淺析公安視訊大資料智慧支撐體系的構建
作者：張鑫
作者單位：北京市公安局
一、背景
近年來，中央、公安部、北京市先後下發了《關於加強社會治安防控體系建設的意見》（中辦發〔2014〕69號）、《關於加強公共安全監控建設聯網應用工作的若干意見》(發改高技〔2015〕996號)、《關於進一步加強公安機關視訊影象資訊應用工作的意見》（公通字〔2015〕4號）、《<‘十三五’平安中國建設規劃>公安資訊化重點專案建設任務書》、《北京市公共安全視訊監控建設聯網應用工作實施方案（2016-2020）》等政策指導檔案，對加強公共安全視訊監控系統建設、聯網，深化視訊影象資訊智慧化、實戰化應用提出了指導和要求。
目前，實施公安大資料戰略是全國公安工作的重點之一。公安部部長趙克志在全國公安廳局長會議上指出“把大資料作為公安工作創新發展的大引擎，培育戰鬥力生成新的增長點，大力實施公安大資料戰略，著力打造資料警務、建設智慧公安”。日前，公安部黨委審議通過了《公安部大資料智慧化建設規劃設計方案》，視訊影象大資料作為公安大資料中資料量最大、處理手段最複雜的重要組成部分、重要資料來源頭和重要應用載體，正迎來全域性戰略驅動、深度需求牽引和高新技術推動的大好發展機遇。
二、現狀及問題
近年來，藉助“雪亮工程”，公安部門大力加強視訊監控系統基礎建設，建成了高清視訊聯網與共享平臺、搭建了高清視訊專網、完善了視訊監控點位覆蓋。在視訊應用方面，圍繞人、車、物的識別提取，開展了視訊影象資訊智慧應用，初步形成覆蓋重點地區的“視訊資料天網”，開啟了視訊“大資料時代”。但是對照公安大資料發展戰略，視訊建設應用方面還存在視訊聯網共享發展不均衡、高清監控改造不全、點位佈局不科學、聯網整合不充分、平臺功能不完善、平臺視訊碼流併發效能等問題已成為影響影象呼叫穩定性的瓶頸。人臉卡口、車輛卡口等智慧前端建設不足，視訊影象資訊資料庫標準化建設滯後，視訊影象資訊匯聚總量偏小，視訊智慧分析與應用還處於起步階段。已建的人臉、車輛、人證核驗等影象資訊採集、儲存、應用較為分散，各自為戰、標準不一，一定程度上形成了新的應用孤島，人像基礎資源、車輛檔案資源共享不充分，制約了整體效能的發揮。對公安業務場景應用研究尚不深入，大多停留在查詢、檢索和比對上，貼近實戰需求的模型較為匱乏，系統解決業務難點的應用模式還不成熟，沒有充分挖掘視訊大資料資源的有效價值。
三、視訊大資料智慧支撐體系總體設計
1.總體目標
以“十三五”平安中國建設任務、“雪亮工程”建設要求為指引，緊密結合社會治安防控體系建設任務，依據“統一領導、統一規劃、統一標準、統一管理”的工作原則和“全域覆蓋、全網共享、全時可用、全程可控”的工作要求，以雲端計算、大資料、智慧分析、現場感知等技術為依託，構建分層次的視訊大資料智慧支撐體系。全面推進新型智慧化前端建設，優化視訊傳輸網路，整合多種視訊影象智慧應用手段，實現視訊影象資訊資源的大整合、高共享。強化基於視訊大資料的深度應用，構建視訊影象資訊綜合應用平臺，為各警種、各基層實戰單位提供人臉、人員、車輛、案事件等應用服務，最大化挖掘視訊警務大資料應用的整體效能。
2.總體框架
依據國家和行業標準要求（《公共安全視訊監控聯網系統資訊傳輸、交換、控制技術要求》（GB/T 28181-2016）、《公安視訊影象資訊應用系統》（GA/T 1400-2017）、《公安視訊影象分析系統》（GA/T 1399-2017）、《公共安全視訊監控聯網資訊保安技術要求》（GB35114-2017）等），視訊大資料智慧支撐體系按照“市、區兩級建設”的總體框架和“雙網雙平臺部署”的技術架構開展建設，即市局和分局分別在視訊專網和公安資訊網雙網部署視訊影象雲基礎設施，搭建視訊聯網共享平臺、視訊影象資訊資料庫、解析系統和應用系統，建設完善安全管控系統和運維管理系統，建設各類視訊影象前端採集裝置，形成全域性視訊影象資訊採集傳輸、匯聚整合、分析應用、安全與運維管理的完整體系。
“市、區兩級建設”，即市局層面，整合全域性視訊資源，全量匯聚視訊影象結構化資訊，按需匯聚人像、車輛卡口圖片、案事件視訊影象等非結構化資訊，開展基礎性、跨區域的視訊建設應用。分局層面，在市局的統一規劃下，開展本地區視訊前端裝置佈設、資源聯網、視訊應用等工作，全量儲存使用本地區視訊影象結構化資訊及圖片、視訊等非結構化資訊，結合轄區實際，開展實戰性、多領域的視訊建設應用。
“雙網雙平臺”部署，即視訊專網部分定位為視訊影象資源生產和基礎應用，側重原始視訊影象資源採集、儲存、解析、共享，提供視訊調閱、布控預警等通用性、實用性視訊影象應用。公安資訊網部分定位為公安大資料應用，側重解析後的視訊影象資源資訊儲存、關聯、服務，在視訊影象資料與其他警務資料融合的基礎上，提供多維大資料分析應用，開展視訊影象智慧化綜合服務。
3.邏輯架構圖
視訊大資料智慧支撐體系總體邏輯架構由“四層三體系”組成，四層分為基礎設施層、平臺服務層、業務應用層以及使用者層，三個體系包括運維管理體系、安全管控體系、標準規範體系。
基礎設施層由前端採集、基礎網路、視訊雲構成，主要提供視訊影象資訊採集、整合的基礎環境支撐。平臺服務層由基礎平臺、資料服務、應用服務組成，主要完成視訊影象資訊資源的匯聚、處理、分析和服務，為各業務應用和終端使用者提供視訊基礎支撐。具體可以歸納為採、匯、析、用、管。
採：推進視訊監控、人車卡口建設，採集社會面各類多維感知資料。
匯：通過基礎網路和雲基礎設施，統籌將視訊監控、人車卡口、視訊門禁、無線圖傳以及離線採集的影象資訊資源等匯聚到基礎平臺和檢視庫中，解決視訊影象資源零散、跨區調取共享難的問題。
析：利用視訊影象解析技術，自動提取人、車、物等資訊，解決海量視訊資源難以處理、價值未能深挖的問題。
用：全面開放視訊平臺的資料和能力，與公安大資料平臺相互融合，形成各類視訊影象技戰法和分析模型，為各警種提供人、車、案等應用服務支撐。
管：按照標準規範，建設運維管理系統和安全管控系統，形成視訊影象資訊資源全生命週期閉環管理模式。
四、主要建設內容
1.建設智慧化採集前端，實現視訊影象資訊多維化採集。
根據業務需求，充分考慮已有點位的基礎條件，在全市重點路段、重要制高點、交通樞紐、人員密集場所、大型活動安保場所等區域，科學布建高清攝像機、智慧人車卡口以及人證核驗裝置等，開展視訊監控覆蓋率、高清率達標建設，構建分層次、網格化的視訊影象資訊採集系統，形成“覆蓋全市、布控嚴密、感知精確”的點位佈局。探索建立視訊點位布建規則庫，指導前端點位選取和裝置選型，並與電子地圖結合，直觀展示已建、改造、新建以及規劃建設的點位位置，提升前端布建的科學性和有效性。
2.完善高清視訊專網，保障視訊傳輸質量。
視訊專網是視訊資源共享的承載網路，同時還承載著與電子政務外網以及其他網路視訊影象資訊的傳輸互動，是視訊資源整合和深度應用的基礎支撐網路。市局到分局到各基層所隊的視訊傳輸網路頻寬應滿足視訊影象資源傳輸匯聚的要求，並通過網路可靠性等技術，保障視訊傳輸穩定可靠。
3.建設視訊雲平臺，提供視訊基礎設施支撐。
建設市、區兩級視訊雲平臺，實現物理分散、邏輯集中、資源和演算法按需調配，保障市、區兩級的任務協同、演算法協同、資料協同和資源協同，提高資源使用效率，支撐視訊聯網、檢視解析、視訊大資料三位一體的視訊業務服務。視訊雲平臺建設應滿足公安部關於雲端計算基礎設施建設的相關檔案要求。
4.完善視訊聯網共享平臺，提升聯網共享能力。
進一步完善聯網共享平臺，推進公共視訊資源的匯聚和跨部門、跨區域共享，加快聯網設施標準化改造，確保各級平臺滿足28181新國標要求。優化各級平臺的碼流轉發、錄影儲存等基礎功能效能指標，推進視訊監控資源聯網率達標建設，提升視訊調看的實戰支撐能力。
5.建設社會視訊資源接入平臺，拓展視訊資源整合範圍。
建設社會視訊資源接入平臺，優先接入娛樂場所、賓館酒店、智慧社群、停車場等社會面重點行業領域的二三類視訊影象資訊資源，併為政府各委辦局提供視訊資源的共享應用。社會視訊資源接入平臺通過安全方式聯通視訊專網，平臺介面應符合28181新國標要求。
6.建設視訊影象解析中心，提供視訊影象解析服務。
按照《GA/T1399-2017》標準，市、區兩級建設視訊影象解析中心，對關注的人、車、物等目標進行檢測、識別、描述、比對、行為分析以及視訊增強復原等，形成易於自動判別或人工判別的分析結果，為公安大資料提供鮮活、海量的視訊資料來源，是實現視訊智慧應用的重要支撐。在視訊專網和公安資訊網分別部署視訊影象解析中心。視訊專網解析中心側重於對視訊專網裡的聯網視訊、離線視訊檔案、人臉車輛抓拍圖片等進行解析；公安資訊網解析中心側重於對公安內部視訊以及公安網各類應用系統中的視訊影象資訊（如證照類圖片等）進行解析。
7.建設視訊影象資訊資料庫，提供視訊資料整合共享服務。
按照《GA/T 1400-2017》標準，市、區兩級在視訊專網和公安資訊網分別建設視訊影象資訊資料庫。視訊專網部署人/車的原始資訊庫，側重實時計算；公安資訊網部署人/車專題庫、案事件庫、布控庫、靜態資源庫等，側重業務分析。視訊專網檢視庫通過安全措施向公安資訊網檢視庫推送視訊影象資料。
8.建設視訊影象資訊應用服務平臺，全面推進視訊影象資訊的深度應用。
按照《GA/T 1400-2017》標準，以視訊解析中心、檢視庫及相關業務資訊為基礎資料資源，依託視訊專網、公安資訊網，市、區兩級分別建設視訊影象資訊應用服務平臺。視訊專網側重基礎的人像、車輛和視訊結構化應用，提供基本的結構化和目標布控等功能；公安資訊網側重人像、車輛大資料、與其它警務資料關聯分析以及演算法模型構建等應用，提供多維分析等實戰功能。市局平臺集人像、車輛、案事件、地圖、解析、資料等服務於一體，支撐視訊影象資訊查詢檢索類、綜合分析類、解析處理類、構建模型類等應用，形成統一的平臺服務介面，支撐情報研判、指揮排程、反恐維穩、安保警衛、執法辦案、治安防控、技術偵查、民生警務、內部管理等專業應用。
9.完善視訊影象資訊保安管控系統，確保視訊影象資訊保安可控。
視訊監控系統安全體系嚴格按照公安資訊化系統安全體系建設的總體要求，在實現物理安全（機房安全、裝置防破壞等）、網路安全（邊界安全、傳輸安全、入侵防禦、防火牆等）、系統安全（資料庫安全、漏洞掃描、安全審計等）的基礎上，對照《GB35114-2017》國家強制標準，按照誰建設誰主責、分級分域防護原則，市局、分局兩級構建視訊影象資訊保安管控平臺，升級系統和前端裝置，實現對本級視訊監控裝置、視訊使用人員的准入控制和身份認證，以及對視訊影象的加密傳輸和防篡改，全面強化視訊資料和視訊應用的安全管理。
10.完善運維管理系統，實現自動化、智慧化運維管理。
統籌市、區兩級運維管理平臺，對視訊專網和公安資訊網內視訊相關裝置、軟體進行統一管理，具備裝置及鏈路監測、視訊質量檢測、視覺化展現、巡檢管理、故障告警、工單管理、統計分析等功能，實現巡檢、備份等維護工作自動化，實現執行狀況可視、可控、可管的目標，加強“一機一檔”管理考核，提升視訊監控資源檔案的規範化、精細化管理水平。建立視訊前端裝置檢測診斷、工單流轉、故障修復等響應流程，提升視訊前端裝置線上率、視訊影象完好率。
五、視訊大資料智慧應用需要關注的技術重點
1.加強資料匯聚治理，構建視訊影象資訊資料庫。
視訊影象資訊資料庫是視訊影象大資料智慧應用的關鍵環節，而目前檢視庫建設普遍面臨資料匯聚難、資料治理難、資料溯源難等問題。為此，公安部專門制定了《GA/T 1400－2017》標準，各單位在建設視訊影象資訊庫時都必須遵循這一標準，所有檢視資料也要按照統一標準逐級匯聚到市局視訊影象資訊資料庫中，形成全域性視訊影象資訊總庫。在建設過程中，一要儘可能匯聚多種維度、多種來源、多種格式的原始視訊影象資料，形成原始庫；二要對原始資料進行提取、清洗、關聯、比對、標識等操作，基於統一的資料模型，構建人員、車輛、地點、物體、事件、組織等要素的資源庫；三要針對各警種業務需求，構建具有業務屬性的專題庫，提升資料服務能力。
2.探索演算法排程管理，構建視訊影象解析系統。
目前視訊影象解析系統建設普遍面臨著不同廠家的演算法不相容、同一個廠家的不同版本演算法之間也不相容等困難。我們在推進視訊影象解析系統建設，實現目標檢測、特徵值提取、視訊摘要、以圖搜圖、視訊影象增強與復原等功能的基礎上，可以通過構建多演算法庫，實現本級範圍內不同廠商、不同版本的視訊影象智慧演算法任務排程，以及市、區兩級之間演算法模型的級聯管理，支撐演算法模型的優化與共享，真正發揮多演算法模型的優勢。優先在演算法相同的分局之間推進視訊解析後資料的共享，讓市局的解析能力和資料資源下沉，同時也使分局之間實現資料的互通、共享，以便更高效地服務於分局視訊應用。後續依託多演算法排程管理，最終實現全市範圍內市局與分局、分局與分局之間的全量資料互通共享。
3.統一應用入口，建設視訊影象資訊綜合應用平臺。
目前，公安部門陸續建設了眾多視訊影象應用系統或者平臺，在取得一定實戰效果的同時也帶來了一些突出問題。各種視訊影象應用系統往往單獨建設，缺乏統籌考慮和有效整合，存在重複建設的同時也降低了工作效率。為此，我們提出要通過視訊影象資訊綜合應用平臺的建設，整合各類視訊影象的通用和專業應用，為各警種開展視訊影象智慧應用提供統一的入口。同時，基於視訊綜合應用平臺提供的通用服務能力，為各警種能夠快速開發各類視訊影象專用應用提供支撐。
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