络传输中对各个与城市生活息息相关的行业应用，其具体可以表现为以下几个方面：

　　基于智慧城市的城市公共安全服务。智慧城市在平安城市安防建设的基础上，可以更有效地实现城市安全的网格化管理和服务。例如，智慧武汉全市有200多万个部件设施，800多万人，每年超过60万事件，我们可以通过智能采集数据、智能分析，将这些部件设施、人口、事件进行有效的管理和服务。如何提高城市安保水平？智慧城市为城市治安体系提供了新的发展思路。在这个走向智慧管理的程中，公安系统信息化的全方位布局、建设显得尤为重要。接到一宗汽车盗窃案报警后，警察只要坐在电脑前，几小时就把犯罪嫌疑人锁定。通过智慧城市的信息化治安网络，民警的办案效率得到大幅提高。智慧城市，信息化的安保系统大大提高了公安部门的破案效率。就智慧广州而言，广州市公安局依托警务信息平台整合基层治安管理力量，在全市以交通枢纽、重点部位为关键节点，构建布局合理、反应灵敏、协同高效的动态城市治安安全网络，最大限度地实现全方位的防控覆盖。举个例子，去年4月份广州花都区发生了一宗抢劫案，接群众报警后，指挥中心民警应用周边治安监控对嫌疑车辆进行锁定，紧接着通过卡口缉查布控系统实施布控，全市所有治安卡口同步响应。6分钟之后，花都区北部三东大道卡口自动报警，显示嫌疑车辆的逃窜方向。指挥人员随即启动处置预案，定向调集沿线警力，在嫌疑车辆行进方向合围堵截。仅用了5分钟，现场民警即成功截停该嫌疑车辆，解救受害事主，抓获犯罪嫌疑人。

　　智能交通。智慧城市的一个重要标志是其智能交通系统。现在的汽车本身就是一个计算机网，同时汽车又是智能交通网络里的一个节点。在路边设置包括摄像头在内的多种传感器对汽车进行监视，利用物联网技术可以实时监控交通流量，优化交通网络设计和管理，减少交通事故，减缓交通堵塞和减少碳排放。智能交通系统通过对传统交通系统的变革，提升交通系统的信息化、智能化、集成化和网络化，智能采集交通信息、流量、噪音、路面、交通事故、天气、温度等，从而保障人、车、路与环境之间的相互交流，进而提高交通系统的效率、机动性、安全性、可达性、经济性，达到保护环境，降低能耗的作用。比如，在智慧城市中对交通流量的实时监控，系统由交通监控摄像头、嵌入式多媒体处理机、GPRS数据传输设备、监控中心服务器和数据库软件几大部分组成。使用嵌入式多媒体处理机将车流量的视频信息转换为车流量的数据信息，然后通过GPRS将数据信息传输到监控中心。监控中心的服务器实时显示各条道路的交通情况，智能判断是否在出现交通拥堵。在出现拥堵时提醒交通管理人员做出相应的调整；同时，通过交通信息广播电台自动将拥堵信息发布出去。该方案的优点是能够随时更改监控点的位置，自动智能判断道路交通情况，自动进行拥堵处理。

　　远程医疗服务。基于智慧城市的远程医疗服务能够实现：视频服务，如远程诊断、培训、视频会议。短信，如即时通信。信息实时取得，如医学研究资料库实时使用。多媒体数据库，如电子病历、影像处理。无线城域网接入，如紧急救护无线通信。无线局域网接入，如医院内部通信，还有端到端的系统集成应用。

　　智慧社区。比如在智慧社区内，将利用无线传感器等技术将红外、烟雾等传感器技术嵌入到各种监控设备和物体中，形成监控系统对小区的无缝隙覆盖，以火灾为例，如果将一栋住宅楼看作一个人体，当有火苗燃烧到人的脚，灼烧的疼痛必定上传至神经末梢。同样，在住宅楼的各个角落嵌入烟雾传感器，让其担当“知觉”重任，在每家每户安装终端接收器上就可第一时间知晓，有突发情况，做出反应及时逃生。

　　智慧物流。智慧城市应该要有智慧物流。比如在港口城市，客户货物的运输要通过货物代理、船务代理、船务公司、物流公司、边检商检、海关、港口等多个环节，利用RFID和传感器，可以简化每个环节对货物的识别；集装箱什么时间在什么地方打开，温度是多少，湿度是多少，运输中间的过程，都可以一一监控，可以实现对在途物品的跟踪。

　　智慧城市还应该是一个节能环保的城市。日本有一个案例：在一幢大楼里用了2万多个传感器，并且使用IPv6互联网将传感器连起来，通过传感器可以测试不同的房间在不同时间的温度，个性化地自适应控制不同房间的空调和照明，从而节约30%的电能。

　　 未来的智慧城市将能够实现便民利民、消除城乡差距、提升政府效率、促进经济发展以及治安安防等的全面智能化，安防行业也将在智慧城市的建设大潮中获益匪浅，比如，海康威视去年中标重庆智慧城市50亿元大单，这个智慧城市大型社会视频监控信息系统包括了社会公共安全管理、城市管理、交通管理、应急指挥等多个领域，将整合接入不少于50万个视频监控点。

　　智慧城市下催生安防新技术、新应用

　　智慧，引领城市的未来。智慧城市下必然对安防行业新产品、新技术的应用达到一个前所未有的高潮。

　　智慧城市点亮安防智能化

　　科技的进步使得城市更加的“聪明”，建设智慧城市的核心在于体现城市的智能化。在未来的智慧城市建设中，安防智能化大有可为。作为智能城市安防应用的基础层--平安城市，通常都要求视频数据能通过广域网进行传输，而许多按照局域网结构进行设计的监控系统，还不能用于平安城市的建设。虽然，现在已经有一些城市的治安监控系统，采用了基于IP网络的视频传输方案，其使用的效果基本能够满足目前的实际需求。但是，充分地利用图像资源，实现人或物的异常行为等的检测、识别、跟踪与预/报警等，以实现事前预警，即系统的智能化方面，还远远不能满足智慧城市的需要。因此，在智慧城市中必须要设计创建一个城市的智能化网络安防监控系统。

　　智慧城市网络安防监控系统的智能化功能，应充分发挥视频资源，目前应从以下几个方面来考虑：

　　1、对城市的交通车辆必须能检测、识别、跟踪与报警的智能化功能，即要有智能交通系统。这种智能交通系统需具有以下几个部分：

　　智能交通中的车辆检测能识别车辆的形状、颜色、类型、车速、车流量、道路占有率等，并反馈给监控管理中心。主要用于高速公路、环线公路及城市交通干道上监视交通情况，并识别是否有非法停靠、是否有故障车辆等；

　　交通拥堵检测及自动疏导系统，能统计通过的车辆数、检测交通拥堵，并在十字路口自适应控制红绿灯的转换时间等，并通过交通信息牌和无线台对交通进行自动疏导；

　　车辆异常行为检测能检测识别车辆的异常行为，如车辆驶入绿化草地、人行道、逆行、超速、行驶过程突然停下横挡后面车辆实施抡劫与绑架等，立即进行报警；

　　电子警察系统，能检测识别车辆的违规，如闯红灯、超速、逆行与非法停靠等。车牌识别系统，能检测识别车牌号，如识别是遇盗或逃犯的车牌号，立即报警。GPS定位控制与跟踪系统，主要用于车辆的定位，使监控管理中心通过GIS电子地图知道车辆的位置，如遇抡劫，能实施报警、跟踪该车的行踪。不停车车收费系统，主要用于高速公路、城市入口等收费站的不仃车收费，以利于车辆通行，解决交通瓶颈。

　　2、对城市的行人必须有人与物的异常行为的检测、识别、跟踪与预/报警的智能化功能。这种城市管理的智能功能体现在：

　　视频移动探测、跟踪与预/报警。在某些监控的场所对安全性要求比较高，需要对运动的物体进行及时的检测和跟踪，因此运动检测是指在指定区域能识别图像的变化，检测运动物体的存在并避免由光线变化带来的干扰。在如雨雪、大雾、大风等复杂的天气环境中，要能精确地探测和识别单个物体或多个物体的运动情况，包括其运动方向、运动特征等。并且，在探测到移动物体之后，要能根据物体的运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体。如物体超出该摄像机监控范围之后，能自动通知物体所在区域的其他摄像机继续进行追踪；

　　人的异常行为的检测识通过检测图像序列人的异常行为，如人翻越院墙、栏杆，实施打架、斗欧、抡劫与绑架等犯罪行为时，即锁定跟踪与报警；

　　非法滞留物的识别，通过检测图像序列物的异常行为，如箱子、包裹、车辆等物体，在敏感区域停留的时间过长(如放置爆炸物等)，或超过了预定义的时间长度就产生报警。其典型的应用场景包括机场、火车站、地铁站等重要领域。

　　3、对通辑逃犯、嫌疑犯、与惯犯必须有检测、识别、跟踪与报警的智能化功能。在智慧城市安防监控中，应用不需要人力配合的非接触式人体生物特征识别技术，根据人的面像声音进行识别、跟踪与报警。人的面像识别，不像指纹识别与眼虹膜识别等需要人的配合，它可以在离摄像头有相当远的距离内在人群中识别出特定的个体，并通过所监听场景中的声音，记录与识别出特定的个体。这种面像声音识别系统，可以在机场、火车站、汽车站、港口、各交通要道口、体育场馆等安防应用场景中发挥很大的作用。如追捕通辑逃犯、嫌疑犯、与惯犯，可通过与数据库档案中的面像特征进行比较，来识别或验证是否该犯的身份。在识别出该犯后，立即报警，并跟踪锁定其步态，直到公安抓捕解除警报为止。

　　4、对城市灾害必须有检测、识别、跟踪与报警的智能化功能

　　在智慧城市的安防监控系统中，除了预防人祸外，还应考虑有对天灾或者人为造成的灾害进行检测、识别、跟踪与报警的智能化功能。火灾、水灾水位与雨量、风雪的探测该项智能化功能，是通过摄像头探测到一定的烟雾与火苗的情况，能及时报警，使消防队尽快赶到现场，以即时扑灭火患。通过带十字标尺摄像头探测水域的水位、雨量及街道积水等情况，如接近警戒线，即时报警，以便采取措施，防止水害。如大树等欲倒或己吹倒、大雪封路等防止风雪灾造成的危害。

　　此外，就目前平安城市的建设情况而言，视频监控系统的运营维护工作一般是由人工完成。维护人员在中心监控室，通过模拟矩阵或数字视频流媒体服务器将远端视频调出到监视屏中，人工判断每路视频的质量，并将有问题的视频记录到维护报表中。这项工作十分耗时繁重，因此一般维护工作会以半个月或一个月为周期定期检查，视频故障只能在检测的时候才能发现。视频质量诊断系统作为安防领域的革新产品，是视频分析技术在智慧城市监控系统运营维护方面的典型应用。它主要应用在大型监控系统的控制中心，通过控制监控中心矩阵主机的视频切换输出或连接数字视频流媒体管理服务器来获取前端所有摄像机的视频信号，对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡和云台失控等常见摄像头故障以及恶意遮挡和破坏监控设备的不法行为做出准确判断并发出报警信息。

　　智慧城市革新网络监控

　　未来，我们生活在一座座智慧而又聪明的城市里，在这里网络是最基本的基础设施，它无处不在，就像城市的神经系统，能够按照规定的程序自动帮助我们思考怎样让的生活更加安全、高效。有人也认为，智慧城市是一个光网化的城市。从技术层面来看，智慧城市是以网络信息为基础的城市信息体系，在快速推进我国信息化的大背景下，2009年，我国3G牌照发放，3G网络建设如火如荼。3G核心网络的“骨架”搭起来之后，三大运营商又开始了网络优化和热点覆盖，WLAN和Wi-Fi几乎让城市网络的便捷无处不在。在我国的信息网络基础日益完善、应用逐渐成熟、用户习惯逐渐培养的前提下，我国的无线城市建设已经进入一个加速期，走向了规模化。有统计数据显示，截至2010年年底，中国移动已经在上海、浙江、广东、重庆等十多个省市与当地政府合作，推进无线城市建设，同时，中国移动还在27个城市建设了无线城市门户平台，并在交通、安全、环保、医疗、应急救援、城市管理等诸多领域推广应用。中国电信也借助两年内天翼网络布局的迅速完善，在全国很多省市搭建起无线城市，各种综合性的政务、商务和民生应用平台纷纷涌现。这些对智慧城市的有线或无线监控都创造了外在条件。

　　智慧城市安防应用将是一个特大型、综合性非常强的管理系统，他涉及的面比较广，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求。它也不仅仅是一个普通的监控系统，还要考虑智能楼宇、报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动。可以预计，智慧城市监控系统组网的主要障碍是设备兼容性存在很大的差异，尤其是在智慧城市中高清监控的大量应用，前端采用高清摄像机带来庞大的数据流，而系统能否实现高清，首先面临的则是传输系统能否接纳如此庞大的高清数据流。对于智慧城市的监控网络来说，实现各城市信息的互联互通，或者各级网络信息的逐级上传都是至关重要的。实际上，即便是同一城市，也存在不同的监控网络的融合问题，网间传输也是不可回避的问题。出现这个技术瓶颈首先在于设备层面，包括底层接口和信令级别上都缺乏相应的标准，就目前现实情况而言，单凭几个厂家或者是几个安防商的力量是很改变，还需国家相关部门将频编解码技术的标准化、联网不同的信令和接口之间的标准化；各个安防企业间形成一个开放的监控系统网络平台，构建一个足够兼容性的基础监控底层平台，将前端编解码设备、网络、存储、平台等监控系统的基础设备资源虚拟化，在底层平台构建统一操作系统，并利用模块化的标准接口和服务，以SDK开发包或以IMOS中间件的形式构建各自的业务系统。另外，在智慧城市中由于安防行业化，就需要解决不同行业个性化差异的问题。行业化应用不可避免地需要实现纵向联网，甚至需要一个全国的广域网用于智慧城市监控，这需要大量的技术积累和技术创新。

　　监控网络传输，无非是以有线和无线两种方式进行，城市中的有线传输网络一直是主流的传输模式，其传输媒介主要是光纤，结合网络节点的光端机、路由器、交换机、Hub和前端的以太网线等设备和材料，组成有线传输网络，完成视频监控系统信号的传输。目前的平安城市是通过电缆和光纤组成的专网，从子网内部来说，具有稳定可靠且安全性高等优点，但是无论是建网还是维护成本都过高，况且也只能局限在子网内。由于平安城市的监控网络是超大规模的网络，只能采用分布式方案。所以，利用现有的公用数据网络，应该是未来智慧城市有线监控较好的选择。今年4月，在“2011中国移动通信产业发展高峰论坛”上，大唐移动的智慧城市构建于云计算架构之上，融合了移动互联网、物联网、三网融合、移动电子商务的综合应用，其包括平安校园、煤炭监控、农业监控、智能城管、数字城管、应急指挥、3DGIS等智慧城市业务内容。其实，在智慧城市里无线监控也是一种很好的选择。在方案中融合了卫星、4G、CDMA、智能手机终端、指挥中心等各项技术，是适应智慧城市新发展的无线移动视频监控方案。就目前而言，无线监控选择的网络有很多，比如GSM、GPRS、CDMA、CDPD、3G等。对于大型城市网络而言，速率是很重要的，故GSM和GPRS不太能够担当起智慧城市监控网数据传输的重任，相对来讲CDMA和CDPD在速率和安全性方面具有一些优势，但随着3G网络的部署和演进，短期内可能成为最佳的传输平台，但长期来看，随着全国监控网络的扩大，3G可能都难当重任，未来恐怕还得依赖4G技术。

　　 在智慧城市中的网络监控采用何种传输方式都有各自的各有优缺点，具体的应用有时还受市场因素的影响，但不管怎么样，智慧城市的网络监控将在以下方面进行技术突破：

　　对于目前传统的监控网络来说，软件的重要性得不到真正的体现，基本上都停留在简单的图像存储、调用、简单的网络传输和云台控制这个层次，这有可能是由于规模偏小的缘故所致。但在智慧城市这类超大型的监控网络里边，软件将处于核心的地位。由于这种超大型网络，无疑是分布式方案，故基本上可以说软件的重要性随着网络规模和所分层次的增加而增加。在这些软件中，将包含如下几大的功能：

　　1、智能化的网络功能

　　通过网络来实现各层之间的信息共享和智能化操作与管理，中心服务器软件作为控制中心，通过各层服务器的软件，将以下的各层构件成一个有机整体，真正实现整个监控网络的一体化，做到全网联动，智能管理。

　　2、来越强的控制功能

　　网络的大型化决定了控制软件的发展趋势之一就是越来越强的控制功能，包括强大的硬盘管理功能，为了提高硬盘利用率和存取速度的存储区的分组管理技术；高效率回放的定点和定时的信息重放技术；形成立体式、全方位报警响应的电子地图显示、声音、云台、矩阵、抓图、网络等多种联动功能。

　　3、越强的用户和安全管理功能

　　作为超大型监控网络，无论是信息本身还是安全技术，都是至关重要的。各式各样的安全设备需要整合，告警及安全需要合理分级，各级管理权限需要认证，各类事件需要合理分级与整合，还有常规网络面临的各种外部非法入侵等。

　　4、更高的信号处理功能

　　在智慧城市安防应用新兴的软件中，植入更多的信号处理功能也将成为监控软件的一个发展趋势。因为社会资源的分散性和技术时间跨度较大必然造成数据格式的混乱，如果在软件中植入文件格式转换功能，就可以将不同格式的数据转换成某种标准格式，这在整合社会资源和公安资源时就能体现出相当的优势。

　　结束语

　　城市又将迎来它的一次变革。智慧城市在世界各地已初见端倪，在实体基础设施上建设的安防系统，将使城市更加智能与安全。虽然看似智慧城市离我们很远，其实也离我们很近，因为，我们一直在通往智慧城市的道路上执着前行！

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