智慧安防社区建设研究

王照勋，刘志暾，李向昆

（中建八局第二建设有限公司，山东 济南 250014）

0 引言

近年来围绕社区层面的社会综合治理、新型犯罪侦查、反恐维稳等方面需求越来越迫切，社区治理工作面临巨大挑战。加强社区治安综合治理需求迫切，智安社区项目成为很多地方探索社会治理的新模式。随着计算机视觉等新技术日渐成熟，引入人工智能技术，实现精准管控，解决公安侦查破案无法确定人员和车辆落脚点的核心问题，补足平安建设全域覆盖的最后一公里短板。

1 原有区安防建设应用现状

1）未搭建安防综合平台；各安防子系统（如视频监控系统、出入口管理系统、停车管理系统、周界防范系统）独立运行；各系统功能单一，占用服务器及工作站多；值班人员操作不方便；系统不支持数据分析上传云平台。

2）未实现网络线路敷设，各安防子系统传输模式及协议不统一。

3）原有出入口管理系统只支持密码、指纹、刷卡等开门模式。

4）视频安防系统覆盖不全面、清晰度不高；无人像对比、数据采集、数据收集、存储单一。

2 智慧安防社区建设内容

2.1 智能安防社区平台

通过对海量社区感知数据和业务数据的云存储、弹性计算及数据治理，形成各种主题库、专题库和技战法模型，为公安、综治、居民、街道、物业等多方用户提供个性化应用。

2.2 联网传输子系统

联网传输子系统主要包括多维感知网关、云联网、云技术等，实现视频、图片、结构化数据等的可靠接入，转发至后端应用平台。

2.3 前端感知子系统

前端感知子系统主要由智能视频监控子系统、智能视频门禁子系统、人脸识别子系统、停车管理子系统、访客管理子系统、电子围栏子系统、报警子系统等组成，实现对前端数据、事件的全面感知。

2.4 数据存储系统

数据存储子系统主要包括中心集中存储和云存储。

3 智安平台建设及应用

智能安防平台以公安、综治、街道、居委会、物业、小区居民为最终用户对象，从业务、应用、管理3个方面构建以“社区大数据中心”的整体软件功能架构（见图 1）。

图1 智慧安防平台架构

3.1 业务模块

1）人员核查登记模块 建立一套社区流动人员核查机制，将社区层面掌握的感知发现和主动发现人员，即时与掌握的人口信息进行对比，从而实现社区常态化管控。

2）重点人车管控模块 建立重点人和重点车库，结合社区感知技术，实现对社区内的重点人员和车辆的布控报警预警管理。

3）关注人员管理模块 建立社区关注人员库，社区关注人员包括孤寡老人、失足少年、留守儿童、贫困残疾人家庭等，系统结合感知数据、水电煤气记录等进行大数据分析，通过大数据智能实现社区关爱工作。

3.2 应用模块

1）动态感知应用 主要通过人脸感知、开门感知、高清摄像机、全景摄像机、高空抛物摄像机、车辆感知、移动感知等实时掌握小区内部各类信息，做到人过留脸、车过留牌、物过留痕，提高社区管理事前防控、事中处理、事后追踪能力。

2）智能视频分析应用 通过对社区视频监控实时视频的智能分析、对车辆占道、高空抛物、攀爬等社区异常情况报警，并提供以图搜图功能，实现在海量视频中快速查找相同特征的人、车、物。

3.3 管理模块

1）通过人脸识别数据、门禁通行数据和案件数据进行关联分析，对犯罪嫌疑人进行轨迹刻画、精准布控、快速定位、有效打击。

2）通过建立各类人员数据库，实现对人员属性精细化管理，对进入社区或单元可疑人员进行预警防控。

3）通过数据采集，建立精细化社区网格，各类人员分析统计，提升社区网格化管理水平。

4）通过建立重点人员库，对重点人员的卡/证信息、人脸信息采集，分析重点人员行为，对各类异常行为进行预警防控。

4 联网传输系统建设

采用新一代主流网络技术设计监控网络，往往能提供更高性能且有更长的产品生命周期，便于维护。传统的设计方法是按核心层、汇聚层、接入层分级设计，随着网络管理技术进步和发展，网络设计向扁平型方向发展，采用核心、接入层设计。监控网络需按照模块化、结构化原则设计，便于今后扩容和升级。

4.1 基本要求

1）网络传输协议要求 联网系统网络层应支持IP协议，传输层应支持TCP和UDP协议。

2）网络质量要求 前端物联感知设备信号接入到监控中心相应设备的信息延迟时间应不大于3s；网络时延上限值不大于300ms；时延抖动上限值为50ms；丢包率上限值为1×10-3；包误差率上限值为1×10-4。

3）带宽要求 接入小区的专线网络带宽应不低于200M，在小区端建设企业级路由器或安全网关设备，网络设备具有地址转换能力，满足小区数据与社区平台的对接需求。

4.2 传输网络结构设计

核心交换机采用2台支持3层交换路由功能高性能的核心交换机做双中心冗余，所有接入层交换机上行口采用千兆光纤链路连接至核心交换机下行千兆口上。服务器群通过2条千兆链路以冗余的方式连接到2台核心交换机。采用VLAN划分策略对智能化各子系统划分VLAN；同一系统可跨区域进行相互访问，不同系统间未经允许不能进行访问，不同VLAN间的通信通过核心交换机实现，负责内网络转发。采用模块化核心交换机，核心交换机具有1Tbps以上的背板交换容量，支持3层交换路由功能，可实现高性能核心转发，支持 IPv4、IPv6、MPLS、NAT、组播、QoS、带宽控制等业务功能，保证了网络核心的高稳定性和可扩展性；各核心交换机配置2个电源，实现电源冗余备份；配置千兆的光口/电口板卡，负责服务器群、网络管理、网络安全系统、链路热备及负载均衡网络的接入。

各接入交换机采用可网管二层交换机，支持端口聚合、VLAN、STP、SNMP等特性；配置 24/48口10M/100M电口，2个千兆光口，实现10M/100M到设备终端，上行千兆到核心交换机。网络结构如图2所示。

图2 网络拓扑结构

5 前端感知安防系统建设及应用

智慧安防总体架构如图3所示。

图3 智慧安防总体架构

1）在小区人行出入口设置道闸，道闸在进入小区一侧，要安装人脸识别门禁系统，具备人像认证方式，可辅以密码、二维码、刷卡等其他认证方式。具备200万像素广角摄像机，支持白光、红外等补光方式，面部识别距离应大于0.3m。具备1个RJ45 10M/100M自适应以太网接口，支持接入标准TCP/IP、ONVIF、GB/T2818等网络协议。可根据小区居民人数选择设备人脸图片比对库，满足不同类型小区人脸识别需求。门禁系统面板为7寸以上液晶屏，可实时显示认证结果。

2）在小区主要人行出入口进出双向和小区内重点区域设置人脸抓拍摄像机。人脸抓拍摄像机应采用强光抑制彩色固定摄像机，配置自动光圈镜头，摄像机像素不低于400万像素，最低照度不低于：彩色0.001Lux，黑白0.000 1Lux，应能清楚抓拍人员的面部特征。摄像机内含智能计算芯片，支持深度学习算法，含暖光补光灯，支持40m照射距离。具备1个RJ45 10M/100M自适应以太网接口，支持接入标准TCP/IP、ONVIF、GB/T2818等网络协议。具备人脸检测、抓拍功能，支持同时检测30张以上人脸，可对运动的人脸进行检测、跟踪、抓拍、优选，输出最优人脸，并能够对人脸属性进行提取，能够将人脸图片上传至小区平台或区县智慧安防小区平台，满足人脸识别、比对需求。摄像机外壳不低于IP67防护等级。

3）在小区单元入口和车库进入楼内入口可视对讲。可视对讲机应具有200万像素人脸识别相机（含补光灯），人脸识别速度不超过3s。具备以人像为主，人脸检测、抓拍功能，支持人脸照片上次辅以RFID、密码、二维码等多种开门方式。具备1个RJ45 10M/100M自适应以太网接口，支持接入标准TCP/IP、ONVIF、GB/T2818 等网络协议。

4）在车辆出入口及车库出入口设置车辆道闸和车辆抓拍摄像机。车辆道闸应根据小区出入口的宽度自行设计直杆、折臂或栅栏道闸，道闸具备防砸车功能，根据小区车辆数量选择车辆识别库。道闸系统抓取的车牌号码与照片应保存30d以上，并提供相应接口或开放数据库，向区县智慧安防小区平台推送数据。小区车辆出入口识别摄像机像素不低于400万像素，配套建设抓拍补光灯，应能24h清晰记录、识别机动车号牌，具备1个RJ45 10M/100M自适应以太网接口，支持接入标准TCP/IP、ONVIF、GB/T2818等网络协议，并支持上传信息至小区平台或区县智慧安防小区平台。

5）在小区内主要通道、机动车停车场（库）区等重要公共区域设置高清摄像机。高清摄像机像素应不低于400万像素，支持GB/T 28181协议，最低照度不低于：彩色0.001Lux，黑白0.000 1Lux，要求能清楚辨别画面中人员的面部特征及机动车牌号。具备1个RJ45 10M/100M自适应以太网接口，支持接入标准TCP/IP、ONVIF、GB/T2818等网络协议。

6）在小区广场设置全景摄像机。设备应提供180°全景画面与动态画面双通道，全景画面最大可输出800万像素实时视频，支持对人群监测、全局及区域人数统计、人群密度分析能力，并支持联动报警。动态画面的镜头支持云台功能，视频画面不低于400万像素，可视距离超过400m，可与全景画面联动，自动跟踪人、车的动态，对细节场景抓拍。具备1个RJ45 10M/100M自适应以太网接口，支持接入标准TCP/IP、ONVIF、GB/T2818等网络协议。

7）在距楼内5～10m内各个单元设置2处高空抛物摄像机。摄像机应具备800万像素，最低彩色照度≥0.001Lux，具备1个RJ45 10M/100M自适应以太网接口，支持接入标准TCP/IP、ONVIF、GB/T2818等网络协议。支持对高空抛物行为自动检测，对抛物后行为向平台发送报警信息，满足事后录像取证需求。

8）在小区四周增设网络电子围栏，每一防区长度不大于100m，整个围栏分成多个防区。电子脉冲60次/min扫描电子墙的每根导线，每个脉冲峰值有700～10 000V，使入侵者难以攀越。另外本系统如遇断路、短路，触网系统都会发出报警信号。与报警系统联网使用，便于提高防范等级。

9）在住户主卧、客厅及社区公共部位增设紧急求助按钮报警系统，该系统通过RJ45接口、TCP/IP网络协议与智安综合平台联动，平台优先显示报警信息，智安平台把报警信息通过固话网络传到辖区110指挥中心，指挥中心会尽快布控警力。发生报警的瞬间，联网报警中心就会马上收到信息，并且弹出窗口，带电子地图功能，会显示个人信息，还可将家中的报警信息传到平台上由安保人员及时处理的紧急情况。

6 存储子系统建设

1）集中存储设计 采用先进的视频流直存技术和视频监控专用存储设备，在社区中心机房设立存储中心，用于集中存储管理本社区所有前端监控镜头的实时监控录像及数据。前端IPC、DVR、DVS、NVR 等编码设备以 RTSP、SIP（GB/T28181）、ONVIF、PSIA等标准流媒体协议或SDK私有流媒体协议，直接通过网络写入存储设备。前端设备在社区中心机房汇聚和接入，并采用流媒体直存存储设备进行图像的高性能存储，实时存储数据不少于60d。

2）云存储技术 采用分层结构设计，整个系统从逻辑上分为4层，分别为设备层、存储层、管理层、接口层，将网络中各种不同类型的存储设备通过应用软件整合协同工作，共同对外提供视频数据存储和业务访问。保证单个节点失效时，系统能够通过自动负载将业务调整到其他设备上以满足用户业务的持续性；并需提供数据的迁移备份，在设备故障无法快速修复时依然能够支持数据的正常读取以满足业务应用需要。

7 结语

智安社区通过整合不同网络架构，搭建智安综合平台，设立数据中心，前端感知设备搭建，应用物联网、大数据、移动互联网等技术系统对可疑人物、安全隐患行为进行实时动态识别，与政府、物业和业主三方交互联动，构建安全防范实战应用体系，守护社区安全。积极推进智慧安防小区建设，是贯彻落实政府对社区网格化、精细化管理、是推进社区智慧化的重要手段，有利于提高社区安全防控智能化水平；有利于解决公安侦查破案最后一公里短板。实现小区管理由“传统人工”向“智慧集成”转变，有利于减轻社区基层的工作负担，提升社区服务和管理能力，以高质量的智安服务，增强人民群众的安全感、幸福感。