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雪亮工程

公共安全連著千家萬戶，確保公共安全事關人民群眾生命財產(chǎn)安全，事關改革發(fā)展穩(wěn)定大局。十八大報告強調“要深化平安建設，完善立體化社會治安防控體系”，中央已將公共安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設納入“十三五”規(guī)劃和國家安全保障能力建設規(guī)劃，部署開展“雪亮工程”建設。近年來國家安防事業(yè)不斷向鄉(xiāng)村推進，“雪亮工程”不僅是視頻監(jiān)控全覆蓋工程的鞏固和延伸也是“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下加強和創(chuàng)新社會治安防控體系建設的重要途徑。因為“群眾的眼睛是雪亮的”，因此叫雪亮工程，它是一項群眾性的民安工程、民心工程。一、介紹雪亮工程是以縣，鄉(xiāng)，鎮(zhèn)為基礎的三級綜治中心為指揮平臺、以綜治信息化為支撐、以網(wǎng)格化管理為基礎、以公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應用為重點的“群眾性治安防控工程”。它通過三級綜治中心建設把治安防范措施延伸到群眾身邊，發(fā)動社會力量和廣大群眾共同監(jiān)看視頻監(jiān)控，共同參與治安防范，從而真正實現(xiàn)治安防控“全覆蓋、無死角”。二、解決方案 1.雪亮工程系統(tǒng)前端解決方案（1）道路（車道行人支路口）監(jiān)控子系統(tǒng) 加強對干線道路過往車輛的監(jiān)控，可以為及時快速偵破以交通工具為線索的案件提供強有力的技術支撐手段；加強對人行道上過往行人的監(jiān)控，可以為詐騙、搶劫，盜竊等案件的偵破提供有力的線索。（2）復雜場所監(jiān)控系統(tǒng) 一是公共復雜場所，包括體育場館、火車站、碼頭等等；二是各類專業(yè)市場，包括花鳥市場，農(nóng)貿市場，證券交易市場；三是治安復雜區(qū)域，包括特色商品街、城市步行街等；四是人口集中區(qū)域，包括城中村，居民小區(qū)、大型企業(yè)宿舍區(qū)等。（3）高空巡檢系統(tǒng) 高空監(jiān)控系統(tǒng)最主要的作用就是對城市空間領域進行全方位立體化綜合視頻監(jiān)控，通過高空瞭望系統(tǒng)的巡檢功能，電視不間斷地對城市進行全方位的立體式監(jiān)控掃描，及時發(fā)現(xiàn)可以點。第一時間進行力量調度，并對時間的發(fā)展情況和事態(tài)的全程變化狀況全程跟蹤、實時錄像、調查取證。（4）前端智能感知系統(tǒng) 槍機、球機以及智能跟蹤系統(tǒng)均擁有對于監(jiān)控場景中所有運動目標物的提取及特征分析工程，不僅可以對運動目標物進行人、車類型分類，同事可對運動目標的顏色、尺寸。方向、速度等特征進行分析提取，以快照和結構化數(shù)據(jù)的方式在系統(tǒng)呈現(xiàn)。 2.雪亮工程后臺系統(tǒng)解決方案為配合前端設備的正常工作以及數(shù)據(jù)收集后的處理，雪亮工程系統(tǒng)解決方案至關重要。其中包括了，數(shù)據(jù)的傳輸，儲存，分類，對比，分析等解決手段，極大的支撐了雪亮工程的進行。（1）監(jiān)控系統(tǒng)定標設置監(jiān)控系統(tǒng)定標設置是指調校槍機和球機的圖像位置，使圖像和實際位置產(chǎn)生聯(lián)系，將槍，球視頻畫面的對應點進行精確匹配的過程。（2）多級警戒區(qū)域高清智能跟蹤系統(tǒng)可便捷設置三級警戒區(qū)域。用戶可根據(jù)實際場景和監(jiān)控區(qū)域的重要性劃分各級警戒區(qū)域，同時也可以設置對某些特定區(qū)域的屏蔽，來保障跟蹤效果和提高跟蹤效率。（3）多種跟蹤模式高清智能跟蹤系統(tǒng)有自動跟蹤、半自動兩種跟蹤模式，同時也支持手動控制，在自動模式，系統(tǒng)自動對移動目標定位跟蹤，并在多個目標間切換，切換時間可設置。半自動下，單點某一目標，則系統(tǒng)自動對某一目標持續(xù)跟蹤。在手動控制模式下，可手動控制球機，秋季不再自動跟蹤。（4）特征識別算法系統(tǒng) 通過目標特征進行建模，與照片任務特征進行對比，自動分類，對特征物體數(shù)據(jù)進行分析，通過與公安系統(tǒng)的對接，判斷目標人或車是否有違法行為，精確尋找犯罪分子。 ? 3.雪亮工程實施解決方案（1）以縣，鎮(zhèn)，鄉(xiāng)全面的網(wǎng)絡覆蓋，建立健全基層工作人員、網(wǎng)格員每日巡檢，網(wǎng)絡運營公司定期的維護保養(yǎng)常態(tài)機制，并在先期建設中，組織基層工作人員、網(wǎng)格員了解該地區(qū)雪亮工程線路、點位，學習設備運行及日常維護知識，以便于后期的日常巡線檢查工作，隨時的解疑工作，及時的維修調度工作及時的運行故障報告工作等。（2）鄉(xiāng)鎮(zhèn)全面監(jiān)控布點，按照“圈、塊、格、線、點”的布局要求。在區(qū)域內主要走道、公共區(qū)域安裝高清網(wǎng)絡槍機，以實現(xiàn)對人員流動走向有效監(jiān)控；在廣場、密集樓宇拐角處安裝高清網(wǎng)絡球機，以實現(xiàn)對人員密集區(qū)靈活有效監(jiān)控防范，進一步清除了監(jiān)控盲區(qū)、縮小點位間距，視頻監(jiān)控全覆蓋、無縫隙，確保人過留像、車過留牌，以有效提升社會治安防控體系的整體防控效能。（3）鄉(xiāng)鎮(zhèn)多密集報警點位布置，一鍵報警直接傳達縣，鎮(zhèn)，村三級報警，考慮到鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)人員報警的不及時性，安裝報警點位的一件報警系統(tǒng)，系統(tǒng)有語音對講、外部喊話功能，中心在發(fā)現(xiàn)可疑情況時，可通過喊話裝置，及時提醒、預警，中心發(fā)現(xiàn)或者接到報警時，管理員通過對講機發(fā)出警報，確定處理人員及時處置。（4）連接信息化平臺到監(jiān)控地的居民視頻終端。“雪亮工程”可以下載安裝到每家每戶的電視和手機客戶端等終端。通過終端，農(nóng)戶可以在家或者千里之外，看到實時監(jiān)控畫面，查看相關信息，同時利用電視遙控器或手機進行報警。 ???????????????????? 三、雪亮工程建設主旨作為天網(wǎng)向農(nóng)村延伸和深化的一項重要工程，“雪亮工程”充分運用信息科技手段構建起農(nóng)村治安監(jiān)控網(wǎng)絡，織密鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村治安防控網(wǎng)。以“幸福美麗鄉(xiāng)村”為載體，在每一個村建設安裝監(jiān)控平臺，通過發(fā)動群眾。專群結合，實現(xiàn)農(nóng)村治安防控和群防群治工作無縫覆蓋，最終推進體系融合共享，與天網(wǎng)對接，與網(wǎng)格化服務管理融合，實現(xiàn)平臺互通、系統(tǒng)對接、信息共享、高效聯(lián)動。四.定制設備 ?

新立訊科技股份有限公司 2021-08-23

基于相變材料的片上光電存算一體化器件的研發(fā)

現(xiàn)階段所設計的存算一體器件單元結構如圖 1 所示：器件的基本結構由波導和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護層、相變材料（硫系化合物）層）所構成。擬通過在當前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺上集成四氮化三硅光波導的方式實現(xiàn)器件的光學讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長一層絕緣層二氧化硅和波導層，然后在基片上通過光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導。功能層主要用于實現(xiàn)器件的電學寫入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發(fā)生相變。因此需要加熱器層具備較好的導熱和導電性能，同時在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質因數(shù)，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學常數(shù)反差，可在更惡劣的高溫環(huán)境下進行操作，適用于硅基光子器件應用。采用的主要技術手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過電學編程、光學讀取的方法實現(xiàn)器件的存儲、算術運算和邏輯運算功能：存儲功能的實現(xiàn)：擬利用相變材料晶態(tài)低透過率和非晶態(tài)高透過率分別代表二進制中的‘1’和‘0’，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產(chǎn)生電流流經(jīng)加熱層時，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發(fā)生相變，實現(xiàn)存儲功能。在完成上述編程操作后，從器件波導輸入端輸入讀取連續(xù)光。由于相變材料功能層對光強的吸收能力在編程和非編程區(qū)域間存在著顯著的差異，因此當輸入光經(jīng)過波導后，其能量會因為相變材料編程區(qū)域的吸收而發(fā)生改變，進而顯著改變輸出光強能量。所以通過測量輸入輸出光強的能量之比（即透過率），可實現(xiàn)對先前編程區(qū)域的讀取。算術和邏輯功能的實現(xiàn)：通過調整編程電脈沖的幅度和寬度可以動態(tài)調控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過率值可用于代表不同的數(shù)值，實現(xiàn)多級存儲功能。所以擬采用輸入脈沖數(shù)量對應加數(shù)的方法實現(xiàn)標量加法計算。同時由于所設計器件的讀取連續(xù)光輸出功率可視為讀取連續(xù)光輸入功率和器件透過率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數(shù)和乘數(shù)的方法實現(xiàn)基本乘法運算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態(tài)設置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產(chǎn)生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時設定一個判定閾值并與編程后器件透過率的變化率進行對比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過合理選擇編程脈沖有望實現(xiàn)各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調特性驗證其實現(xiàn)神經(jīng)突觸的可行性。并依托所設計人工突觸構建人工神經(jīng)網(wǎng)絡芯片，實現(xiàn)圖像、語音和文本識別功能：突觸可塑性是大腦記憶和學習的神經(jīng)生物學基礎，也是人工類腦器件需要實現(xiàn)的首要功能。為實現(xiàn)突觸可塑性，擬把相變材料和波導之間的耦合區(qū)域視為仿生神經(jīng)突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過調節(jié)從左右兩端電極輸入耦合區(qū)域的電脈沖時間差對耦合區(qū)域的光透過率進行連續(xù)調控，進而依托于上述存算理論模型和實物器件仿真和實驗實現(xiàn)仿生神經(jīng)突觸的脈沖時序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。將不同波長的光脈沖序列輸入所設計的突觸單元, 經(jīng)過相變材料的作用，脈沖強度發(fā)生變化，對應于乘法器。進而借助于微環(huán)結構，將不同波長的脈沖導入進同一波導中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強較小時，讀取光與微環(huán)發(fā)生共振，在輸出端口沒有光強輸出。當光強達到一定的閾值后，讀取信號不再和微環(huán)發(fā)生共振，而是傳播到輸出端口。這一過程類似神經(jīng)元脈沖信號的激發(fā)，實現(xiàn)了非線性激活函數(shù)的功能。利用上述的單個神經(jīng)元結構，驗證其監(jiān)督式機器學習和非監(jiān)督式機器學習。對于監(jiān)督式機器學習，權重的數(shù)值通過外部管理器設置；對于非監(jiān)督式機器學習，不再需要外部管理器來設置權重值，而是通過輸出光脈沖進行反饋控制，調整權重值。在單個神經(jīng)元結構的基礎上，更復雜的光學脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡結構，證明該結構的可擴展性。擬設計的神經(jīng)網(wǎng)絡中的每一層結構包括三個功能單元，即收集器、分發(fā)器和神經(jīng)突觸結構。收集器將上一層不同波長的光脈沖信號收集到同一根波導中，分發(fā)器將光脈沖分發(fā)給多個神經(jīng)元，神經(jīng)突觸結構則產(chǎn)生光脈沖信號，輸入給下一層結構。基于上述結構實現(xiàn)圖片、語音和文本的識別。創(chuàng)新性分析：①首次研究了一款基于“電學編程、光學讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統(tǒng)電學存算一體化器件相比,擬研發(fā)的器件可以進行長距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優(yōu)點。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現(xiàn)出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學脈沖刺激、光學權重調節(jié)”的人工神經(jīng)突觸。該突觸器件有望成為未來通用型人工神經(jīng)突觸，填補了光電混合型人工突觸的技術空白。先進性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統(tǒng)集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優(yōu)越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統(tǒng)材料具有的快速相變轉化速度、低功耗和穩(wěn)定性強等特性，且本身在通信波段非晶態(tài)透明的同時還保持了相變前后足夠大的光學性能差異的特點。③所設計的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優(yōu)點，具有高集成度、低功耗、超快響應時間、穩(wěn)定性強等優(yōu)點。獨占性分析：根據(jù)已取得成果正在撰寫專利，以獲得該關鍵技術的獨有權。

南京郵電大學 2021-05-11

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