科技战视野下的武汉城市视频监控系统研究

2012年8月湖北第二师范学院学报
Aug．2012第29卷第8期
Journal of Hubei University of Education
Vol．29
No.8
科技战视野下的武汉城市视频监控系统研究
陈晓辉，杨
震
（湖北警官学院侦察系，武汉430035）
摘
要：正在逐步建设完善的武汉城市视频监控系统，对将来的侦查、治安工作必将产生重大的影响。

城市视频监控系
统在使用中存在若干技术性问题：覆盖面上，
应该对武汉各出城道口、桥梁、隧道及金融单位、重要的公共场所等地达到100%；存储量上，由于覆盖率和监控时间的问题，对存储容量几乎达到海量，需要相应设备和技术的提升；稳定性上，整个视频监控系统必须具备故障服务能力；隐私保护上，对城市视频监控系统的资料必须规定严格的安装程序、登录程序、资料共享与调配程序等。

关键词：科技战；城市视频监控系统；平安城市；技防；电子眼收稿日期：2012－06－10
中图分类号：D918．2
文献标识码：A
文章编号：1674-344X （2012）08-0061-04作者简介：陈晓辉（1972－），女，河南信阳人，副教授，研究方向为刑事侦查学、警察制度。

作为技防措施的重要一环，城市视频监控系统对
侦查、治安工作必将产生重大而深远的影响。

在此，笔者拟结合武汉城市视频监控系统适用中存在的若干技
术性问题，
进行一些探索。

1覆盖面问题：武汉城市视频监控系统的适用范围
城市视频监控系统是作为安全防范三个范畴（人防、
物防和技防）之一的技防手段的代表做法。

人防、物防是古已有之的传统防范手段，它们是安全防范的基础。

技防则是近代科学技术（最初是电子报警技术）用于安全防范领域并逐渐形成的一种独立防范手段。

随着现代科学技术的发展与应用，技防也越来越普及，越来越为执法部门和社会公众所认可。

视频监控系统是技术安全防范的重要手段之一，通过监视系
统的使用不仅可以提前预示即将发生的事件，
而且为事后的犯罪侦破提供有效的依据［1］。

需要注意的是，作为一种具有现代科技属性的措施，视频监控系统并不能完全取代人防和物防，其中一个特别重要的原因就是其覆盖面问题。

对城市视频监控系统覆盖面问题的关注正如当前正在热论的讯问过程全程录音录像问题，审讯过程中的录音录像制度必须坚持全程录音录像，否则还不如不要实行。

因为只有全程录音录像才能真实地反映审讯工作的全貌，如果因为节约或者其他原因使录音录像断断续续，那么其诉讼价值就会大打折扣，甚至可能
成为违法取证行为的掩盖物。

同理，
覆盖面很低的城市视频监控系统可能会影响实际的社会安全防范效果，因为在很多地方很多时候，技防措施的到位就意味
着人力和物力资源的节约，
而这种节约很可能使人忽略了还有很多城市视频监控的死角，这种忽略可能发
生致命的、
无可挽回的后果。

正是基于这种技术考虑，武汉城市视频监控系统在建立之初就非常重视覆盖面
问题，2010年武汉市建成25万个视频监控摄像头（俗称“电子眼”）。

武汉各出城道口、桥梁、隧道及金
融单位、重要的公共场所等地，视频监控系统覆盖面将达到100%［2］。

这25万个监控摄像头分为三类建设：一类监控摄像头5500个，由市公安局直接联网控制，主要覆盖主城区出城道口、跨江大桥、隧道、重点路口
和要害部位，
实时掌握人、车、物进出武汉市及重点部位情况；二类监控摄像头2万个，由区公安分局直接联网控制，补充视频监控骨干网，增加覆盖面；三类监控摄像头22．5万个，由社会单位自建，实行本地存储，可以调取记录。

其实，早在2005年武汉市就已经完成500平方米
以上商业经营场所、
100个新建居民住宅小区、33所高等院校以及13所校外学生公寓的报警与监控系统建设［3］。

但由于监控报警信息分散，大多数单位的监控、报警信息只限于内部使用，不能以较快速度将警情传递到公安机关，因此，需要将社会各种有用监控资源整合，建设全市统一的多级联网防控系统就显得至关重要。

按照规划，武汉“平安城市”项目建成后，进出武汉市主要路口、长江大桥、长江二桥、长江隧道、江汉一桥、江汉二桥、月湖桥、晴川桥、水果湖等地区均实现了视频监控的全覆盖，对三口（城际间出入口、重点路口、治安卡口）、三区（案件高发区、商业中心区、金融集中区）、公共场所、交通要道等重点部位也均能实时监控。

实践证明，重点部位大规模视频监控的布局，有力地配合了公安机关侦破各类犯罪案件，如2009年12月2日武汉市中山大道民生路口的大洋百货店金项链被抢案中，办案民警调取案发现场及周边100多
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个监控摄像头录像资料，锁定犯罪嫌疑人逃跑线路。

同时，警方根据发案时间，准确找到了犯罪嫌疑人前去大洋百货作案的录像。

民警根据录像资料印制万余份悬赏通告，广泛发动群众提供线索，距案发仅47小时犯罪嫌疑人即被警方抓获。

2存储量问题：武汉城市视频监控系统的持续发展视频监控系统经历了三个不同的时代：上个世纪90年代以前，以模拟设备为主的闭路电视监控系统被称为第一代模拟监控系统；90年代初，基于PC机的多媒体主控台系统被称为第二代数字化本地视频监控系统；90年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频压缩处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，被称为第三代远程数字视频监控系统。

武汉城市视频监控系统属于第三代远程数字视频监控，也是目前最先进的视频监控系统。

在百分百覆盖率的基础上，城市视频监控系统面临的第二个问题就是存储量问题，这将决定了城市视频监控系统的可持续发展。

目前视频监控存储的模式主要分为本地存储模式和网络视频集中存储模式（NAS存储、IP SAN存储）两大类，本地存储模式是将编码器和本地磁盘存储进行直接连结的存储模式；网络视频集中存储模式则是指基于互联网和基于IP SAN或NAS协议的音视频数据流存储模式。

相对于传统的本地存储模式，采用IP SAN等存储方式的优点是硬盘损坏率低，能够保证录像保存周期，保证多路并发记录的有效性（即记录过程中存储不应该有性能瓶颈），方便、快捷的检索与回放效率，多次覆盖后保证记录和检索的效率，可靠性、性价比符合监控业务要求。

SAN需要有足够的存储空间，其存储系统扩展能力很强。

SAN独立于应用服务器网络系统之外，拥有几乎无限的存储能力，它采用高速的光纤通道作为传输媒介，以FC+SCS I的应用协议作为存储访问协议，将存储系统网络化，实现了真正高速的共享存储［4］。

这样，采用集群工作方式，SAN技术实现了数据存储的集中管理且不占用应用系统资源，可根据实际需求容量，配置相应数量的存储设备。

当然，城市视频监控系统对存储容量的要求可以说是海量，视频资料数据的存储容量计算公式是：摄像机数量ˑ码率Mb/sˑ图像保存时间sː8ː1024ː1024=所需容量TB。

其中“码率Mb/s”为视频编码设备（PC式硬盘录像机、嵌入式硬盘录像机、网络摄像机或网络视频服务器）实际设置有效值，一般标清网络摄像机的码率范围为32Kbps－2Mbps，高清网络摄像机的码率范围为32Kbps 16Mbps。

这样，一台普通摄像机每天连续摄像产生的数据量是5．5G，一台高清摄像机每天连续摄像产生的数据量是22－44G，这个对于任何磁盘容量来说都是太大了。

按照武汉市目前建设规模的25万个摄像头，每天产生的数据容量将是一个海量数字。

这样一些海量存储需要有相应的存储装置，目前主要还是硬盘，还有网络硬盘录像机NVR、磁盘阵列。

磁盘阵列可以用到几十个，还可以采用网络外挂存储、网络虚拟存储技术。

按照要求：存储保存图像信息时间的规定，视频服务器的存储空间不得低于30天，IP SAN/NAS不得低于40天。

存储和备份的信息应在网络系统中依据授权进行查找和回放，各级监控中心至少需要有200个监控点需存储。

在侦查实践工作中，要求对存储数据保留时间可能更长，这样意味着更大的存储空间要求。

因此，数字化的视频资料必须采取压缩技术，国际标准化组织（ISO）制定的视频标准有MPEG－1、MPEG－2、MPEG－4等。

当前最流行的是H．264和MPEG4，特别是H．264需要的带宽和存储容量都要优于MPEG4，是未来发展的主流。

H．264是一种高性能的视频编解码技术，是国际电联和国际标准化组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，其最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H．264的压缩比是MPEG－2的2倍以上，是MPEG－4的1．5倍［5］。

如原始文件大小为88GB，采用MPEG－2压缩标准压缩后变成3．5GB，压缩比为25ʒ1，而采用H．264压缩标准压缩后变为879MB，从88GB到879MB，H．264的压缩比达到102ʒ1。

H．264压缩技术大大节省用户的下载时间和数据流量收费，同时还拥有高质量流畅的图像，必将成为城市视频监控系统将来不二的选择。

3稳定性问题：武汉城市视频监控系统的证据价值与大多数犯罪活动而言，对犯罪的侦查活动总是具有一定的滞后性。

因此，城市视频监控系统最重要的价值不仅仅是能够监控，而是体现在24小时不间断的、全方位的监控。

现有条件下，警方对犯罪的发生很多时候无法预知其时间、地点和作案方式等信息，因此也不可能对某段时间、某个地段进行特别的监控。

犯罪行为一旦发生，侦查人员必须能够从全部时间段的监控录像中找到“蛛丝马迹”，这就要求城市视频监控系统具有很强的稳定性，这样才能将其作为证据的来源和定案的根据。

视频监控系统按照功能划分一般包括图像采集、
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录像存储、显示和控制几个部分。

IDRS －IP SAN 网络视频集中存储系统由存储服务器和IP SAN 磁盘阵列组成。

摄像机信号传输至视频编码设备（PC 式硬盘录像机、嵌入式硬盘录像机、网络摄像机或网络视频服
务器）中，
视频编码设备把视频数据编码成IP 视频流，通过以太网交换机传输至存储服务器，存储服务器中的视频处理软件以ISCSI 方式将数据存入后端的IP
SAN 磁盘阵列（IDRS －NS1600－1）中，
IP SAN 磁盘阵列通过千兆主机通道与交换机的千兆口相连，可配置成失败接管或者MPIO 负载均衡方式，保证性能及安全性。

各终端或远程用户通过存储服务器可方便调用IP SAN 磁盘阵列中存储的历史视频数据。

所有的IP SAN 存储设备可以根据需求灵活的部署在不同的监
控中心，
但都可以接受存储服务器的统一管理。

IP SAN 监控存储扩容非常方便，可根据实际需求容量，
配置相应数量的存储设备。

由于存储系统中的数据需要Raid 进行保护，可以按照常用的Raid5+Hotspare 或者Raid6阵列方式，系统中的监控数据能够得到很好的数据保护和安全。

整个视频监控系统必须具备故障服务能力（简称FOS =fail over service ），故障服务包括故障发生时的切换服务和故障修复后的系统自愈合能力。

故障切换服务就软件技术来讲分为两
个方面：一是目录服务故障切换服务，
二是存储故障切换服务。

目录服务负责整个系统中各种应用的分配和管理，一旦目录服务发生故障时，通过实时监视工具和录像回放工具完成的实时监视和图像回放应用就不能完成。

目录服务故障切换（Directory Failover ）是指在系统配置一个或多个目录故障切换服务器，在某一个目录服务器出现故障时，其它服务器替代故障服务器的所有功能。

原理见下图
：
存储服务（Archiver ）在整个系统中主要完成两个
任务：一是维持整个系统内的网络视频设备的命令和传输通道，二是图像记录。

当存储服务器出现问题时，由于系统与前端网络视频设备的通讯被切断，图像将
不被记录，
实时视频图像的监视也就停止了。

存储故障切换服务（Archiver Failover ）是指当管理前端网络视频设备的存储服务器出现故障时系统应具备的服务切换能力。

工作原理见下图
：
系统自愈合能力则是指故障切换服务保证了系统内的各种应用在出现故障时仍然可以继续工作，在故
障排除后，
系统自动（或）手动恢复到故障前的状态。

4隐私性问题：武汉城市视频监控系统的适用程序
城市视频监控系统给侦查工作带来重要的资料信
息和技术保障，
但同时它也给作为国家权力组成部分之一的侦查权以极大的扩充，拥有24小时不间断的全方位监控职能的侦查权极易对公民个人隐私权造成影
响。

美国博登海默曾尖锐地指出：“
……书本上的法律并不总是与行动中的法律相一致，
甚至在执意主张用法治进行管理的社会中，也还是存在着权力失控的
飞地（enclaves of ill －controlled power ）。

”［6］因此，对城
市视频监控系统的资料必须规定严格的适用程序，包
括安装程序、
登录程序、资料共享与调配程序等。

城市视频监控系统必须设定严格的安装范围。

视频监控系统自产生之日起，实际上就是对公民权利的
一种限制。

在公共场所，
通过视频监控系统的安装，可以保障公共场所的安全；帮助公安机关更顺利、快速的处理各种案件；帮助交通系统实时监控交通状况，处理
突发事件，
保障城市交通的顺畅等，这些都是建立在公民在公共场所自由权利受到一定限制的基础之上的。

如何在发挥视频监控系统优势的同时，保护好公民的
隐私不被侵害，
这是一个很重要的问题。

必须严格控制安装的范围，武汉市25万个视频监控摄像头的覆盖
面达到100%，
但这里的100%指的是对武汉各出城道口、桥梁、隧道及金融单位、重要的公共场所等地的覆盖率，而不是所有的地理空间。

对于事关公民个人隐
私的空间，
是不允许安装视频监控的，这一点在我国已·
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经有了相应地方性立法的尝试，如《重庆市社会公共安全视频图像信息系统管理办法（修订征求意见稿）》就规定，旅馆房间、职工宿舍、学生宿舍等地方，禁止安装摄像头等视频图像设备；《甘肃省社会公共安全视频监控系统管理办法（草案）》也明确规定，涉及公民个人隐私权的场所和区域禁止安装公共视频系统设施；《哈尔滨市公共安全技术防范管理办法》也规定在宾馆客房、商场试衣间、更衣室、浴室、卫生间等涉及公民隐私的场所或部位以及机关内部办公室，不得建立视频安防监控系统；辽宁省筹划制定的法规也规定，监控系统将主要安放在公共场所，避开对私人寓所的监控。

城市视频监控系统必须执行严格的登录程序。

武汉城市视频监控系统实行严格的分级授权制度，一类、二类监控摄像头由公安机关直接控制，市、区人民政府统一授权管理，政府相关部门经授权可以调用图像。

公安机关根据工作需要，可以调取、复制或接入社会监控资源信息。

视频监控系统内部的用户实行分级登录管理。

每一级的管理平台负责对其下属的用户进行管理，分配浏览、回放以及报警响应权限，中央管理中心具有最高权限。

所有欲进入平台的用户第一步将以访问网站的方式登陆到武汉市远程视频监控报警平台，平台将根据其身份确认是否允许登陆，在确认无误后将为这个用户颁发数字签名，并在平台内所有管理中心发布；普通用户通过用户名和密码进行验证，用户名和密码由本级管理平台负责分配和管理，普通用户只能对前端摄像机进行浏览，其它的操作被禁止。

市局一级、区局二级平台管理员首先通过活体指纹验证，通过后再进行用户名和密码验证。

在中央管理平台上存在3个超级管理员：一个超级管理员的所有的操作（系统参数改变、下级管理员操作权限改变等）必须由另外2个超级管理员同时签署方能生效。

城市视频监控系统的资源共享与合理调配。

武汉城市视频监控系统系统虽然是由武汉市公安局、各区公安分局为建设主体，但其仍然属于城市社会治安综合治理的一环。

不仅仅在社会治安领域发挥重要作用，也应当为其他社会公共事业单位提供服务。

据不完全统计，辽宁省利用监控系统一年多，除了直接处理破获治安、刑事案件近2200起，认定处理交通事故近260起，维护民警及群众的合法权益事件近500余起外，还为其他行政执法机关处理纠纷提供了依据。

不仅是治安管理的重要手段，同时也是参与城市管理的一种辅助手段，公安部门在确保信息安全、合法应用的前提下，还向城市管理、行政执法等政府职能部门提供监控资源［7］。

因此，武汉城市视频监控系统的图像资源应该可以通过授权的方式提供给武汉市其它政府部门使用，如城管、人防、城建部门、水电煤气、医疗救助等公共事业部门。

在发生应急事件时，这些部门可以通过登录本系统中建立的“城市应急站点”，在平台超级管理员的协调下，调阅其所需要的社会面现场图像，在政府应急管理部门的统一指挥下，合理配置和调配资源，充分发挥资源的有效利用率。

参考文献：
［1］徐伟平，赵庆双．利用技术手段提高安全防范水平［J］．实验技术与管理，2003，（6）．
［2］孙威民．武汉监控摄像头将达25万个［J］．中国公共安全（综合版），2010，（4）．
［3］胡瑞敏．平安城市视频监控构建原则以及关键技术［EB/ OL］．慧聪网安防行业频道http：//www．ehomecn．com/Article/ znjjjs/jsfa/200701/9828．html，2011－11－22．
［4］兰顿．SAN存储消除后台瓶颈［N］．中国计算机报，2001－11－1（16）．
［5］李勇，彭宏．网络监控视频数据的采集与压缩［J］．杭州电子科技大学学报，2010，（5）．
［6］［美］E·博登海默．法理学：法律哲学与法律方法［M］．邓正来，译．北京：中国政法大学出版社，1999：360．
［7］霍仕明．辽宁电子眼将避开私人寓所不看隐私［N］．法制日报，2007－02－02．
Study on Video Monitoring System in Wuhan City from the Perspective of Science and Technology War
CHEN Xiao-hui，YANG Zhen
（Investigation Department，Hubei University of Police，Wuhan430035，China）
Abstract：Wuhan city video monitoring system which is gradually being built will have a significant impact on future investigation，law and order work．Yet several technical problems exist in the use of city video monitoring system．In Wuhan，the coverage of the city video monitoring system should be up to100%－covering the crossings，bridges，tunnels and financial units，important public places and other places．Due to time coverage and monitoring problems，it needs the appropriate equipment and technology upgrading almost massive storage capacity．The video monitoring system must have the ability to deal with service failure about stability．Video monitoring system must set strict data installer，log procedures，data sharing and allocation procedures for privacy protection．
Key words：science and technology war；city video monitoring system；safe city；technology of prevention and control；electronic eye
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