Sinotoon全景智能监控系统火车站站前广场应用方案北京黎阳之光科技有限公司 项目概述 项目背景广州火车站是华南最大的火车站和广州市内最主要铁路客运站,高峰时段日客流量逾10万人次，平均每分钟接送百人以上，2014年春运期间，日均客流量更是达到了13万人次。极高的客流密度要求不断提升安保信息化水平，广州火车站站前广场（以下简称站前广场）的安保问题亦成为了关系社会稳定的重中之重。如何在避免重复建设的原则下，面向站前广场的安保管理、突发事件应急处置与治安案件证据查验的务实需求，提升安保信息化基础设施在安保、打击犯罪与安全管理方面的效能，是广州市越秀区公安分局需要考虑的现实问题。本项目利用站前广场已有及2014年规划补充建设的视频监控摄像头，应用视频全景技术，将分布在不同地理位置的离散视频进行处理和全景融合，实现站前广场视频全景显示、全景视频安保业务应用等功能，有助于实时掌控站前广场的全局态势，达到安保全局化、精细化、可视化和动态可视化，有效提升广州火车站安保科技化水平，保障旅客生命财产安全，巩固广州火车站全国四大铁路客运的中心地位，促进广州经济的全面发展。 现状分析视频监控系统是广州火车站站前广场安保信息化建设的重要组成部分，站前广场现有约45路摄像头（2014年规划补充建设），分散在站前广场各个角落。视频图像作为最可信、最及时、最直观的信息，目前其作用主要局限在事后证据查验，并没有起到实时监看、即时管控、辅助指挥的实质作用，主要原因在于两点：1.单路摄像头仅能覆盖较小范围的局部区域，多路零散监控画面无法纵观全局，整体状况实时掌控。2.站前广场上多路摄像头虽然统一接入到公安分局指挥中心，但摄像头之间缺乏空间位置关联，监控画面孤立，既看不懂也看不完，大部分摄像头沦为“睁眼瞎”。因此，传统视频监控系统功能仅仅发挥了百分之三十，不足以支撑当前广州火车站站前广场反恐防控的迫切需求和长期的治安保障。 必要性分析为充分利用站前广场已经建成及规划建设的监控资源，通过视频融合技术实现站前广场安保能力和科技化水平的提升，从而完善安保监管体系，强化广州市越秀区公安分局反恐处突能力，实施“广州火车站站前广场全场景多维度视频监控系统”（以下简称全场景多维度视频监控系统）的必要性突出体现在以下二点：1. 目前视频监控为单路视频零散局部监控，“只见树木，不见森林”，有必要形成视频活地图，直观动态掌控全局。站前广场现有约45路摄像头（2014年规划补充建设），单路零散上大屏，监视眼花缭乱，无法纵观全局。放大某路视频细节信息，只能看到小块局部区域，无法同时感知其周边整体状况，以目前这种监看的方式，存在专职安保人员看得烦、领导决策看不懂的现实问题，远达不到即时监控，快速处置的业务要求。Sinotoon全景智能监控系统利用全场景视频融合技术，实现站前广场等重点区域全景一目了然监看，一揽全局，按图索骥，所见即所得。2.传统监控摄像头大部分处于休眠状态，有必要建立高效的全覆盖视频巡逻，明察秋毫，防患未然。传统视频监控采用人工逐点单路巡逻，站前广场45路视频，如前所述，按每路视频巡逻花费1分钟计算，站前广场视频巡逻一遍需要用45分钟。一个监控人员连续盯着屏幕看25分钟，视觉疲劳导致即使异常情况发生也视而不见，所以大部分视频多处于无人问津的休眠状态，海量的视频存储仅作为事后取证用，没有充分发挥视频高效巡逻的水平和能力。Sinotoon全景智能监控系统利用数学图论理论，建立各视频点位拓扑模型，并利用深度及广度遍历技术，实现全覆盖视频自动巡逻。保证多路视频无重复、无遗漏、快速全覆盖巡航，提高巡逻效率50%以上，从根本上提升广州火车站海量视频管理的工作效率。 可行性分析Sinotoon全景智能监控系统以全景融合技术的自主发明专利技术为核心，将分布在不同地理位置的离散视频进行视频融合和细节关联，实现大型区域的全景宏观态势视频监控和细微捕捉。Sinotoon全景智能监控系统以融合技术实现了对监控场地不间断全景监控以及全景视频关联应用、全景历史回放及可视化视频巡逻的功能。图 1Sinotoon全景智能监控系统的全景融合技术经过多个成功案例的应用、实践和不断的修改完善，景融合技术成熟可靠、可行性强，完全满足大型广场的安保业务需求。 图 2 设计原则根据广州市火车站站前广场的实际情况，结合广州市越秀区公安局对于站前广场安保工作切实需求，实现现有监控资源的合理利用，消化吸收国内外先进技术和成熟经验，立足国内、安全可靠、实用、便于管理维护，应该严格遵行以下九个原则： 先进性在投资费用许可的情况下，系统采用当今最先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，另一方面又使系统具有强大的发展潜力，以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应，从而保障应急指挥整体运行。 可靠性系统最重要的就是可靠性，如果系统一旦瘫痪，整个应急指挥平台响应将要滞后所产生后果将是难以想象的，因此系统必须可靠地、能连续地运行。系统设计时在成本接受的条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求。因此，采用成熟、稳定和通用的技术和设备，关键部分应有备份、冗余措施，能够保证系统长期稳定运行，使得故障发生的可能性尽可能少，即便是出现故障时，影响面也要尽可能小。 实用性在建设之前，要做好充分的需求调研。设计合理，结构简单，功能完备，切合实际，能有效提高工作效率，满足对站前广场视频监控管理工作的需求。 经济性在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本。采用经济实用的技术和设备，利用各种设备和资源，综合考虑系统的建设、升级和维护费用，不盲目投入。 易操作性提供清晰、简洁、友好的中文操作界面，操控简便、灵活，易学易用，便于管理和维护，有较强的容错和系统恢复能力。 及时性能将突发事件现场的图像、数据及时地传输到各分监控管理中心及总监控中心便于查询管理。 规范性控制协议、编解码协议、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合相关国家标准、行业标准和公安部颁布的技术规范。 可维护性系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，应能得到及时、快速的维护，整个数字监控系统具有业内（国内外）领先的技术水准，达到数字化、网络化、智能化的要求，同时具备良好的可靠性、安全性、伸缩性。 可扩充性系统设计时应充分考虑今后的发展需要，系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。 指导思想以广州市城市总体规划（2010年-2020年）和广州铁路枢纽规划方案研究为指导，以打造枢纽型城市为目标，加快广州火车站信息化建设步伐，科学规划广州火车站信息系统建设，通过视频融合技术、计算机视觉、模式识别、混合现实技术等高科技手段，重点解决广州火车站全景监控难题提供技术手段。通过广州火车站站前广场Sinotoon全景智能监控系统的建设，创新广州火车站站前广场的监控模式，提高广州火车站安保科技化水平。 系统设计方案 总体设计 建设目标 实现全景监控，为安保提供支撑本项目采用全景融合专利技术，通过将站前广场的多个高点位置摄像头视频进行融合处理，实现整个站前广场区域的全景视频监控，使安保部门第一时间掌握站前广场的人群全景态势，为站前广场的安保提供技术支持。 提高安保技化管理水平，进一步解放警力本项目采用视频融合技术、计算机视觉、模式识别、混合现实技术等高科技手段，对指定的区域进行细节化监控，有利于公安局管理部门及时采取解决预案，进而合理部署警力；对站前广场的重点区域实现巡逻监控，提高安保的智能化手段，有效解放警力。 消除监控盲区，减少安全隐患项目通过对站前广场监控摄像头的分布位置、朝向和可视范围等进行综合分析，利用全景关联技术，实现监控区域视频全覆盖，以及全景视频和细节视频的关联，消除治安监控死角，为站前广场的防控预警提供有力依据，减少安全隐患。 推动广州经济建设火车站是贸易往来的枢纽，是城市与城市流通的架桥，也是城市内部聚散的中心。Sinotoon全景智能监控系统的建设有利于提高广州火车站安全管理水平，更好地保障旅客生命财产安全，为“十二五”期间构建广州现代化铁路安保体系提供坚实保障，推动广州市经济建设的步伐。 建设内容站前广场形成全景整体态势监控，摄像头之间实现空间位置关联管理，是目前公安分局安保视频监控系统效能提升的关键所在。北京天睿空间科技有限公司基于视频全景融合核心专利技术，结合广州火车站实际情况及公安分局的业务需求，建设一个系统，实现四项功能，助力广州市越秀区公安分局站前广场安保工作。一个系统即Sinotoon全景智能监控系统，利用全景融合技术，将分布在制高点的多路监控视频进行特征提取、匹配融合，形成全景实时视频，整个广场一览无余，即刻掌握站前广场整体实时动态，实现站前广场视频全场景监看，同时实现站前广场全景融合、高低点位视频关联显示、全场景历史视频回放等几大功能。以先进的视频技术解决海量视频无法看、无法管乃至不好用的问题，提升公安分局视频信息化水平。图 3系统建设内容 系统架构广州火车站站前广场Sinotoon全景智能监控系统由应用层、中间层、数据层组成，集成规范的标准接口协议，为整个系统能够正常接入现有视频及相关子系统提供可靠保障，同时保证所有系统可以顺畅运行。系统的总体架构如下图所示:图 4系统架构用户层：用户层是指根据针对不同业务需求的应用软件为用户终端提供给用户直观、易用的交互操作界面，供用户访问系统，对软件进行操作，对相关信息进行编辑整理，最终完成用户对每个子系统的应用。用户层根据不同方向的业务应用，针对不同层级的管理人员划分相应系统界面表现形式。中间层：中间层在监控平台层次模型中承担事务处理的中间环节，负责控制数据库操作，接受和处理客户端请求，进行业务逻辑处理，提供各类应用服务。中间层主要包括：视频接入融合中间件、多维模拟实现中间件、系统集成接口中间件等。数据层：数据层集中系统主要数据，数据库为整套系统的基础，提供整套系统的数据储存及数据交换，系统包含：漫游路径信息、虚拟视点信息、融合规则和基础信息。最终保证整套系统可以完整、稳定的运行。集成接口规范：接口层是监控平台中的关键内容，涉及到各技术子系统及其他外部系统。通过接口层，实现全场景多维度视频监控系统与其他相关信息系统之间的信息共享。 系统功能 站前广场全景融合站前广场全景融合功能突破传统视频监控系统分镜头割裂显示画面的局限，将孤立摄像头融合形成全景视频，做到纵观全局，一目了然。将分布在站前广场对面流花宾馆上合理部署的多路单点监控视频进行特征提取和匹配融合，实现站前广场区域的全场景实时动态监控。使公安分局第一时间在监控中心就能远程掌控站前广场区域人群全景态势,有效提高对突发情况的预警和反应能力，提升广州火车站站前广场安保能力和保障水平。图 5站前广场全景融合效果图 视频关联显示在全场景视频融合监看的基础上，将部署在站前广场上的多路低点视频与高点摄像头所形成的站前广场全景视频建立关联关系，在全局掌控站前广场的同时，利用鼠标移动取镜框，将其定位到需要关注的地方进行局部细节监控，消除因为广告牌、建筑等障碍物遮挡造成的全景视频监控盲区，从而达到了宏观态势监控与重点区域盯控的有机结合。图 6高低点位视频关联显示效果图 全场景历史视频回放 将历史事件以多维全景的方式整体回溯，改变依赖海量分镜头零散倒查的传统工作模式，在全景下高效溯源，以整体画面描述事件来龙去脉。为保证站前广场视频监控数据的安全性、完整性及可用性，便于安保及公安部门对原始历史视频的取证，