平安城市建设中的产品技术发展与方案规划

来源:《中国安防》

作者:海康威视  魏金利

【摘要】本文作为一篇回顾及展望文章,从中国城市化发展的影响入手,回顾了平安城市建设的历程,国家政策导向对平安城市建设发展的影响,新技术的革新对促进平安城市建设的积极作用,同时根据政策导向和新技术发展提出了平安城市建设规划建议方案,最后展望了新形势的下平安城市发展前景。

 

一、平安城市建设现状

诺贝尔经济学奖得主约瑟夫-斯蒂格利茨说过:在21世纪初期,影响世界最大的两件事,一个是新技术革命,一个是中国的城市化。新技术对世界的改变已经毋庸置疑,中国的城市化,可以想象,我国的城市化建设的影响力有多么的大。

在城市化建设过程我们面临诸多挑战,尤其是在城市公共安全方面,随着城市经济社会发展出现更新更复杂的情况。近年来,国家也在从解决城市实际问题入手,大力开展平安城市建设工作,并取得了显著成效,平安城市系统建设规模越来越大,监控摄像机的数量不断增多,为城市建设发挥了重要作用。

从2005年开始,我国平安城市建设已步入第十个年头了,这十年间,平安城市建设历程是从少数试点城市逐步到推广到全国,建设标准从无到有,建设规模不断扩大,并且,平安城市系统产品与技术也在不断地升级,很多城市已经在初期建设的基础上,开始进入第二期、第三期甚至第四期建设阶段。特别是随着近年来智慧城市建设的开展,很多城市充分认识到平安城市建设在智慧城市建设中的重要作用,并本着顶层设计的原则,借助大数据、云计算等先进技术,开始了新的平安城市规划设计与建设。

 

二、国家层面平安城市规划政策

 2015年是“十二五”规划收官之年,起草和编制下一个五年发展规划已列入今年政府工作的重要议事日程。近期党和国家也出台了一系列政策,对社会治安防控体系和平安城市建设提出了新的要求,具有很强的指导意义。

表1 近期主要政策一览表

2015年4月,为有效应对影响社会安全稳定的突出问题,创新立体化社会治安防控体系,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于加强社会治安防控体系建设的意见》。《意见》共有21条,从加强社会治安防控网建设、提高社会治安防控体系建设科技水平、完善社会治安防控运行机制、运用法治思维和法治方式推进社会治安防控体系建设、建立健全社会治安防控体系建设工作格局等五大方面提出了具体措施。根据《意见》,要将社会治安防控信息化纳入智慧城市建设总体规划,充分运用新一代互联网、物联网、大数据、云计算和智能传感、遥感、卫星定位、地理信息系统等技术,创新社会治安防控手段,并对视频监控系统的建设提出了“高起点规划、有重点有步骤地推进公共安全视频监控建设、联网和应用工作,提高公共区域视频监控系统覆盖密度和建设质量”的建设要求。

同年5月,中央综治办联合国家发改委、科技部、工业和信息化部、公安部、财政部、人力资源社会保障部、住房城乡建设部、交通运输部九部委发布了《关于加强公共安全视频监控建设联网应用工作的若干意见》,提出了“到2020年,基本实现‘全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控’的公共安全视频监控建设联网应用,在加强治安防控、优化交通出行、服务城市管理、创新社会治理等方面取得显著成效”的宏伟目标,为平安城市的建设指明了方向。

 

三、新技术与新产品应用趋势

根据平安城市发展现状,以及党和国家发布的一系列政策,充分证明了国家对社会公共安全体系建设的重视,同时进一步肯定了平安城市建设在打击犯罪、治安防范、社会管理、服务民生等方面发挥的积极作用,推动了整个安防企业的技术革新,整个安防行业的新技术新产品都在产生巨大的变革。

1、 H.265编码技术

视频编码的技术在视频监控技术体系中的地位,相当于材料科学在航空技术体系中的地位,它是一门基础学科。在2014北京安博会上,有很多厂家都推出了相应的H.265产品,国际标准的H.265方案是一种整体升级的方案,必须更换前后端硬件产品才能实现。H.265相对于前面几代编码算法来说,在编码效率上有着质的提升,同样图像质量下,H.265的码率只有H.264的一半,是H.264当之无愧的“继承者”。因此,H.265一定是未来高清、超高清时代的主流编码算法,是一种“一步到位”的解决方案。从到中间传输、从后端存储到中心解码再到大屏显示,海康威视的4K加H.265的产品体系已经完善。

同时,在H.264向H.265过渡时期,海康威视还提供了自主专利技术Smart 265,它是一种基于现有H.265技术在算法上的一种优化,能有效的降低码率,现有的部分前后端产品通过升级就可以支持这个Smart 265,帮助客户在一定程度上来节约数据量、节约成本。

2、基于视频的云存储技术

平安城市经过十余年的建设,已逐步由标清过渡到高清时代,海量的视频监控数据呈几何级数爆炸式增长,网络传输开销量大、存储介质扩容频繁,各类问题纷至沓来,如何更有效地对海量数据进行分析,并从中提取有价值信息,更成为一项长期困扰的难题。未来的平安城市建设,需要强大的后台处理系统。云计算的应用可以大大提高了系统的计算能力和存储能力,降低系统部署难度,减少管理和维护成本,使各子系统能够协同作战,对城市管理意义重大。

通过应用专门针对视频监控系统开发的云存储系统,可通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变,不再由单纯的存储设备提供存储空间,可大量减少各种服务器的数量,简化系统架构,从而降低系统建设成本,减少系统中由服务器造成的单点故障和性能瓶颈,提高系统性能和效率,保证整个系统的高效稳定运行。基于分布式、虚拟化技术的云存储平台具有海量数据存储、超强扩展能力、高性能数据读写以及高可用等特点,可以解决资源的重复建设和浪费,充分满足深度应用开发和使用的存储需求。而强大的智能分析云,可以对海量视频资源进行智能分析和应用的挖掘,贴合公安实战需求,拓展业务应用模式,从原来的事后查证向事中打击和事前预防延伸,提升主动预防能力。

3、视频大数据技术

长期以来,视频监控系统的使用停留在视频图像预览、回放、控制等视频基础功能,应用比较单一,大规模、大密度的前端视频点位部署所带来的巨大的图像资源潜力未得到充分挖掘利用。视频大数据应用是未来平安城市建设的一个方向,在大数据应用时代,视频因其信息含量最高、数据量最大、运算时间最长而成为大数据时代分析传输存储应用最具挑战的国际技术难题。

基于智能算法,通过对视频进行分析,提取出视频里出现的人、车、物的各项属性,这些属性值业界统称为视频结构化信息。视频的结构化是视频大数据应用的基础。公安部《关于做好公安“十三五”规划编制工作的补充通知》中也提到“构建视频图像信息结构化描述数据库,构筑以人、车、物为重点关注目标的视频图像信息线索、案事件、关联研判等多类专题业务数据库”。

把视频结构化的功能直接集成在摄像机是未来的发展趋势。但是从实际考虑,目前大多的监控摄像机并不具备结构化的功能,也不可能立即被替换,因此,只能通过中心服务器进行结构化升级。而传统的服务器处理能力有限,一块传统CPU只能处理10几路的1080p视频流,考虑到要进行大规模的升级,光是服务器就需要堆叠如山,从成本、环境、能耗都不符合实际。

海康威视“猎鹰”产品率先使用集群GPU方案,异构硬件,打破硬件限制,使“猎鹰”的智能分析性能达到传统智能服务器的20倍,专为传统视频的结构化改造设计,除了强大的结构化识别能力外,还具有高性能并行处理能力,单台可达160路1080P视频的处理,并基于大数据技术,对结构化分析得到的结果提供秒级检索应用,实现视频数据的深度应用和深度数据挖掘。

 

四、平安城市建设方案规划

新技术新产品的革新,为未来的平安城市安防系统需要在视频采集、传输、存储、应用的全过程提供安全可靠的技术保障,对于未来平安城市系统规划,需要更为灵活、可扩展的解决方案,避免建设后期IT设备因性能不足而导致的频繁更迭;不同厂家、不同类型、不同建设时期的各类应用系统和IT设备能够完美共存并实现后期业务的平滑升级。

根据视频监控应用发展趋势,视频监控总体应用建设规划应满足“4大中心+1个门户”的建设,详见下图所示:

1、视频枢纽中心:解决视频资源的汇聚联网问题,依托视频联网平台、共享平台、社会视频接入平台采用多种技术手段对不同网络、不同设备技术要求的视频图像资源进行联网,并为公安实战提供视频图像信息资源服务。

2、视频数据中心:解决视频数据分类整合、关联,结构化分析的问题,围绕公安实战应用的业务需求,对各部门、警种关注的视频图像信息进行采集整理,筛选出有价值的视频线索或证据,并进行分类存储、动态管理,为各部门业务应用提供信息检索、交换共享等基础数据支撑服务。

3、实战服务中心:解决业务应用的问题,基于总线式应用服务平台,可灵活扩展侦查、指挥、防控、勤务等相关业务应用平台,满足基于统一视频资源下不同业务的应用需求。

4、运维管理中心:解决系统运行维护管理的问题,构建一个高效、可靠的运维管理平台,实现对视频设备“全天候、全过程、全方位”的集中监控、集中展现、集中维护,保障视频监控系统发挥最大的应用价值。

5、警务综合应用门户

通过警务综合应用门户提供视频警务工作统一展示页面,实现业务化数据的集中统计与展示,并对分散的各个业务系统用户管理功能进行整合,实现统一用户认证,省去以往用户频繁在多个系统间重复登录的不便,提升用户使用的便捷性,降低多系统用户管理的压力,使后台维护管理更加简单。

 

五、平安城市应用案例

在平安城市建设浪潮中,我们已经看到了很多地方对新技术的探索应用,整体的建设规划越来越科学和富有前瞻性,比如近期很多平安城市项目中,越来越多应用PB级的视频云存储系统,整合大量的视频监控资源,通过大数据技术提高海量视频智能分析应用效率,还有诸如“视频云结构化应用”、“智慧警务应用”、“车辆人员的大范围视频布控应用”等,全国很多公安机关也纷纷建立起了视频图像信息数据库体系,“以案视图为核心,高危人员、可疑情况、车辆信息为要点”,增强了“人、车、案”之间的关联,扩展了案件线索分析的信息面。提高了视频实战应用的深度,在打击、防犯违法犯罪实战中发挥了重要的作用。

 

六、结语

随着当前国家新型城镇化、智慧城市建设以及国家治安防控、反恐工作等利好政策的持续支持,科技水平的不断提高,我们有理由相信,以平安城市建设为核心的安防行业发展前景依然乐观,但也会存在一些亟待解决的问题,需要安防界同仁的共同努力,海康威视作为国内安防行业的领军企业,时刻关注着行业的变化,会与业内企业积极合作,做好规划,掌握要点,提高建设认可度,更好地为社会安全事业贡献自己的一份力。

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