二、国内外城市安全智能化的发展现状
(一)国外发展现状
国外城市安全智能化的发展由于各国国情的差异,其关注点各不相同,但整体上都是从城市防灾与防卫两个视角入手。
1.美国纽约:数据库与通信系统的成熟应用
纽约是美国的金融经济中心、最大的城市、港口和人口最多的城市,在四个传统“全球城市”中位居首位,它的一举一动无时无刻不在影响着世界。纽约在商业和金融方面发挥了极为重要的全球影响力,它左右着全球的媒体、政治、教育、娱乐与时尚界,联合国总部也位于该市。纽约的发展经历了两个历史性的飞跃,第一个飞跃是从普通港口城市成为美国的首位城市,第二个飞跃就是纽约成为全球性城市。在城市快速发展的过程中,纽约经历了人口膨胀、交通拥堵、贫富差距增大、医疗资源短缺、犯罪率居高不下,甚至于恐怖袭击等城市安全问题。步入新世纪的纽约,对城市安全的关注更加重视。
随着电子计算机和互联网应用日益广泛,信息化技术迅猛发展,网格化、物联网、云计算、信息共享与通信逐渐热门,这些高科技手段逐渐成为纽约城市安全的重要支撑。早在1994年,纽约市警察局局长布莱顿上台后主持开发创建了一种新的警务模式,俗称“Compstat”,全称“Computerized Statistics”。这是纽约市警察局创设开发的一种利用计算机技术即时统计各种犯罪数据,绘制电子犯罪地图,分析犯罪模式和动向,指导优化警务资源配置和明确警察责任的警务模式。Compstat在后期的应用验证中不断丰富和发展,并在1996年获得美国政府创新奖,成为美国政府五个最具创新性、最成功的成果之一。
2010年5月,纽约市警察局又与IBM合作,利用IBM在收集、共享和处理信息方面的能力,有效地利用数据资源来推进破案进程。IBM及其商业伙伴Cognos共同创建了一个实时犯罪信息库,可以使纽约市警察局更积极、有效地打击犯罪。众所周知,出色的警务工作依赖的是正确的消息资源。纽约市警察局证实,靠数据驱动的警务战略可以极大地降低犯罪率;犯罪信息库提供的整合、实时的犯罪数据更能改变执法方式;能够预见犯罪发生的趋势——避免待其发生后陷于被动局面;能够发现其中的联系,从而加速破案进程;能够从全局出发做出生死关头的重大决定。该实时犯罪信息库凭借对犯罪发生趋势的预见能力,支持更多具有前瞻性的警务战略;通过更有效地收集和分析犯罪数据,获得更快、更高的结案速度;还能更有效地利用纽约市警察局的资源,让每一分税款都能对公共安全的提升做出贡献。
2012年8月,纽约市长迈克尔·布隆伯格又宣布,启用纽约市与微软联合研发的世界先进报警系统。新系统能实时汇总并综合分析各种公共安全数据和潜在威胁资料,为执法人员快速准确应对突发情况提供科学依据。调查人员能够通过新的报警系统即时调阅现场视频录像、犯罪嫌疑人的逮捕记录、与嫌疑人有关的报警电话以及同一地区的相似案件资料;对犯罪嫌疑人和刑事案件进行地理、时间和空间的比较分析,揭示其犯罪模式和行为模式;追踪嫌疑人与其车辆的位置,甚至能追踪到几个月以前;迅速探测并确定现场可疑物品是否具有威胁性等。指挥人员也可以参照各种数据对不同来源的资料进行综合分析,制作指挥图,见图1.1。
图1.1 纽约警察局—微软开发的DAS(Domain Awareness System)
纽约市消防局建立的“网络指挥”系统是数据库与通信技术成熟应用的另一典范。城市安全应急指挥对提高协调和整合资源、应急决策、现场行动的效率和安全,使各有关参与者成为一个有机的整体起着决定性的支撑作用。纽约市消防局基于信息共享所建立的由“声音、图像、数据”构成的“网络指挥”设计,是对传统方式的突破,可以认为是一种应急指挥的新范式。“9·11”以后,纽约市消防局经过不懈努力,开发了“网络指挥”系统。这个系统包括多个项目并最终建成一个全方位信息共享的平台。出发点是通过获取和使用相关信息,让救援人员充分掌握现场局面,做出正确决定协调各方行动。“网络指挥”是基于现代网络技术和通信技术的立体指挥网,集成了声音、视频、数据的汇集与分析,整合与共享,传输与发布,通信与指挥。该系统全面增强了纽约消防局的现场沟通、救援能力与指挥调度能力,同时,作为一个智能系统,参与机构系统越多、规模越大,它整合的资源就越多,智能化程度就越高(马庆钰等,2011)。
2.欧洲—斯德哥尔摩:完整的城市安全产业链
斯德哥尔摩,瑞典首都,也是该国第一大城市,瑞典国家政府、国会以及皇室的官方宫殿都设于此。斯德哥尔摩地理环境复杂(海岸线、河流、半岛),气候恶劣(冬季-20°),人口众多(占全国22%),严重依赖公共交通,而且公交模式多、网线复杂、相互干扰严重(地铁、公共汽车、火车、电车、轮渡、机场、港口)。公共交通安全是斯德哥尔摩城市安全建设的一大重点。
瑞典最大的交通公司Stockholms Lokaltrafik(SL),负责大斯德哥尔摩地区的公共交通服务,该公司投资2500万英镑用于公共交通安全系统建设。通过近5年的努力,瑞典的公共交通系统已成为世界上最安全的系统之一。网络摄像机安装总数超过15000台。摄像机、警报器和警示系统都能连接到中央安全站,中央安全站负责监测和维护城市公共交通中的安全(King, 2007),见图1.2。
图1.2 斯德哥尔摩的公共交通安全集成系统
城市安全系统还离不开信息与通信技术(ICT)的支持。以西斯塔科技园(Kista Science Park)为中心的东部地区形成了斯德哥尔摩的ICT集群,见图1.3。KISTA科技园是全球第二大科技园,园区面积达200万平方米,办公面积110万平方米。目前,园区内企业超过1000家,雇员3万多人,其地位仅次于美国硅谷,因其在无线通信领域的突出优势而被称为“移动谷”。
图1.3 西斯塔科技园ICT产业(资料来源:KISTA官网)
3.日本:完善的应急管理体制
由于日本列岛处于太平洋板块和欧亚大陆板块交汇处的火山地震带上,地壳运动活跃,所以日本是地震多发区,全世界大约20%的地震发生在日本。日本人口密度高,地震强度大,海啸常与地震伴生,但自然灾害死亡人数仅占世界的0.4%左右。这主要得益于日本政府将应急管理作为一项重要任务,建立了现代化的应急管理体制机制,形成了强有力的应急保障能力。灾害发生时,日本提倡“自助、互助、公助”相结合的原则。首先是居民“自助”,然后是邻里,社区“互助”,最后是政府“公助”。除了行政手段和“三助”原则,技术措施也是必不可少的。完善、高效的信息网络系统,是日本实施应急管理最为关键的依托。日本利用其先进的监测预警技术系统,实时跟踪和监测天气、地质、海洋等变化,分析重大灾害可能发生的时间、地点、频率,据此研究制定预防灾害的计划。同时,定期组织专家及有关人员对灾难形势进行分析,向政府提供防灾减灾建议。卫星通信网络、可视电话系统和直升机电视传输系统三大信息网络能保证在受灾时,各级、各类应急救灾机构可以进行紧急联络和信息收集、传达。
美日欧等发达国家城市化进程最早开始于20世纪50年代,经历了城市化、郊区化、逆城市化和再城市化四个主要阶段的漫长历程。无论是城市安全理论发展,还是实践经验都比较成熟,城市安全体系架构也更加完善、合理。从上文的探讨和描述中我们不难发现,国外成熟的城市安全管理具备一些比较一致的共性特征。具体来讲,发达国家的城市安全中枢决策系统更为强大,组织结构更为健全,应急管理法律体系更为完善,社会参与力量更为广泛,多元化、立体化、网络化的应急管理体系已经逐步成型,这些都对我国的城市安全建设具有一定的借鉴意义。
(二)国内发展现状
1.政策保障与地方建设同步推进
自2005年以来,中共中央办公厅、国务院办公厅转发了《中央政法委员会、中央社会治安综合治理委员会关于深入开展平安建设的意见》,全国拉开了平安城市建设的序幕。目前,大部分的一二线城市已完成平安城市基础设施的建设,多个城市已制定平安城市建设规划和方案,明确了短期、中期和长期的建设目标、思路和规划蓝图。
2013年下半年,随着国务院批复国家八部委联合制定的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》,智慧城市建设已经正式纳入国家级发展战略。中央政府和各部委相继出台了智慧城市发展规划,地方相关法律法规和发展环境也在逐步完善,已形成了以“新四化”为战略定位,以试点助推智慧城市战略实施的总体发展布局。截止到2014年底,全国智慧城市试点已达到409个。住建部智慧城市试点两批202个,科技部智慧城市试点20个;工信部信息消费试点68个;发改委信息惠民试点80个;工信部和发改委“宽带中国”示范城市39个,覆盖了东、中、西部地区,80%以上的二级城市明确提出建设智慧城市的发展目标。
随着《促进大数据发展行动纲要》、《互联网+》等政策的发布实施,智能城市安全建设迎来了全面发展的新时期。《促进大数据发展行动纲要》指出,要“加强对社会治理相关领域数据的归集、发掘及关联分析,强化对妥善应对和处理重大突发公共事件的数据支持,提高公共安全保障能力,推动构建智能防控、综合治理的公共安全体系,维护国家安全和社会安定”。要“结合新型城镇化发展、信息惠民工程实施和智慧城市建设,推动传统公共服务数据与互联网、移动互联网、可穿戴设备等数据的汇聚整合,开发各类便民应用,优化公共资源配置,提升公共服务水平”。各级地方政府根据国家顶层规划的战略部署、时代发展的必然趋势和智能城市建设的实际需求,基于早先平安城市建设的经验,积极探索智能城市公共安全的建设理念、思路和规划,大数据、云计算等新一代信息技术在城市安全的应用上已试验性展开。如作为“智慧银川”首期建设项目的重点之一,银川智慧型平安城市已经颇具规模。银川平安城市以大数据为基础,旨在重塑城市应急管理体制,在系统落成后,将实实在在地发挥数据价值,从公共交通、城市管理、旅游安全等各个方面带给老百姓更美好的生活体验。2014年,湖北省公安局开始搭建全国首个公安云平台,目标是构建全省统一的基础设施资源池,全面整合全省公安信息资源,建立全覆盖、横向集成、纵向贯通的信息网络。“湖北公安云”为全警提供自主研发的86个实战模块,支持海量信息“一键式挖掘查询、一站式分析比对”,能够帮助公安民警随时发现人员的异动情况,通过信息比对、分析快速锁定罪犯,极大地提高了公安的实战能力。依托共享资源库,“湖北公安云”还对公安外部单位提供数据核查比对服务,已无偿为省民政厅、教育厅、计生委、人社厅等10余个单位提供支持,如协助湖北省地税局比对全省车辆信息,排查出40万辆“偷漏税”车辆,追缴车船税2200余万元。“湖北公安云”与30个省直部门签订信息共享协议,整合“衣食住行、业教保医”和互联网等信息资源30871亿条,构建起一座相当于2610个国家图书馆藏书容量的公安大数据仓库,形成了全省四级一体化信息资源共享服务体系。
2.技术提升和基础设施建设齐头并进,为智能城市安全提供基本保障
我国平安城市建设的第一期主要是以基础设施建设为主,第二期在第一期的基础上对基础设施设备性能进行了提升。据不完全统计,经过两轮“科技强警”和“3111”平安城市试点工程等大小项目建设,全国已建成监控系统数万套,摄像头超过2000万个。并且逐渐从最初的简单视频监控、联网,到网络、高清、智能、互通、融合建设,再到以系统平台、云服务、共享平台建设为核心。
随着安防技术和产业的不断发展,大数据、物联网、云计算等信息技术在智能城市安全建设中的应用不断深入,智能分析、图像识别、云存储、数据挖掘技术已成为当前智能城市安全的重要组成部分。随着平安城市的建设成果的显现以及智能城市建设的全面展开,城市基础设施建设不断加强,大数据中心、云平台的建设,依托城市级的安全资源平台和系统不断提升技术应用能力,平安城市建设将顺利地迈向数据高度互联、整合、共享的城市安全智能化时代。
3.应用多元化,城市公共安全智能化效果出显
(1)交通
大数据、云计算等信息技术在智能城市交通安全中发挥着重要的作用。如,通过分析道路、车辆等视频数据,能够实时掌握城市交通安全的现状;通过对数据的智能分析,能够辅助预警、决策,有效减少交通安全和交通违法事件发生的可能性。各地城市智能交通领域的探索和发展建设相对较早,也较为成熟和完善。
以上海市的智能交通发展为例,上海所有交通路口的信号灯通过对地面车流量变化的感应能智能地调整信号灯的时间,有效提升道路通行能力。不仅如此,道路事故预警系统、车辆查控系统等都成为保障上海市交通安全的有效手段,这些都是上海交警总队开发的“上海市道路交通事故分析预警系统”的应用。该预警系统能够将交通事故违法数据在GIS地图上进行撒点定位,对道路交通事故多发点进行有效预警。同时,将民警现场执法数据在多发点段上进行定位,指导路面执勤民警开展有针对性的执法管控。通过预警系统,上海市全市的道路交通安全状况实现了“运筹帷幄之中,决胜千里之外”。据统计,使用该系统以来,上海交警挂牌治理的事故多发路段,交通事故死亡率总体下降50%以上。通过建立航空流量管理和决策平台系统,为航班的安全保驾护航。不仅如此,上海交通部门还汇聚气象、环境、人口、土地等行业数据,逐步建设交通大数据库,提供更为完善、科学、智能的交通安全决策支持管理手段(张士宏,2013)。
(2)城市治安管理
智能城市公共安全最早、最为全面、成熟的方向就是城市治安管理。从平安城市建设时期的“天眼工程”视频监控系统开始,信息技术手段就已应用于城市治安管理中,随着智能城市建设的全面展开以及大数据、云计算等技术和相关技术设施的不断提升,城市治安管理智能化愈发成熟。
利用大数据、云计算、物联网、GPS、图像识别等信息技术对海量的数据资源进行采集、存数、处理、分析,实现警务治安工作的数字化、智能化、科学化。通过大数据的分析、挖掘,从海量数据中“大海捞针”,能够进行犯罪预测,防止犯罪案件特别是大规模暴力或恐怖犯罪活动的发生。如,山东省济南市公安局构建大数据、云计算中心,在实时掌握犯罪轨迹、预判犯罪热点等方面发挥了重要作用。2013年8月,合肥市政府投资5.37亿元着手打造“天网工程”,其综合视频应用平台已覆盖交通、治安、警卫等多个警种,警方可以通过天网系统现场抓获犯罪嫌疑人。该系统还能有效地服务于社会综合治理、突发事件应急决策等公共安全领域。2011年,湖北省公安厅提出“运用云计算服务公安实战”的信息化发展思路,并率先启建“湖北公安云”。通过对内外部海量数据的整合,形成数据资源池,实现全省内警务数据的共享。湖北省公安厅与30个省直部门签订信息共享协议,整合各种资源信息万亿条,形成庞大的数据仓库,形成了全省四级一体化信息资源共享服务体系,并可为省民政厅、教育厅、计生委、人社厅等10余个单位提供支持。
(3)突发事件预警与应急处置
城市突发的灾害事件涉及自然因素与人为因素、传统安全和非传统安全因素等多重因素的交互,对事件的预警、应急处置尤为困难。利用信息化手段对城市安全事件各种相关因素的动态数据信息和历史数据信息进行分析、判断、评估和预测,能够有效识别潜在的灾害风险和发展的态势,排查各类安全隐患,及时发出预警信息,提升应急响应的速度和能力,大大降低事件发生的概率和可能带来的损失。
我国在灾害应急管理的智能化应用上也有较为成功的应用案例,在四川雅安的地震发生4小时后,外界媒体获取有效信息,并结合有价值的航空影像数据来了解和分析灾害情况,及时制订出了救援计划。东莞市建立了平均间隔密度5千米×5千米的全市气象监测网,气象灾害监测数据每5分钟更新一次,10分钟内气象数据可实时通过网站、微博、微信等传播渠道为公众所获取,气象预警精细到镇街。我国部分城市也已颁布基于信息技术的智能城市建设的应急管理建设规划。北京市《智慧北京行动纲要》提出,北京在“十二五”期间实现城市安全智能保障计划,完善智能应急响应体系。上海市发布的《上海市推进智慧城市建设2011—2013年行动计划》提出城市运行安全的重点专项,计划建成具备监测、灾害预报预警、预警信息发布等功能的多灾种早期预警系统,提高对重大气象灾害及其衍生的突发公共安全事件的应急处置能力。
(4)反恐
在国际上利用信息技术手段进行反恐已然成为一种必然的趋势。美国、以色列等国家是最早在反恐中使用大数据等技术的国家,其已成功地将信息技术应用于反恐之中。如,在2013年,美国波士顿马拉松恐怖袭击事件发生后,政府部门利用大数据分析,极大地提升了此次恐怖事件侦破的效率。大数据分析在以军的情报部门早已被广泛使用,用来追踪和预防恐怖分子的行动。
我国利用信息化手段进行反恐的经验虽然不及美国成熟,但也处于积极的探索之中。国家反恐怖工作领导小组组长、公安部部长郭声琨2015年考察调研国家反恐怖情报信息平台时指出:“积极运用大数据、云计算技术,着力提升情报感知、研判、分析能力,从海量的人流、物流、信息流、资金流中及时发现涉恐线索,做到预警在先、预防在前、敌动我知、先发制敌。”2012年,科大讯飞与公安部联建“智能语音技术公安部重点实验室”,将声纹识别、语种识别等技术应用于公安、国防、反恐等部门。2014年3月1日昆明暴恐事件中,相关部门对视频数据的分析在案件侦破过程中起到了重要作用。
(5)环境、消防、食品安全等
在环境、食品安全、消防、城市管理等城市公共安全领域智能化建设上,我国同样也有着成功的探索和实践。
欧洲智能城市的建设更多侧重环境领域,像瑞典的斯德哥尔摩等是典型的环保型智能城市。在我国,也同样将信息技术应用于改善城市环境、保障城市环境安全方面。我国每年产生亿吨以上的垃圾,城市化和工业化的发展带来了大量的粉尘、尾气等有毒气体,城市环境安全问题尤为紧迫。充分利用大数据、云计算等信息技术,对影响城市环境安全的相关数据信息进行采集、整合、处理分析,能够有效地监测环境安全态势,并为环境治理提供科学的决策依据。2006年,国内学者创立了公众与环境研究中心,主持开发了“中国水污染地图”、“中国空气污染地图”和“固废污染地图”,建立了中国水污染和空气污染数据库,将环境污染情况以直观、简单、易懂的图表进行展现。通过这个数据库,可以了解全国数百个城市的水质、污染排放等信息。北京海淀区利用地理信息平台收集环境数据,整合全区七大类、140万个基础数据,为区内环境整治提供了详实可控的数据,全区2000余个摄像头可实时调取图像,将数据与图像进行关联,通过关联分析和深度挖掘,了解环境问题实际情况和深层次原因,根据分析结果进行科学、合理、有针对性的整治。
消防安全是城市公共安全的重中之重,关乎着人民群众的生命财产安全。我国在城市消防安全领域已有了初步的探索和实践。广州市建立了智能消防系统,报警人只需拨打119,系统将立刻定位报警人当前位置,并调用位置所在区域监控摄像头,确定灾情地点和火势情况。
“民以食为天”,近年来食品安全问题层出不穷,保障食品安全刻不容缓。智能化的手段为食品安全的监督管理提供了有效的支撑,如食品安全溯源体系建设就是大数据时代食品安全监管的有效手段。2013年4月国务院办公厅发布的《2013年食品安全重点工作安排》中提出,统筹规划建设食品安全电子追溯体系。贵州省重点打造的“七朵云”之一的“食品安全云”,消费者通过手机软件“扫一扫”便可得知食品信息。
信息技术还在很多其他方面的城市安全领域得到了广泛运用。如浙江省宁波市首创危化品运输车辆动态监控平台,大大提高了危化品安全监督管理水平。秦皇岛市气象局与秦皇岛市城管局合作,依托“平安城市”平台,积极探索将气象服务融入秦皇岛“智慧城市”建设,对全市重点交通地段的积涝和道路结冰进行实时观测,提高气象保障城市安全能力等。
4.市场前景宽广,政企合作共谋智能城市安全
(1)应用广、市场需求大
数据显示,我国2014年安防总产值4300亿元,其中安防产品总产值1700亿元,安防工程市场产值2300亿元,报警运营服务及其他为300亿元。根据《安防产业“十二五”规划》所提出的目标,安防产业规模2015年总产值达到5000亿元。MarketsandMarkets市场调研数据显示,2015年安全数据分析市场达到21亿美元,预测2020年将达到71亿美元,安全数据分析市场的未来将有着广阔的发展空间。
前期大数据、云计算等新一代信息技术在安防产业的应用还不够深入,更多的是政府来投资建设和应用。但随着智能城市建设的全面展开和平安城市、平安中国的继续推进,未来的前景十分广阔。当前安防产业主要集中在视频监控和智能交通两个关注度较高、需求较迫切、应用较为成熟的领域。随着城市安全智能化探索的不断深入,在食品药品安全、反恐、公共管理、环保、气象、应急产业等领域的应用将全面展开,未来智能安防市场将迎来百花齐放的光明前景。
(2)多元化合作
前期我国的平安城市、智能城市建设更多的是以政府投资为主,随着智能城市建设的全面展开,以及大数据和互联网+带来的红利逐渐显露,越来越多的企业寻求和政府共谋合作,共建智能城市。如,2014年5月,中国气象局公共气象服务中心与阿里云达成战略合作,共建中国气象专业服务云,中国气象局积累的气象数据和阿里集团的海量数据将双双融合,通过阿里云计算平台变成可直接利用的鲜活数据。这些数据会被提供给有需要的企业,指导企业合理经营,规避风险。中国气象局还与高德地图展开合作,以便能够提前预警。上海市正在准备建立智慧应急产业联盟。科大讯飞与公安部在反恐领域也展开了合作。像百度、阿里、腾讯、浪潮、华为等互联网和科技巨头在智能城市建设上已与多个城市展开全面性的合作,未来政企合作的模式也将更加深入、更加全面、更加成熟。