寧夏公安視頻實戰綜合應用平臺的建設與應用

李杰 寧夏回族自治區公安廳科技信息化局

引言

近年來，在公安部的正確領導下，在自治區黨委、政府的重視支持下，寧夏各級公安機關根據公安廳的統一部署，積極推進自治區政府民生計劃全區智能圖控系統建設，在城市道路、重點部位、治安復雜區域、重點鄉鎮等地區大力開展視頻監控系統建設，并在全國率先實現了公安視頻圖像的互聯互通。但是視頻圖像資源只限制局部、條線上使用，大多數部門內部也沒有聯網整合。整合共享工作的滯后、分析研判功能的不足、視頻信息獲取能力的低下是導致多年來視頻監控建設各自為戰，無法形成合力，無法發揮整體戰斗力的主要原因，嚴重影響了視頻監控資源在國家安全、公共安全以及服務社會、服務民生等方面發揮的作用，建設全區公安視綜平臺成為當務之急。

一、現狀與需求

（一）現狀分析

寧夏各級公安機關根據公安廳的統一部署，積極推進城市道路、重點部位和治安監控系統建設，加快各類圖像信息向公安信息網的接入工作，自治區、市、縣級公安機關均建成了視頻共享平臺，在維護社會穩定、防范打擊犯罪和重大活動安全保衛等方面發揮了重要作用，但在取得優異成果的同時，亦暴露出一些問題。

1. 信息獲取和綜合分析效率低

在偵查破案過程中，民警通常需要用到卡口過車、電子地圖、接處警、其他情報等相關聯的信息，而這些信息分散在視頻網和公安網的不同系統中，無法進行碰撞研判。因此，在案情分析過程中，民警從多個系統中離線的獲取信息，在信息獲取后，對于這些大量信息的整合，分析等過程繁瑣并且困難重重，難以提取有效的信息并發現線索關聯，更無法形成人車案件信息關聯和分析，人，車軌跡的刻畫，信息合成作戰的能力，從而讓圖偵效率大打折扣。

2. 難以快速定位線索

采集、處理后進入系統的視頻量往往很大，雖然目前已經有視頻摘要，視頻濃縮等手段加快了偵查人員對視頻圖像瀏覽的效率，但是由于缺乏高效的視頻分析算法和資源，以及準確度較高的視頻篩選和檢索手段，不僅視頻處理的時間較長，而且無法快速定位視頻中的案件線索。

3. 案事件關聯的深度分析不足

目前的案事件信息都存儲在公安網執法辦案系統中，視頻應用系統處在視頻專網，無法直接關聯獲取案件信息，對案件的處理也是僅在基礎信息層面上的線索查詢和初步的案件分析處理。而實際上在偵查過程中，經常需要調閱其他現有案件詳細的圖像資源和其他信息進行串并案分析，案件信息的不足，使辦案人員在案事件分析處理效率上大打折扣。

4. 缺乏體系化的業務流程

一個大要案往往需要團隊成員分工協作和多個環節的協調，而目前就圖像偵查工作來說，全國各地公安機關仍舊處于嘗試摸索階段，尚未形成一個完善、健全的體系與流程。公安網和視頻網上圖偵業務的業務分工，兩個平臺的信息匯聚及交互，其他業務信息的提取和處理等都未成體系，這在很大程度上影響了圖偵系統效能的最大化發揮。

（二）需求分析

1. 基于GIS的實時指揮調度需求

平臺能與警用地理信息系統結合，實現公安圖像信息基于空間電子地圖的可視化查詢和分析，提高在指揮決策、快速反映、反恐等方面的綜合能力，為治安管理、警力部署、巡邏布控、安全警衛等公安業務提供行之有效管理手段。

2. 圖像信息資源庫管理需求

案事件視頻圖像數據庫用于存儲重大活動、突發事件、疑難案件的有關重要視頻數據信息，為案事件研判分析提供圖像信息服務，便于對圖像信息的調閱，對圖像信息資源庫的圖像信息編輯歸檔，分類管理，方便信息查詢比對。

3. 合成視頻指揮作戰的需求

當有突發案事件發生時往往需要多個單位進行聯合協同處置，并配合圖像偵查工具進行快速的案件研判，此時，通過可視指揮調度席位，可以快速調度，實現多個相關單位對案事件的聯合研判。

4. 案事件排查需求

目前視頻監控點位數量龐大，要在海量圖像中尋找到有效信息，要有技術上的突破，如智能分析，視頻濃縮等，過濾無效信息，讓偵查人員快速聚焦到可疑信息，同時使用圖像增強對不夠清晰的圖片進行增強，獲得有效信息等。其他民警在日常工作中，可以將可疑圖像導入圖像信息資源庫存儲。在案件偵破過程中，可查詢并利用到日常收集的這些可疑信息，為案情做線索上的拓展。涉案的圖像信息需要長期存儲，要有一個圖像資源庫進行資料的存儲，匯總與共享。

二、系統總體建設思路

根據我區公安對視頻實戰綜合應用平臺應用的需求、同時依據相關政策法規及國家和行業標準，以實際需求為導向，圍繞實戰應用、技術建設與工作機制等環節，統籌規劃、分布實施。主要建設內容包括：

在全區建設省市兩級互聯互通并可在授權范圍內互控的視頻實戰綜合應用平臺，以電子地圖為底層支撐，以區域聯網的視頻圖像信息為基礎數據，以情報研判、應急指揮、治安防控、偵查破案等業務應用為核心，有效傳輸順暢的網絡環境和架構，多層級的視頻圖像信息數據庫，以及比較完備的政策法規、標準規范、專用技術和人力資源保障體系，基本滿足各部門、警種以及情報研判、指揮調度、偵查破案、治安防控、社會管理、反恐防暴、維穩處突、規范執法等工作對視頻圖像信息的基本需求，逐步將視頻監控技術打造成公安機關第四大專業技術手段。

三、視頻實戰綜合應用平臺技術路線及方案

（一）技術路線

高效率、高內聚、低耦合、可擴展性強為視綜平臺的總體技術路線。視綜平臺管理模塊眾多，策略也依照用戶所屬部門不同而不同。這就需要軟件設計必須按照高內聚、低耦合的方式進行，高內聚可以加強軟件模塊的互動、統一、標準化，減少重復開發和測試的難度；低耦合可以為不同的應用環境提供更加簡便、易用的解決方案。高效率、可擴展性強強調了既能最大化系統的效率，又能不失軟件處理的靈活性和擴展能力，是最具性價比和效率的實現方式。

圖偵平臺整體技術路線可分解四步：

第一，建立一套標準的規范體系。API（Application Programming Interface）接口標準。API是一些預先定義的函數，目的是提供應用程序與開發人員基于某軟件或硬件的以訪問一組例程的能力，而又無需訪問源碼，或理解內部工作機制的細節機制，為非SIP監控域提供了設備的接入規范標準；SIP（Session Initiation Protocol）平臺對接標準。SIP是一個應用層的信令控制協議。本項目主要通過SIP規范標準，完成有關非SIP視頻監控領域與SIP視頻監控領域的對接。

第二，建立圖像偵查系統業務框架。圖像偵查系統作為一個以圖像實戰應用為基礎，同時與其他公安業務系統進行信息整合和處理的綜合化信息合成作戰平臺，必須構建一個適合于各類信息集成和處理的業務框架，確保各類業務系統的信息能夠快速的進行匯聚和整合，并且提供有效的數據分析挖掘能力，可以根據視頻實戰應用的需要，針對性的分析和發現線索，并且能夠將線索的關聯性直觀的呈現出來，為能夠對這些信息進行高效的整合、分析和處理，支持各類信息的合成分析，快速的線索識別和檢索，提供高效的視頻實戰應用信息綜合應用。

第三，建立四個核心圖偵業務庫。本項目業務主要包括圖像資源主目錄庫、視頻（線索）庫、案事件信息庫、圖偵技戰法庫。四個庫信息通過有效信息時間戳和GIS地圖道路區域關系，構成了時間與地理上的鏈接信息，并且這些信息都是在系統錄入時自動產生，無需人工添加。通過時間同步服務器定時校準前端設備的時間戳，保證了信息的準確性，這樣為數據挖掘提供了海量數據分析源。

第四，實現基于圖像分析及數據挖掘的圖偵技戰法。采用視頻摘要、視頻濃縮技術，平臺從濃縮過的視頻或人工研判編輯過的視頻中，根據時間、地點和視頻特征進行快速視頻內容檢索，幫助辦案人員迅速定位關鍵視頻片段。對于濃縮處理的視頻，可根據時間、地點、目標顏色、事件（人車出現、絆線等）對視頻進行檢索。對檢索結果視頻回放時，在播放進度條中智能顯示不同時段的視頻內容，并可根據目標和事件快照進行預覽，使用戶可以無遺漏地跳躍式查看歷史視頻，從而大幅提高視頻查找效率；對于人工研判編輯過的視頻，可根據視頻線索、視頻關鍵詞、人車物描述信息從案事件視頻庫或線索視頻庫中對目標特征進行搜索，快速定位到相關視頻。

采用數據挖掘的一元線性回歸算法（時間與頻次作為基元量或地點與頻次作為基元量），對于車輛在時間范圍，地區范圍的進行線性回歸。按照實際經驗，由于個人開車的習慣性，排除特殊情況，車輛在時間與地域上會有一定的區域性，如果出現大量非區域的異常點，相對的危險性會增加許多，從而提供刑偵的線索數據。采用基于時間的覆蓋分析算法，按照一個車輛不能在極短的時間同時在兩個地區出現的原理，進行套牌車輛的分析。

（二）技術方案

1.雙網雙平臺

基于大數據的視綜平臺采用的是雙網雙平臺的結構，即在視頻專網上建設圖偵工作平臺，在公安網上建設合成作戰平臺，視頻專網上的圖偵工作平臺主要給圖偵、合成作戰、科信等專業部門的民警使用，公安網上的合成作戰平臺給全警使用。此種部署有利于對于網絡帶寬資源的利用，并符合公安內部安全的規范。這兩個平臺都是以大數據框架為基礎。辦案民警在視頻專網上進行視頻排查，這個時候會調用大量的視頻資源，占用帶寬，所以需要在視頻專網內使用，并將排查的結果進入視頻專網的視頻實戰應用數據庫，并同步到公安網。

合成作戰平臺的合成有兩層含義：一是信息合成，合成作戰平臺打通了各類資源庫、執法辦庫、警情庫、三臺合一等數據庫；二是多警種合成，在合成作戰系統中，刑偵、治安、情報、技偵、網安等多警種參與合成作戰。系統所有涉及保密數據（如案件信息、重點管控人員信息、車駕管違章違法信息等）的應用，均在公安網上開展。凡是需要大量調取視頻監控數據的工作，均在視頻專網上進行，民警在兩個網上都能夠開展工作，專業警種還可在視頻專網上開展工作，不但可以減輕公安網壓力，也可更好的體現不同警種業務應用需求。

2. 平臺架構

在視頻共享聯網基礎上，建設基于GIS的圖偵工作平臺框架，建設圖像資源主目錄庫、視頻（線索）庫、案事件庫、圖偵技戰法庫等；梳理包括公安自建電子警察、公安自建視頻監控、車輛卡口、人臉識別以及整合共享的社會各行業、部門視頻資源主目錄庫；支持方便快捷的一鍵入視頻（線索）庫；可以整合警綜平臺、執法辦案、三臺合一平臺等系統以及對接融合常住人口、流動人口、違法犯罪人員、重點管控人員、車駕管、旅店業、涉毒人員等各類人員，以此為基礎構建視頻大數據應用架構。

3. 應用層次結構

平臺應用分為四層，分別為系統支撐層、數據通信層、業務邏輯層和應用展示層。系統支撐層主要是PGIS、數據庫等系統應用軟件；數據通信層進行案事件數據、涉案/線索圖像數據進行采集和存儲；業務邏輯層針對各種圖像偵查業務進行處理分析；應用展示層最終將應用提供給用戶。

四、實戰成果

目前視綜平臺已經在全區18個公安基層實戰部門試點應用，取得良好的實戰效果。公安通過對平臺的測試，在視頻技戰法方面實現了視頻快速檢索，包括車輛駛離快速定位、車輛駛入快速定位、前向追蹤、后向追蹤；在卡口技戰法方面實現了晝伏夜出分析、路徑策略分析、車輛頻次分析、跟車策略分析、區域徘徊分析、頻繁夜出分析、非法營運車輛分析、疑似套牌車檢測分析和疑似假牌車輛檢測分析。2017年8月～9月，平羅縣城發生8起沿街商鋪門前電動車被盜案件，犯罪嫌疑人趁受害人進入商鋪購買商品時，對受害人未上鎖的電動車實施盜竊。通過視綜平臺分析嫌疑人案發前后運動軌跡，包括步行、乘坐出租車，鎖定嫌疑人落腳點，并提取出嫌疑人清晰面部圖像。

五、結語

視綜平臺與各類公安業務系統數據緊密結合可以實現視頻圖像信息與其他信息碰撞以及聯合分析線索資源的快速匯集和分析利用。在此基礎之上可以呈現更多的關聯信息和線索，而且信息的關聯度更高，更準確，能夠更加充分發掘視頻圖像信息的綜合利用價值，擺脫了以往圖偵業務系統單打獨斗的局面，大大提升了公安圖偵業務的實戰應用能力。