一种智能化综合管控步道方案

刘 贵, 周明阳

(1.厦门市市政工程设计院有限公司，福建 厦门 361000； 2.中建科工集团有限公司，广东 深圳 518000)

1 工程概况

厦门山海健康步道(东西向)位于福建省厦门市厦门岛内(见图1)，起于国际邮轮码头，终于观音山梦幻沙滩，全长约23.9 km，分为主线段和节点桥梁段。整条步道横跨厦门岛，线路较长、节点较多，观光步道的市民也很多，特别是节假日及周末，运营管理单位管理困难、运营维护压力大，亟需一套全方位、高效、便捷的智能化系统对步道进行实时管控。

图1 厦门山海健康步道(东西向)地理位置

本文所提出的智能化综合管控步道方案，利用了传感器、云计算、烟火识别、通信技术[1]、电路集成、GIS地理信息等技术，采集步道实时景象，保存行人行为、轨迹、人脸等数据，并将音频广播、报警、视频监控、人脸识别、烟火识别、GIS图像导览等联动，实现对厦门山海健康步道的实时管理，提高山海健康步道的日常运营维护水平，降低劳动强度和人力、物力成本，提升市民体验感和安全感。

2 需求分析

厦门山海健康步道(东西向)2017年开始进行前期策划，2018年开始施工，2020年元旦正式对外开放，目前，此步道已成为厦门的一个网红打卡点，平时就有很多游客和市民在步道上游玩，到了周末及节假日，步道的人流量就会更多，在嘉禾路螺旋塔节点处，曾经出现排起长龙人挤人的情况。

游客和市民越多，管理压力就越大，根据前期预测和结合实际情况，步道主要存在几个问题： ① 运营管理单位不清楚步道实时人流量；② 市民游客无法得知各个出入口的位置及距离，缺少实时导览系统；③ 存在暴走一族进入步道暴走，影响步道寿命的情况；④ 存在游客抽烟、携带宠物、跨过跨栏等违规行为；⑤ 缺少步道周边火灾隐患监测；⑥ 游客出现突发情况时，救援无法及时抵达等。

3 总体方案

本文提出的步道智能化综合管控方案包含监控系统广播报警系统、森林火灾监测系统、实时导览系统、AI语音互动、AED应急设备等，各系统之间实现互相融合、互相联动，如图2所示。

图2 步道智能化综合管控系统

3.1 监控广播报警系统

3.1.1设置原则

监控广播报警系统具有视频采集、音频广播、紧急报警、智能视频监测等功能，在出入口等重要位置的监控杆设置高清球机、人脸识别设备(包含人流量统计功能)、广播及报警设备，在休息平台、休闲驿站建筑顶部安装高清球机，实现对整个健康步道沿途及重要节点的视频监视，并通过光纤网络将监控画面传回管理中心，为运营管理提供必要支持。光纤网络主要作用是为了采集、传输信号。

3.1.2主要功能

3.1.2.1 监视功能(带行为分析功能)

监视功能是电视监控系统最主要的功能之一，工作人员可在中心机房的大屏幕上观看所有路口、路段的视频图像。自动识别游客跨护栏、抽烟、带宠物、暴走等违规行为，经后台提醒，运营维护人员可通过就近广播警示违规游客[2-3]。

3.1.2.2 录像及回放功能

支持手动录像、一次性计划录像和长期性(每周、每日)计划录像，可设定计划的起止日期。此功能的作用在于当步道发生突发情况或者违法行为时，可以事后回放现场情况，对管理者或执法者来说是一个重要的有效证据。

3.1.2.3 视频控制功能

视频控制主要指由网络控制键盘经虚拟矩阵对前端摄像机全方位云台、镜头进行灵活、可靠的控制。工作人员可在中心机房或网络上任一台经授权的计算机上观看实时监控图像，并对前端摄像机进行云台、镜头焦距等的控制。

3.1.2.4 人流量监测及人脸识别系统

步道所有出入口布设客流监测系统。人流量统计主要由入口处的人脸识别摄像头完成。选用600W像素智能识别摄像头进行人脸的跟踪抓拍，支持采用管理平台人脸库或提供照片的方式进行路径检索，并在GIS地图上绘制人员行进路线，为步道人流安全疏散及引导提供实时的数据决策支撑。当游客或小孩在步道走失时，不需要建立人脸库，只需要走失人员家属提供的照片，通过人脸识别系统可针对性地查找走失人员。当公安系统需要时，也可将此部分数据推送给公安系统，作为查找犯罪嫌疑人的方式之一。

3.1.2.5 广播报警双向音频功能

前端设备以及管理中心可以与平台主控中心进行双向语音对讲。系统音频部分可实现全场景下的广播，也可在不同区域同一时间内播放不同的内容，满足不同的场景需要，即可实现点对点广播，分组广播、分区广播。

为避免行人误触、乱触报警模块按钮，前端紧急报警对讲模块为可视化模块，对讲模块接通后监控中心可同步对现场情况进行查看，支持对讲过程中的录音录像功能，从而对上述行为形成一定警示作用，报警对讲模块与对讲摄像头接入后，在系统总控软件端实现集成联动，监控人员在接听报警对讲时，可直接控制对讲摄像头的开闭，以及完成识别、录像等相关操作，如图3所示。

图3 厦门山海健康步道(东西向)视频监控

3.2 森林火灾监测系统

在森林段高点观景平台设置远距离长焦热成像转台摄像机进行森林防火监控，并结合通长段监控系统实时采集周边及沿线森林火灾信息，通过森林防火中心管理系统实现扑火资源管理、防火人员管理、二维地图、火点定位、火情处置、火情上报、救援力量查找、蔓延分析、态势标绘、二维灾损评估及预案管理等功能。

烟火识别功能：可以实现超大范围(100 m以上，3 km以内)全天候监控、摄像机巡轨运转；白天能自动区别烟、雾，发现烟能自动识别并报警，夜间能自动区别火、灯光，发现火能自动识别并报警，报警后能够对火地点精确定位、锁定火点，并自动推进监控摄像镜头、放大监控图像。

火情预警：在自动扫描模式下，当发现监视区域有疑似火情，一体机可自动停止转动，并将识别分析结果上传上位机。

3.3 智能照明系统

厦门山海健康步道照明主要分为通常时段的功能性照明和节点时段景观照明。功能性照明为长条形LED护栏灯，每30盏护栏灯设置1个开关电源，通过开关电源、单灯控制器与微机控制原理相结合，对照明灯具进行定时、定点控制。

3.4 实时导览系统

针对漫步者的行为特点及喜好，开发实时导览系统，实现实时的线上线下一体化导览服务体系[6]，让游客通过手机APP、微信、信息触摸屏等多种方式，实现与漫步地域文化相结合的导游、导览及导航服务。

线上导览主要包含导览图、特色语音讲解、漫步导航、漫步行程推荐、音乐情景漫步、周边公共服务(实时公交、周边停车场、公厕)、周边休闲推荐。

线下导览主要是通过信息触摸屏、二维码导览牌等设施，让漫步者直接获取相关的实时游览信息，也可在查询时与手机互动体验。

3.5 AI语音互动

在驿站和宽阔的观景平台安装智慧语音交互设备，市民说出唤醒词，即可进行语音互动，如查询步道情况、路线导览、查询天气、播放公告、周边推荐等。为市民或游客带来方便的同时也增加了互动体验感[7]。

3.6 AED应急急救设备

在无线对讲终端附近设置具有远程开启[8]功能的应急AED设备箱，每4 km左右设置1个，每个AED设备箱里放置1台应急AED急救设备，应急突发情况下，可以通过无线对讲终端与监控中心联系，并让监控中心远程打开AED设备箱，从而取出AED急救设备。

4 总结

1)在步道设置视频监控、广播、报警、语音互动、实时导览、光纤通信等软硬件设施，能大大提高运营管理单位的管控效率，让市民游客更有体验感。

2)步道的建设需要围绕智慧步道“服务+管理”的战略布局，以“人+道”大数据为核心提升步道的智慧化导览体验、安全应急处置及步道管理运维能力。

3)步道的建设需要将原有的传统景观赋予更多主动及交互的特性，满足市民日常的运动健身与科学探索需求，积极运用步道中内布置的各类物联网应用终端实现各种运动与科技服务功能，融入更多高科技、智能化手段增加步道的科技元素，提升市民游览使用步道时的健康科技体验，提升步道的健康服务价值。