高空抛物智能预警方案解析

■ 文/浙江大华技术股份有限公司 于海杭

关键字：高空抛物 智能检测 治理方案

1 引言

高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。高空抛物是一种城市不文明行为，其所带来的社会危害极大。据相关实验测试证明，一颗鸡蛋从八楼落下，可以让人头皮破裂；一颗鸡蛋从十八楼坠落，可能砸穿人的头骨；一颗鸡蛋从二十五楼落下，其冲击力足以致人当场死亡。高空抛物危害事件频发给生活在高楼下的居民造成巨大阴影，同时引发了广泛社会关注。一些居民由于缺乏安全意识，随意将烟头、垃圾等从高楼层扔下，对小区街道环境卫生造成污染，加大清扫难度，且影响小区品质，低层住户深受困扰，引发楼上楼下邻里矛盾。但由于其不文明行为的实施场所多为高空楼层，少有目击者，且由于抛物的下降速度快，时间短，甚至有人在抛物时故意隐去身影，使得相关物业公司很难追究抛物者的法律责任。总结起来，主要有如下三大痛点成为社区高空抛物治理的难言之隐：

一是抛物溯源难。高空抛物事件频发，事故溯源难；

二是抛物阻止难。居民安全意识薄弱，缺乏有效的震慑手段；

三是抛物取证难。无法确认抛物来源，取证困难，一旦发生事故，执法定责难。

2 国家出台相关政策治理高空抛物行为

“悬在城市上空的痛”何时方休？2021年1月1日起正式实施的《中华人民共和国民法典》第一千二百五十四条明确规定了高空抛物坠物致害责任，同时规定“物业服务企业等建筑物管理人应采取安全保障措施防止高空抛物坠物，未采取必要措施的，应承担未履行义务的侵权责任，3月1日起，最新的刑法修正案将高空抛物正式入刑。即从建筑物或者其他高空抛掷物品，情节严重的，处一年以下有期徒刑，并处或者单处罚金。与此同时，2021年两会的政府工作报告明确提出，我国将新增开工5.3万个老旧小区改造，带来了治理高空抛物加装监控设施的增量需求。种种政策、法律、法规和市场潜在的智能化改造升级需求牵引着高空抛物监管热度的持续升级。如何更加高效智能监管高空抛物，精准取证，降低高空抛物带来的社会危害，成为各家安防公司在争夺高空抛物市场的必经之路。

3 高空抛物治理方案设计思路

凭借视频AI领域的技术优势推出的高空抛物实时预警、智能监管解决方案，可有效解决上文提到的所有痛点。方案通过全天候监测社区居民楼，通过精准算法定位高空抛物并生成智能抛物轨迹，可实时追查违法抛物行为，同时检测到的高空抛物事件将会及时推送至手机管理APP和本地化管理平台，便于社区管理人员对抛物事件及时处理，大大减轻了物业管理人员的工作负担，在保障人民群众安全的同时可有效震慑抱有侥幸心理的抛物者。方案通过差异化的高、中、低配400万前端智能检测相机，可精准检测20*20像素点的抛物，并通过有线交换机的布线，或者在较难取网布线的点位通过无线网桥回传视频流，并组网进入智慧园区综合管理一体机加强统一管理。同时，可及时对高空抛物在指挥室进行弹窗和语音提醒，实现报警信息和抛物所在楼层的信息可视化，坠物显示抛落轨迹方便快速回查视频画面和取证。具体方案组网图参见图1。 综合管理一体机抛物报警弹窗界面则参见图2。

图1 方案组网图

图2 综合管理一体机抛物报警弹窗界面

整套方案最为核心的产品在于集成了自主研发的高空算法的前端智能IPC。

4 高空抛物安防技术在设计上需要解决的业务痛点

高空抛物监控场景下对安防技术的要求主要包括如下内容：

4.1 图像

看清是高空抛物溯源的基础。如民法典规定及各个媒体的报道所言，其反复提到的都是高空抛物追溯难、定责难的问题。所以，高空抛物场景下的根本痛点是追溯难，定责难。确保图像看得清是高空抛物追溯的首要关注点。

4.2 防水

不同于传统摄像的安装角度，高空抛物摄像机是仰拍向上看，所以传统摄像机的防水盖在仰拍的安装角度下很难发挥作用，长时间仰拍容易出现进水情况，进而严重影响摄像机的使用寿命，所以摄像机防水是耐用的有效保障。

4.3 智能检测

当有高空抛物事件发生时，往往需要从大量的视频中定位抛物的人员和楼层，耗费大量的人力物力。高空抛物智能检测能够精准记录每条报警事件，并能够实时显示抛物轨迹，方便物业快速检索，定位每条抛物事件。

4.4 变焦镜头

高空抛物摄像机的安装，受限于楼栋的安装环境。部分小区内环境复杂，不能随意立杆，在这种情况下，变焦技术更适于安装。

4.5 高空抛物立法

这是最重要的一点。高空抛物立法并不是为了惩罚，而是为了阻止和威慑那些想要犯罪的人。就像警察的愿望从来都不会是抓到每一个小偷，他们的愿望是天下无贼。所以高空抛物的最终诉求是希望通过各种各样的手段从源头上减少抛物事件的发生。

5 针对场景应用痛点的技术解决方案

基于以上痛点与需求，本文提出对高空抛物视频采集设备做了相应的功能转换。

5.1 图像

为了让图像能够看得更清，可以采用更大靶面的传感器以确保图像成像效果更好。图像传感器靶面的大小直接关系到成像的质量。通常来讲，感光器件的面积越大，CMOS的面积越大，捕捉的光子越多，感光性能越好，信噪比越高。同时，为了解决夜间看不清的问题，采用了大光圈来保障夜间成像，大光圈的优势则是增加进光量，缩小快门时长，从而确保能够在较暗的环境下呈现出清晰的图像。此外，考虑到部分楼层深夜环境光较弱，为摄像机保留了红外补光，红外补光灯在白天可以抑制逆光，夜间可以降低灯光炫目，使高清监控摄像机有较好的宽动态。并且其投射光角度单向性好，光污染极小。红外补光能够确保在黑夜里也能够通过摄像机自带的补光，进行清晰的成像。基于大靶面、大光圈、红外补光这三点，能够确保在7＊24的时间里都能够看得清所采集的图像。

5.2 防水

在解决防水问题上，先是采用了超疏水结构的镜头玻璃，超疏水结构是对水有排斥性的一种技术，在视窗玻璃表面具有非常高的水接触角，且水滴能轻易流动的表面，所以超疏水技术具有自清洁、防黏附、防雪黏等功能。荷叶表面就是这种技术，水滴会在表面上凝结成水珠，摄像机仰拍时会有一定的倾斜角，水珠会因重力而下滑，不会停留在镜头玻璃上影响成像。

同时，采用弧形外观前盖使得雨水滴落时会由于重力影响自然下滑，不会停留在镜头盖上。并且在摄像机内部采用了机械密封方式，由一对旋转轴垂直于端面在机械压力和辅助密封相互配合下保持贴合，且相对滑动，能够防止流体泄漏，可靠性极强，即便真的有雨水停留也不会渗入相机影响摄像机的使用寿命。具体参见图3。

图3 防水摄像机示意图

5.3 智能检测

高空抛物智能检测采用深度学习的GPU芯片，能够精准识别抛物行为，并且通过特定的规则配置可以有效过滤飞鸟、昆虫、晾晒衣物等物体引发的误报。能够记录下这栋楼的每一条抛物事件，提供出这栋楼的数据分析，并且支持用户行为数据以报表的形式导出。例如，17号楼这个月发生了10次抛物事件，说明这栋楼的住户素质比较低，需要单点教育。所以从这个角度而言，高空抛物摄像机并不是提供了一个报警事件，而是提供了这栋楼的用户行为数据，通过这些数据，能够反映出一栋楼的真实情况，方便物业集中整治。

5.4变焦镜头

在安装场景适应性上，可以采用2.7mm-13.5mm和8-32mm的变焦镜头，采用光学变倍，在不影响清晰度的情况下，更好的适应各种复杂的安装环境。具体参见图4。

图4 摄像机安装示例

5.5 性价比

高空抛物作为普遍性需求，性价比也是非常关键的一环，不能让高空抛物智能解决方案只停留在样板小区中，而是真正解决高空抛物事件，让智能检测方案走入每个社区。所以，产品的性价比是方案落地的关键因素，各从业企业要在常规监控的价格上进行深度开发，确保新产品有着极高的性价比，能够让低预算的用户用得起。

6 结语

通过AI智能抛物检测技术，高空抛物智能监管解决方案实现了如下三大价值：

一是智能抛物检测，守护业主人身安全。IPC前智能抛物检测，有效震慑了高空抛物行为；

二是实时监管提醒，提升物业管理效率。抛物实时检测告警，有效解决抛物发现难、取证难、阻止难和处罚难等问题；

三是改善社区治理，提升居民生活品质。降低抛物事故发生率，提升社区形象及居民生活品质。

要杜绝高空抛物现象，除了不断进行宣传教育外，还需要有效的检测和处罚手段双管齐下，才能从根本上解决问题。高空抛物智能监管预警解决方案可助力物业监管单位提高物业管理效率，切实维护人民群众“头顶上的安全”，开启智能生活乐居新篇章。