奥运综合安全管理中的视频监控技术

2008-08-07 19:11:57来源: 安防中国

  奥运安全汲及到高科技的诸多方面,这里包括了视频的安全,也包括了对化学品、对爆炸物的管理,还包括了对核安全方面的管理,在这些方面,奥运安全委员会的专家们做了很充分的工作。在这里,我把视频方面的技术向大家简要介绍一下。

  1、序言

      首先,我们回顾一下从去年深圳的中国安防论坛开幕以来的一些变化。我们可以看到,从美国9.11恐怖袭击事件发生以后,世界各国都更加充分认识到了安全技术的重要性,具有伟大意义的2008年奥林匹克运动会终于将在北京举行,这既是中华民族复兴的历史性机遇(因为日本和韩国都是通过奥运会举办,一举进入国际工业化国家的行列,而且美国等国家曾经极力阻挠我们国家承办2000年的奥运会),但是我们要看到奥运会的举办也是对安全技术的最现实的挑战。

 2、 历届奥运会安全问题回顾

  2.1 1972年慕尼黑奥运会

  说到奥运会的安全问题,我们有必要回顾一下历史上的历届奥运会的安全问题。首先我们看一下,1972年的慕尼黑奥运会。1972年德国政府为了展示战后新德国的形象,建设了崭新的慕尼黑奥运村,可以容纳10000多名运动员,代表了当时战后新德国的形象。

  在当时就已经建设了非常现代化的设施,包括很高的电视转播塔,但这是最失败的一次奥运会。在1972年的9月5日,奥运会出现了残酷杀戮的一幕,巴勒斯坦恐怖分子持枪袭击了运动员村,当场杀害2名以色列运动员,劫持9名人质,比赛全部停止,奥运村一片混乱,当恐怖分子行凶时,正好世界各大电视台向全世界直播,所以加重了恐怖气氛。所以整个事件的全部人质没有一人获救、5名恐怖分子和1名德国警察死亡而告终。在奥运会当中,德国警方自始至终就没有得到恐怖分子的详细资料和图像。比方说,他们不知道恐怖分子的照片是什么样的,长得什么样子,到底有几个人,以至于最后阻击手在机场埋伏去阻击恐怖分子时,把恐怖分子的人数少算了两个人。之后,在机场形成了与恐怖分子对打的局面,最后,谁也打不过谁,以彻底失败的奥运会告终。

  2.2 1996亚特兰大奥运会

  1996年的亚特兰大奥运会也发生了重大的案件,虽然对奥运会的场馆采取了严密的保安措施,但是在人们交换纪念品的奥林匹克公园内发生了强烈的爆炸案,有 2人死亡,100多人受伤,公园里的人立即四散奔逃,影响极大。大约上百名采访奥运会的记者正在新闻中心工作,记者们赶去发稿,警察不让记者发稿,结果与记者发生冲突,造成了很坏的影响。

  后来美国FEI把发生爆炸的邮包,重新拿来复原以后,大家就能看到,里面有大量的铁钉掺杂在里面,所以能造成很大的杀伤力的效果,这件事情到现在为止,也没有有效的破案,因为在会场的公园里面,并没有留下足够的图像证据来给警方以线索。

  2.3 2001年9.11及其后系列恐怖活动

  2001年的9.11及以后的恐怖事件更加重了这种情况,9.11时恐怖分子袭击了世贸双塔,恐怖组织只花费了不到50万美元就使整个美国损失了近 10000亿美元,而且恐怖分子还发动了并发式的袭击,在冷战中都没有被破坏的五角大楼遭到了袭击,有几千人被活埋,救援工作进行几十个小时。在9.11 以后还发现了用炭疽热进行传布恐怖信件的活动,由于对公共接口部分的管理和图像证据的不利,到现在案子也没有线索。

  除了对9.11的恐怖袭击,最常见的有港口目标,恐怖分子也可能利用集装箱发动武装袭击(见图10),每年从小地毯和冷藏鱿鱼到运动鞋及跑车等货物运抵美国港口的700万个集装箱当中,美国海关署目前只能检查其中的2%。如果有一个集装箱出口了核废物,也可能是核弹,就可以使最繁华的港口瘫痪,一旦关闭港口,将破坏世界贸易,致使27%的经济瘫痪,造成人们失业,导致股市崩溃。如果不关闭的话,这个风险就很大,一直存在着。所以大家可以看到,在昨天江泽民主席和小布什会谈时,有个重要议题就是,中美两国达成了对集装箱监管的协议,这个协议的含义就是美国会往中国的海关派遣他们国家的人员来协助监管。

  所有这些都告诉我们,高科技方法防范这些正常的生活的环节,已经变得迫在眉睫,所以9.11以后的奥运会的安全性质已经完全不同于历史上以往的任何一届奥运会,对于奥运会的防灾减灾来讲,除了正常情况遇到的自然灾害以外,带有恐怖袭击性质的人为灾害因素以及引发的相关灾害成了特别需要关注的头等问题,高科技的恶性恐怖和犯罪活动成为突出特点的活动。所以,和去年的安防展上的讨论问题相比之下,视频技术在奥运会上应用的意义就非常明显。

  2.4 2002年盐湖城冬奥会

  2002年在盐湖城冬奥会日本代表团有200多人就准备了100多个防毒面具,而且准备了抗生素,专门准备了小册子,指导人们怎么疏散,2500名参战选手和每天7万名游客的安全,就成了东道主心中的重石。在9.11事件以后,整个盐湖城奥运会的安保预算,追加了4000万美元,而且从2001年的4月份预计8300万美元的预算,涨到3.1亿美元的预算,提升了原来计划的4倍,并且,派遗大约1.6万名警察、特工、国家卫队和安保志愿者等组成的安保大军,使得奥运会的运动员和保安人员的比例历史上第一次达到了1:6的高度,也就是说6个人保卫1个人,在美国科技发达的情况下,有60个来自州和联邦等不同部门组成了冬奥会的安保机构参加,成为美国历史上最庞大的一支安全保卫队伍。

  在盐湖城奥运会上有破纪录的安全预算,然后用了大量的高科技装备,增加了大量的人力,包括军队、国民警卫队,进行了航空管制,这是历史第一次航空管制。而且在场馆周围布署了航空导弹,现场布置了大量的安检门,然后调动了警犬,而且形成了一个上到联帮调查局下到地方警察局的一个统一的指挥机构。

  2.5 2004年雅典奥运会优先考虑安全问题在2004年的雅典奥运会上,也将把安全问题放到优先考虑的地位,美国官员声称恐怖组织N47将袭击雅典奥运会,这是一个危险的信号,因为美国已经掌握了信息不对称的优势,它可以对今后的主办国声称,有什么样的组织什么样的规模袭击。

  国家安委会对雅典奥运会的安保计划全部作了审查,原来是600万美元的安保计划,最后增加到6亿美元的经费,高科技型的恐怖和犯罪防范成为重点。所以2008年北京奥运安全将面对严峻的安全管理挑战,视频监控技术在这个大环境下,在综合管理中有着举足轻重的作用。

  3、 2008北京奥运安全将面对严峻挑战,视频监控技术有着举足轻重的作用

  首先,它是奥运会中华民族中的重要的传感器、控制手段和决策依据;第二,我们要提到它是奥运会里面一种主动的安全手段;第三,它既能为奥运会发挥作用,又能为其它重大事件的管理带来长远社会效益,又可以社会化的一个技术措施。国外对于视频监视在综合安全和社会管理的有效性研究已经进行了很多年,比较典型的就是CCTV的研究,对于CCTV监视系统抑制公共场所的违法犯罪行为的研究。

  这里有一个很难得的数据,是由英国著名的专家曾在公共场所安装摄像机实践的1990年—1994年的统计:对公共场所常见违法犯罪的情况下,如果装了 CCTV监视系统后,就能准确抑制21%的犯罪,如果对公共场所曾经有违法行为,不是犯罪行为,将下降到48%;如果用现在高技术的进步,抑制效果将更明显。所以现在英国有4800万人口,就有50万个监视摄像机。伦敦市人口没有北京市多,伦敦市有超过20万个监视摄像机,平均每个人每天上下班,在公共场所就会被摄像机拍摄3次,次数证明这些措施有效抑制犯罪,对恶性和恐怖犯罪事件视频监视系统已经是重点,而且是唯一的监视和破案的手段。

  对于奥运会来讲,视频监视系统更有特殊的作用。首先,对于场馆的安全监视和组织安全、管理起着非常重要的作用,监视指挥现场,自然灾害很容易和人为的恐怖主义灾害结合在一起,利用暴雨、冰雹、地震等时机制造骚乱,带来巨大的损失。

  历史上布鲁塞尔球场惨案是在1984年5月,欧洲冠军杯决赛在比利时布鲁塞尔球场举行。结果赛前,争夺冠军的尤文图斯利物浦队两大球队的球迷阵营闹事,争夺中导致看台倒塌,造成38人死亡,300多人受伤,酿成足球史上最大的一起球场惨案。

  对于机场也是奥运会安全重点的部分,奥运期间如果发生恐怖袭击,导致飞机失事,可以使很多运动员的比赛状态完全没有厂,导致各国运动员的恐慌,甚至可能破坏一个国家的体育水平。比如说,1958年,英格兰曼彻斯特联队乘坐的航班失事后,一个球队23名球星全部丧生,所以曼联队很多年都恢复不过来,这件事情震惊了世界足坛。那么对于奥运会来讲,往往一些小国很不容易挑选出一个比赛的队伍,如果发生了机场安全的问题,或者是飞机的问题,都会带来严重的问题,而这个问题作为一个非侵犯的保护手段的话,用视频技术几乎是唯一的方法。

  第三部分就是除了常规我们重点保卫的体育场馆以外,重点保卫指挥中心以外,行政管理部门以外的民用中心部门的安全,其实也是视频监控的重点防范部分。比方说,以信息中心为代表的民用管理中心,如气象局、信息发布中心很可能也会成为恐怖袭击的重点目标,包括物理上的袭击和在网络上的袭击,而解决网络袭击和物理袭击的基本办法,要用人的图像来作认证,如果有效的视频监控技术和认证技术,就可以辨别技术的信息源的真伪。关于辨别真伪方面,视频监视系统有更大的用途。事实上,现在我们所有的前端传感设施,生活中习以为常的所有设施和信息传达的手段,全部要重新检讨,如果信息传播出现问题,或者传播的渠道出现问题,就会带来巨大的损失。

  有线电视就是一个典型的问题,2002年6月份,法轮功组织突然截断了全国直播卫星信号,播出了法轮功的频道,引起了极坏的影响。它告诉我们,信息发布的手段,我们过去认为是安全的手段,但并不是按我们所希望的方向去工作,它到底播的是什么内容,是不是按照我们规定的时间和节目表去走,需要有一个很好的监视手段来管理它。同样,我们的摄像机是不是真实的反映了信号,这也是完全要监视的,比方说,我们看的交通,一个重要的车队经过,好像一切正常,但是这个图像可以使录像机播放,就跟法轮功播放一样。所以,所有的前端传感设施和信息传达措施,全部要重新讨论。大规模的装备,监控声音和图像的高科技装备,特别是图像监控,符合和技术尤为重要,要重新把每一个环节在我们的视野和控制中重新掌握起来。

  4、视频监视系统的发展过程

  要用到这么多的安全技术的话,这么多视频监控技术的话,可能大家会有疑问,今天的北京市虽然花了很多努力,一个城市一般才几千个摄像机,我们什么时候能达到像英国的、还有伦敦市的20万个摄像机的规模,是不是要花费很大的代价呢?答案是很明显的,我们并不是要走过去的弯路,我们的办法就是要求助高科技的最新的进展。谈到进展呢,我们一定要简要回顾一下技术的背景,视频监控系统的发展过程,实际上是非常理论化非常有条理的发展,电视监控技术来源于非广播电视技术,它跟电视广播技术一样,产生时分两种,一种是广播电视的技术,一般是录好的,可以编辑的,而且是必须遵守标准的制式和规定的,向大众播放;还有一种是非广播的,不一定遵守电视制式的,不一定用广播电视压缩方法的,这种东西就是我们所说的非广播,由于它不受广播电视制式的限制,它可以比广播电视更先进,用更好的多媒体压缩技术,所以监视技术是非广播电视的一个分支,还有很多军用,还有很多特别的用途,在中国电视协会里面,我有很多方面的研究,但是监视技术是典型的,非广播电视是一个分支,可以广泛使用非广播电视的最新成果。

  5、编码技术的发展过程

  说到最新成果,我们有必要把我们的演讲做一点儿深度的扩展,要看到视频监视的核心技术,也就是说图像编码技术。如果经过这个讲座,各位领导、各位专家能够对整个行业技术的发展,从外行变成内行的认识的活,我认为,就可以达到一定的效果了。过去,经过这样几个阶段,首先是由JPEG,JPEG条ike、 motionJPEG、小波变幻Wavelet,JPEG2000,motionJPEG 2000这些类的图像算法,这些算法都是以图像的真类的特性为基础的,所以它不适合对虚拟图像的压缩和监视,所以它占的资源是很大的,它的带宽也是很大的,不适合存储,也不适合传输。比方说,墙的背景,它只利用图像本身一幅图像照片内部的相似性压缩掉了,但图像与图像之间的相似性,它没有利用,给大家讲个观念,并不是广播电视的技术就一定比非广播的好,非广播有带宽问题,我们可以不受限制,可以运用最新的技术,广播电视的制式常用,但压缩后带宽太大,存储空间也浪费,所以它的延时也长,效果也差,而且如果传输时,一帧错,一连串都会错,也不适合做实时监控和网络传输。现在呢,已经非常明朗了,使用 MPEG-4为代表的精确的压缩技术,适合把存储、传输能够统一的解决,同样情况下,压缩比比MPEG-1、MPEG-2要小70%到80%。小70%到 80%是什么意思呢,压缩同样尺寸的话,如果过去是一张DVD存一个电影,用MPEG-4技术,就可以一张碟存4个电影,而且延时很小的,适合网络化传输的。对于MPEG-4技术的发展,有必要多说一句话,因为社会上广泛流传一些误导,说MPEG-4现在还没有一种标准,所以不能使用,这是绝对错误的,大家可以看到MPEG-4委员会的工作草稿,它是在1993年7月开始工作的,到1999年的1月份就已经成为国际标准了,而且可以肯定的说,MPEG-4 这个标准已经不是今天最先进的技术了,下一代的技术可以比这个水平再提高一倍的压缩率,也就是说,用一张DVD碟,可以存8个到10个电影,反过来讲,打同样的视频电话,只需要花过去十分之一的钱。将来,也就是图像技术发展的未来,因为这次开奥运会,所以有必要预测一下,作为广泛使用MPEG-4下一代的技术,就是一张DVD碟能够存10个电影以上的技术,能够大量节省带宽的技术,这样的技术是真正能适合奥运会的系统的,假设我们要在城市里建立20万个摄像机的安全网络,我们不可能为20万个摄像机重新做大量的基础设施的施工,把一些豪华的、先进的大厦都挖开,然后布线路,完全用现有的网络线或者无线通讯方式就可以支持很多数量的图像的传输,就用MPEG-4下一代的技术,这已经是成熟了。另外,除了网络传输外,还有就是下一代的图像识别技术。我们可以预计,按照现在的技术能力,在2008年奥运会开幕以前,智能化图像识别技术一定是广泛使用了,而且是采用分布式图像识别算法,这样的话,就可以使来访到中国的旅游者和运动员在北京活动的过程做有效的管理和监控,采用统一的先进编码技术的通讯系统,这也是我们马上能看到的图像技术在奥运会上的应用,我们项目每一个前端不仅是监控的前端,同时也是社会服务的前端,既能做监控,也能开电视会议,也能做网上的点播、网上直播,这些功能,通过奥运会这一项活动,就能为北京建立一项很长久的技术设施。图像的识别技术,可以使我们有效确定每个图像的真伪、证据,或者是信息发布渠道的真伪,这些技术加在一起的话,都可以便视频技术超过历史上任何一届奥运会,达到一个非常高的性价比,很有效的解决安全问题。

  谈到视频监控技术,还有一项非常重要的工作,加入WTO后,对于图像技术标准的制定,标准的分级、分类的问题,这个问题也是非常严重的,在中国,我们的产业发展非常超前,世界各国的产品都在向中国倾销,各种级别的技术也都在向中国倾销,很多是我们过去说的JPEG、MPEG-1、MPEG-2这样的技术都在市场上倾销,怎样有利地分辨出好坏,有利地保护民族的产业,使我们既有高科技的特征,又有自己的民族特色,能做好,这个工作也是非常重要的。我们也做了分期分类的研究,我相信这方面的工作,能结合MPEG-4和MPEG-4下一代的技术前进,有可能保证用户的应用效果和积累中国的产业优势的。在分期分类里面,特别注意三个地方,一个是图像的信道比,一个是图像的码处理,压缩的速变和图像识别性,如果大家去看展览会的话,就能看到,现在MPEG-4的技术已经广泛的公认了,到处都是MPEG-4技术,但如果看一个东西,到底它的好坏是什么样呢,主要看三个东西,第一个是信道比,看它的尺寸,跟原来的图像比,图像的信道比到底有多大,第二个看它的图像的压缩率,比方说,是不是能压缩满屏幕的广播级的图像,还是只能压缩一个320*240的小尺寸的图像,这是很关键的。

  最后是实质性和总资源性,这些东西能够方便我们在奥运会过程中,不同安全级别的场所,用不同级别的技术,能够有效把级别拉开,使用户达到最佳的使用效果。

  6、视频技术是社会安全和奥运安全的最重要基础,结合奥运需求,加大投入,必将带来巨大的社会效益和经济效益在北京奥运会应用先进的视频监控技术,能带来很大的有利条件,能够节约巨大的军事系统的费用,能够节约通讯线路建设的费用,能够采用以MPEG-4技术以及下一代技术为代表的压缩算法,解决视频从有线到无线,从固定到移动,使重点地区的视频监视无处不在。原来信息革命时,比尔盖茨曾经提出一个想法,信息无处不在,对于安全来讲,我们有必要倡导这样一个东西,我们的视频everywhere(我们的视频无处不在),这样才能保证我们的巡警在第一时间得到图像,往往是一幅图片胜过千言万语,我们昨天刚刚知道美国连环枪击案,已经破案了,那么怎么能破案呢,做了这么长时间的努力,都没有任何的线索,直到得到了嫌疑人的图片以后,3个小时就把人抓住了。所以对于人类来讲,视频永远是最根本的方法,是一个非侵犯的方法,很有效的解决问题的方法,是个可以社会化的解决问题的方法。所以我们通过引进先进的技术,完全有可能在北京奥运会里面,做到把视频多媒体的信息无所不在,不管是点播还是监视,还是为社会服务,最后使我们的北京奥运在视频监控方面达到历史上任何一届奥运会都达不到的高度。

  安全高科技中的视频技术,是社会安全和奥运安全的最重要的基础之一,需要结合奥运需求,加大投入,必将带来巨大的社会效益和经济效益,而且必将为北京的长久的繁荣做出贡献。

 

关键字:欧洲冠军杯决赛  尤文图斯  世界足坛  球队  利物浦队  视频技术  图像识别  2004

编辑:孙树宾 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2008/0807/article_1016.html
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