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(zhǔn)確、及時(shí)和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)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(duì)高清化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的要求也越來(lái)越高，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出爆發(fā)性的增長(zhǎng)。安防領(lǐng)域由過(guò)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(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

針對(duì)智慧城市建設(shè)中大量視頻數(shù)據(jù)的快速檢索、統(tǒng)計(jì)分析的需求，?？低?、科達(dá)、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(gè)智慧城市的建設(shè)中。

智慧城市對(duì)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(gè)典型的數(shù)據(jù)依賴型業(yè)務(wù)，依靠數(shù)據(jù)說(shuō)話?？梢哉f(shuō)，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(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，進(jìn)一步挖掘海量視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)背后的價(jià)值信息，快速反饋，以內(nèi)涵知識(shí)輔助決策判斷，這些是適當(dāng)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(gè)層次

視頻大數(shù)據(jù)平臺(tái)一般以分布式集群的方式進(jìn)行建設(shè)，集群能夠?qū)?shù)據(jù)處理進(jìn)行負(fù)載均衡，同時(shí)，集群能夠方便地進(jìn)行擴(kuò)展，能夠通過(guò)增加集群節(jié)點(diǎn)來(lái)提升平臺(tái)整體性能。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要考慮以下幾個(gè)方面：哪些數(shù)據(jù)需要保存到視頻大數(shù)據(jù)平臺(tái)；如果對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)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(tái)采用分布式計(jì)算，同時(shí)結(jié)合內(nèi)存加速、負(fù)載均衡、本地處理，提供高效的數(shù)據(jù)計(jì)算能力。

視頻大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在應(yīng)對(duì)視頻大數(shù)據(jù)處理中的存儲(chǔ)問(wèn)題，采用了分布式存儲(chǔ)方式，提高了讀寫(xiě)速度，并擴(kuò)大了存儲(chǔ)容量；在應(yīng)對(duì)視頻大數(shù)據(jù)處理中的計(jì)算問(wèn)題，采用分布式計(jì)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(tái)層、應(yīng)用層三個(gè)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(chǔ)、處理海量數(shù)據(jù)的資源如過(guò)車(chē)數(shù)據(jù)、人臉數(shù)據(jù)、案事件數(shù)據(jù)等。

平臺(tái)層：即視頻大數(shù)據(jù)平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)遷移、集群管理等功能，同時(shí)為上層應(yīng)用提供接口。視頻大數(shù)據(jù)平臺(tái)地位類似于數(shù)據(jù)庫(kù)，但是它比數(shù)據(jù)庫(kù)的處理能力要強(qiáng)大很多，可以對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

應(yīng)用層：基于視頻大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供的高效數(shù)據(jù)處理服務(wù)，行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)（公安、交通、司法、能源、教育等）能夠?yàn)橛脩籼峁┖Ａ繑?shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)、檢索、分析和統(tǒng)計(jì)等功能。

大數(shù)據(jù)在各個(gè)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(shí)代正悄悄來(lái)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(dá)到十億條甚至更大級(jí)別，人像庫(kù)的數(shù)據(jù)量達(dá)到千萬(wàn)條甚至更大級(jí)別。

數(shù)據(jù)挖掘能力是關(guān)鍵

針對(duì)如此大級(jí)別的數(shù)據(jù)量，當(dāng)前系統(tǒng)會(huì)逐漸暴露出數(shù)據(jù)檢索速度越來(lái)越慢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析效率越來(lái)越低等問(wèn)題，這些問(wèn)題都需要一個(gè)成熟的技術(shù)來(lái)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(lái)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(jià)值的信息，協(xié)助客戶提升其決策的效率和精準(zhǔn)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(diǎn)，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(duì)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(chǎng)景，大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為應(yīng)用平臺(tái)的支撐平臺(tái)，提供海量數(shù)據(jù)的高效處理能力。通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，應(yīng)用能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地存儲(chǔ)、檢索（秒級(jí)）、分析和統(tǒng)計(jì)，切實(shí)地提高效率，提升用戶體驗(yàn)度。

視頻監(jiān)控進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代以后，越來(lái)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(dāng)前系統(tǒng)處理海量視頻及相關(guān)數(shù)據(jù)能力不足的問(wèn)題，幫助客戶從海量的視頻數(shù)據(jù)中快速挖掘高價(jià)值的信息，協(xié)助客戶提升其決策的效率和精準(zhǔn)度?？梢灶A(yù)見(jiàn)在未來(lái)的“智慧城市”建設(shè)中，視頻的數(shù)據(jù)量會(huì)爆發(fā)性增長(zhǎng)，對(duì)海量視頻數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的要求會(huì)越來(lái)越高，對(duì)視頻數(shù)據(jù)挖掘的能力要求也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。

視頻大數(shù)據(jù)改變智慧城市三大應(yīng)用場(chǎng)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?cái)?shù)據(jù)越來(lái)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(guò)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(dòng)中解脫出來(lái)，能輕松自如地通過(guò)視頻監(jiān)控進(jìn)行高效準(zhǔn)確的決策。

比如對(duì)于一個(gè)商場(chǎng)，除了對(duì)安防的需求之外，對(duì)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(jì)顧客的購(gòu)物路徑、停留模式、聚集熱點(diǎn)，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(wèn)分析，能為商場(chǎng)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(guó)性的數(shù)據(jù)。

視頻挖掘擴(kuò)大應(yīng)用到一個(gè)城市，每個(gè)街道的人流數(shù)據(jù)、車(chē)流數(shù)據(jù)都在其中，這些數(shù)據(jù)整體匯集起來(lái)，就是一個(gè)城市的人車(chē)分布圖，靜態(tài)的如不同區(qū)域人的特征、車(chē)的特征，動(dòng)態(tài)的如人車(chē)的路徑、停留模式，這對(duì)城市的規(guī)劃和管理都極有價(jià)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?cái)z像覆蓋范圍內(nèi)的所有車(chē)輛的行駛狀態(tài)、運(yùn)行軌跡，快速分析出其是否違章，通過(guò)對(duì)海量交通數(shù)據(jù)的比對(duì)、分析和研判，實(shí)現(xiàn)指定車(chē)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(jì)。傳統(tǒng)方案中，只有一個(gè)智慧交通平臺(tái)；而大數(shù)據(jù)方案中，智慧交通平臺(tái)之下多了一個(gè)視頻大數(shù)據(jù)平臺(tái)，海量的過(guò)車(chē)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于視頻大數(shù)據(jù)平臺(tái)中，大數(shù)據(jù)平臺(tái)為上層平臺(tái)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(jì)分析等應(yīng)用中傳統(tǒng)方案檢索時(shí)間是分鐘級(jí)，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)檢索時(shí)間可以達(dá)到秒級(jí)?；谝曨l大數(shù)據(jù)平臺(tái)，智慧交通平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了高效的檢索、分析、統(tǒng)計(jì)等功能，能夠?yàn)橛脩籼峁└玫姆?wù)。

公共安全

實(shí)時(shí)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(zhǔn)確應(yīng)對(duì)提供科學(xué)依據(jù)：如實(shí)時(shí)調(diào)閱現(xiàn)場(chǎng)視頻錄像、嫌疑人記錄、同一地區(qū)的相似案件資料；進(jìn)行地理、時(shí)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(chē)輛的位置等。指揮人員也可以參照各種數(shù)據(jù)對(duì)不同來(lái)源的資料進(jìn)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(tái)。公共安全應(yīng)用平臺(tái)為用戶提供人臉檢索功能；視頻大數(shù)據(jù)平臺(tái)存儲(chǔ)人臉庫(kù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行高效的人臉?lè)治霰葘?duì)，為應(yīng)用平臺(tái)提供人臉檢索服務(wù)。以1000萬(wàn)條數(shù)據(jù)為例。如果傳統(tǒng)的方式數(shù)據(jù)庫(kù)需要管理員進(jìn)行手動(dòng)的分庫(kù)分表操作，隨著數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)維護(hù)工作量會(huì)越來(lái)越大，同時(shí)也很難保證系統(tǒng)的正常運(yùn)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(kuò)展，保證系統(tǒng)高效的運(yùn)行?；谝曨l大數(shù)據(jù)平臺(tái)，公共安全應(yīng)用平臺(tái)能夠?yàn)橛脩籼峁┛焖俚娜四槞z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。基于視頻大數(shù)據(jù)，可以將可視化管理提升一個(gè)高度，使前端的那些“眼睛”變得更加智慧，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)看，釋放人力。同時(shí)，區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)位可實(shí)現(xiàn)智慧聯(lián)動(dòng)，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(tái)中加入了視頻數(shù)據(jù)監(jiān)控。以建筑領(lǐng)域?yàn)槔?，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(duì)國(guó)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(shì)，“智慧工地”應(yīng)運(yùn)而生，它圍繞施工過(guò)程管理，建立互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、智能化生產(chǎn)等項(xiàng)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(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，提供過(guò)程趨勢(shì)預(yù)測(cè)及專家預(yù)案，實(shí)現(xiàn)工程可視化智能管理。并且它實(shí)現(xiàn)了各級(jí)聯(lián)網(wǎng)、分級(jí)監(jiān)管等功能，通過(guò)云平臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心LED大屏幕、臺(tái)式電腦、智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備都可遠(yuǎn)程查看工地現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，滿足各級(jí)監(jiān)管部門(mén)、建筑開(kāi)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(wèn)題

安防視頻監(jiān)控?cái)z像頭自誕生以來(lái)，一直在快速地?cái)U(kuò)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(wàn)的攝像頭以自動(dòng)車(chē)牌識(shí)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(chē)者，或者是追蹤疑似犯罪分子的出入。如今，每年估計(jì)有一億零六百萬(wàn)臺(tái)新的監(jiān)控?cái)z像機(jī)被售出；在互聯(lián)網(wǎng)上共享或存儲(chǔ)的圖像超過(guò)2.5萬(wàn)億張。

與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)打破了空間及時(shí)間的界限，人們的生活進(jìn)入全面數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代。很多智能監(jiān)控?cái)z像頭已經(jīng)進(jìn)入普通家庭，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)超過(guò)2000萬(wàn)。

對(duì)此，一些人感到很擔(dān)心，認(rèn)為這些攝像頭是惡夢(mèng)般的存在。在他們看來(lái)，這些“眼睛”會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)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(huì)期間，全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)工程院院士鄧中翰就曾公開(kāi)建議，要進(jìn)一步加強(qiáng)視頻監(jiān)控信息安全，迅速搭建起我國(guó)自主可控的安防監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈，將國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，讓一些被入侵、劫持的“失控?cái)z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(guó)家高度重視，也得到了人們的認(rèn)可。但這些視頻監(jiān)控發(fā)揮作用的前提是不“侵?jǐn)_”人們的生活，人們對(duì)自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)得可控。因此，要將國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，整體提升我國(guó)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息安全水平。

在他看來(lái)，可以從三點(diǎn)著手解決：

首先要設(shè)立組織機(jī)構(gòu)，從頂層設(shè)計(jì)、制度建設(shè)和市場(chǎng)機(jī)制引導(dǎo)等方面開(kāi)展工作，強(qiáng)化各級(jí)部門(mén)和企事業(yè)單位的視頻監(jiān)控信息安全意識(shí)；

其次，要設(shè)立考核目標(biāo)，盡快完成平安城市、雪亮工程等關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重大視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面執(zhí)行相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)科研項(xiàng)目予以支持，鼓勵(lì)技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用和市場(chǎng)模式等領(lǐng)域的創(chuàng)新。

另外，應(yīng)鼓勵(lì)和支持國(guó)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(dòng)，圍繞相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，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(gè)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新生態(tài)體系，引導(dǎo)生態(tài)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)均衡發(fā)展和利益共享，以市場(chǎng)機(jī)制推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的快速普遍應(yīng)用，并通過(guò)工程檢測(cè)等手段杜絕不符合標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在相關(guān)領(lǐng)域的銷(xiāo)售和使用，搭建我國(guó)自主可控的安防監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈。

從這來(lái)看，目前保護(hù)安防用戶數(shù)據(jù)安全問(wèn)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(duì)人給予最大尊重的城市，保護(hù)隱私和數(shù)據(jù)安全必然是智慧城市的特質(zhì)之一。