視頻大數(shù)據(jù)在智慧城市中的應(yīng)用

□ 文/本刊記者 何遙

智能化產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控以其直觀、準確、及時和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合，尤其在安防系統(tǒng)中的重要性日益突出，成為技術(shù)安全防范最有力的手段。安防監(jiān)控對高清化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的要求也越來越高，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出爆發(fā)性的增長。安防領(lǐng)域由過去單一的系統(tǒng)布防逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇髷?shù)據(jù)應(yīng)用分析的綜合智能系統(tǒng)，安防大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來。

針對智慧城市建設(shè)中大量視頻數(shù)據(jù)的快速檢索、統(tǒng)計分析的需求，?？低暋⒖七_、天地偉業(yè)、佳都科技等視頻領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)已有了成熟的視頻大數(shù)據(jù)的解決方案，目前已應(yīng)用到多個智慧城市的建設(shè)中。

智慧城市對視頻數(shù)據(jù)挖掘能力要求很高

視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)正是一個典型的數(shù)據(jù)依賴型業(yè)務(wù)，依靠數(shù)據(jù)說話。可以說，大數(shù)據(jù)與視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)是天然就結(jié)合在一起的。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，進一步挖掘海量視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)背后的價值信息，快速反饋，以內(nèi)涵知識輔助決策判斷，這些是適當應(yīng)用好視頻監(jiān)控的“金鑰匙”。

視頻大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的三個層次

視頻大數(shù)據(jù)平臺一般以分布式集群的方式進行建設(shè)，集群能夠?qū)?shù)據(jù)處理進行負載均衡，同時，集群能夠方便地進行擴展，能夠通過增加集群節(jié)點來提升平臺整體性能。數(shù)據(jù)存儲需要考慮以下幾個方面：哪些數(shù)據(jù)需要保存到視頻大數(shù)據(jù)平臺；如果對原有系統(tǒng)進行改造，原有系統(tǒng)中已存在的那些數(shù)據(jù)該如何處理；如何保證數(shù)據(jù)的可靠性。視頻大數(shù)據(jù)平臺采用分布式計算，同時結(jié)合內(nèi)存加速、負載均衡、本地處理，提供高效的數(shù)據(jù)計算能力。

視頻大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在應(yīng)對視頻大數(shù)據(jù)處理中的存儲問題，采用了分布式存儲方式，提高了讀寫速度，并擴大了存儲容量；在應(yīng)對視頻大數(shù)據(jù)處理中的計算問題，采用分布式計算系統(tǒng)，提高了數(shù)據(jù)分析和挖掘能力。視頻大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)總體架構(gòu)如下圖所示，包括資源層、平臺層、應(yīng)用層三個層次。

資源層：包括IT基礎(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、視頻資源等。能夠產(chǎn)生、存儲、處理海量數(shù)據(jù)的資源如過車數(shù)據(jù)、人臉數(shù)據(jù)、案事件數(shù)據(jù)等。

平臺層：即視頻大數(shù)據(jù)平臺，包括數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)遷移、集群管理等功能，同時為上層應(yīng)用提供接口。視頻大數(shù)據(jù)平臺地位類似于數(shù)據(jù)庫，但是它比數(shù)據(jù)庫的處理能力要強大很多，可以對海量數(shù)據(jù)進行處理。

應(yīng)用層：基于視頻大數(shù)據(jù)平臺提供的高效數(shù)據(jù)處理服務(wù)，行業(yè)應(yīng)用平臺（公安、交通、司法、能源、教育等）能夠為用戶提供海量數(shù)據(jù)的高效存儲、檢索、分析和統(tǒng)計等功能。

大數(shù)據(jù)在各個領(lǐng)域都已有了較為成熟的應(yīng)用。在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)時代正悄悄來臨。在城市安全、交通管理中將部署大量的視頻監(jiān)控設(shè)備，這些視頻監(jiān)控設(shè)備將產(chǎn)生大量的視頻及其相關(guān)的數(shù)據(jù)，如交通卡口數(shù)據(jù)達到十億條甚至更大級別，人像庫的數(shù)據(jù)量達到千萬條甚至更大級別。

數(shù)據(jù)挖掘能力是關(guān)鍵

針對如此大級別的數(shù)據(jù)量，當前系統(tǒng)會逐漸暴露出數(shù)據(jù)檢索速度越來越慢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析效率越來越低等問題，這些問題都需要一個成熟的技術(shù)來解決。在智慧城市中，城市安全、智慧交通等的迅速發(fā)展，城市中非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)量越來越大。視頻大數(shù)據(jù)技術(shù)側(cè)重幫助各類客戶從日趨海量的非結(jié)構(gòu)化視頻數(shù)據(jù)中快速發(fā)掘高價值的信息，協(xié)助客戶提升其決策的效率和精準度。因此，視頻大數(shù)據(jù)的處理好壞成了客戶關(guān)注的焦點，視頻大數(shù)據(jù)的處理技術(shù)也成了廠家能力的體現(xiàn)。

針對結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量特別大的場景，大數(shù)據(jù)平臺作為應(yīng)用平臺的支撐平臺，提供海量數(shù)據(jù)的高效處理能力。通過大數(shù)據(jù)平臺，應(yīng)用能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進行高效地存儲、檢索（秒級）、分析和統(tǒng)計，切實地提高效率，提升用戶體驗度。

視頻監(jiān)控進入網(wǎng)絡(luò)化時代以后，越來越多IT新興技術(shù)融入其中，大數(shù)據(jù)技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的廣闊發(fā)展路徑已經(jīng)顯現(xiàn)。視頻大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠解決當前系統(tǒng)處理海量視頻及相關(guān)數(shù)據(jù)能力不足的問題，幫助客戶從海量的視頻數(shù)據(jù)中快速挖掘高價值的信息，協(xié)助客戶提升其決策的效率和精準度。可以預(yù)見在未來的“智慧城市”建設(shè)中，視頻的數(shù)據(jù)量會爆發(fā)性增長，對海量視頻數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的要求會越來越高，對視頻數(shù)據(jù)挖掘的能力要求也會越來越強。

視頻大數(shù)據(jù)改變智慧城市三大應(yīng)用場景

在智慧城市中，智慧交通、公共安全、可視化管理等的迅速發(fā)展，城市中視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)越來越多。大數(shù)據(jù)技術(shù)和視頻監(jiān)控的結(jié)合，把孤立的視頻內(nèi)容通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的加工，形成可視化結(jié)果呈現(xiàn)，這種轉(zhuǎn)變可為視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)創(chuàng)造更加智能高效的使用方式，讓用戶從繁重的觀看視頻監(jiān)控勞動中解脫出來，能輕松自如地通過視頻監(jiān)控進行高效準確的決策。

比如對于一個商場，除了對安防的需求之外，對視頻數(shù)據(jù)的二次挖掘，可以搜集顧客的性別、年齡、穿著信息，可以統(tǒng)計顧客的購物路徑、停留模式、聚集熱點，甚至可以二次或者多次回頭率、到店周期等。這類似于網(wǎng)站訪問分析，能為商場的優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如果是連鎖型企業(yè)，還能結(jié)合多店的數(shù)據(jù)，獲得區(qū)域性甚至全國性的數(shù)據(jù)。

視頻挖掘擴大應(yīng)用到一個城市，每個街道的人流數(shù)據(jù)、車流數(shù)據(jù)都在其中，這些數(shù)據(jù)整體匯集起來，就是一個城市的人車分布圖，靜態(tài)的如不同區(qū)域人的特征、車的特征，動態(tài)的如人車的路徑、停留模式，這對城市的規(guī)劃和管理都極有價值。

智慧交通

在智能交通行業(yè)，視頻大數(shù)據(jù)技術(shù)可以幫助管理者輕松監(jiān)控攝像覆蓋范圍內(nèi)的所有車輛的行駛狀態(tài)、運行軌跡，快速分析出其是否違章，通過對海量交通數(shù)據(jù)的比對、分析和研判，實現(xiàn)指定車輛行駛路徑、道路擁堵研判等功能。

智慧交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用的不同之處在于后端子系統(tǒng)的設(shè)計。傳統(tǒng)方案中，只有一個智慧交通平臺；而大數(shù)據(jù)方案中，智慧交通平臺之下多了一個視頻大數(shù)據(jù)平臺，海量的過車數(shù)據(jù)存儲于視頻大數(shù)據(jù)平臺中，大數(shù)據(jù)平臺為上層平臺提供海量數(shù)據(jù)的高效處理服務(wù)。以10億條數(shù)據(jù)為例，在檢索、研判和統(tǒng)計分析等應(yīng)用中傳統(tǒng)方案檢索時間是分鐘級，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)檢索時間可以達到秒級?；谝曨l大數(shù)據(jù)平臺，智慧交通平臺實現(xiàn)了高效的檢索、分析、統(tǒng)計等功能，能夠為用戶提供更好的服務(wù)。

公共安全

實時匯總并綜合分析各種公共安全數(shù)據(jù)和資料，為執(zhí)法人員快速準確應(yīng)對提供科學(xué)依據(jù)：如實時調(diào)閱現(xiàn)場視頻錄像、嫌疑人記錄、同一地區(qū)的相似案件資料；進行地理、時間和空間的比較分析，揭示其違法模式和行為模式；追蹤嫌疑人與其車輛的位置等。指揮人員也可以參照各種數(shù)據(jù)對不同來源的資料進行綜合分析，制作指揮圖。

公共安全應(yīng)用的不同之處在于后端子系統(tǒng)中加入了視頻大數(shù)據(jù)平臺。公共安全應(yīng)用平臺為用戶提供人臉檢索功能；視頻大數(shù)據(jù)平臺存儲人臉庫數(shù)據(jù)，進行高效的人臉分析比對，為應(yīng)用平臺提供人臉檢索服務(wù)。以1000萬條數(shù)據(jù)為例。如果傳統(tǒng)的方式數(shù)據(jù)庫需要管理員進行手動的分庫分表操作，隨著數(shù)據(jù)的增長維護工作量會越來越大，同時也很難保證系統(tǒng)的正常運行；采用視頻大數(shù)據(jù)技術(shù)可以輕松的做到系統(tǒng)的橫向擴展，保證系統(tǒng)高效的運行?；谝曨l大數(shù)據(jù)平臺，公共安全應(yīng)用平臺能夠為用戶提供快速的人臉檢索功能。

管理可視化

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到今天，可視化管理變得愈發(fā)重要?；谝曨l大數(shù)據(jù)，可以將可視化管理提升一個高度，使前端的那些“眼睛”變得更加智慧，實現(xiàn)自動監(jiān)看，釋放人力。同時，區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點位可實現(xiàn)智慧聯(lián)動，提升管理效率。

可視化管理應(yīng)用的不同之處在于后端云平臺中加入了視頻數(shù)據(jù)監(jiān)控。以建筑領(lǐng)域為例，視頻大數(shù)據(jù)的可視化監(jiān)管已經(jīng)得到了很大程度的應(yīng)用。面對國內(nèi)建筑行業(yè)與公共服務(wù)信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢，“智慧工地”應(yīng)運而生，它圍繞施工過程管理，建立互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、智能化生產(chǎn)等項目信息化生態(tài)圈，并將此數(shù)據(jù)在虛擬環(huán)境下與物聯(lián)網(wǎng)采集到的工程信息進行數(shù)據(jù)挖掘分析，提供過程趨勢預(yù)測及專家預(yù)案，實現(xiàn)工程可視化智能管理。并且它實現(xiàn)了各級聯(lián)網(wǎng)、分級監(jiān)管等功能，通過云平臺數(shù)據(jù)監(jiān)控中心LED大屏幕、臺式電腦、智能手機、平板電腦等設(shè)備都可遠程查看工地現(xiàn)場畫面，滿足各級監(jiān)管部門、建筑開發(fā)商、施工單位和監(jiān)理單位的不同需求。

不可忽視的數(shù)據(jù)安全及隱私問題

安防視頻監(jiān)控攝像頭自誕生以來，一直在快速地擴張，而且很少為普通公眾所注意到。我們今天的世界，成千上萬的攝像頭以自動車牌識別設(shè)備（ANPR）的名義懸掛在公路上，為了抓住超速駕駛者或違章停車者，或者是追蹤疑似犯罪分子的出入。如今，每年估計有一億零六百萬臺新的監(jiān)控攝像機被售出；在互聯(lián)網(wǎng)上共享或存儲的圖像超過2.5萬億張。

與此同時，互聯(lián)網(wǎng)打破了空間及時間的界限，人們的生活進入全面數(shù)字經(jīng)濟時代。很多智能監(jiān)控攝像頭已經(jīng)進入普通家庭，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，這個數(shù)字已經(jīng)超過2000萬。

對此，一些人感到很擔心，認為這些攝像頭是惡夢般的存在。在他們看來，這些“眼睛”會無時無刻的盯著人們的一切，如果數(shù)據(jù)泄露，后果不堪設(shè)想。

今年兩會期間，全國政協(xié)委員、中國工程院院士鄧中翰就曾公開建議，要進一步加強視頻監(jiān)控信息安全，迅速搭建起我國自主可控的安防監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈，將國家標準與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，讓一些被入侵、劫持的“失控攝像頭”全程可控。

他稱，利用智能攝像頭防范犯罪已經(jīng)得到國家高度重視，也得到了人們的認可。但這些視頻監(jiān)控發(fā)揮作用的前提是不“侵擾”人們的生活，人們對自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)得可控。因此，要將國家標準與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，整體提升我國視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息安全水平。

在他看來，可以從三點著手解決：

首先要設(shè)立組織機構(gòu)，從頂層設(shè)計、制度建設(shè)和市場機制引導(dǎo)等方面開展工作，強化各級部門和企事業(yè)單位的視頻監(jiān)控信息安全意識；

其次，要設(shè)立考核目標，盡快完成平安城市、雪亮工程等關(guān)系國計民生的重大視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面執(zhí)行相關(guān)國家標準。同時，要對相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)科研項目予以支持，鼓勵技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用和市場模式等領(lǐng)域的創(chuàng)新。

另外，應(yīng)鼓勵和支持國內(nèi)視頻監(jiān)控、信息安全、行業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域的企業(yè)協(xié)調(diào)行動，圍繞相關(guān)國家標準，建立從加密算法、芯片、產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)和管理服務(wù)等各個環(huán)節(jié)的創(chuàng)新生態(tài)體系，引導(dǎo)生態(tài)鏈的每個環(huán)節(jié)均衡發(fā)展和利益共享，以市場機制推動標準的快速普遍應(yīng)用，并通過工程檢測等手段杜絕不符合標準產(chǎn)品在相關(guān)領(lǐng)域的銷售和使用，搭建我國自主可控的安防監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈。

從這來看，目前保護安防用戶數(shù)據(jù)安全問題得到了重視，并被提至議事日程。

智慧城市除了是平安的、舒適的、智能的，更是對人給予最大尊重的城市，保護隱私和數(shù)據(jù)安全必然是智慧城市的特質(zhì)之一。