基于智能视频分析技术的“智慧警务”建设思考

[摘 要]随着监控设备在社会安防领域的应用越来越广泛，视频分析技术已成为现代安防重要的技术手段。日益显著的突发性公共安全事件，提升了人们对安防监控的要求，已不仅仅满足事后取证，更需要提前预防、主动预警，由此，智能化视频分析技术日益成为视频监控领域前沿应用和未来发展方向。本文对智能视频分析技术进行了浅入的论述，分析了其产生的背景、目前研究及现实的应用现状，并结合现阶段公安系统“智慧警务”建设实践，对智能视频分析技术在公共安全领域和治安工程的应用进行了规划和建议。

[关键词]视频分析；智慧警务；公共安全；治安工程

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0294-02

1、引言

随着近年来各类突发性公共安全事件层出不穷，人们逐渐提高了对自身安全和社会公共安全的意识，对于公共安全的需求空前高涨，监控系统的效率日益成为人们关注的重点，原有的安防系统功能已无法满足安全需求，迫切需要真正实现实时监控，即时反应，在最大程度上减少甚至及时阻止危险事件的发生。在这一市场需求背景的催生之下，智能视频分析技术得到了长足的发展，成为了安防领域最炙手可热的话题之一，也是最前沿的应用之一。

2、智能视频监控技术发展演变及技术应用特点

作为安防系统核心部分的视频监控技术经历了三个阶段的发展演变，从第一代的模拟VCR系统（模拟摄像机+画面分割器+磁带录像机），发展到现在的第二代的模拟与数字结合的DVR系统（模拟摄像机+数码硬盘录像机），目前已经向第三代的完全数字化系统（NVR、网络摄像机）迈进（即：智能化视频监控技术）。

目前安防领域所使用的视频监控技术，缺乏对视频内容有效的智能分析，而主要靠人力来监视屏幕，完成某时间段视频图像的存储记录，故而只能为事后分析提供证据。无论模拟系统还是数字系统，都还是“实时监控，实时录像”的工作模式，监控人员面对成百上千的摄像机和海量的视频数据，无论是想及时发现警情做出反应，还是要提取有价值的录像都异常困难，使视频监控系统沦为一个事后查看的工具，完全是一种“被动”的监控模式，并不能减少案件的发生。随着社会的发展，人们对安防监控的要求，已不单单是事后取证的作用，更需要提前预防、主动报警等功能。因此被动式视频监控状况必须改变，变被动为主动，在此大前提下，智能视频分析成为视频监控领域的前沿应用和发展方向。

智能视频分析技术，是指在综合多学科研究成果的基础上，采用高效的智能视频分析算法，并借助相关硬件的强大的处理能力，通过分析和预设各种行为模式形成核心算法，对视频采集前端实时采集的视频流进行特定分析和提取，当发现与算法中预设的规则相一致的行为或情况发生时，自动向监控系统提示分析结果，并根据不同情况采取相应处理措施，联动报警或人工干预。智能分析技术的发展极大地提高了人们对危险情况的掌控能力及对各类案件的侦破能力，实现了安防监控技术的革新。

智能视频分析技术本身通过对先进计算机技术的应用，对视频图像进行分析，过滤掉大量不相关的内容，为监控人员提供有用的关键信息进行实时分析，变“被动查询”为“主动预警”，可以在案件发生之前发出警告，防患于未然。

3、智能视频分析技术在社会公共安全体系中的应用现状

2005年10月，公安部对全国城市报警与监控系统建设试点工程（即“3111”试点工程）进行了部署，确定了22个城市为技术试点城市，全国各省、市、自治区确定了400多个试点县、市、区。2010年，全国主要大中城市已基本完成城市报警与监控系统建设。2011年，平安城市进入整体推进阶段，推广至每个地级市，整体直接投资近1000亿元。未来五年，中国各大城市将继续投入巨额资金全面开展城市报警监控网络建设。

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。随着城市视频图像监控系统建设应用实践的不断深入，平安城市建设中的重中之重―视频安全技术防范体系已成为治安防范的重要手段和社会治安防控体系建设的重要组成部分，在预防、发现、控制和打击违法犯罪，提供破案线索，固定违法犯罪证据等方面发挥着其他手段所不可替代的重要作用。

公安部门是平安城市建设的最强有力的组织，但目前公安部门在建设平安城市的过程中却面临的诸多难题，首先，平安城市的建设在业务上缺乏有机整合，视频监控系统的建设各自为战，重复建设现象严重；其次各个体系覆盖面小，应用面窄，现有的视频监控系统缺乏与应急处置、警务指挥等业务的无缝对接，视频利用程度不高，功能不完善，没有完全整合视频、卡口及关联数据库等系统，存在着较为严重的信息孤岛问题，虽然具有庞大的数据资源，但是这些数据却没有得到有效的利用，总的说来这些系统和设备所产生的信息都缺乏深度应用和综合应用。

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、社会发展不均衡，相关系统建设有先有后，建设厂家参差不齐，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。

网络监控摄像机的诞生解决了传统监控效果的难题，改变了传统的连接方式，更简单更便捷，但同时衍生了更庞大的存储需求和更高的带宽满足，以目前最基本的720P效果为例，每路视频压缩到较低码率也要每小时3G容量需求，一个月监控录像就要2TB左右的容量，那么试想一下，如果一个城市需要几万路这样的高清监控，如此庞大的视频文件，有如潮水般的冲击着存储系统，对存储设备的容量，读写性能、可靠提出了更高要求。同时，也考验着视频查看人员的神经。为了查找到一个有用线索，几千人查看视频资料的大会战也时有耳闻。

在此背景下，具有录像智能检索，支持大规模应用、多级复杂组网、云存储、跨域传输，并能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智能视频分析技术平台应运而生，但目前还很不成熟。

4、“智慧警务”建设中应用智能视频分析技术的实际解析

2013年太原被列入国家首批智慧城市建设试点，太原的智慧建设随即全面启动，智慧医疗、智慧环保、智慧警务、智慧城管、智慧交通、智慧教育……渗透到人们生活的每个角落。“智慧警务”是太原公安信息化工作的别称，包括民警执法配备执法监督仪、“天眼工程”等。“智慧警务”充分利用物联网和视频监控技术，实现多渠道的数据采集，通过云计算和智慧分析技术实现对采集到的各种文字、图片、视频等数据进行方便、灵活、易扩展的存储与查询，以及智能分析和处理应用。

结合已有的警务信息化成果和太原智慧城市总体规划，“智慧警务”工程将按照两个阶段来建设：第一阶段：完善现有的公安专网、视频物联网和移动警务网等网络环境，实现视频监控的全覆盖，强化基于警用地理信息系统的可视化指挥、警卫、交通管理、警力监控、勤务管理、视频侦查等多警种综合应用，实现和完善警用信息化装备。第二阶段：搭建警务云计算环境，实现对视频等大数据的挖掘和分析，实施智能管控。对消防、监管、交警、刑侦等重点业务，构建信息化、智能化、高效化的新型警务模式。全面实现智慧警务，为城市安全提供坚实的保障。

虽然近年来智能视频分析技术在“智慧警务”建设中取得了一定发展，但要真正实现在全市范围内的视频分析智能化还需要长久的努力。主要瓶颈有以下几点：

4.1 智能分析算法有待优化

随着技术水平的升级，应用智能化的视频分析技术成为视频监控行业的趋势，公安行业良好的网络带宽给了智能视频技术一个优质的展示舞台。清晰度不足、智能识别率低、传输与共享能力、行业限制等方面的问题都能很好的解决，因此可以看到越来越多平安城市项目里采用智能视频分析技术作为试点运行。但智能视频分析准确率受环境整体环境影响大，针对复杂异常行为建模困难，目标与背景接近会导致目标特征信息提取困难；运动目标被遮挡，会造成目标信息缺失；目标移动速度过快或算法计算过于复杂导致跟踪的有效性较低，上述因素易造成误报、漏报、跟踪困难等结果。

4.2 缺乏对公安各部门量身应用的针对性

公安各部门针对不同的警种特色有不同的智能分析需求，因此算法要更加深化到具体片区警务、警种体系，要求不一且功能不一，不存在完全满足各类部门的标准视频分析算法。

4.3 技术应用的覆盖面受到限制

视频监控技术的实施主要依靠公安信通部门。由于智能视频分析技术起点高，知识涵盖面广，要求应用人员有一定的系统开发能力，目前公安系统的其他部门都未得到此技术的普及及应用，更别说处于警务前线的辖区派出所，技术应用的覆盖面受到了限制，降低了视频分析智能化监测的效率。

4.4 民警缺乏对事前预警的重视

目前大部分民警对于公安视频的认识仍然停滞在是“监控覆盖率”、“回放查看”、“静态分析”的被动使用状态，缺乏对事前预警系统的重视。

5、安防领域智能视频分析技术未来发展的规划和建议

5.1 技术应用整体推进

智能分析算法是建立在专业图像采集设备之上的功能组件，其效果的好坏，严重依赖于基础的图像采集设备。前端视频监控设备规范化建设的水平决定着智能分析算法的成败。智能分析算法的运算结果作为数据被装入数据仓库，数据仓库搜索引擎的优劣影响着用户的最终体验。同时逻辑组件通过从数据仓库获取数据进行目标的行为分析，并将结果自动呈现在用户界面上。只有综合统筹推进这四方面的技术进步，才能有效实现先进的用户业务逻辑。

5.2 应用领域趋于集成化

智能视频分析技术要依托于物联网建设的大背景，随着安防监控大平台建设和发展，要求智能视频分析技术在应用领域更加集成化，智能化程度更加集中，但所下辖分支更加细密。

5.3 算法应用智能化

随着智能分析技术的不断发展，相关分析算法会越来越优秀，分析功能会越来越成熟，智能分析的应用部署与用户操作也会向着越来越易用的方向发展。

6、结束语

在视频监控领域，集成化、平台规模化、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，社会公共安全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，创新新应用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究会脱颖而出。