从美国的9·11到英国的地铁爆炸事件，给世界敲响了安全警钟，因而城市安防监控系统必须要智能化，才能事前预/报警，真正保城市平安。作为一个城市的安防监控系统，到底需要什么样的智能化功能，才能真正保证城市平安？警用装备检测 , 指纹锁检测

 
     引言

 
      随着光电信息技术、微型计算机技术、图像检测、处理与识别技术的不断发展，安防监控技术也从数字化、网络化，向智能化方向发展。近年来，城市报警与监控系统建设不断推进，这标志着在全国范围内提高城市治安管理水平已经成为社会安全的重要议题之一。但我国的城市治安管理应用安防监控技术起步较晚，大量的应用还只是存在于重点防范的银行、车站等区域。随着现代信息社会的发展，城市的交通、治安、流动人口以及社会突发事件的监控，已越来越受到各级领导的重视。

      近几年，我国的宽带网络普及速度很快，很多城市还相继建起了高速的城域网。各种网络已经覆盖到了城市的各个角落，为利用已有的这些网络来传输视频图像提供了基础。使用IP网络来传输视频图像具有费用低、易于扩容、组网方便、配置灵活、施工周期短等特点。这就要求固守传统已久的安防产业，积极地采纳IT技术，通过网络实现各个子系统和组件的互联和联动。随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种视频信息处理、识别与跟踪技术的出现，全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显，其高度的开放性、集成性和灵活性为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件，同时也为整个安防产业的发展提供了更加广阔的发展空间，崭新的应用模式和市场机遇不断涌现，而智能化视频监控则是网络化视频监控领域最前沿的应用模式。

      实践证明，城市安防监控必须能事前预/报警，才能防范于未然。因此，城市安防监控除数字化、网络化外，还必须要智能化，即将监控工作交给计算机。也就是说，安防监控系统要实现让计算机代替人去监看视频图像。这种技术要内嵌智能化软件平台，通过预先设定的录像比对平台，将系统监控到的情况与保安管理方案作对比，从而自动分析检测出存在的隐患并及时预/报警。由此可见，平安城市安防监控系统必须要智能化。只有智能化，才能真正发挥“防患于未然”的作用，才能真正保城市平安。那么，一个城市的安防监控系统，到底需要一些什么样的智能化功能，才能让我们工作与生活的场所更加安全，才能真正保证城市平安，这就是本文所要讨论研究的问题。

      平安城市必须要有真正的智能交通系统

      一个城市，没有交通安全是不行的。因此，城市安防监控系统，首先必须要有真正的智能交通(ITS)系统。这种智能交通系统，需具有以下几个部分：

     车辆检测、识别、跟踪与预/报警功能

      该项智能化功能，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。

      目前，进行车辆检测的方法很多，但以视频车辆检测器所检测的交通参数最为齐全，且所采集图像的摄像机还可与道路监控的摄像机兼容，并便于识别与跟踪，是智能交通ITS中车辆检测的最佳选择与发展方向。

      视频检测器是通过视频摄像机作传感器，在其视频范围内设置虚拟线圈，即检测区。当车辆进入检测区时，使背景灰度值发生变化，从而得知车辆的存在，并可提供全面的交通数据信息和事故检测信息，如道路上车辆的车流量、平均速度、平均车头时距、车道占用率，车型分类、停车报警、逆行报警，拥堵报警等信息。因此，可为管理人员提供可视图像，使管理更直观可靠。并且，利用单台摄像机可检测多车道。

 通拥堵检测及自动疏导功能

      该项智能化功能，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。

      为了及时有效地发现交通拥挤，在视频检测系统上端软件中加入了“常发性拥挤自动检测及警告”模块。在交通拥挤发生时，行程速度参数反映交通流变化上最敏感，交通量次之，利用视频检测技术和拥挤检测算法，可以准确及时地得到交通流量、行程速度及车道占有率和交通延误等交通参数(后3个参数是传统检测方法无法准确得到的)，从而实现对道路拥挤程度的直接测量。如果有拥挤，就发出警告并自适应控制红绿灯的转换时间。

      此外，交通管理中心还可以利用这些数据，在发生交通堵塞或交通事故时迅速采取措施。并且，交通管理中心还可把采集的交通数据处理后，通过道路上的电子显示屏或交通电台等途径传给司机。这样，有助于疏通车流、减缓交通拥挤，并可使司机提高警惕，防止事故发生，以优化行车路线。
  

     车辆异常行为检测、识别、跟踪与预/报警功能

      该项智能化功能，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，立即进行预/报警。

      车辆异常行为检测系统，用来检测车辆行驶行为，当行驶异常时即预/报警。通常，系统首先通过背景减除提取运动图像，并进行跟踪和目标类型识别。如有一辆汽车驶入人行道时，系统会自动在该车周围打出两个红色问号，表示其行驶异常，并同时发出警报声，以引起监控人员的注意。当车辆退出人行道后，红色问号消失，警报解除。又如有一辆小汽车快速在停车场或高速公路收费广场逆行，这时系统会在其周围打出两个红色惊叹号，并发出警报声，表示其行驶行为已经发生异常。再如，那种频繁超越各车道正常行驶车辆的超速行驶的车辆，多为被劫或逃窜等车辆，也属行驶行为异常车辆，这时系统要发出急促的警报声等。这种车辆异常行为检测系统，尤其在城市道路监控中有非常大的作用。

      显然，这种报警功能的实现，可以在无人巡视的条件下，自动检测车辆的违章行驶，从而可实现高效智能化的交通管理。

      电子警察功能

      该项智能化功能，能检测识别车辆的违规，如闯红灯、超速、逆行与非法停靠等。

      电子警察视频检测系统是通过高清晰度摄像机对动态的交通视频图像实时采集，并输入到计算机进行视频图像的实时检测与处理。这种视频检测技术能克服天气、行人与环境的背景变化等干扰，从而能较好地实现道路交通信息采集、车辆行驶行为检测、路况图像实时监控等功能。

      具体的电子警察视频检测系统能自动检测机动车冲红灯、超速、逆行、压黄线等违章行为。当系统检测到机动车的这些违章行为时，即通过视频检测工控主机控制违章检测控制单元控制闪光灯驱动单元，使闪光灯闪光，由近景摄像机拍摄违章车辆的车牌号像片，远景摄像机拍摄该方向的全景像片。并在违章车辆的图像上，记录车辆违章的时间、地点以及车速。同时，将该结果存贮起来，生成违法图像信息数据库，并根据实际要求生成违法处罚通知单，通过光纤网络自动传输到交通管理部门作为执法依据。以规范司机遵章驾驶，提高道路的通畅能力，保障人民生命财产安全。

道路治安卡口机动车视频检测功能

      道路治安卡口机动车视频检测系统一般用于城市道路或高速公路出入口、收费站及重点治安地段的治安卡口。该系统可自动识别过往卡口的车辆牌号与车牌特征，自动核对黑名单库，验证出车辆的合法身份。此外，还可对路口情况进行监控和管理，包含出入口车辆的采集、统计、存贮数据和系统工作状态，以便工作人员对道路交通安全进行监控、统计、查询和打印报表等工作。

       道路治安卡口机动车视频检测系统的工作原理是，根据每一车辆对应唯一的车牌号，通过近景与远景摄像机对路口过往的每一车辆车牌号图像和车辆全景图像进行连续全天候实时记录，并进行车牌号自动识别。通常，系统是通过高清晰摄像机及高倍率自动光圈镜头，对路口交通状况实施监视的。在监控室，还可通过系统遥控前端的摄像机转动、控制镜头的调焦、变倍；在晚上，为保证系统得到高清晰度的图像，还可自动开启道路上所配置的路灯设施。在与对应地区的车管库相连接的情况下，可对比分析当前过往车辆是否为合法车辆，若为违法车辆即自动报警。并且，还要及时准确地为系统提供相应车辆的车型、颜色、车牌号、行驶方向、车速、经过时间等各种参数，以保存到数据库，且数据具备联网查询功能。

      车牌自动识别功能

      该项智能化功能，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。

      采用计算机视觉技术识别车牌的流程通常都包括车辆图像采集，车牌定位，字符分割，光学字符识别，输出识别结果5个步骤。

      车牌自动识别系统能将输入的汽车及车牌图像通过处理识别，输出为几个字节大小的车牌字符串，它无论在存储空间的占用上还是与管理数据库相连方面，都有无可比拟的优越性。这在大型停车场，交通部门的违章监测（电子警察）、高速公路及桥梁的收费站管理等方面，有着广泛的应用前景。
  

      GPS定位控制与跟踪功能

      大家知道，全球定位系统GPS应用于移动目标的监控有着其他监控手段无法比拟的优势。该系统采用世界领先的GPS全球卫星定位技术对移动目标进行实时定位；利用GSM全球移动通讯技术即GSM数字移动通信网络进行实时数据传输；利用GIS地理信息处理技术即以GIS电子地图和空间信息系统为支撑平台。同时，还采用大容量数据采集技术和大容量数据存储等计算机网络通信与数据处理技术，以尽可能多地采集并记录车辆行驶过程中大量的数据信息，自动生成图形和数据，进行统计、比较、分析、列表，从而提高车辆营运管理工作的效率。因此，能够实现对车、船等移动目标的精确定位跟踪、监控报警、反劫防盗、指挥调度和信息查询管理等。这种3G的系统具有定位精度高、稳定性强、使用效果好等特点。

      该项智能化功能，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。

不停车收费功能

      该项智能化功能，主要用于高速公路、城市入口等收费站的不停车收费，以利于车辆通行，解决交通瓶颈。这种不停车收费系统，一般有两种类型：一是通过路侧天线与车载电子标签之间的专用短距离通讯，在不需要司机停车和其他收费人员采取任何操作的情况下，能自动地完成收费全过程的ETC不停车收费系统；二是利用3G的可实现全天侯24小时不停车收费与分时段收费；实现车辆全程跟踪与定位以及道路信息查询等功能的GPS不停车收费系统。

      显然，采用不停车收费的好处有：杜绝少数不法收费员贪污路费；无需收费广场，节省收费站的占地面积；节省能源消耗，减少停车时的废气排放和对城市环境的污染；降低车辆部件损耗；减少收费人员，降低收费管理单位的管理成本；无需排队停车，节省出行人的时间；避免因停车收费而造成收费口堵塞，形成新的瓶颈等。
  

      平安城市必须要有人与物的异常行为的检测识别功能

      一个城市的安防监控系统，还必须要有人与物的异常行为的检测识别功能，只有有了这种智能化功能，就不会出现像英国那样的爆炸案及其他犯罪等事件。具体有以下几个部分：

      视频移动探测、跟踪与预/报警功能

      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，如侦测到贵重物体被盗移动或人的违法犯罪的移动，即可预/报警。

      人的异常行为的检测识别跟踪与预/报警功能

      在平安城市的监控中，必须要能检测图像序列人的异常行为，以维护城市治安，保障人民生命和财产安全。如人翻越院墙、栏杆，或实施打架、斗欧、抡劫与绑架等，均属异常行为，自动识别后，即锁定跟踪与预/报警。

      该项智能化功能，能事先制止打架、斗欧、抡劫与绑架等犯罪行为，即使来不及制止也能尽快破案。

      非法滞留物的识别、跟踪与预/报警功能

      该项智能化功能，能事先排出爆炸物等犯罪行为，这在平安城市的监控中非常重要。

      实际上，它也是通过检测图像序列中物的异常行为，如箱子、包裹、车辆等物体，放在敏感区域停留的时间过长，或超过了预定义的时间长度等就产生预/报警。因为这种情况大多可疑是放置的易燃易爆炸物品，应及时预/报警，并及时探视，如系易燃易爆炸物，就可及时排除。因此，有了该项智能化功能的好处就可想而知了。其典型的应用场景包括机场、火车站、地铁站等重要领域。

       人群及其注意力检测控制、识别与预/报警功能

      该项智能化功能，能识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等，用以避免形成拥塞，或者及时发现可能有打群架等异常情况。其典型的应用场景包括超级市场、火车站、娱乐场所等人员聚集的地方。此外，还可统计人们在某物体前面停留的时间。据此还可以用来评估新产品或新促销策略的吸引力，也可以用来计算为顾客提供服务所用的时间等。

      出入口人数等统计功能

      该项智能化功能，能够通过视频监控设备对监控画面的分析，自动统计计算穿越重要部门、重要出入口或指定区域的人或物体的数量。如用在军事设施、重要保密单位、重要科研与办公场所等。这一智能化功能的应用，还可在服务、零售等行业用来协助管理者分析营业情况，或提高服务质量。如为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量等。

平安城市必须要有对通辑、嫌疑、惯犯等的检测识别功能

      在平安城市中，为了能防止通辑犯、嫌疑犯、惯犯等再度犯罪，必须要有对他们检测识别的功能。不需要人的配合的非接触式的人体生物特征识别技术，有面像、步态、声音识别三种可嵌入城市安防监控系统完成这一任务。现分述如下：

     人的面像识别、跟踪与预/报警功能

     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。这种面像识别系统，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，立即预/报警，并跟踪锁定其面部，直到公安完成抓捕解除警报为止。

    人的步态识别、跟踪与预/报警功能

     人的步态识别，更适合于智能视觉监控的应用，因为它比面像识别的距离更远，并且人在任何方向行走均可识别，即使背对着摄像头也可。如追捕通辑逃犯、嫌疑犯、与惯犯，可通过捕捉各要道口的人的步态，与数据库档案中的步态特征进行比较，来识别或验证是否该犯的身份。

      该项识别系统，最好安置在银行、珠宝店、文物保管与重要机密保管地。这样，戴着面具的劫匪，还未实施抡劫，其行走的步态就已识别出来，而使罪犯的阴谋不能得逞。在识别出该犯后，立即预/报警，并跟踪锁定其步态，直到公安完成抓捕解除警报为止。

      人的声音识别、跟踪与预/报警功能

      人的声音识别，是通过所监听场景中的声音，记录与识别出特定的个体。如追捕通辑逃犯、嫌疑犯、与惯犯，可通过与数据库档案中的声音特征进行比较，来识别或验证是否是该犯的身份。在识别出该犯后，立即预/报警，并跟踪锁定其声音，直到公安完成抓捕解除警报为止。

安城市必须要有对城市灾害的检测识别功能

      在平安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、跟踪与预/报警的智能化功能。具体有下面几种：

      平安城市火灾的探测、识别、跟踪与预/报警功能

       该项智能化功能，是通过摄像头探测到以前没有而突然出现的一定的烟雾与火苗的情况，能及时预/报警，使消防队尽快赶到现场，以便及时扑灭火患。


水灾水位与雨量的探测、识别、跟踪与预/报警功能

      该项智能化功能，是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。它是通过十字标尺所设置监控目标移动的刻度，来自动预/报警的。如划定十字标尺一警戒线，到达后即自动预/报警，以便采取措施，防止水害。

      风雪灾的探测、识别、跟踪与预/报警功能

      该项智能化功能，是通过带十字标尺摄像头检测识别风雪灾造成的情况，如十字标尺所监控的危险大树等欲倒、所下的大雪封路等，应自动及时预/报警，以便采取措施，防止风雪灾造成的危害。

      危房与堤坝的倾斜与倒塌的探测、识别、跟踪与预/报警功能

      该项智能化功能，是通过带十字标尺摄像头监控房屋、水库与江河堤坝及铁路公路旁山坡倾斜裂开的程度，如到达十字标尺划定的警戒线，即自动预/报警，以便采取措施，防止突害的发生。

      结束语

      上面所述平安城市的4个方面20项的智能化功能，仅是笔者的设想。如果平安城市的智能安防监控系统能实现这些智能化功能，那么我们的城市就能真正保平安。因此，这是平安城市建设智能安防监控系统的发展方向。作者为中国光电与安防技术专家、教授，本刊技术专家顾问。