环形放射状城市视频监控系统布点布局模型研究

　　平安城市建设从“科技强警”战略和“3111试点工程”两大项目开始，至今已有十多年的发展历史，成批的安防视频监控设备覆盖在城市的各个角落，在治安防控、反恐维稳、打击犯罪等领域中取得了显著成果，并衍生出平安乡镇、平安社区、平安校园等形式多样的安全创建活动，人们的安全防范意识也在逐渐增强。

　　1平安城市布点布局存在问题

　　平安城市视频监控点位的布局是整个系统建设与应用过程中最为重要的部分之一，点位布局的合理性直接影响了施工难易和开展视频业务的有效性。目前，平安城市视频监控系统布点布局主要存在以下问题：

　　1)缺乏统一规划。目前平安城市视频监控系统的建设更多的是追求点位数量的增加，各部门以满足各自业务需求为主，各自为政，很少考虑全局统一规划与统一布局，部分地点监控点过多，而部分地点监控点又过少。

　　2)覆盖密度不够。目前平安城市视频监控系统摄像机的布建密度还不足以覆盖平安城市需要关注的监控目标，难以达到立体监控关注目标的全覆盖要求。

　　3)探头数量不足。受制于平安城市建设经费一次性投入不足等客观因素，摄像机布建的数量无法覆盖城市各个核心区域，形成了若干个监控死角，在各部门开展业务过程中无法提供连续的有价值信息。

　　4)部署不够合理。部分重要地点应该部署摄像机但却未部署，部分地点部署的摄像机配置不合理，部分地点部署的摄像机拍摄位置不佳，导致大量视频无法发挥应有的效能。

　　5)缺乏评判标准。各部门在平安城市视频监控系统摄像机的覆盖度等方面缺乏合理的评判标准，在监控点位布局选址上也缺少统一的技术规范[1]。

　　2环形放射状城市基本特征

　　环形放射状城市亦称为中心型城市，其重要特征为城市往往由一个中心地区作为城市核心构成，其他道路与街道和设施以圆环状或方形环状环绕城市中心辐射而成。这是历史上最为古老的一种城市格局，众多古老的城市均保留这种城市形态。由于环形放射状城市围绕着一个中心地区，往往内部交通负担过重，较大的中心型城市往往有多个卫星城，用于分担城市内部过重的交通、人口负担[2]。

　　中国大多数典型的环形放射状城市都是历史悠久、建成较早的平原城市。例如：北京市以天安门广场-故宫博物院为核心，长安街为轴向;成都市以天府广场为核心，人民北、中、南路为南北轴向，蜀都大道为东西轴向;合肥市以市府广场为中心，长江路为轴向;沈阳市以市府广场为中心，青年大街-北京街-北陵大街为南北轴，北一路-东西快速干道-东陵路为东西轴。

图1.典型的环形放射状示意图

　　3 布点布局基础理论

　　3.1 布点布局评价指标

　　平安城市视频监控系统布点布局以覆盖度为评价指标，通常采用监控点密度，即每平方公里布设的摄像机数量，作为衡量平安城市视频监控系统建设水平的一个定量指标。针对以覆盖度为评价指标，通常有以下两种覆盖度指标[1]：

　　1)基于城市监控面积的覆盖度，是指对城市公共安全辖区内的所有区域面积进行监控覆盖，称之为面积全覆盖，采用面积覆盖度作为度量指标。

　　2)基于监控关注目标的覆盖度，是指对城市辖区内所有被关注目标进行监控，并非对辖区面积进行监控，由此提出基于监控目标的覆盖度，称之为有效覆盖度。

　　在平安城市视频监控系统布点布局过程中，面积全覆盖是一个理想目标，对实际布点布局的指导意义并不大。然而采用基于监控关注目标的有效覆盖度作为评价指标，能有效指导视频监控系统的建设。

　　3.2 监控关注目标有效覆盖度理论

　　本文布点布局模型设计采用基于监控关注目标的有效覆盖度作为基础理论和度量指标。海康威视是领先的视频产品及内容服务提供商，通过总结其在众多平安城市项目建设经验以及研究各省市公安机关关于平安城市视频监控系统建设指导思想，将监控关注目标分成两类，一类是活动监控关注目标，如行人、机动车、非机动车等目标;另一类是固定监控关注目标，如城市出入口、交通道路、重点单位、公共区域等场所。

　　针对上述两类监控关注目标的有效覆盖度讨论两类布点布局理论：

　　1)以“时间”为单位的布点布局理论

　　以“时间”为单位的布点布局理论，是指在一定时间范围内，对城市公共安全辖区内的活动监控关注目标被拍摄一次，称之为有效拍摄时间指标。

　　典型的项目要求为：江苏省社会面技防监控覆盖“510”，是指行人在城市、城镇主要道路、街区行走5分钟被拍摄一次，在城郊以及居住集中的村庄每行走10分钟被拍摄一次。

　　2)以“空间”为单位的布点布局理论

　　以“空间”为单位的布点布局理论，是指基于监控关注目标的有效覆盖度，在城市公共安全辖区内，对监控关注目标分区分类，按照一定的理念规则，建立“防控线、防控圈、防控网”等为目的布点布局理论。

　　目前，各省市区县下发的一些关于平安城市视频监控系统建设指导文件，多数是以“空间”为单位的，并存在多种建设理念，如“从‘点’织‘线’成‘面’”、“点线圈面”、“市际、城际、县际三道防线”等多种建设理念。

　　4 环形放射状城市布点布局模型设计

　　针对环形放射状城市视频监控系统将基于以“空间”为单位的布点布局理论进行模型设计。

　　4.1 布点布局模型设计思路

　　太阳系是以太阳为中心，和8颗行星水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，以及至少173颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星和数以亿计的太阳系小天体组成[3]。

图2.太阳系示意图

　　通过研究分析，发现太阳系的形态与环形放射状城市的基本特征很相像，基于此设计了环形放射状城市布点布局模型，又称为星系模型，即：定恒星、围轨道、选行星、连慧星、辅流星、构卫星。“恒星”对应环形放射状城市的核心区;“轨道”对应环形放射状城市的环城路;“行星”对应环形放射状城市的“三区三口”;“彗星”对应环形放射状城市的出入城等主干道路;“流星”对应治安巡逻等移动场景;“卫星”对应环形放射状城市的外围区县、乡镇。

　　4.2 “星系模型”设计

　　将星系模型进行通俗化，设计针对环形放射状城市的布点布局模型为：定核心、围环路、选重点、连干道、辅移动、构外围。以下星系模型说明，将以成都市为例进行示意。

　　1)定核心

　　[1] 将基于环形放射状城市规划的核心区域(一环以内)进行全面封控，构建“核心防控区”。

　　[2] 场景：路口、车站(地铁站)、广场、党政机关、重点单位。

　　[3] 部署智慧监控系统或者高清视频监控系统，实时掌握进出核心区的“机、非、人”的情况。

图3.定核心示意图

　　2)围环路

　　[1] 将基于环形放射状城市规划的环城路及城际圈进行全线管控，构建“多级防控网”。

　　[2] 场景：重要路段及十字路口、三岔路口、街巷路口。

　　[3] 部署高清卡口系统或智慧监控系统，辅以视频监控系统，提高“机、非、人”的捕获率。

　　图4.围环路示意图

　　3)选重点

　　[1] 将环城路等城区重点区域的“三区三口”进行实时监控，提高关注目标覆盖度。

　　[2] 场景：三区三口，广场，制高点，机场、码头、港口、车站、地铁站等交通枢纽。

　　[3] 部署高清视频监控系统或者智慧监控系统、人脸抓拍系统，实时掌握重点部位“机、非、人”的情况。

　　图5.选重点示意图

　　4)连干道

　　[1] 将呈射线状出城道路进行全面封闭，结合环城路，构建“内部防控线”。

　　[2] 场景：城市出入口、国/省/县道或主干道路口及重要路段。

　　[3] 部署高清卡口系统或智慧监控系统，辅以视频监控系统，提高“机、非、人”的捕获率。

　　图6.连干道示意图

　　5)

　　[1] 在城区增强移动治安巡逻力量，针对特定区域或突发事件进行巡防。

　　[2] 场景：治安复杂区等治安巡逻场所。

　　[3] 部署单兵、车载、警务通、执法记录仪等移动设备，记录突发事件、日常巡逻全过程。

　　图7.辅移动示意图

　　6)构外围

　　[1] 针对环形放射状城市规划外围重要区域，进行全面管控，密织监控网，构建“监控防区”。构外围可以结合外围具体情况进行细化布点布局模型。

　　[2] 场景：城市周边区县、乡镇。

　　[3] 部署智慧监控系统或者高清视频监控，实时掌握进出重要区域“机、非、人”的情况。

　　图8.构外围示意图

　　5 小结

　　笔者在综合分析了现有平安城市视频监控系统布点布局指导思想的基础上，将基于监控关注目标的覆盖度分为以“时间”为单位的布点布局理论和以“空间”为单位的布点布局理论，并从以“空间”为单位的布点布局理论出发，针对环形放射状城市的特征，设计了布点布局“星系模型”，为后续研究更多基于城市形态布点布局模型设计提供了思路与方法。

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