AR技術(shù)在公安融合指揮調度中的應用研究

引言

　　隨著(zhù)安保的要求規范不斷提高，國家正式出臺《國家安全戰略綱要》，目前傳統建設的安防子系統的數量越來(lái)越多，目前無(wú)法做到中心統一管理，延遲了安保事件的響應時(shí)間，無(wú)法起到事件防范的作用。因此，行業(yè)迫切需要實(shí)現對整個(gè)安保區域日常生活管理、生產(chǎn)作業(yè)、事件響應等各個(gè)環(huán)節的統一監管，并進(jìn)行安保事件的統一可視化管理。

　　奔凱安全技術(shù)股份有限公司通過(guò)研究AR實(shí)景監控為基礎的可視化指揮調度在安保領(lǐng)域的應用，使安保區域達到日常工作管理、突發(fā)事件處理的可視化，以及重要目標監控的智能化，視頻信息共享的網(wǎng)絡(luò )化。通過(guò)雙向視頻指揮調度和遠程監控功能進(jìn)行遠程指揮協(xié)調各環(huán)節運轉，集中管理、統一調度、統一指揮。

現狀及需求分析

　　現狀分析

　　目前的防護區域一般都已建設了一批信息化管理系統，包括視頻監控系統、車(chē)輛識別系統以及各類(lèi)業(yè)務(wù)系統，這些系統自成體系，有效增強了對防護區域的管控能力，在日常實(shí)際工作中不斷發(fā)揮著(zhù)作用。但各系統獨立運行，獲取的數據單一，沒(méi)有將現場(chǎng)人員、車(chē)輛、物資的數據進(jìn)行整合、形成結構化數據，進(jìn)行深度化的利用。數據的共享融合和一體化應用程度比較低，大大降低了數據的作用。在實(shí)時(shí)指揮調度過(guò)程中，視頻監控系統的攝像頭盡管數量多、覆蓋廣，但不能和現場(chǎng)人員一起聯(lián)動(dòng)和實(shí)時(shí)調度，人工操作定位慢、視頻檢索困難、鏡頭角度不能實(shí)時(shí)調整、單鏡頭覆蓋范圍有限，對指揮調度人員實(shí)時(shí)監控現場(chǎng)體現出較大的局限性。所以，加強掌握防護區域現場(chǎng)人員、車(chē)輛、物資的海量信息并進(jìn)行更深一步地挖掘與利用、進(jìn)行統計分析，結合防護區域的業(yè)務(wù)處理流程，提供多樣化的研判分析和應用功能，進(jìn)一步融合防護區域的各個(gè)業(yè)務(wù)系統建立一套實(shí)時(shí)的、立體的、可視化的管理系統顯得尤為重要。

　　需求分析

　　經(jīng)過(guò)奔凱安全技術(shù)股份有限公司的專(zhuān)家分析，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和應用的深入，必將向一體化、集成化的方向發(fā)展。防護區域可視化指揮調度平臺建設是從提升防護區域安防管理能力和指揮調度能力的角度出發(fā)，以大數據分析、AR 增強現實(shí)、地理信息、網(wǎng)絡(luò )通訊等技術(shù)為支撐，運用視頻圖像信息、視頻大數據快速分析的計算能力，進(jìn)一步打破系統的孤島效應，通過(guò)系統聯(lián)動(dòng)、數據融合以及大數據分析及感知，構建起面向防護區域管理應用的立體化指揮調度體系，滿(mǎn)足防護區域安防管理、指揮調度信息化實(shí)戰需求，為未來(lái)智慧防護建設，提供信息化、智能化、自動(dòng)化的示范效應。

可視化指揮調度的主要內容

　　架設高點(diǎn) AR 增強現實(shí)攝像機

　　架設高點(diǎn)增強現實(shí)攝像機，實(shí)現高點(diǎn)監控的全面覆蓋以及低點(diǎn)監控的相互聯(lián)動(dòng)，通過(guò)高點(diǎn)攝像機的全范圍覆蓋監控以及低點(diǎn)監控視頻的高低聯(lián)動(dòng)調閱，將防護區域內所有監控視頻連成統一整體進(jìn)行有效地管控。

　　高點(diǎn)防控單元主要架設在防護區域的相對高處或需監控目標周邊高樓上，要求“看全”、“看清”“實(shí)時(shí)”、“智能”。監控場(chǎng)景中發(fā)生突發(fā)性事件，通過(guò)長(cháng)焦鏡頭及高變倍數能夠清晰的記錄事件的整個(gè)過(guò)程;通過(guò)高視角、大場(chǎng)景的監控能夠彌補普通監控受環(huán)境物體阻擋、視野距離較短、范圍較小的不足，同時(shí)高點(diǎn)防控單元也是AR實(shí)景智能安防平臺應用開(kāi)展的載體，需要具備GPS定位、北斗衛星定位及電子羅盤(pán)功能，支撐后臺開(kāi)展視頻的增強現實(shí)應用。

　　(1)星光級低照度

　　在夜晚或陰雨天氣下，因為光線(xiàn)不足會(huì )影響攝像機的成像質(zhì)量，因此攝像機因支持星光級低照度，滿(mǎn)足夜間及陰雨天氣下光線(xiàn)不足的成像要求。

　　(2)強光抑制

　　在夜間照明燈光造成嚴重的光污染，嚴重影響視頻圖像質(zhì)量，高點(diǎn)防控單元中應支持強光抑制技術(shù)來(lái)解決此種困擾，有效抑制強光點(diǎn)直接照射造成的視頻圖像模糊，能自動(dòng)分辨強光點(diǎn)，并對強光點(diǎn)附近區域進(jìn)行補償以獲得更清晰的圖像。

　　(3)光學(xué)透霧

　　霧霾天氣下，空氣中的液滴和固體小顆粒使戶(hù)外監控的質(zhì)量降低，圖像顯得色彩黯淡、對比度低，一些重要目標的細節難以觀(guān)察，視頻監控的實(shí)用性受到很大影響。因此高點(diǎn)防控單元應具備備高清透霧功能，基于大氣透射模型，區分圖像不同區域景深與霧濃度進(jìn)行濾波處理，同時(shí)融合圖像增強技術(shù)與圖像復原技術(shù)，獲得準確、自然的透霧圖像。

　　(4)防護能力

　　應采用工業(yè)級元器件，電信級工藝，設備支持寬溫寬壓，全接口防雷、防浪涌、防突波;IP66防護等級，滿(mǎn)足惡劣環(huán)境下正常運行的要求。

　　傳輸網(wǎng)絡(luò )子系統

　　采用網(wǎng)絡(luò )資源對前端視頻傳輸的數據進(jìn)行接入、匯聚、交換，通過(guò)設備自身安全特性和防火墻等實(shí)現對邊界安全接入的控制，同時(shí)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )本身的設備、協(xié)議冗余實(shí)現整個(gè)監控網(wǎng)絡(luò )的穩定性。

　　(1)網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議要求

　　系統網(wǎng)絡(luò )層應支持 IP 協(xié)議，傳輸層應支持TCP 和UDP 協(xié)議。

　　(2)媒體傳輸協(xié)議要求

　　視音頻流在基于IP的網(wǎng)絡(luò )上傳輸時(shí)應支持RTP/RTCP協(xié)議; 視音頻流的數據封裝格式應符合標準要求。

　　(3)信息傳輸延遲時(shí)間

　　當信息(包括視音頻信息、控制信息及報警信息等)經(jīng)由 IP 網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)，端到端的信息延遲時(shí)間(包括發(fā)送端信息采集、編碼、網(wǎng)絡(luò )傳輸、信息接收端解碼、顯示等過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間)應滿(mǎn)足要求： 前端設備與信號直接接入的監控中心相應設備間端到端的信息延遲時(shí)間應不大于2s。

　　前端設備與用戶(hù)終端設備間端到端的信息延遲時(shí)間應不大于4s。

　　(4)網(wǎng)絡(luò )傳輸帶寬

　　聯(lián)網(wǎng)系統網(wǎng)絡(luò )帶寬設計應能滿(mǎn)足前端設備接入監控中心、監控中心互聯(lián)、用戶(hù)終端接入監控中心的帶寬要求，并留有余量。

　　可視化管理平臺關(guān)鍵內容

　　奔凱安全技術(shù)股份有限公司自主研發(fā)的管理平臺可以在全景展示的視頻畫(huà)面中實(shí)現各種靜態(tài)、動(dòng)態(tài)標簽的疊加顯示，告警信息的疊加顯示，支持對各類(lèi)標簽進(jìn)行文字檢索和視頻定位，實(shí)現畫(huà)中畫(huà)、視頻報警聯(lián)動(dòng)、視頻接力等跨區域連續監控功能，并為接入更多防護業(yè)務(wù)系統奠定基礎，有效提高防護的安全管理、指揮調度能力?？梢暬笓]調度平臺是整體建設的關(guān)鍵內容，是綜合運用多種創(chuàng )新大數據可視化技術(shù)的展示應用平臺，基于業(yè)務(wù)平臺的數據環(huán)境支撐，通過(guò)增強現實(shí)技術(shù)，全方位立體化地將各種動(dòng)態(tài)運行數據疊加到全景監控的視頻畫(huà)面上，從而真實(shí)還原整個(gè)區域中的人員、車(chē)輛、物資等大數據信息。除此之外，還能通過(guò)信息共享和反饋機制，實(shí)現對突發(fā)事件預警、現場(chǎng)指揮調度部署、應急預案處置執行等功能，打造一套“實(shí)時(shí)監控->實(shí)時(shí)指揮->即時(shí)反饋->響應確認”的智能化全過(guò)程可視化指揮調度平臺。

　　(1)視頻實(shí)景地圖

　　平臺以高點(diǎn)視頻畫(huà)面為載體，運用高點(diǎn)監控采集的大范圍、大場(chǎng)景監控畫(huà)面，實(shí)現園區整體態(tài)勢監控，并且通過(guò)后臺視頻地圖引擎和標簽添加及交互功能，能夠對園區高點(diǎn)視頻畫(huà)面中的大樓、道路、攝像機、設施等進(jìn)行實(shí)景標注，整體形成一張智慧化的視頻實(shí)景地圖。

　　(2)高低立體監控

　　平臺通過(guò)視頻聯(lián)動(dòng)技術(shù)，支持在高點(diǎn)視頻畫(huà)面中，以畫(huà)中畫(huà)形式查看區域內各類(lèi)低點(diǎn)監控視頻，實(shí)現監控畫(huà)面的整體與局部同時(shí)覆蓋，形成高低兩級的立體化防控體系。

　　(3)視頻智能巡查

　　平臺支持對防護區域的攝像機設置自動(dòng)視頻巡查預案，啟動(dòng)視頻巡查預案時(shí)，系統按照巡更路線(xiàn)自動(dòng)完成現場(chǎng)圖像的實(shí)時(shí)調閱，從而達到遠程巡邏的目的，改變傳統人員走訪(fǎng)式巡查管理，大大減少巡查人員配置;同時(shí)系統支持針對不同時(shí)段、不同情況下的多種巡查預案設置。

　　(4)區域入侵預警

　　平臺支持對防護區域內一些重點(diǎn)區域，通過(guò)后端智能識別算法，能夠自動(dòng)檢測視頻畫(huà)面中的異常情況，當有人員或物體進(jìn)入區域內，即時(shí)觸發(fā)報警上送AR實(shí)景智能安防平臺，并快速聯(lián)動(dòng)周邊一臺或多臺低點(diǎn)攝像機定位到該位置進(jìn)行及時(shí)的錄像，輔助安保人員及時(shí)處理異常事件，提高指揮調度的效率。

　　(5)周界防范預警

　　在周界區域，平臺支持單向跨線(xiàn)、雙向跨線(xiàn)、翻越欄桿、進(jìn)出禁區、區域內出現、區域內消失等異常事件的自動(dòng)檢測，并即時(shí)觸發(fā)報警上送AR實(shí)景智能安防平臺，輔助安保人員及時(shí)處理異常事件，提高指揮調度的效率，使被動(dòng)監控變主動(dòng)防范，實(shí)現智能化的視頻監控。

　　(6)預案聯(lián)動(dòng)

　　平臺支持多種方式編輯預案，錄入預案，并設置相對應預案的系統處置流程。在安保事件發(fā)生以后，自動(dòng)觸發(fā)預案啟動(dòng)，生成處置流程，提高事件處置效率，提升事件應對方案匹配的準確性。

　　現有系統、數據整合

　　可視化指揮調度平臺與現有的視頻監控系統、車(chē)輛管理系統、各業(yè)務(wù)系統等防護信息化系統做深度整合，實(shí)現大數據方式智能管控、智能化指揮調度。

基礎設施

　　平臺架構

　　可視化指揮調度平臺由高點(diǎn)增強現實(shí)攝像機和可視化管理平臺軟件組成，高點(diǎn)增強現實(shí)攝像機具有高清、遠攝、低光、高變焦等特點(diǎn)以及增強現實(shí)功能?？梢暬芾砥脚_軟件提供各類(lèi)視頻監控信息、車(chē)輛信息、報警信息、業(yè)務(wù)數據信息的匯聚、清洗、梳理、存儲、組織、分析、展示，并提供核心的可視化管理功能，實(shí)現“實(shí)時(shí)監控->實(shí)時(shí)指揮->即時(shí)反饋->響應確認”的智能化全過(guò)程指揮調度功能。

　　平臺功能

　　(1)高低結合、立體組網(wǎng)

　　以高低結合、立體組網(wǎng)為原則，打造以高點(diǎn) AR 增強現實(shí)攝像機為核心的立體化全方位視頻覆蓋體系，全景高點(diǎn)監控對防護區域進(jìn)行全域監控，形成大視野、大場(chǎng)景的視頻畫(huà)面，整合現有視頻監控資源，高點(diǎn)總覽全局，聯(lián)動(dòng)低點(diǎn)視頻查看細節，高低呼應，遠近結合，立體組網(wǎng)。另外，通過(guò)智能標簽技術(shù)，支持在視頻畫(huà)面上增加靜態(tài)標簽和動(dòng)態(tài)標簽，支持標簽檢索、標簽聯(lián)動(dòng)、定位、目標測量、方位感知等，協(xié)助現場(chǎng)指揮調度，真正做到把握全局、控制局部。

　　(2)視頻創(chuàng )新、AR 應用

　　運用 AR 增強現實(shí)技術(shù)，以高點(diǎn)大視野、高清晰、大場(chǎng)景的監控畫(huà)面為載體開(kāi)展視頻的綜合應用，實(shí)現防護區域畫(huà)中畫(huà)視頻聯(lián)動(dòng)、支持聯(lián)動(dòng)車(chē)輛卡口圖片、人像圖片等，實(shí)現各種移動(dòng)終端在視頻中定位顯示，支持多種標簽信息疊加在視頻畫(huà)面當中。打破傳統的視頻應用方式，視頻與增強現實(shí)技術(shù)的結合，支持開(kāi)發(fā)定義多種業(yè)務(wù)應用，盤(pán)活視頻的價(jià)值，讓視頻數據真正服務(wù)與指揮調度。

　　(3)數據可視、宏觀(guān)把控

　　運用先進(jìn)的數據可視化手段，將防護攝像頭分布、港區情況、視頻信息、車(chē)輛信息、業(yè)務(wù)信息、各下屬單位重要信息等內容進(jìn)行宏觀(guān)展示、分析，通過(guò)高度可視化手段、各種圖表來(lái)展現各類(lèi)數據在防護的運行態(tài)勢，通過(guò)可視化的圖形圖表助力決策分析。

　　(4)數據整合、消除孤島

　　與防護現有的視頻監控系統、車(chē)輛管理系統、周界報警、業(yè)務(wù)系統平臺等數據資源進(jìn)行整合，提取對指揮調度最有價(jià)值的運行數據、信息等資源，以增強現實(shí)動(dòng)態(tài)標簽和浮動(dòng)動(dòng)畫(huà)的方式在可視化管理平臺上進(jìn)行綜合展示;并對所采集的人員定位、車(chē)輛等信息動(dòng)態(tài)地呈現在可視化管理平臺中，各個(gè)系統集中在一個(gè)界面中進(jìn)行應用，指揮調度人員不再需要單獨到每個(gè)子系統上查閱相關(guān)信息，減少各系統間調用繁瑣、累贅的問(wèn)題，所有重要信息都能結合當前全景監控視頻畫(huà)面直觀(guān)展示，提高安全管理、指揮調度效率，形成真正的可視化管理體系，達到安全管理可視化、指揮調度可視化、指揮調度立體化、綜合研判智能化的目標。

總結

　　通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、深度學(xué)習、視覺(jué)技術(shù)、移動(dòng)運用等技術(shù)，可集成、優(yōu)化現有系統功能和應用，實(shí)現信息化與安保深度融合，奔凱安全技術(shù)股份有限公司致力于推進(jìn)AR指揮調度在安保領(lǐng)域應用中的實(shí)用性和可落地性。