互联网+智慧城市

解决方案建设方案

• 智慧城市概述

我国经过改革开放以来30多年的发展，城市化步伐不断加快，每年有1500万人口进入城市。预计到2025年，中国将会有近三分之二的人口居住在城市，中国已经进入到了一个城市社会。相关媒体曾报道1980年中国城市人口比例仅20%，而到2010年这一比例达到45%，是世界上城市人口最多的国家。随着人口的增多、资源紧缺、构成城市的每个系统都面临着严重的挑战和威胁。如城市健康医疗中看病挂号难、医疗费用高的问题；提高政府服务水平和减少行政费用支出之间平衡的问题；水资源短缺导致经常停水的问题；用电高峰期不得不停电的问题等。城市化虽然带来了人民生活水平的提高，但城市要保持可持续发展越来越受到各种因素的制约，需要转方式、调结构、提升解决突发性事件的能力让城市可持续发展。

自2009年美国IBM公司提出“智慧地球”以来，目前以美国、欧盟各国、韩国、日本、新加坡为代表的发达国家在“智慧城市”建设方面已取得了较为突出的成绩。

“十一五”以来，国家相继出台了一系列信息化相关政策，实施了“金字工程”和“电子政务”、“电子商务”等重大信息化工程，大大推进了包括城市信息化在内的国家信息化进程。“十一五”期间我国城市信息化的热点集中在“数字城市”。“十二五”规划中提出“要推动信息化和工业化深度融合，加快经济社会各领域信息化。发展和提升软件产业。积极发展电子商务。加强重要信息系统建设，强化地理、人口、金融、税收、统计等基础信息资源开发利用。实现电信网、广播电视网、互联网“三网融合”，构建宽带、融合、安全的下一代国家信息基础设施。推进物联网研发应用。以信息共享、互联互通为重点，大力推进国家电子政务网络建设，整合提升政府公共服务和管理能力。确保基础信息网络和重要信息系统安全”。城市数字化、智慧化已经成为了城市发展的必然趋势。

智慧城市是数字城市发展的高级阶段，数字城市是把信息数字化，更快、更方便、更准确的传输。相比数字城市，智慧城市有更广泛互联互通能力；更强的感知能力和认识能力；整个城市具有较为完善的行为意识和调控能力，具有多平台协同能力；智慧城市具有成熟的信息到知识智能转换机制和建立在这种机制之上的决策能力。

智慧城市是城市发展的新阶段，在数字城市的基础上加强物联网、云计算、感知技术等现代科学技术在城市规划、建设、管理和服务中的综合应用，全面信息化，以此为基础提升城市管理能力和增值的应用方面的服务，促进产业转型。智慧的城市意味着在城市不同部门和系统之间实现信息共享和协同作业，更合理的利用资源、做出最好的管理决策、及时预测和应对突发事件和灾害。

几年前我国开始推动数字城市、电子政务的建设，在新一轮的智慧城市建设热潮中，我国目前主要以电子政务和智慧城管为政府信息化起点，以物联网应用作为基础建设重点，把ICT以灌输的方式渗入城市的所有行业，力求加快建设，尽快达到城市的智慧化。但也存在着如缺乏智慧城市建设总体规划，多头建设、多头管理，“信息孤岛”；对信息基础设施集约统一建设认识不足，形成“摊大饼”发展模式，利用效率低下；没有把信息化作为一项战略性、持续性的工作，缺少长期的战略合作伙伴支撑等诸多问题。

• 智慧城市总体规划设计

“智慧城市”是一个复杂长远的工程。首先要了解“智慧城市”的发展现状与趋势，从而确定“智慧城市”建设的关键点；了解城市信息化现状与基础，明确现有基础；解读“十二五”规划、了解各领域的需求，加上明确的智慧城市建设关键点和城市的现有基础，确定总体需求。然后指定总体的建设思路，如建设方针原则、建设目标、建设任务等。然后要大力宣传，“智慧城市”建设不是一个组织，一个个人能做好的工作，必须政府领导，全民参与，进行大力宣传，让大家知道“智慧城市”建设带来的好处，一起推进建设。再是做好“智慧城市”建设的综合保障工作。最后进行“智慧城市”的总体规划以及建设的分步实施。

智慧城市规划总体思路

“智慧城市”这个复杂长远的工程，由保障体系、标准体系、关键技术、信息基础支撑、产业体系、智慧应用体系、评估体系组成。保障体系、标准体系、关键技术是建设的保障，信息基础、产业体系是建设的支撑，应用体系是建设的功能，评估体系是建设的衡量标准。

智慧城市体系结构

• 保障体系

保障体系包括组织流程保障、政策保障、资金保障、人才保障、组织保障、法律保障等“智慧城市”的建设保障。

• 标准体系

标准体系包括“智慧城市”各个组成部分的建设标准，目前“智慧城市”的建设标准还不是很完善，但也有如《GB/T28181-2001安全防范视频监控联网系统信息传输交换控制技术要求》、《“智慧城市”建设指南》、《地市级信息互联互通共享交换规范》、《地市级信息管理设计指导》、《地市级数据资源中心设计指导》等标准可以作为参考依据。

• 关键技术

“智慧城市”关键技术包括物联网相关技术、云计算相关技术、智能技术、应用技术、ICT技术、空间信息技术、运维管理技术等。

• 信息基础支撑

信息基础支撑包括感知设施、网络传输、数据仓库、应用支撑、高性能计算、海量存储、信息安全等。

• 产业体系

“智慧城市”应用的背后是智能设备和技术，必然涉及通信设施、网络设备、传感设备、软件、计算设备、海量存储、信息安全设备等信息基础支撑。它们构成了一条长长的产业链。包括物联网产业、通信产业、软件产业、光电产业、工业设计产业等共同构成智慧城市产业体系并支撑智慧城市应用体系的运行。智慧产业包括如物联网制造业、物联网服务业等新兴技术产业，还包括第一产业、第二产业、第三产业等传统产业的信息化改造。

• 应用体系

“智慧城市”应用体系主要政府城市管理和民生服务的智慧应用，包括智慧政务、智慧安全、智慧交通、智慧安居、智慧医疗、智慧园区、智慧农业等。

“智慧城市”总体规划设计是将建设目标、实施目标、知识体系、建设体系、技术应用、实现成果等所需的信息要素集成为总体方案，是“智慧城市”纲领性和路线性的建设宗旨、目标和实施战略。“智慧城市”总体规划设计要保证同所在城市的城市管理和公共服务的内容与任务的总体战略上的一致性，设计出智慧城市的总体框架结构，并在此基础上开发相应的业务应用平台。制定 “智慧城市”系统工程分期和分阶段实施的工作内容和任务以及具体项目实施的策略、措施、方法和计划等。“智慧城市”总体规划设计是“智慧城市”系统工程实施生命周期中的第一个阶段，是“智慧城市”超大型信息系统开发的第一步，其质量直接影响“智慧城市”建设的成败。“智慧城市”总体规划设计中的重要组成部分之一是确定“智慧城市”建设的总体框架，然后再总体框架的基础上分期进行“智慧城市”建设。

“智慧城市”总体框架设计分为硬件层、大数据层、应用支撑层、应用层、用户展现层。

智慧城市总体框架

• 硬件层

硬件层包括传感设备、定位设备、终端设备、存储设备、网络设备、计算设备等信息基础设施。

• 大数据层

大数据层主要包括支撑城市管理、服务的全部数据，包括市民卡数据、城市管理数据、公共服务数据、视频数据、分析数据、电子政务相关数据等。在大数据的基础上以云计算的方式进行存储和计算，进行数据共享和数据挖掘，为城市管理及服务提供数据支撑。

• 应用支撑层

应用支撑层包括J2EE、ESB等给予SOA的基础中间件，数据交换、统一认证、门户、系统管理、资源管理等组件，综合信息与系统集成平台、数据资源管理平台、统一身份认证平台、数据交换共享平台、数据存储分析展现平台、可视化管理系统等。

• 应用层

应用层主要包括城市综合管理、城市市民卡、城市公共安全、城市交通管理、城市公共卫生、城市公共设备监控管理、应急指挥、电子政务公众服务、城市公共信息服务等服务政府及便民的应用。

• 表现层

表现层通过人性化界面、单点登录、门户管理、门户信息发布、信息检索等以门户的方式为用户提供使用界面。

根据目前国内城市发展的需求，“智慧城市”建设的重点应放在政府、城市管理、社会民生服务、产业经济的全面信息化方面。

智慧城市规划设计重点

政府信息化包括加强政府云计算数据资源中心、协同办公平台、电子政务平台、网上行政审批等方面的建设；城市管理信息化包括城市大城管、城市应急指挥、城市公共安全、城市智能交通、城市基础设施等方面的建设；社会民生信息化是通过物联化、互联化、智能化实现城市一卡通、智慧教育、智慧文化、智慧旅游、智慧金融、电子商务、智慧安监、智慧社区等智慧服务；产业经济的信息化主要通过信息化的手段加强企业服务平台、企业资源管理平台、企业流程再造、企业安全管理等方面的建设，将企业的生产过程、物料移动、事物处理、现金流动、客户交互等业务过程数字化，使企业资源合理配置，以使企业能适应瞬息万变的市场经济竞争环境，求得最大的经济效益。

• 智慧城市解决方案

目前业界对“智慧城市”概念的解读各有侧重，有的观点认为关键在于技术应用，有的观点认为关键在人的参与，有的观点认为关键在于智慧效果， 认为智慧首先要智能，通过科技手段提升生活品质和服务质量。综合这一理念的发展源流以及在多个行业中实践的总结，凭借多年的积累， 依靠业内领先的自主核心技术和可持续研发能力，设计出包括智慧安全、智慧交通、智慧安居、智慧安监、智慧城管、智慧环保、智慧水务、智慧园区等解决方案。

• 关键技术

“智慧城市”是国际社会发展的方向，虽然有着不同的定位，但都离不开核心技术，这也是当今社会对“智慧城市”的评判标准。“智慧城市”建设涉及到物联网技术、虚拟化、大数据处理技术、云存储技术、增强现实技术、空间信息网格技术、数据融合技术、应用技术、运维管理技术等多种关键技术。 经过多年的积累，在物联网、大数据处理、云存储、智能科学、应用技术、运维管理等方面有深入的研究和技术成果，助力于“智慧城市”各个子领域的建设。

• 物联网技术

物联网是将多种传感器部署于城市各个角落，能够采集大量的监测数据信息。这些数据具有时间与空间属性，可以将城市现实活动反映到网络虚拟空间上，进而将这些信息汇集，通过数据分析，能够挖掘新的价值。将所有城市中的现实事物在互联网上聚合就构成了物联网。

“智慧城市”建设中主要采用五项物联网技术。

（1）通过传感器采集能源消耗、交通、生产消耗等各种城市活动信息

（2）汇总采集的数据

（3）分析汇总的数据

（4）将数据分析结果“可视化”并发送给居民，让居民的生活更便捷、生活质量更高

（5）基于对数据的分析，优化控制城市的各项活动与基础设施

物联网是继互联网之后迎来的又一次信息产业浪潮，但就目前实际发展情况来看，物联网仍有诸多亟待解决的问题，如缺乏关键技术、缺乏高效的协调机制、高端集成服务能力不强等，其实际应用将是一项非常庞大、复杂的工程，未来，还有很长的路要走。作为物联网的重要组成部分，视频监控可以通过智能分析技术，实现车牌识别、人流统计、身份识别、异常行为判断、周界防范、报警等多种功能，其中某些技术已经十分成熟。可以预见的是，视频监控将成为物联网应用最先、最重要突破口之一，发挥着极其重要的作用。

物联网也叫传感网，感知部分分为身份感知、位置感知、图像感知、状态感知等部分。 立足于多年对图像感知相关技术的研究，在物联网图像感知方面有大量的研究成果，在视频图像处理技术、视音频编码技术、视频分析与模式识别技术方面的研究处于业界领先地位。目前已在公安、金融、交通、电力等多个行业有成熟的解决方案，并有大量的视频传感器在各行业使用。通过视频传感器的应用采集城市活动的信息，通过视频综合管理平台将信息汇总后进行数据分析，通过大屏等输出设备将数据分析结果“可视化”展现给用户，相关部门可以根据“可视化”的视频信息做出相关决策。

• 云计算技术

互联网时代，尤其是社交网络、电子商务与移动通信把人类社会带入了一个以“PB”为单位的结构与非结构化数据信息的新时代。云计算出现之前，传统的计算机是无法处理如此大量、并且不规则的“非结构化数据”的。以云计算为基础的信息存储、分析和挖掘手段，可以便宜、有效地将这些大量、高速、多变化的终端数据存储下来，并随时进行分析与计算。

云计算是由分布式计算、并行处理、网格计算发展来的，是一种新兴的商业计算模型。目前，对于云计算的认识在不断的发展变化，云计算仍没有普遍一致的定义。通俗的理解是，云计算的“云”就是存在于互联网上的服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、CPU等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等），本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源并将结果返回到本地计算机，这样，本地计算机几乎不需要做什么，所有的处理都在云计算提供商所提供的计算机群来完成。云计算按照服务类型大致可以分为三类：将基础设施作为服务IaaS、将平台作为服务PaaS和将软件作为服务SaaS。

云计算的核心技术包括：并行处理、分布式缓存、虚拟化、关系型及非关系型数据库、分布式文件系统、计费管理、负载均衡等。

在虚拟化、并行处理、非关系型数据库、分布式文件系统等方面有深入的研究和丰富的开发经验。包括利用虚拟化技术提高存储的磁盘利用率、增加存储管理灵活性、提升存储性能等，利用分布式文件系统建立高可用、可扩展的视频图像信息数据库系统，利用并行处理技术进行海量结构化和非结构化数据的分析，利用非关系型数据库对半结构化、非结构化数据进行存储与检索等。

• 大数据处理技术

在未来的“智慧城市”中，会有越来越大的吞吐量和监控数据、越来越高的数据处理需求、越来越多的面向互联网的应用，所以需要强有力的大数据处理平台进行支撑。

现代社会的信息量增长速度极快，这些信息里又积累着大量的数据，其中包括个人数据和工业数据。预计到2020年，每年产生的数字信息将会有超过1/3的内容驻留在云平台中或借助云平台处理。我们需要对这些数据进行分析和处理，以获取更多有价值的信息。那么我们如何高效地存储和管理这些数据，如何分析这些数据呢？目前Hadoop是公认的处理大数据的标准平台。在互联网领域。Yahoo! 通过集群运行Hadoop，以支持广告系统和Web搜索的研究；Facebook借助集群运行Hadoop，以支持其数据分析和机器学习；百度则使用Hadoop进行搜索日志的分析和网页数据的挖掘工作；淘宝的Hadoop系统用于存储并处理电子商务交易的相关数据；中国移动研究院基于Hadoop的“大云”(BigCloud)系统用于对数据进行分析和并对外提供服务。

针对“智慧城市”的大数据处理的需求， 在Hadoop系统上进行了深度开发，开发出了HDH（海康大数据平台）系统。HDH系统在应对大数据处理中的存储问题，采用了分布式存储、分布式数据库系统，提高了读写速度，并扩大了存储容量。HDH系统在应对大数据处理中的计算问题，采用分布式计算框架，提高了数据分析和挖掘能力。 利用HDH系统，进行海量的人脸数据检索、海量交通数据的挖掘、海量文本数据的全文检索等。

HDH包含了分布式文件系统、分布式数据库和分布式计算框架等多套组件，实现面向海量的结构化、半结构化、非结构化数据分布式存储与计算。HDH的高容错特性，使得系统整体可靠性得到提升。HDH可以部署在低廉的计算机集群中，降低投入成本。 HDH具备灵活的横向扩展能力，使其可以按需进行配置。有了HDH系统，使得“智慧园区”中的大数据存储、检索、分析与挖掘更加高效。

• 云存储技术

随着数据处理需求的不断增长，以及智慧领域高清视频的大规模应用，“智慧城市”中需要存储的数据和应用的复杂程度在不断提高，例如视频数据需要长时间持续地保存到存储系统中，并要求随时可以调用，对存储系统的可靠性和性能等方面都提出了新的要求。在未来的复杂系统中，数据将呈现爆炸性的海量增长，提供对海量数据的快速存储及检索技术，显得尤为重要，存储系统建设将成为“智慧城市”未来建设中的重要组成部分之一。

云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，应用存储虚拟化技术将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。所以云存储可以认为是配置了大容量存储设备的一个云计算系统。

依据云存储的功能特点， 公司专门针对大容量视频数据的存储和管理以及满足“智慧城市”领域特殊的应用需求，量身设计了一套 视频云存储监控系统。 视频云存储系统主要由存储管理节点和存储节点（物理存储设备）两部分组成。

视频云存储管理节点是视频云存储系统的核心节点，作为云存储系统的调度中心负责云存储系统资源管理、索引管理、计划管理、策略调度等。视频云存储节点作为云存储系统业务的具体执行者，负责视频数据存储、读取、存储设备管理、存储空间管理等。

• 智能科学

智能科学是一门交叉学科，主要有脑科学、认知科学、人工智能、智能分析等学科共同研究智能行为的理论和实现技术。

智能科学为智慧城市提供智慧的技术基础，支持对智慧城市中海量信息的智能识别、融合、运算、监控和处理等功能。

在视频智能分析部分有深入研究。通过行为分析技术、车牌识别技术、人脸识别技术、分布式计算技术、视频拼接技术等对视频进行智能分析。通过数据挖掘技术获取例如交通等信息的宏观状态，可进行套牌车辆实时侦测、跟车研判、频度统计、区域碰撞等关联性分析。通过智能分析、数据挖掘得到关键数据，为相关职能部门决策提供数据支撑。

• 行为分析技术

智能行为分析系统主要基于背景建模技术：在静态场景（摄像机不发生位移）下查找出以人为主要防范对象的动态目标，并根据设置的报警规则进行报警。在平安城市监控系统建设中可用于学校、住宅小区、高级写字楼、工厂、政府机关、派出所审讯室、高速公路等重点监视区域，用于检测可疑目标入侵、跨越警戒面（虚拟围墙）、人员聚众、可疑逗留人员、非法停车、可疑物品遗留等情况，发现异常及时报警，将目标可疑行为处置在事态的可控阶段。

• 车牌识别技术

车牌识别技术能实现对当前车辆的车牌进行抓拍、车牌号码识别功能。在平安城市可视化防控系统中，主要应用高清卡口监控系统以及高清电子警察监控系统，实现对过车的实时抓拍，并实现号牌识别、车身颜色识别、车型识别等，利用该技术和相关业务管理平台实现过车信息的实时记录。

• 人脸识别技术

人脸识别是利用视频抓拍后对抓拍图像进行生物特征数据的提取并保存，主要包括抓拍保存、识别比对、检索查询等功能，在社区出入口、重要卡点部位（火车站、汽车站、机场等）部署，实现对进出人员人脸信息的采集，一方面可用于小范围内可疑人员的围堵拦截，一旦在系统部署区域检测到可疑人员人脸时产生报警，另一方面通过人脸识别系统可建设人脸信息库，为后期的案件排查、人员排查做好基础工作， 人脸识别系统已历经众多项目的考验，在多个平安城市项目中成熟商用。

• 视频拼接技术

城市监控区域多、范围广，对于像广场、机场跑道、公路等场所视频信息采集均需要多个摄像机才能涵盖，在监控中心浏览监控画面时需要开启多个监控窗口，视频浏览画面不连续，导致个别重要监控环节往往被忽略。针对该情况， 视频拼接软件应运而生，通过视频拼接算法库将同步好的多幅画面拼接成一副图像并显示，实现对拼接后画面图像的录像和区域展示，该软件可以横向实现1~8个，纵向1~2个图像进行拼接，并去除重合部分，矫正形变，使得监控区域更广、效果更佳。

• 视频质量诊断

视频诊断技术是 针对视频画面质量进行监控告警的应用技术和解决方案。采用按计划配置手段，实现对前端视频监控图像画面的轮巡检测，一旦检测到监控画面图像丢失、亮度异常、图像色偏、条纹干扰、雪花干扰、PTZ云台控制等异常情况时，及时产生报警通知维护人员，有效保证了视频监控的图像质量，保证系统的可靠运行。

• 应用技术

针对“智慧平安城市”、“智慧安居”、“智慧水务”、“智慧安监”、“智慧交通”、“智慧环保”等“智慧城市”子领域的应用特点， 针对不同行业定制开发了视频监控应用管理平台，平台以实战业务应用为导向，以视频图像应用为手段，构建大安防体系架构。视频监控应用管理平台，采用了构架和构件、工作流、XML和Web Services、平台集成等应用技术。

• 构架和构件技术

基于构架和构建的软件体系结构能够通过对系统构造的理解来提高有关软件工作人员的系统设计和系统分析能力，分析，从而在系统组织、结构重用、运行模式、系统分析和系统维护等方面降低软件设计和开发的成本，促进软件系统生产的效率提高。

采用基于构件的技术和UML建模语言来进行系统的设计，实施迭代式的设计开发。统一建模语言（UML）具有直观化，明确化特点，是构建和文档化软件系统产物的通用可视化建模语言。UML可以与所有的开发方法、生命阶段、应用领域和媒介一同使用。

• 工作流技术

视频监控应用管理平台中各应用子系统都将采用分布式构件进行搭建，为将来的构件重用和组成基于工作流和集成流的高级的中间件打下良好的基础。当各种领域构件建成功以后，可以通过基于工作流的高层中间件来进行高层次的集成。

工作流过程定义语言将现存的构件通过工作流结合起来，通过工作流引擎执行工作流来实现新的系统流程和功能，而不必重新开发新的应用构件，大大增强了系统的灵活性和可重用性，最终可以达到适应变化迅速的用户需求的目的。

• XML 和Web Services 技术

视频监控应用管理平台当中的数据具有多源异构的特点，对于此类数据的处理首先要求对数据的描述要有简单易行的一套标准。XML是现在流行的数据交换标准,特别适合表述和交换复杂的数据对象和类型。在信息平台的建设过程中，数据采集及数据处理系统把XML作为数据格式描述的统一标准，并纳入数据规范的制定当中。另外Web Services 技术支持XML，SOAP，WSDL， UDDI等开放标准，可以通过HTTP协议实现穿越防火墙的软件互操作和数据交换，实现跨越各种技术的软件集成 。

• 平台集成技术

（1）企业服务总线（ESB）

“智慧城市”中视频监控应用管理平台需要为治安防控、交通管理、城市可视化管理和社会服务等业务提供服务，在技术架构上需要解决多协议、多接口的问题。目前，业界正逐渐采用企业服务总线 ( Enterprise Service Bus, ESB) 的IT架构，该架构的基本构件是抽离于应用系统上的业务数据, 仅对业务数据做路由、日志、出错处理等流程操作，便于各接口之间的调用,避免应用间点到点的连接,以便于接口的维护,灵活性、可重用性和可扩展性都十分良好。

（2）标准化应用扩展技术

在与用户交互的应用层，各智慧子领域的信息集成平台以微内核的理念和预留扩展点的方法延伸了应用体系的扩展性。各智慧子领域的信息集成平台就类似于操作系统，应用 APP 就类似于在操作系统上安装的应用软件，通过实现实战平台的应用扩展点，并满足应用层标准化的技术规范，应用 APP 就可以安装到平台中来，并且可以做到动态安装和加载。

通过标准化应用扩展技术，能极大地提升了“智慧城市”信息集成平台的应用扩展范围，而且可以根据用户的不同需要开发对应的应用 APP，而且新开发的应用 APP 可以做到动态安装和部署，以及已有的过时应用 APP 也可以及时升级和下架，能更方便地扩展城市管理、企业和家庭安全服务相关的各种应用，使系统具有更高的应用价值和更为长久的生命力。

• 智能可视化管理技术

可视化管理是在充分吸取全国各个行业视频监控工程前期建设的经验基础上，面向业务应用，以“怎么应用，就怎么建设”这一全新的理念进行设计。重点解决“用”的需求，分成“管”和“用”两个方面，“管”包括业务监管和运维管理，“用”包括视频应用和业务应用，主要特征为高清、智能、大联网，满足面向行业的业务安全管理和系统安全运行需求，“高清”能够最大限度地保障可视化，“智能”能够最大限度地促进管理，“联网”能够最大限度地共享资源和深化应用，可视化的意义在于能够提高业务管理以及系统管理的综合效益与服务水平。

• 运维管理技术

“智慧城市”离不开运维管理平台和长效运维机制。“智慧城市”中设计到多个部分的运维管理。 在“智慧城市”中视频监控系统运维管理方面有成熟的解决方案。通过运维管理平台可以对系统运行进行全面监控和维护。监控对象包括：基础设施、系统、数据、管理工具、人员等各方面。监控内容包括：硬件状态、运行情况、异常情况、在线离线状态等。可采用智能巡检技术，自动、智能检测前端摄像机、智能箱、网络、主机、应用软件的运行状态，仪表盘式展示系统运行状态。

同时，通过运维管理平台可实现专业化的服务流程，实现对运维人员、备品备件、运维绩效等进行管理，以报表的方式呈现各种运维统计数据，为系统管理提供评价依据和决策信息。

可视化运维管理体系          可视化运维状态展现

• 智慧专项

• 智慧安全

“平安城市”是“智慧城市”的一个重要组成部分。“平安城市”建设从二十世纪初期年开始兴起，“平安城市”建设的内容随着社会管理的创新和信息技术的进步而变得更加先进、更加丰富多彩。近来，公安部向全国公安机关部署了视频图像信息整合与共享工作任务：“以视频图像信息共享平台建设为核心，全面建设和优化视频监控系统及共享平台，建立和完善视频图像信息深度应

用机制，推动跨区域、跨部门、跨警种的视频监控系统有效整合和视频图像信息共享，提升公安机关核心战斗力，深入推进公安机关科技强警工作，预防打击违法犯罪、维护社会稳定”，这一任务的目标旨在2015年之前，完成全国公安机关科技强警建设的技术升级。不难看出，目前“平安城市”建设重点已经不是视频有没有的阶段， 而是提升到视频综合应用的“智慧型平安城市”的建设阶段。“智慧型平安城市”的目标是做到社会安全、食品安全、生产安全、交通安全、住宅安全…

“智慧型平安城市”目前已从大安防体系过度到应急指挥体系。在可视化防控方面，以治安应用为主线的大联网问题、大集成问题目前已经很好的得到了解决，以此为依托可进行情报分析研判、数据挖掘、串并案、预测预警等应用。在可视化指挥方面，各警种（治安、刑警、交警、消防、城管等）及相关联动机构实现紧密配合完成实战应用。目前 已经承建包括2008奥运安保、上海世博安保、平安武汉、长沙天网工程等多个国际水准“智慧型平安城市”项目。

“智慧型平安城市”总体框架如下图分为设备接入层、数据资源层、中间件层、业务应用层、界面展现层。

智慧型平安城市总体框架

• 设备接入层

设备接入层指视频监控设备、报警设备等外场子设备的接入，同时涉及到接入安全、接入数据处理、协议解析、网络通信等。

• 数据资源层

数据资源层包括基础数据、地图数据、车辆信息、人口信息、案件信息、设备信息等数据资源。

• 中间件层

中间件层主要实现不同操作系统、不同数据库之间跨平台的分布式应用，可以再不改变原有系统的前提下实现已有系统的信息整合。

• 业务应用层

业务应用层：实现实时预览、视频轮巡、语音对讲、报警联动、图像抓拍等基础功能；实现车辆布控、轨迹分析、区域碰撞、警情研判、人脸识别、身份信息采集等实战功能；实现设备管理、用户管理、权限管理、日志管理等管理功能。

• 治安防控

“智慧型平安城市”依托大规模视频监测网络的建立，通过自动化和智能化手段来提高公安部门事前预警、事中指挥、事后侦查的能力，服务于治安防控、案件侦查、情报研判、维稳处突、反恐防暴、规范执法、社会服务等公安业务。

在案件发生时可根据需要设置视频跟踪预案，自动控制摄像机转换到需要重点监控的部位。可对摄像机进行视角、方位、焦距、光圈等的调整，还可以对摄像机的雨刷，加热器等辅助设备进行控制。浏览图像时，可选择电子放大功能，对某区域的图像画面进行放大，放大到整个窗口。可通过网络对讲功能对案件发生地周边情况进行布控。报警接受消息显示在报警信息栏中，选择有关联信息的报警消息，可查看报警信息所关联的图片或关联录像，在回放录像时可以进行快进慢放，暂停，单帧前进，裁剪，抓图等操作。

案件侦查之扇形追踪        案件高发区域监控预案

• 应急指挥

视频图像提供应急指挥的全过程可视化支撑，满足事件现场、指挥中心指挥调度、兵力集结和投送路径监控，以及现场视频接入和传送、现场临时接入、3G单兵视频传送。

通过系统和GIS地图的集成，利用缓冲区分析功能，按离警发位置一定距离建立缓冲区，确定在此警发范围内的所有移动警力，指挥中心可对框选区域内的移动警力实行语音调度，指挥警力进行现场救援。通过GIS地理信息系统，不仅完成地域管理和分布的快速查询与定位，还可以结合GPS系统进行直观的位置显示，跟踪和定位，并且记录移动目标的轨迹，在需要时进行回放。采用与移动目标卫星定位（GPS）系统联网的接口以及相应的应用模块，只要定位系统开通，应用模块通过接口取出GPS定位数据，此时移动目标的图标就能够与视频图像等图标一起在GIS系统中动态显示；当定位系统报警、或者人工启动锁定某个目标时，GIS应用平台便会调度视频图像信息系统按照设定的预案，自动调度相关的视频图像置于指定的预制位，同时结合GPS、移动警务通系统，可以进行警员、警车的实时定位和展现。

应急指挥之兵力投送         应急指挥之图上推演

• 案件侦查

“智慧型平安城市”平台可结合公安部门侦查破案的应用需求，在平台基本应用的基础上，增加视频侦查应用功能，视频侦查应用系统的设计与建设，以视频监控资源联网为基础，旨在将视频图像转化为一线战斗力，创新地形成“由图像到人车、由人车到轨迹”的侦查模式；以规范公安用户视频侦查业务流程为目标，变被动的视频图像为主动的目标信息，提供“从哪里来、到哪里去、沿途干什么、落脚点在哪里”的可视化、立体化的全景式研判分析，提高民警的办案效率，推动公安机关的信息化建设。

分段播放                  嫌疑目标轨迹展示

• 智慧水务

未来几年物联网将会在社会安全、智能交通、物流、水务、安居、国防军事等十大领域重点部署，水务系统是其中重要的组成部分之一。所谓“智慧水务”，就是在常规的水处理、管理技术之上，结合物联网、信息、控制等技术，对自来水、污水、中水，饮用水等各种水处理设施的运行数据、水质及时监测，从而有效提高水务管理的智能化和及时性。简单地说，城市发展建设中，水多了少了脏了浑了，通过高科技就能“运筹千里之外”。

基于长期的视频监控、物联网相关技术的研究，将视频感知技术应用于国内水务领域，在国内大力开展水务智能监测技术的研发，有相应的产品和解决方案。

“智慧水务”总体框架如下图分为设备感知层、传输层、应用层。

智慧水务总体框架

• 感知层

感知层包括传感器节点、射频标签、手机、PDA、个人电脑、监控探头等。

• 传输层

传输层主要包括无线传感网、P2P网络、网格计算网、云计算网、INTERNET网、移动通信网、无线局域网等。

• 应用层

包括防洪管理、水面区域管理、重要设备管理、城乡供排水监测调度、湖泊河道管理等。

• 重点区域智能监控

在堤坝、水库等区域经常出现人员不看警示，进行堤坝攀爬、在水库里游泳等事件，经常出现安全事故。由于区域范围很大，很难做到人员24小时值守。解决这些棘手问题，可以通过视频监控系统，有效地构成虚拟防线。对于所有穿越警戒线的物体实现及时预警，同时报警、联动、目标远程捕捉、目标实时跟踪，实现早期判断，提供充足的时间便于准确决策和及时响应。可以在禁区设置视频警戒线，在检测人翻越堤坝、行船漂浮物进入堤坝或水域警戒区情况发生时，及时发出报警。

人员翻越堤坝智能检测    水域警戒区智能检测

• 重要设备安全检测

水力工程设备多在室外，而且多是无人值守的水电设备，禁止人车物进入是保证设备安全的前提条件。通过对无人值守的地点设置警戒区域，即使无人值守，也可以在设定区域突然出现入侵的物体时，及时发出报警信号，通过声音预警、手机预警等方式通知管理人员。

进去安全区域智能监控

• 防汛抗洪

在防汛抗洪中，堤坝水位可视化是防止洪灾的关键手段，通过可视化管理，相关人员只需在监控指挥室即可对现场情况全盘掌控，安装在堤坝上的摄像机使得监测点现场的水位、水流情况一目了然，通过与水文水情系统的对接，更能及时联动现场预置位。视频拼接系统的应用，可以将多个前端传来的图像进行拼接，去除重合部分，校正部分形变，最后拼接为一整幅高分辨率全景图像，尤其适用于堤坝的大范围监控。随着视频分析技术的提升，水位警戒线分析、标尺刻度分析等应用也日趋完善，开始被频繁提及并投入试用。车载、单兵视频系统的应用，使得中心能够视频联线现场，及时反馈现场信息，为决策提供有力支持。

防汛抗洪水位检测

• 生态水可视化管理

对生态水的实时监控管理是“智慧水务”很重要的组成部分，在区域范围内实时了解水库、河道、湖泊水质水体情况、水环境质量等信息有助于对水资源的管理。由于在区域范围内需要监管的资源点数多，范围广，对管理提出了严峻的挑战。

通过可视化管理，相关人员只需在监控指挥室即可对水库、河道、湖泊的水质水体情况进行实时的掌握。对于重要监测区域，能够设置巡检预案，定时进行轮巡，以便及时发现异常污染事件。随着视频分析技术的提升，水面出现不明物体（如水面垃圾堆积、各类藻类污染等）也能得到及时的告警。

水库实时监控          河道实时监控

• 城乡供排水监测

为保障城乡居民的正常生活，防止城乡断水和大面积积水等事件的发生，可以通过对水源地、水厂供水量、管网压力、城市下立交及城乡易积水区域的实时信息采集传输和模型分析，及时掌握供排水状况，日常性进行取水、供水和泵站排水的调度。在水泵站部署监控系统尤为重要。除了传统的视频监控外，泵站还可部署温湿度传感器、水浸传感器等设备来保障泵房的运行环境及安全。 2012北京的那场大雨大家一定记忆犹新，假设一个地方下了一场暴雨，将给城市排水造成极大的压力。一个覆盖全域的水务物联网存在，就可以把各种情况、数据看得一清二楚，比如在某些低洼区域部署水浸传感器，一旦水面超过警戒水位即可联动现场声光报警器，预先对进入车辆进行警示。

• 智慧城管

当前很多城市已经建成的数字城管系统中，虽然已经建立了大屏幕监督指挥系统，并共享了公安、交通、人防、城市应急等部分视频资源，但由于业务管理的不同和安全技术问题，城市管理对定向视频监控的需求仍尚未完全实现。如公安的监控探头，虽然数量众多，但是其首要目标是为城市的公共安全服务，因城管和公安的监控目标、目的不一样，导致公安的视频信息很难被城管有效使用，造成了资源配置的不合理。而且早期公安、交通、人防、城市应急建设的监控探头大多采用模拟摄像机，最高分辨率只能达到4CIF，能满足“看的见”需求，但远远满足不了“看的清”需求，视频信息利用率低下。

为了更好的实现视频监控系统在城市管理中的作用，提高城市管理工作的效率，扩大城市管理问题发现的来源，进一步发挥数字城管的效能，建立城管专属的视频监控系统并与相关部门进行视频资源共享，已经成为数字化城管系统发挥能效的技术手段和有力保障。结合当前其它城市已建数字城管监控系统的现状，我们提出了“高清、智能、联网、整合”的总体建设思路。

整个智慧城管在架构上分为五个层次，如下图：

智慧城管总体框架

• 基础硬件支撑层和基础软件支撑层

是支持整个系统运行必要的系统硬件和环境，网络基础设施包括了电子政务网、视频监控专网、无线通信网络等。

• 应用支撑层

应用支撑层通过中间件技术、构架构件技术、工作流技术、XML语音等为整个管理平台提供了关键技术支持。

• 应用业务层

应用业务层实现了整个视频监控管理平台的业务应用功能，面向数字城管监督指挥中心工作人员、各相关专业部门、各级领导和综合部门、系统管理员。

• 展示层

展示层提供了多种用户交互的方式，包括B/S客户端方式、C/S客户端方式、手机客户端方式和大屏显示方式。技术服务与支持体系和法律法规与安全系统是整个系统建设、运行的必要保障。

数字城管在城市管理方面应用了信息技术，并做出了一定的创新，对业务流程进行了科学优化和重新设计，但多数还是以人力为主导模式，其具体的流程包括了信息收集、案卷建立、任务派遣、任务处理、处理反馈、核查结案和综合评价七个环节。

数字城管业务流程图

通过对上述7个环节的分析，尤其在问题发现阶段、核查结案阶段都需要城市管理监督员亲自到现场，这在一定程度上延误了处理城市问题的时机。且监督中心无法在第一时间查看各专业处理部门的现场作业情况，在进行综合评价阶段，存在一定的主观因素。应用视频感知系统，将视频监控全程贯穿于在7个环节中，其业务流程如下图所示：

结合视频应用的数字城管业务流程图

（1）信息收集阶段

在原有通过城市管理监督员和社会公众举报的两种问题发现手段上，监督指挥中心的巡查员可通过监控画面，当发现城市问题时，进行图像抓拍，并填写位置、表单、录音等信息。

（2）案卷建立阶段

监督中心接受上报的问题后，可立即通过监控画面进行问题核实，再进行立案，批转到指挥中心。

（3）任务派遣阶段

指挥中心接受监督中心批转的案卷，派遣至相关专业部门处理，可通过监控画面查看专业部门的现场作业情况。

（4）任务处理阶段

各专业部门到现场进行问题处理，专业部门领导可通过监控画面实时查看现场处理过程。

（5）处理反馈阶段

相关专业部门处理完成后将问题处理结果反馈到指挥中心，指挥中心通过视频监控对相关专业部门反馈的问题处理结果进行核实，确认后并将结果信息批转到监督中心。

（6）核查结案阶段

监督中心工作人员切换现场画面确认问题的处理结果，如与指挥中心批转的处理信息一致，监督中心进行结案处理。

（7）综合评价阶段

根据问题的处理结果，系统做出对各相关专业部门、各岗位的考核、评价。

整个系统的建设包括了多个硬件子系统和后端管理平台的建设。

固定视频监控点主要部署在城市的大型广场、商场、菜场、河道沿线等区域，重点监控目标为市政设施、市容市貌等。

无线视频监控作为固定视频监控的有效补充，可快速搭建在需要临时监控市政设施、市容市貌的场所，如城市举办的大型庆典、展览会等场所。

移动视频监控主要是指单兵移动执法系统，配备给城管执法队员，通过3G网络可将城管执法的现场情况传回至监督指挥中心，并能实现城管执法人员和指挥中心之间的双向语音对讲，可方便上级主管及时下达各种指令，有利于监督指挥中心及时掌握现场全局情况。

车载移动视频监控设备主要是指车载动态移动执法取证系统，部署在城管的执法车辆上，主要由车载取证主机、车载云台、全景摄像机、GPS模块、手控器、车载显示器、3G模块等组成，执法车上的人员可以通过手控器对摄像机进行控制，对城管管理的问题进行抓拍，同时系统可记录下整个执法过程，当出现执法纠纷时，可通过检索录像信息为执法人员提供依据，以减少执法纠纷。

在渣土车、环卫车等车辆上安装GPS定位系统，并通过GSM/GRPS移动通信网络将车辆位置、车速等信息传送至指挥中心，可以监察上述车辆是否按规定路线行驶、是否超速等。

在区级或市级城管监督指挥中心部署城管视频感知系统管理平台，实现对包括固定视频监控、无线视频监控、移动视频监控、车载移动监控、车辆GPS系统的所有视音频资源统一管理，同时系统预留接口，在满足城管视频应用的前提下，可共享公安、交通、人防、城市应急等视频监控资源。

• 重点场所监控管理

在城市广场、公共场所、小摊小贩易聚集场所、菜场、建筑工地、河道沿线等区域部署高清网络摄像机，实现对城市各类部件和事件的全方位、全时段的可视化监控管理。

广场视频监控        菜市场视频监控

• 城管车辆管理

对全市工程车、渣土车、环卫车、洒水车等特种车辆安装GPS定位系统，具备车辆定位导航、车辆监控、车辆调度、车辆管理、信息服务、轨迹记录与回放等功能。

在城管执法车辆上安装3G无线车载动态执法视频监控系统，作为固定监控点的有效补充，能够及时将城管执法现场的情况传送至指挥中心并实时记录执法过程，可有效解决过去城管人员粗暴执法、野蛮执法的现象，同时一旦发生纠纷，可为城管执法取证提供依据。

车载动态取证系统

• 移动执法管理

城管人员可以利用手持可视化移动终端（如：3G手机），加强城管执法人员与监督指挥中心工作人员之间的信息交互的及时性与有效性，可作为简易的城管通终端设备。

（1）系统具有移动短信、彩信等信息的收发功能，把城管执法现场相关信息通过短信、彩信结合到业务流程中。平台系统能兼容移动相关数字城管应用系统，对通过短信、语音信箱等发送的报警在平台出现报警信息和报警提示，并通过手机定位功能，把报警点显示在电子地图上。可进行报警查询，也可以通过连接短信、彩信模块向相关移动终端进行警务信息发布和管理；

（2）系统能够支持移动电子地图功能，连接方式包括无线连接和专网连接。主要实现在移动计算机（主要是笔记本）和手持PDA上实现一般桌面GIS功能，包括地图导航、要素查询、地图测量等功能。手持PDA还可以实现移动指挥调度功能；

（3）移动指挥：用户可以通过移动设备进行远程应急指挥，实现在任意地方都能及时处理紧急事件。

• 智慧交通

城市交通是智慧城市建设中的重要组成部分，我国在开展智慧城市建设之初就已经把城市交通建设明确到了发展规划当中。城市交通工程，旨在通过监控、监测、交通流分布优化等技术，完善公安、城管、公路等监控体系和信息网络系统，建立以交通诱导、应急指挥、智能出行、出租车和公交车管理等系统为重点的、统一的城市交通管理和服务系统，实现交通信息的充分共享、公路交通状况的实时监控及动态管理，全面提升监控力度和智能化管理水平，确保交通运输安全、畅通。而“视频业务”在其中承担着对交通组成元素的监控、监测、感知的职责。

“智慧交通”总体框架如下图分为前端设备层、数据层、中间件业务层、用户界面层。

智慧交通总体框架

• 前端设备层

前端设备层包括电子警察前端、卡口前端、交通参数采集前端、视频监控前端等前端设备。

• 数据层

数据层由信息采集、控制信息发送、数据协议交换、数据预处理、数据安全认证、关系数据库等组成。

• 中间件业务层

中间件业务层由信息转发、GIS引擎、数据共享服务、数据检索引擎等中间件，布控报警、轨迹跟踪、套牌分析、特征分析等业务应用，以及设备检测、设备管理、运维管理等职能应用组成。

• 用户界面层

用户界面层主要是BS或CS客户端、指挥中心设备等用户展示界面。

• 智慧交通子系统

（1）智能卡口

卡口系统也叫公路车辆智能监测记录系统，传统意义上的卡口一般安装在省际、市际、县际、城郊结合部等边际位置的公路段面，对所有通行车辆进行全天候、无差别的图像抓拍和自动车牌识别。

随着智能视频分析技术的发展和系统整体造价的下降，城市内对卡口的建设需求呈现明显上升态势，检测方式以纯视频检测为主，监控对象也由传统的对机动车的监管衍伸为多元化的对机动车、非机动车、行人等社会要素的综合监管。

智能视频分析技术的发展也使得我们能够自动获取的信息量越来越多，传统的卡口一般只要求对车辆牌照的识别。而现在除了车牌识别外，一些专精于智能分析算分的厂家还能够实现对车身颜色、车型（大客车、大货车、小货车、面包车、小轿车）、车标等信息的自动提取。

车辆特征属性提取

在闭合的公路区间我们还可以通过将两个卡口点或多个卡口点有机组合，构成区间测速系统，利用行程与通行时间的比值计算出车辆通行该路段的平均车速，从而实现路段级的超速管理。区间测速只是卡口系统衍伸出的应用的一种，与之相关的还包括：查报站系统、超速卡口系统、超速警示系统、拥堵收费系统、高速公路多路径识别拆分账系统等等。

（2）电子警察

传统意义上的电子警察系统，一般专指安装在灯控十字路口对单一的机动车闯红灯行为进行自动检测记录的系统。记录3张闯红灯过程图片和1张车辆号牌特征图片，取证图片需要能够清晰的分辨红绿灯状态和路面标志标线。

而现在的电子警察已经被赋予新的含义，能够检测更多的道路交通违法行为，包括：压线、不按导向车道行驶、驶入单行道、逆行、违法变道、大货车闯禁行、路口滞留等。

闯禁令（驶入单行道）

对于一些新涌现出来的业务需求也可以利用现有的视频分析技术进行针对性的方案设计达到较好的交通违法行为检测效果，比较典型的代表如：北京、上海建设的“违法占用BRT车道自动检测记录系统”以及无锡建设的“斑马线不按规定让行自动记录系统”。

违法占用BRT车道自动检测记录系统

（3）道路监控

道路监控系统按其安装模式及监控侧重点的不同，大体可分为三类：

制高点监控系统：安装在城市重点部位的高层建筑上，用于对区域交通通行态势进行宏观监控。

路面监控系统：通常采用固定式枪机，对公路全段面进行全天候的视频图像采集，用于单点道路段面车辆通行情况的中观监测。

手动抓拍系统：通常采用高速球机，用于对监控区域内所关注目标的微观监控，通过PTZ控制能够快速的获取关注目标的细节信息。

路面监控       制高点监控      手动抓拍

面对越来越多的可用视频资源，若仍以传统的人工查证的方式想在如此海量的图像数据中去查找某一特定视频对象的话，无疑犹如大海捞针，费时费力。这就为下一代城市道路监控系统提出了新的要求，它需要能够在海量视频录像中快速检索、定位到所需要关注的特定对象的视频；能够实时分析、发现假/套牌车辆等高危对象并提示报警；能够实现主动的视频防控；我们暂且称之为智慧监控系统。

智慧监控（大场景监控+车辆特征属性提取）

（4）牌识

牌照识别系统通常指安装在高速公路出入口对进出高速公路的车辆进行自动抓拍及车牌识别的系统，其主要作用是辅助高速公路收费。通过高清牌识摄像机对车辆进行自动抓拍和自动牌照识别从而大大降低收费人员在辨识、记录车辆号牌方面的工作量。

牌照识别

系统可以将出入口的牌识系统与路段上的卡口相结合，同时在必要的位置增设标识点，组成多路径识别系统来确定唯一的车辆通行路径。从而做到通行费用的精确拆分，同时也可以在一定程度上遏制“倒卡逃费”的行为。

• 智慧交通应用

（1）智慧监控

城市道路智慧监控应用是一种面向城市治安防控和交通管理的复合型的高清视频监控应用。在满足常规道路监控系统对道路断面全覆盖的视频监控需求以及全天候的高清录像需求的同时，智慧监控系统引入全画面视频检测、视频跟踪、车牌识别等多种业内领先的视频智能技术，使得传统的道路监控系统具备了机动车通行记录抓拍，机动车特征属性（车牌号码、车牌颜色）自动提取，基于特征属性的视频录像及图片快速检索，假/套牌车辆实时分析及报警，基于特征属性的车辆智能研判等功能。

道路智慧监控系统

（2）礼让行人

机动车行经斑马线，应当减速行驶，遇行人通行，必须停车让行。对此，法律法规早就明确规定，并有相关罚则，不过在实际操作中真正处罚的很少。斑马线上“人躲车”的现状，主要因素就缘于有法不依、执法不严、违法不究。要让斑马线真正成为行人的“生命线”，须先让其成为“高压线”——谁违法就罚谁。

礼让行人应用旨在为交管部门治理机动车在斑马线遇行人“不按规定让行”提供一种执法取证手段，对机动车抢道行为自动检测并抓拍3张过程图片，同时完成车牌的识别及数据上传，为后期的处罚教育提供依据。

执法取证效果图

（3）交通事件监测

交通事件监测应用可提供报警图片，报警事件的录像，停车检测、逆行检测、拥堵检测、抛洒物检测、行人检测、隧道抛洒物检测、隧道烟雾检测报警。附带提供交通数据：车流量、车道速度、车头间距、车头时距、车道空间占有率、车辆排队长度。

交通事件监测

• 智慧安监

“智慧安监”是指安全生产监督管理信息化。即通过建设宽带多媒体信息网络、物联网、云计算、智能计算、空间信息系统等基础设施平台，整合安全生产监督管理信息资源，建立安全生产电子政务、日常监管、应急救援等基于物联网的信息化系统，逐步实现安全生产监管业务与信息化的深度融合。建设“智慧安监”是实现安全发展，构建和谐社会的需要；是实施安全生产监管信息化的需要；是提高政府安全监管监察保障能力的需要。2012年12月28日国家安全生产监督管理总局设计方案组织召开了专家论证通过。

“智慧安监”建设是集安全监管部门“防、管、控”三大业务于一体，能有效管理事故隐患监测和排查治理，极大提高预警和应急反应能力。形成安监领域立体化、全覆盖的智能监管体系，实现“物物互联、智能感知、物物互动、智慧处置”的物联网系统。“智慧安监”信息化平台将物联网集成应用在安全生产监督管理行业中，通过感知数据的统一集中管理、海量信息的智能化处理，建设面向安全生产监督管理、控制与服务的应用模式，并围绕安全生产监督管理的数字化、网络化、智能化和可视化发展形式，提供全面感知的、有效控制的高效管理和优良服务。

“智慧安监”总体框架如下图分为感知层、传输层、应用支撑平台层、应用层、访问层。

智慧安监总体框架

• 感知层

感知层主要对应的是物理接入层，通过图像采集设备、状态监测传感器、RFID读写器等各类传感监测设备实时感知建筑施工质量安全管理的各类物理信息，并将物理信息转换为数字信息。

• 传输层

传输层主要是满足上层业务应用的传感网、移动通讯网、本地宽带网等网络。

• 应用支撑平台层

应用支撑平台层是数据汇聚层以及服务层，实现将各类感知设备采集的数据的分析、交换、存储、处理等功能。

• 应用层

应用层主要是工程环境监测、可视化工地等应用。

• 访问层

主要为用户提供多种访问界面。

• 可视化工地

随着社会的不断进步，安全生产的概念已经深入人心，人们对安全生产的要求也越来越高。在事故多发的建筑行业，如何保证施工人员的人身安全，以及工地的建筑材料、设备等财产的保全是施工单位关心的头等大事。由于施工环境的限制，设备、材料的安全管理不完善及部分员工防护意识的薄弱，也为犯罪分子提供了可乘之机。

工地视频传感系统的建设解决了上述难题。有了工地视频传感系统，事故死亡人数明显下降。例如渣土车驶出建筑工地前，未按照规定用自来水冲洗车体上黏附的渣土，出现这样的情时，不用监管人员到现场守候，在监控中心，工作人员点击电脑后台页面输入账号、密码后，即刻可出现各个工地的视频监控点子目录。进一步点击进入，各个前端视频感知设备实时图像清晰可见，在将违章行为记录在案的同时，通知工地管理者进行整改。

工地可视化管理  

• 工程工地对讲

在施工环境中，监管人员需要跟前方施工人员进行互动、下达指令等操作，然而经常出现后台监管人员和前端施工人员第一时间沟通困难的情况，解决这一问题可在工程工地建立对讲系统。其中在每个建筑工地现场监控中心部署一套麦克风、有源音箱作为对讲设备。

通过现场监管系统来进行通话管理，改变传统的监控模式，由“可见不可控”变为“可见并可控”，实现对建筑工地的立体化的监控；同时，系统并将相应的通话信息录音保存到监控中心的硬盘里面。

工地对讲系统

• 工程环境监测

施工环境监测也是“智慧安监”的建设重点之一。目前施工环境监测主要利用噪声传感器、粉尘浓度传感器进行环境监测。

噪声监控采用噪声传感器，噪声传感器是宽声频范围、高声强动态范围、操作简便的声音传感器。该传感器体积小，重量轻，安装灵活，其声频测量范围覆盖了人耳所能听到的全部频率，测量的声强能量范围满足国家噪声管理标准中的全部要求。

粉尘浓度传感器可连续检测存在易燃易爆可燃性气体混合物的环境中浮游粉尘的浓度具有测量快速准确、灵敏度高、就地显示、远程信号传输、性能稳定值等功能及特点，可与各种监控系统配套使用。

噪声传感器          粉尘传感器

• 工程车辆安全监控

在建筑施工过程中会有大量的工程车辆，如何对工程车辆进行智能监管，使管理部门能够准确的第一时间得到工程车辆的信息成为“智慧安监”领域的一个课题。 针对此课题开发出工程车辆视频监控的解决方案，满足工程车辆监管的需求。

工程车辆安全监管

通过在车内安装摄像机、紧急报警按钮、GPS定位、传感器等信息采集设备，采集后的信息经过车载硬盘录像机的处理之后，由车载硬盘录像机自带的无线通信模块发送给监控中心。

通过工程车辆监控系统可进行移动车载视频监控、车辆定位监控、调度管理、隐藏语音监听功能、紧急报警功能、信息管理等功能。

• 智慧环保

随着经济快速增长，工农业生产和城镇建设的迅速发展，空气质量严重下降，各河流中废污水排放量呈逐年不断增加。水质超标率也呈上升趋势；流域水污染，中下游地区的水污染日趋严重。特别是随着经济的发展很多工业城市的废水排放量较大，已造成城市地表水的严重污染，给人们的生活健康带来了巨大的隐患，甚至有污水排污企业直接将污水灌入地下。环境污染问题引起了国家相关部门的高度重视。2009年12月7日—18日在丹麦哥本哈根举行的世界气候大会上，中国提出了到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%的减排目标，国家也把整治重点流域的水污染防治以及大型排污企业污水处理列入了“十二五”规划当中，要求各省市加大工作力度，推进污水防治工作，这些都体现国家对环境保护的重视。因此，通过视频监控系统和传感器数据采集相结合的方式来监控监测污水的需求就显的非常重要。

视频传感网已成为“智慧环保”的重要组成部分，目前视频传感网在环保中的应用主要集中于污染源监控，而随着环保意识的加强和安防技术的日渐成熟，安防技术也会逐渐渗透环保行业的各个领域，由较窄领域监测向全方位领域监测的方向发展，比如自然保护区、森林防火、湿地监控等领域。我们相信，视频传感技术必将会“智慧环保”中得到更广泛的应用。

“智慧环保”的总体框架如下图包括：感知层、传输层、智慧层和应用访问层。

智慧环保的总体框架

• 感知层

利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备实现对环境质量、污染源、生态等环境因素的“更透彻的感知”。

• 传输层

传输层是利用环保专网、运营商网络，结合3G、卫星通讯等技术，将个人电子设备、组织和政府信息系统中存储的环境信息进行交互和共享，实现“更全面的互联互通”。

• 智慧层

智慧层是以云计算、虚拟化和高性能计算等技术手段，整合和分析海量的跨地域、跨行业的环境信息，实现海量存储、处理、挖掘和分析，实现“更深入的智能化”。

• 应用访问层

应用访问层建立面向对象的业务应用系统和信息服务门户，为环境质量、污染防治、生态保护、辐射管理等业务提供“更智慧的决策”。

• 污染源监控

近几年来，在国家大力倡导构建资源节约型、环境友好型社会的方针指导下，我国环境监测技术也得以明显改善。目前，环保部门提出需求，希望能将多种仪器整合起来，能将采集数据和视频监控画面结合起来，将采集的数据与视频画面叠加起来，这样能对排污口的情况有直观而方便的检查。目前很多城市响应环保部门的要求，在“智慧城市”建设中建立环境视频监控系统。在环境视频监控系统中，摄像机等前端设备亦多被“安插”在排污现场等城市重要污染源，采集环境相关视频信号，并传送到监控主机上，监控主机将这些信号和数据通过通信网络传输到环保局监控中心。系统可以很好地掌握城市中污染源的相关数据。

污水排口视频监控     大气排放视频监控

目前污染源监控系统多采用支持高清化(1080P、720P)以及智能化(智能识别、智能分析等)应用的设备。通过高清1080p、720p视频监控系统，用户将能够分辨出最细微的图片细节和现场的真实情况，适用于更多环保监控系统中污水、大气、粉尘现场监控的实际需要。智能分析系统则通过对视频、音频以及数据的获取和分析，判别环境状况是否正常，如出现污染物超标等异常情况，则会自动进行报警，提示环境监测和管理部门注意并及时进行处理，遏制重大污染事件的发生。

• 城市环境监控

伴随着我国经济的高速发展，环境污染的问题也越来越突出。在国家提出的可持续发展战略的指导下，各地对环境质量的监测也日渐加强，但是目前大部分的监测系统仅仅实现了数据监测的功能，比如PM10、PM2.5、水体重金属含量等，缺少一个能够直观地观测污染情况的手段对河流、水库等水体的颜色、漂浮物、富营养化污染等进行全天24小时不间断监控。针对上述问题 开发了环境保护监控系统，系统采用高清晰度的摄像机，实现现场监控可视化；采用前端设备存储技术，实现历史数据可查化；通过综合监控、全面集成，实现管理控制一体化。通过和GIS地图的结合实现图上实时显示。

可视化城市环境监控

• 智慧安居

近期，多市政府开展了“智慧安居”建设试点工作，从政法委、公安、经信、城管、公共服务中心抽调人员，成立“智慧安居”推进工作组，进行对“智慧安居”试点推进、对“智慧安居”方案完善等工作。

认为“智慧安居”应该实现“二提一减”，即提升小区的宜居指数、提升居民的幸福感、减少居住环境的安全隐患。在“智慧安居”中服务专网是“智慧安居”建设的核心，主要管理和分析各类监控信息，并与公安、交通、城管等各部门内网对接，实现数据的交互与共享；通过承载在互联网上的政民互动平台、家庭安全服务平台等实现用户的接入，完成信息推送、互动交流、业务办理等功能。

“智慧安居”系统包括视频监控、门禁系统、报警等各种前端探测器，也包括公安、城管、交警、消防、人口、地理信息等各种信息资源，通过各种网络进行互联、共享和交换，为政府、企业和家庭个人提供应用和服务，是典型的物联网工程，结合物联网技术，通过以下感、传、知、用四个层面方面达到智慧的目标。

“智慧安居”总体框架如下图分为感知层、网络层、处理层、应用层。

智慧安居总体框架

• 感知层

感知层充分利用高清视频摄像、报警探测器、视频智能分析等感知技术，结合各种数据实现多样化、智能化的信息感知。

• 网络层

网络层充分利用互联网、3G无线网、视频感知网等网络构建 “智慧安居”的智慧网络。

• 处理层

处理层在信息充分共享的基础上，构建统一的数据服务中心，采用基于大数据处理的数据挖掘和分析应用，充分发挥数据应用价值，为各类业务和增值服务提供支撑。

• 应用层

应用层提供基于任务协同的应用，实现以安居管理、安居服务为主体的智能应用，优化以企业、政府、公众为服务对象的社会服务，提供即插即用式的应用接口，大幅提高系统的效率。

• 家庭安防

家庭智能安防包括视频监控系统、报警系统、警情处理系统、隐私控制等组成。

（1）视频监控系统

只要家庭有网络接入，就可以安装视频监控设备，通过网络摄像机进行高清影像。可以拍照，可以录像，图像信息根据客户需要存储在网络服务器。

（2）报警系统

各种传感器与摄像头集成联动。门磁，红外位移，烟雾探测器，燃气探测器，水侵探测器，紧急求助按钮，与视频监控系统的联动，任何一个地方触发告警，摄像机都会自动转向这里，并把短信和图像发送到手机和电脑。

（3）隐私的防范

在家庭安防中触发隐私保护功能，严格保证用户的个人视频不能被任何人预览查看。

（4）警情处理控制系统

当家中出现非法入侵或煤气泄漏等警情信息后，本地会发出声光报警信息，同时系统主机发送推送信息、抓拍现场图片、保存告警时间点前后的视频，并把现场视频发给多个指定的用户手机；用户收到警情信息可第一时间拿起手机或电脑查看家中监控任意的画面，并可以通过手机或电脑对家中摄像机、报警器、智能家电进行控制。

家庭智能安防系统展示

• 出入口控制

通过小区出入口控制报警系统，在建筑物的出入口对人（或物）的进、出实施放行、拒绝、记录和报警等操作实现控制自动化。出入口控制包括一个完整的智能视频监控系统（可进行智能分析），安保人员巡更报警系统，访客报警系统及其他智能化安全防范系统。

出入口人脸抓拍

• 周界防范

智能视频监控系统是目前周界防范多采用较多的方式之一，智能视频监控系统是基于嵌入式智能视频分析技术的监控跟踪系统，具有穿越警戒线、入侵检测、进入区域监测、离开区域监测等功能模块，可满足不同环境的应用需求。

穿越警戒线            进入区域

系统由前端摄像机、网络传输、集中管理等几部分组成，摄像机部分主要实现采集、编码和智能分析功能，网络传输部分采用网线或者是光纤收发器接入中心交换机，集中管理部分可以实现对报警、视频信号进行集中处理和操作。

• 智慧园区

园区一般指供水、供电、供气、通讯、道路、仓储及其它配套设施齐全、布局合理且能够满足从事某种特定行业生产、科学实验等需要的标准性建筑物群体。园区的管理是全方位、多层次的。一般而言园区规模都比较大，领导者管理半径与管理纵深相应变大，做出准确决策的难度大大增加。从公司、到各行业、各部门的逐级监控管理问题，不同市场环境适应与风险控制问题，专业分工细化带来的资源整合及协调问题等等，都是园区在管理中所面临的挑战。

智慧园区是以平战结合、资源整合、协同作战、集约建设为建设原则，采用物联网、智能感知技术等先进技术，构建一个集全面智能感知、即时预警与智慧应急、智慧管理与服务为一体的智慧园区，从而促进安全园区、美丽园区的建设，提升园区的实力。

“智慧园区”总体框架如下图分为基础设施层、采集层、支撑层、应用层、展现层。

智慧园区总体框架

• 基础设施层

基础设施层主要包括视频感知设备、基础网络设备、智能楼宇相关设备、报警设备、出入口控制设备、停车场管理设备、广播系统、一卡通系统、发布系统、对讲系统等。

• 采集层

采集层包括视频感知数据采集、对讲广播数据采集、停车场数据采集、一卡通数据采集、基础设施数据采集、控制数据采集等。

• 支撑层

支撑层主要由智慧园区集成管理平台、云计算平台组成。

• 应用层

应用层包含公共安全、生产管理、园区通、环境监测、报警服务、应急预案、道路交通应用、智能安居应用、GIS服务、停车管理应用等。

• 展现层

展现层通过手机、门户网站、电子邮件等方式进行最终效果展现。

• 视频感知

现代园区管理必须依赖遍布园区的各种类型的传感器收集大量的信息，并进行分析、处理和应用，是实现园区智慧管理的基础与前提条件。 “智慧园区”采用各种信息感知技术，采集园区道路、重要区域、公共场所、企业单位、生活小区等各种状态信息，如视频图像数据、交通卡口数据、防盗与消防报警数据、GPS定位信息等，广泛地覆盖园区安全相关的各种信息。

视频图像信息是所有传感信息中含量最丰富的信息载体，是园区安全管理最重要的信息来源，视频图像采集的总体发展趋势是高清化、智能化。

整个园区视频感知系统设计包括公共道路、厂区、公共安全、环境等部分。

园区视频感知系统

• 园区一卡通

通过园区一卡通系统提供园区门禁管理、电梯层控、访客管理、考勤管理、人员通道管理、消费管理、在线巡更等服务。园区内部的人员只要一张卡片就可以走遍园区，同时一卡通的使用为园区的管理带来的方便，提高了效率。

门禁管理是通过对项目内工作人员的出入状况、活动范围等各种活动进行规范和管理。人员通道管理是结合实际管理状况，在进出速通门控制区域的人员均需刷卡认证后方可通行，可以有效防止未授权人员随意进入受控区域，确保内部安全及休息、工作不被打扰。电梯层控可以有效地解决高层建筑电梯使用的混乱局面，而且可以促进高层建筑的正规化管理，也有效地解决了业主防盗需求，同时可方便与其它子系统进行组合，成为更强大的综合性安防体系。访客管理结合了当今流行的信息技术、出入口控制技术、一卡通管理技术等，对来访人员进行统一管理。考勤管理可以统计出每个员工的出勤、迟到、早退、请假、加班、出差等状况，管理部门可根据需要随时登录系统查询本部门员工的考勤、请假情况等。

园区一卡通系统

• 出入口控制及停车诱导

面对机动车保有量的迅速攀升，倍感压力的不仅仅是城市道路，园区“停车难”问题的凸显 就是其中之一。出入口控制及停车诱导系统的出现就是为了应对这个问题，系统的发展大致分为出入口管理、停车诱导、反向寻车诱导三个阶段。

停车诱导示意图

出入口控制及停车诱导系统能够将数据提交园区管理部门，通过在关联位置设置停车诱导屏、网络发布、车载终端、手机推送等方式，将各停车场车位信息实时的告知给车主，从而实现城市范围内的停车诱导。

• 日常管理与服务

园区的日常管理与服务是衡量园区质量的重要指标， 建立一套管理系统和运维体系尤为重要。通过管理系统可以加强管委会与企业、公众的互动，优化管委会的服务，增强企业安全生产、环境保护的自主性。园区智能管理系统包括园区管委会管理界面、互联网交互界面、呼叫中心、广播、显示等。

日常管理维护广播显示

• 智慧城市合作模式

• 智慧城市咨询规划

智慧城市咨询服务旨在积极充分调动相关部门、相关领导、行业专家、企业及战盟伙伴等优质资源，为参与智慧城市建设的各类型用户提供准确、全面、充分的智慧城市领域咨询内容和相关服务内容。包括为用户提供相关智慧城市规划与建设范畴项目可行性研究咨询、为用户提供相关智慧城市规划与建设范畴项目规划编制与论证咨询、为用户提供相关智慧城市规划与建设范畴项目运维体系设计与运营实施咨询等服务。

在“智慧城市”的多个智慧领域中有大量的经验和深厚的技术积累，公司具有各类研发人员2800多人，是全球安防行业规模最大的的研发团队之一。设有各类专业项目的规划设计部门，聘请了多位专业的“智慧城市”、“智慧型平安城市”领域的专家。母公司中国电科与浙江省人民政府合作，为政府和企业提供专业的智慧城市咨询、规划设计等服务。

• 智慧城市建设

“智慧城市”的推广为居民带来了更便捷和更舒适的生活，为城市管理者的协调管理等多方面工作提供了辅助和协调的功能。科技的进步和人们知识水平的提高不断为智慧城市的建设扫清障碍，为信息化及高速运转的城市发展创造了良好的智慧环境。“智慧城市”正在以惊人的速度在我们身边发展着，在信息技术的高度发展下，城市居民在交通方式、生活模式、工作环境和各项基础设施方面都体验着前所未有的便利和快捷。一个合适的“智慧城市”建设模式会对当地经济和科研起到较大促进作用。

• 智慧城市的商业模式

在当前“智慧城市”高速发展的环境下，“智慧城市”建设的商业模式主要有以下三种，一是政府推动的“智慧城市”建设；二是运营商推动的“智慧城市”；三是厂商推动的“智慧城市”的建设。

（1）政府自主推动“智慧城市”建设的商业模式

特点是智慧城市的建设的规划涉及到城市建设的方方面面，并且进行了完整的“智慧城市”建设的规划，并且有明确的“智慧城市”建设的项目和时间表，整个“智慧城市”建设的商业模式是以政府为主导市场运营为辅对整个城市进行高效的建设。

（2）运营商推动下的“智慧城市”建设的商业模式

特点是以运营商为主导来推动当地政府进行当地“智慧城市”的建设。运营商推动“智慧城市”建设商业模式的最好的好处就是，能很好的建设”智慧城市“的智能管道和智能平台，其缺点就是由于受限运营商业务的范围，在某些运营商业务无法覆盖的领域无法形成真正的智能化的建设。

（3）厂商推动下“智慧城市”建设的商业模式

特点是整个城市的智能化规划设计中通常所设计的领域都比较少，也就是我们经常看到，在“智慧城市”的目标拆分与落地时，被落实为智慧医疗、智慧生产、智慧交通、智慧政府等比较大概念的行业应用。

• 智慧城市的建设模式

现代环境下，随着智慧平安城市、智能交通等大型项目的建设，逐渐催生了新的“智慧城市”建设模式。

（1）自建模式

主要是由政府出资，一次性或分阶段完成建设项目，由企业承建并负责维护。该模式适合经济发达的大城市，政府有雄厚的资金实力能独自完成项目建设。

（2）BT或BOT模式

BT模式是政府利用非政府资金来进行基础非经营性设施建设项目的一种融资模式。BT模式是BOT模式的一种变换形式，指一个项目的运作通过项目公司总承包，融资、建设验收合格后移交给业主，业主向投资方支付项目总投资加上合理回报的过程。目前采用BT模式筹集建设资金成了项目融资的一种新模式。

BOT模式实质上是基础设施投资、建设和经营的一种方式，以政府和私人机构之间达成协议为前提，由政府向私人机构颁布特许，允许其在一定时期内筹集资金建设某一基础设施并管理和经营该设施及其相应的产品与服务。

• 运维服务

“智慧城市”建设设计多个领域多个系统的新建与整合，建设完成后有长时间的运行维护阶段，需要专业的团队对这个建设中的各个系统提供维护、升级、扩建等各方面的服务。 作为智慧城市及物联网领域的研究推进者之一，凭借多年各行业中咨询、建设、运维的经验，参照国家相关规范，结合“智慧城市”建设及运维的实际需求，为用户提供可靠、高效的运维服务。