基于數(shù)字智能技術(shù)的“平安美麗”竹林景區(qū)的探索與實(shí)踐

章富勇

(杭州市公安局 西湖風(fēng)景名勝區(qū)分局，浙江 杭州 310007)

“平安美麗”竹林景區(qū)建設(shè)是建設(shè)“美麗中國”“平安中國”的應(yīng)有之義。黨的二十大要求“把維護(hù)國家安全貫徹黨和國家工作各方面過程，確保國家安全和社會(huì)穩(wěn)定”[1]。近年來，習(xí)近平總書記在全國公安工作會(huì)議、西溪國家濕地公園考察時(shí)強(qiáng)調(diào)“推進(jìn)基層社會(huì)治理創(chuàng)新”“要把保護(hù)好西湖和西溪濕地作為杭州城市發(fā)展和治理的鮮明導(dǎo)向”。西湖風(fēng)景名勝區(qū)山林作為世界文化遺產(chǎn)地的重要組成部分，有著深厚的景觀和社會(huì)價(jià)值。該區(qū)域地處亞熱帶植物適生區(qū)，植物資源豐富，植被茂密，覆蓋良好，其植被主要有7個(gè)類型、22個(gè)群系，屬中國散生竹分布區(qū)域[2]。景區(qū)分布有村莊3個(gè)、社區(qū)1個(gè)、單位299家，常住人口4 412人，每年游客流量高達(dá)100余萬人次。五云山竹林景區(qū)具有地域開放、景村交融、游客眾多等鮮明特點(diǎn)，存在森林火災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害、汛期倒灌等自然風(fēng)險(xiǎn)和墜崖、踩踏等安全隱患，還伴隨違法犯罪、矛盾糾紛、疫情輸入等治安風(fēng)險(xiǎn)。面對日益復(fù)雜的社會(huì)治安環(huán)境和人民群眾對美好生活的向往，當(dāng)前竹林景區(qū)警務(wù)工作面臨涉環(huán)境、涉旅領(lǐng)域違法犯罪呈現(xiàn)出新業(yè)態(tài)、新動(dòng)向，村莊美化整治中村民矛盾糾紛突出，游客迷路求助多發(fā)而山體救援條件差等新形勢新問題，管理任務(wù)重、難度大。近年來，村民糾紛、涉旅求助、涉旅糾紛占全年警情數(shù)的10%。因此，在鄉(xiāng)村振興的國家戰(zhàn)略背景下，竹產(chǎn)區(qū)平安美麗鄉(xiāng)村的有效治理如何實(shí)踐，成為一個(gè)新的命題。

該文選取景區(qū)內(nèi)的重要竹產(chǎn)區(qū)五云山，根據(jù)竹林多、游客多、環(huán)境優(yōu)美等現(xiàn)狀，針對易發(fā)的游客迷路、山林采摘、生態(tài)保護(hù)、森林防火、意外事故等人身與財(cái)產(chǎn)安全，依托“公安大腦”建設(shè)，發(fā)揮數(shù)字技術(shù)和警情處置融合的優(yōu)勢，研發(fā)構(gòu)建“空地一體防控體系”，構(gòu)建“西子義警”運(yùn)行機(jī)制，為竹產(chǎn)區(qū)游客安全、生態(tài)保護(hù)、山林防火等提供可靠保障，努力探索“平安美麗”竹林景區(qū)基層治理創(chuàng)新模式。

1 研究思路與方法

1.1 研究思路

該研究以杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)五云山景區(qū)為對象，應(yīng)用數(shù)字智能技術(shù)，研發(fā)構(gòu)建“空地一體防控體系”，構(gòu)建“西子義警”運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)游客安全保障、竹產(chǎn)區(qū)火情監(jiān)測、智慧生態(tài)警務(wù)、全域智慧感知等功能，達(dá)到景區(qū)生態(tài)保護(hù)、游客安全、森林防火的目標(biāo)，通過在五云山景區(qū)現(xiàn)場應(yīng)用，探索基層治理創(chuàng)新模式，為打造“平安美麗”竹林景區(qū)提供可行途徑。

1.2 研究區(qū)域基本情況

五云山位于西湖風(fēng)景名勝區(qū)西南部，北接郎當(dāng)嶺，南瀕錢塘江，東瞰九溪山谷，西鄰云棲塢，海拔334.7 m，是西湖群山中的第三座大山。山體由泥盆系石英砂巖構(gòu)成，植物資源豐富，竹林面積8 hm2。山頂有建于五代的真際寺遺跡，時(shí)常香客、游人云集。山道四通八達(dá)，延伸輻射至云棲竹徑、十里郎當(dāng)嶺、九溪新村、梅塢新村等地。該區(qū)域登山游客密集，偏僻林區(qū)較多。由于竹林自然資源優(yōu)渥，旅游業(yè)態(tài)豐富，周圍村落散布，民宿云集，區(qū)域周邊共有常住人口4 412人，旅館民宿46家；竹產(chǎn)業(yè)和茶產(chǎn)業(yè)長效發(fā)展，共有經(jīng)營單位129家?；讵?dú)特的植物景觀和豐厚的人文底蘊(yùn)，每年都有大量游客游覽觀賞，年均達(dá)到100余萬人次，竹林生態(tài)功能和社會(huì)效益得到充分發(fā)揮。

2 “空地一體防控體系”系統(tǒng)研發(fā)

2.1 研發(fā)背景

當(dāng)前，竹林景區(qū)警務(wù)工作存在一些困境，如涉環(huán)境、涉旅領(lǐng)域違法犯罪轉(zhuǎn)型升級，游客迷路求助警情頻發(fā)，山林防火隱患廣泛存在等問題。為了保護(hù)生態(tài)美麗景村[3]，營造平安旅游環(huán)境，景區(qū)分局以數(shù)字化改革牽引現(xiàn)代警務(wù)流程再造、機(jī)制重塑，探索打造集竹林救援、山林防火、生態(tài)保護(hù)三位一體的“空地一體防控體系”，著力織密前端感知，強(qiáng)化預(yù)警預(yù)測，提升聯(lián)勤聯(lián)動(dòng)，打造具有“雙西”旅游景區(qū)辨識度的“生態(tài)警務(wù)”模式，大力提高景區(qū)平安美麗指數(shù)。

2.2 人工智能模型應(yīng)用

為提高五云山景區(qū)管理效能，從感知體系、網(wǎng)絡(luò)傳輸和管理系統(tǒng)三大方面構(gòu)建五云山“空地一體防控體系”。

圖1 “空地一體防控體系”架構(gòu)Fig.1 The architecture of “air-ground integration prevention and control system”

2.2.1感知體系 感知體系由無人機(jī)模塊、視頻監(jiān)控模塊和四維坐標(biāo)模塊組成。以視頻監(jiān)控模塊為主，無人機(jī)模塊為輔，織密全域感知，利用四維坐標(biāo)模塊實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。景區(qū)分局圍繞五云山和周邊林區(qū)建設(shè)感知系統(tǒng)，共架設(shè)監(jiān)控94處，人臉識別設(shè)備28處，地理標(biāo)識載體40處。

景區(qū)竹林分布廣袤，地理環(huán)境復(fù)雜，僅靠人防難以預(yù)防森林火災(zāi)。通過熱成像及視頻監(jiān)控建立視頻監(jiān)控感知體系，構(gòu)建指揮調(diào)度體系，能有效發(fā)現(xiàn)、控制景區(qū)火災(zāi)，提高火情預(yù)警準(zhǔn)確性，節(jié)省大量人力物力[4]。經(jīng)過研究表明熱成像相機(jī)參數(shù)對火情感知距離影響較大，距離可達(dá)8.09 km[5]，結(jié)合五云山景區(qū)地貌特征，交叉布設(shè)熱成像監(jiān)控設(shè)備，同時(shí)利用視頻監(jiān)控和人臉監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)盲，可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控全域感知。隨著GIS、無人機(jī)航拍技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)設(shè)備巡航能在景區(qū)防護(hù)預(yù)警和突發(fā)事件處置過程中充當(dāng)補(bǔ)充感知源，通過無人機(jī)搭載視頻類設(shè)備、語音類設(shè)備或者拋投設(shè)備，能覆蓋5～8 km的景區(qū)范圍[6]。四維坐標(biāo)模塊由上山入口警示裝置、MAC采集設(shè)備、救援信號識別裝置、救援中心平臺軟件、山體救援APP構(gòu)成，具備三大感知設(shè)備：入口桿感知設(shè)備可以對上山人員進(jìn)行人臉識別、人流監(jiān)測，具備紅外人體感應(yīng)功能，可向上山游客發(fā)出安全警示。山體桿感知設(shè)備具備攝像頭、爆閃燈，實(shí)現(xiàn)一鍵告警、物資救助等功能，提供報(bào)警人快速互動(dòng)。報(bào)警柱感知設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵報(bào)警，通過網(wǎng)關(guān)對報(bào)警信息上傳至監(jiān)控中心，預(yù)警迅速確定報(bào)警人位置信息，通過報(bào)警柱快速定位，采取救援。其中通過二維碼進(jìn)行森林防火物資管理也有較為完善的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)物資出入庫精準(zhǔn)化管理、日常工作智能化管理、設(shè)備使用便捷化管理[7]。

2.2.2網(wǎng)絡(luò)傳輸 為保障前端感知設(shè)備與管理系統(tǒng)間通信的安全和穩(wěn)定，滿足智能前端設(shè)備超高清視圖傳輸需求，景區(qū)分局最大程度利用五云山景區(qū)原有網(wǎng)絡(luò)資源，設(shè)計(jì)敷設(shè)通信光纜，就近取電取網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控模塊和四維坐標(biāo)模塊數(shù)據(jù)快速傳輸。無人機(jī)模塊部分則利用5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，充分滿足管理中心的實(shí)時(shí)控制和調(diào)度需求。同時(shí)，為保證信息系統(tǒng)安全，專門在感知體系與管理平臺之間布建網(wǎng)絡(luò)安全邊界設(shè)備，在保障通信的同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全隔離，筑牢信息保護(hù)安全墻。

2.2.3管理系統(tǒng) 管理系統(tǒng)后臺構(gòu)建五云山“空地一體防控體系”，接收匯聚前端感知數(shù)據(jù)，并進(jìn)行融合分析研判，對于景區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的火情隱患、游客走失和生態(tài)破壞警情進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)，與景區(qū)“西子義警”智慧云平臺融合打通，將預(yù)警信息轉(zhuǎn)化為義警任務(wù)，實(shí)現(xiàn)一屏展示、一鍵派單。

圖2 “西子義警”智慧云平臺Fig.2 “Xizi vigilante” intelligent cloud platform

2.3 整體架構(gòu)及運(yùn)行方式

系統(tǒng)核心部分是前端感知體系中的無人機(jī)、視頻監(jiān)控設(shè)備和四維坐標(biāo)設(shè)備，采集到的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至后端服務(wù)器進(jìn)行分析和存儲，同時(shí)將報(bào)警信息展示在指揮中心大屏上。

圖3 五云山“空地一體防控體系”管理平臺Fig.3 The management platform of “air-ground integration prevention and control system” in Wuyun mountain

在森林防火場景中，火險(xiǎn)預(yù)警通過熱成像設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測一定范圍內(nèi)的溫度信息，當(dāng)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)即自動(dòng)推送預(yù)警信息。在竹林救援場景中，走失的游客可掃附近地理二維碼，提供身份、聯(lián)系方式、安全狀況等信息，或者按下山體桿或報(bào)警柱上的報(bào)警按鈕，通過語音系統(tǒng)與指揮中心取得聯(lián)系。報(bào)警柱上架設(shè)全局相機(jī)，警務(wù)人員可實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場情況。在生態(tài)保護(hù)場景中，通過無人機(jī)巡查和視頻監(jiān)控進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染、野生動(dòng)物保護(hù)等異常情況[8]。

火險(xiǎn)預(yù)警、游客走失、生態(tài)破壞3類預(yù)警推送至五云山“空地一體防控體系”管理平臺，由值守人員人工研判，對于確實(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的預(yù)警推送至相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行處置，對于有義警支援需求的可聯(lián)動(dòng)發(fā)布至“西子義警”平臺，派遣合適的義警隊(duì)伍協(xié)助處置。同時(shí)可聯(lián)動(dòng)無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場探查，無人機(jī)除視頻設(shè)備外還能掛載擴(kuò)音設(shè)備和拋投設(shè)備，當(dāng)險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)能通過擴(kuò)音器通知附近人員并拋投相關(guān)救援物資。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 嚴(yán)密“電子合圍”，織密前端感知

圍繞“整體智控、高效協(xié)同”理念，將“空地一體防控體系”深度融入分局“天網(wǎng)工程”建設(shè)，做大前端感知數(shù)據(jù)和社會(huì)數(shù)據(jù)的“數(shù)據(jù)基座”[9]。緊緊圍繞重要出入口、重要線路和制高點(diǎn)持續(xù)推進(jìn)視頻監(jiān)控、人臉識別、智能卡口等前端感知設(shè)備的科學(xué)增補(bǔ)、優(yōu)化升級，共架設(shè)監(jiān)控94處，人臉識別設(shè)備28處。同時(shí)推進(jìn)各相關(guān)單位物聯(lián)網(wǎng)、視頻資源聯(lián)通接入共享平臺，實(shí)現(xiàn)“人、車、物、證、碼”等治安要素的精準(zhǔn)識別和數(shù)據(jù)匯聚，打造“全域覆蓋、全網(wǎng)共享、全時(shí)可用、全程可控”的“感知圍欄”，用數(shù)據(jù)服務(wù)違法犯罪打擊、除險(xiǎn)保安、竹林救援等場景，高效助力隱患排查45處，線索發(fā)現(xiàn)32條。

3.2 搭建“四維系統(tǒng)”，提升救援質(zhì)效

五云山因地勢錯(cuò)落、野路縱橫，迷路警情多發(fā)，又因山體通訊信號不穩(wěn)定、求助者難以描述具體位置而形成救援難題。景區(qū)分局以“空地一體防控體系”中的“四維地理坐標(biāo)系統(tǒng)”為竹林景區(qū)管控新路徑，打造“游客迷路救助”以及“偏僻林區(qū)人身安全保障”2個(gè)系統(tǒng)，布設(shè)“緊急求救管理、內(nèi)容管理、設(shè)備狀態(tài)管理、視頻管理、策略管理、信息展示”六大模塊，構(gòu)建集上山入口警示裝置、MAC采集設(shè)備、救援信號識別裝置、救援中心平臺軟件為一體的掌上應(yīng)用，以APP端經(jīng)緯度一圖展示打破救援雙方溝通壁壘，實(shí)現(xiàn)定位最準(zhǔn)、路徑最優(yōu)、服務(wù)最全?！八木S地理坐標(biāo)系統(tǒng)”還可實(shí)現(xiàn)上山下山人流量統(tǒng)計(jì)、遠(yuǎn)程報(bào)警求助、一鍵遠(yuǎn)程呼救、廣播溫馨提醒、視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控、山林蓄水池監(jiān)控等功能，切實(shí)增強(qiáng)意外事件救援能力，提升意外事件處置效率，全方位提升竹林景區(qū)安全指數(shù)。2022年以來，已成功救助18人次。

3.3 巧用“天空之眼”，助力火情管控

在竹林景區(qū)生態(tài)保護(hù)工程中，空域安防為關(guān)鍵一環(huán)。景區(qū)公安分局主動(dòng)對標(biāo)“公安大腦”工作要求，充分發(fā)揮“空地一體防控體系”的作用，拓展警用無人機(jī)在巡邏防控、人流管控、目標(biāo)搜索、火源監(jiān)測等方面的應(yīng)用場景，全面建立“數(shù)據(jù)+無人機(jī)”智慧警務(wù)模式，打造竹林景區(qū)“空地一體防控體系”。在春節(jié)、清明等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)利用無人機(jī)平臺煙火檢測和自動(dòng)巡航功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)分析起火點(diǎn)、火勢趨勢，實(shí)時(shí)對竹林進(jìn)行煙火監(jiān)控，成功發(fā)現(xiàn)并消除火情隱患10余起。同步依靠三維圖層和圖傳功能，助力實(shí)時(shí)指揮調(diào)度，與地面撲救警力形成聯(lián)動(dòng)，有效指引撲救工作有序?qū)嵤?。在人員不能及時(shí)到達(dá)之處，可利用無人機(jī)定點(diǎn)拋投功能拋擲應(yīng)急救援裝備及時(shí)開展救援，夜間還可利用無人機(jī)紅外成像功能進(jìn)行夜間搜索，全面補(bǔ)齊安防盲區(qū)。

4 展望

當(dāng)前，“空地一體防控體系”還存在一些待解決的問題，如“四維地理坐標(biāo)系統(tǒng)”中救援軟件的定位精度還不夠準(zhǔn)確，不足以滿足夜間復(fù)雜山勢地帶救援的需求；野路地帶設(shè)備布建存在盲區(qū)，信號不穩(wěn)定，救援效率還有待提高；“西子義警”運(yùn)行機(jī)制對于日間救援卓有成效，但夜間聯(lián)動(dòng)力量相對薄弱等。下一步，景區(qū)分局將以“精細(xì)”為導(dǎo)向[10]，進(jìn)一步增強(qiáng)架構(gòu)組織力、優(yōu)化算法精確度、擴(kuò)大設(shè)備覆蓋面，促進(jìn)“空地一體防控體系”提質(zhì)升級。同時(shí)探索研發(fā)專業(yè)野路救援地圖攻堅(jiān)野路救援，規(guī)范化采集竹林火情隱患、違法犯罪等數(shù)據(jù)，不斷提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，提升火情預(yù)測預(yù)警科學(xué)性和治安巡防路徑科學(xué)性。

5 結(jié)論

打造“空地一體防控體系”，構(gòu)建“西子義警”運(yùn)行機(jī)制，能夠有效預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、打擊生態(tài)領(lǐng)域違法犯罪，增強(qiáng)竹林生態(tài)保護(hù)力度；能夠高效助力火源監(jiān)測、控制、撲救工作，提升森林防火質(zhì)效；能夠有力實(shí)現(xiàn)一鍵求助、快速救援，護(hù)航游客安全。同時(shí)，也是貫徹“三生融合”生態(tài)發(fā)展理念的典型樣本，是推進(jìn)“現(xiàn)代警務(wù)”高質(zhì)量發(fā)展的生動(dòng)探索，更是構(gòu)建“共建共治共享”社會(huì)治理格局的豐富實(shí)踐。