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        AR技術在公安融合指揮調度中的應用研究

        時間:2021-04-28 17:33:17 來源:深圳市奔凱安全技術股份有限公司 作者:王浩洋

        摘要:基于AR實景可視化指揮調度目前已在多個行業有所應有,本文以可視化技術管理為視角在公安融合指揮調度中的應用作簡單研究,對如何實現可視化、信息化、智能化的管理模式做一定的探索。

        作者:王浩洋 深圳市奔凱安全技術股份有限公司

        關鍵詞:可視化、指揮、調度、增強現實


        引言

        隨著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越多,目前無法做到中心統一管理,延遲了安保事件的響應時間,無法起到事件防范的作用。因此,行業迫切需要實現對整個安保區域日常生活管理、生產作業、事件響應等各個環節的統一監管,并進行安保事件的統一可視化管理。

        奔凱安全技術股份有限公司通過研究AR實景監控為基礎的可視化指揮調度在安保領域的應用,使安保區域達到日常工作管理、突發事件處理的可視化,以及重要目標監控的智能化,視頻信息共享的網絡化。通過雙向視頻指揮調度和遠程監控功能進行遠程指揮協調各環節運轉,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、車輛識別系統以及各類業務系統,這些系統自成體系,有效增強了對防護區域的管控能力,在日常實際工作中不斷發揮著作用。但各系統獨立運行,獲取的數據單一,沒有將現場人員、車輛、物資的數據進行整合、形成結構化數據,進行深度化的利用。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。在實時指揮調度過程中,視頻監控系統的攝像頭盡管數量多、覆蓋廣,但不能和現場人員一起聯動和實時調度,人工操作定位慢、視頻檢索困難、鏡頭角度不能實時調整、單鏡頭覆蓋范圍有限,對指揮調度人員實時監控現場體現出較大的局限性。所以,加強掌握防護區域現場人員、車輛、物資的海量信息并進行更深一步地挖掘與利用、進行統計分析,結合防護區域的業務處理流程,提供多樣化的研判分析和應用功能,進一步融合防護區域的各個業務系統建立一套實時的、立體的、可視化的管理系統顯得尤為重要。

        需求分析

        經過奔凱安全技術股份有限公司的專家分析,隨著技術的發展和應用的深入,必將向一體化、集成化的方向發展。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,以大數據分析、AR 增強現實、地理信息、網絡通訊等技術為支撐,運用視頻圖像信息、視頻大數據快速分析的計算能力,進一步打破系統的孤島效應,通過系統聯動、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,滿足防護區域安防管理、指揮調度信息化實戰需求,為未來智慧防護建設,提供信息化、智能化、自動化的示范效應。


        可視化指揮調度的主要內容

        架設高點 AR 增強現實攝像機

        架設高點增強現實攝像機,實現高點監控的全面覆蓋以及低點監控的相互聯動,通過高點攝像機的全范圍覆蓋監控以及低點監控視頻的高低聯動調閱,將防護區域內所有監控視頻連成統一整體進行有效地管控。

        高點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”“實時”、“智能”。監控場景中發生突發性事件,通過長焦鏡頭及高變倍數能夠清晰的記錄事件的整個過程;通過高視角、大場景的監控能夠彌補普通監控受環境物體阻擋、視野距離較短、范圍較小的不足,同時高點防控單元也是AR實景智能安防平臺應用開展的載體,需要具備GPS定位、北斗衛星定位及電子羅盤功能,支撐后臺開展視頻的增強現實應用。

        (1)星光級低照度

        在夜晚或陰雨天氣下,因為光線不足會影響攝像機的成像質量,因此攝像機因支持星光級低照度,滿足夜間及陰雨天氣下光線不足的成像要求。

        (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量,高點防控單元中應支持強光抑制技術來解決此種困擾,有效抑制強光點直接照射造成的視頻圖像模糊,能自動分辨強光點,并對強光點附近區域進行補償以獲得更清晰的圖像。

        (3)光學透霧

        霧霾天氣下,空氣中的液滴和固體小顆粒使戶外監控的質量降低,圖像顯得色彩黯淡、對比度低,一些重要目標的細節難以觀察,視頻監控的實用性受到很大影響。因此高點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行濾波處理,同時融合圖像增強技術與圖像復原技術,獲得準確、自然的透霧圖像。

        (4)防護能力

        應采用工業級元器件,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,滿足惡劣環境下正常運行的要求。

        傳輸網絡子系統

        采用網絡資源對前端視頻傳輸的數據進行接入、匯聚、交換,通過設備自身安全特性和防火墻等實現對邊界安全接入的控制,同時可通過網絡本身的設備、協議冗余實現整個監控網絡的穩定性。

        (1)網絡傳輸協議要求

        系統網絡層應支持 IP 協議,傳輸層應支持TCP 和UDP 協議。

        (2)媒體傳輸協議要求

        視音頻流在基于IP的網絡上傳輸時應支持RTP/RTCP協議; 視音頻流的數據封裝格式應符合標準要求。

        (3)信息傳輸延遲時間

        當信息(包括視音頻信息、控制信息及報警信息等)經由 IP 網絡傳輸時,端到端的信息延遲時間(包括發送端信息采集、編碼、網絡傳輸、信息接收端解碼、顯示等過程所經歷的時間)應滿足要求: 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間應不大于2s。

        前端設備與用戶終端設備間端到端的信息延遲時間應不大于4s。

        (4)網絡傳輸帶寬

        聯網系統網絡帶寬設計應能滿足前端設備接入監控中心、監控中心互聯、用戶終端接入監控中心的帶寬要求,并留有余量。

        可視化管理平臺關鍵內容

        奔凱安全技術股份有限公司自主研發的管理平臺可以在全景展示的視頻畫面中實現各種靜態、動態標簽的疊加顯示,告警信息的疊加顯示,支持對各類標簽進行文字檢索和視頻定位,實現畫中畫、視頻報警聯動、視頻接力等跨區域連續監控功能,并為接入更多防護業務系統奠定基礎,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鍵內容,是綜合運用多種創新大數據可視化技術的展示應用平臺,基于業務平臺的數據環境支撐,通過增強現實技術,全方位立體化地將各種動態運行數據疊加到全景監控的視頻畫面上,從而真實還原整個區域中的人員、車輛、物資等大數據信息。除此之外,還能通過信息共享和反饋機制,實現對突發事件預警、現場指揮調度部署、應急預案處置執行等功能,打造一套“實時監控->實時指揮->即時反饋->響應確認”的智能化全過程可視化指揮調度平臺。

        (1)視頻實景地圖

        平臺以高點視頻畫面為載體,運用高點監控采集的大范圍、大場景監控畫面,實現園區整體態勢監控,并且通過后臺視頻地圖引擎和標簽添加及交互功能,能夠對園區高點視頻畫面中的大樓、道路、攝像機、設施等進行實景標注,整體形成一張智慧化的視頻實景地圖。

        (2)高低立體監控

        平臺通過視頻聯動技術,支持在高點視頻畫面中,以畫中畫形式查看區域內各類低點監控視頻,實現監控畫面的整體與局部同時覆蓋,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視頻巡查預案,啟動視頻巡查預案時,系統按照巡更路線自動完成現場圖像的實時調閱,從而達到遠程巡邏的目的,改變傳統人員走訪式巡查管理,大大減少巡查人員配置;同時系統支持針對不同時段、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區域,通過后端智能識別算法,能夠自動檢測視頻畫面中的異常情況,當有人員或物體進入區域內,即時觸發報警上送AR實景智能安防平臺,并快速聯動周邊一臺或多臺低點攝像機定位到該位置進行及時的錄像,輔助安保人員及時處理異常事件,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、雙向跨線、翻越欄桿、進出禁區、區域內出現、區域內消失等異常事件的自動檢測,并即時觸發報警上送AR實景智能安防平臺,輔助安保人員及時處理異常事件,提高指揮調度的效率,使被動監控變主動防范,實現智能化的視頻監控。

        (6)預案聯動

        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。在安保事件發生以后,自動觸發預案啟動,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、車輛管理系統、各業務系統等防護信息化系統做深度整合,實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增強現實攝像機和可視化管理平臺軟件組成,高點增強現實攝像機具有高清、遠攝、低光、高變焦等特點以及增強現實功能??梢暬芾砥脚_軟件提供各類視頻監控信息、車輛信息、報警信息、業務數據信息的匯聚、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,實現“實時監控->實時指揮->即時反饋->響應確認”的智能化全過程指揮調度功能。

        平臺功能

        (1)高低結合、立體組網

        以高低結合、立體組網為原則,打造以高點 AR 增強現實攝像機為核心的立體化全方位視頻覆蓋體系,全景高點監控對防護區域進行全域監控,形成大視野、大場景的視頻畫面,整合現有視頻監控資源,高點總覽全局,聯動低點視頻查看細節,高低呼應,遠近結合,立體組網。另外,通過智能標簽技術,支持在視頻畫面上增加靜態標簽和動態標簽,支持標簽檢索、標簽聯動、定位、目標測量、方位感知等,協助現場指揮調度,真正做到把握全局、控制局部。

        (2)視頻創新、AR 應用

        運用 AR 增強現實技術,以高點大視野、高清晰、大場景的監控畫面為載體開展視頻的綜合應用,實現防護區域畫中畫視頻聯動、支持聯動車輛卡口圖片、人像圖片等,實現各種移動終端在視頻中定位顯示,支持多種標簽信息疊加在視頻畫面當中。打破傳統的視頻應用方式,視頻與增強現實技術的結合,支持開發定義多種業務應用,盤活視頻的價值,讓視頻數據真正服務與指揮調度。

        (3)數據可視、宏觀把控

        運用先進的數據可視化手段,將防護攝像頭分布、港區情況、視頻信息、車輛信息、業務信息、各下屬單位重要信息等內容進行宏觀展示、分析,通過高度可視化手段、各種圖表來展現各類數據在防護的運行態勢,通過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、車輛管理系統、周界報警、業務系統平臺等數據資源進行整合,提取對指揮調度最有價值的運行數據、信息等資源,以增強現實動態標簽和浮動動畫的方式在可視化管理平臺上進行綜合展示;并對所采集的人員定位、車輛等信息動態地呈現在可視化管理平臺中,各個系統集中在一個界面中進行應用,指揮調度人員不再需要單獨到每個子系統上查閱相關信息,減少各系統間調用繁瑣、累贅的問題,所有重要信息都能結合當前全景監控視頻畫面直觀展示,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

        通過物聯網、大數據、云計算、深度學習、視覺技術、移動運用等技術,可集成、優化現有系統功能和應用,實現信息化與安保深度融合,奔凱安全技術股份有限公司致力于推進AR指揮調度在安保領域應用中的實用性和可落地性。


        參考文獻:

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        [2]巫影.虛擬現實技術綜述[J].計算機與數字工程,2002,30(3):41~44.


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