隨著平安城市建設的快速推進,視頻監控系統的規模和業務應用在持續增加,系統的復雜程度也越來越高,特別是前端高清的全面推廣,隨之而產生的海量數據存儲,非結構化數據分析,檢索以及如何在這些數據基礎上拓展實戰應用,維護系統設備和服務的穩定運行,都是平臺設計需要考慮的問題。
在“智慧城市”如火如荼建設的發展大環境下,單一整合的安防管理平臺已經不能滿足民眾的需求,如何將更多的系統完美地融合在一起,發揮出1+1>2的效果,成為各大廠商的研究重點。本文結合近年來的發展趨勢,闡述安防綜合管理平臺的市場發展特點——智能化、集成化、可視化等,構建出一個開放式的、多功能的、綜合化的安防管理系統平臺。
智能視頻分析是視頻監控領域的前沿技術
十二五期間,國家應急體系、平安建設、科技強警等政府推動的重大工程項目實施,安防綜合管理平臺的智能化需求更甚。隨著“平安城市”工程、技術和成本的改善,以及在奧運會、世博會、亞運會等項目的推動下,智能視頻監控市場呈快速增長趨勢,據權威機構預測,智能視頻監控的個性化和定制服務特征將越來越明顯,智能視頻監控的發展也從市場培育進入到推廣應用階段,從隱性市場到顯性市場過渡。
作為未來監控發展方向的智能視頻分析技術,是視頻監控技術一個里程碑式的創新,也是視頻監控領域最前沿的應用模式之一。目前,國外市場正大量涌出新生的智能視頻監控系統,而中國也慢慢出現了各類智能視頻監控品牌,掀開了中國智能視頻監控發展的熱潮。
在目前的智能視頻分析中,大致被分為三類,以故障維護為目的的診斷類智能分析;以視頻信息核對為目的的識別類智能分析;以自動分析與跟蹤為主的行為類智能分析。在平安城市的建設中,識別類智能分析技術在電子警察系統中已經獲得了成熟的應用,特別是車牌識別方面,國內智能分析技術已經達到世界先進水平。
在智能視頻分析的三大類別中,診斷類視頻分析主要在于提高視頻監控自身的使用效率,改善用戶體驗,對于視頻監控系統的維護運行起著非常重要的作用。識別類視頻分析則重點在于視頻信息的檢索能力,重點在于視頻監控應用效果的提升。相比之下,行為類視頻分析的目的則不僅是對行為信息的識別,更重要在于自動處理信息的能力,如此視頻監控不僅成為人類視覺的延伸,更成為大腦思維的延伸。
將視頻行為分析管理系統融合到城市安防綜合管理平臺,能夠對系統內的監控點進行高清視頻監控和視頻行為信息的智能處理。根據不同的應用有不同的具體要求,視頻智能分析功能在不同的領域有不同的應用重點,例如針對交通應用領域,主要用于監測違章行駛、擁塞及擁塞程度、交通事故、車輛計數、違章停車、車牌識別、乘客辨識、與車聯網技術的結合應用等;在平安城市領域,主要用于警戒線、警戒區檢測,對可疑物滯留、目標移走、游蕩徘徊、群體定向移動、人物分離、非法入侵、異常奔跑等進行大范圍監測和跟蹤;在商情應用領域,主要用于密度監測、物品銷售分析等。
目前各細分行業已經部署的智能監控平均還不到20%,隨著安防行業的整體大發展,平臺的智能化是不可避免的趨勢,從信息采集到信息處理、從提示到執行、從事后查詢到主動預防、從人工分析到智能分析、從人工預案處理到自動預案處理的智能化方向發展,市場前景巨大,將更廣泛地應用在公安及國安、軍隊及武警、鋼鐵、環保、林業、煤礦業等領域。
多功能集成 模塊化應用
系統集成化建設是安防行業發展的大勢所趨,智慧城市對多功能、多系統集成的需求尤為迫切。
1)功能集成 將分散的安防子系統進行有機互聯和綜合應用,實現視頻監控系統、報警系統、視頻行為分析管理系統、霧霾增強處理系統、智能交通管理系統(卡口系統、電子警察系統)、報警聯動系統、GIS/GPS系統、門禁系統等系統集成化統一管理,提高整體智能化程度,增強綜合管理和防災、抗災能力,實現優化節能管理,提供增值服務,降低運營成本。同時,各功能子系統采用模塊化設計,各子系統互相獨立,以根據實際需要自定義功能模塊及系統組件,增加或刪減都不會影響軟件結構,且無需逐個開發,大大節省了成本。
2)應用集成:基于網絡平臺架構、以電子地圖為導航的綜合集成管理平臺,實現集成子系統之間的信息交換和共享,并對集成信息進行綜合應用。
3)通信集成:集成平臺通過建立起一套統一的消息體系,利用先進的XML語言,在各個前端采集設備(DVR/DVS、NVR、報警主機)與中心平臺之間、平臺與平臺之間按照統一的標準接口,通過消息服務進行信息交換和控制信令交換。
4)數據集成:通過對多系統數據的采集和分析,可以實現子系統間的關聯和統計,并可以輸出不同的報表。
5)安全集成:建立統一的權限管理體系,以密碼技術為基礎,在網絡環境中實現統一用戶管理、身份認證及單點登錄、統一授權管理、安全審計與責任認定、統一門戶管理等功能,為各應用系統提供完善的安全支撐。
6)管理集成:通過統一的管理平臺實現對各子系統的管理,包括對設備和軟件模塊的注冊、配置、維護和更新。另外,控制臺采用模塊化設計理念,各模塊相互獨立,支持分開訪問、獨立控制、互不干擾,保證數據的安全性和系統的穩定性。
GIS地理信息服務平臺助力實現可視化管理
智慧城市建設中大數據無處不在。通過很多項目經驗來看,數據中心采集的數據量非常龐大,但是如果要將數據價值挖掘出來,光靠數字是很難實現的,所以下一步的重點是通過大數據可視化這種形象化的技術,幫助用戶去分析、挖掘蘊含在數以萬計的大數據中間的價值。通過數據可視化方式,包括GIS可視化和專題圖形可視化方式等,用非常直觀的方式幫助用戶查詢和展示數據,從而分析、挖掘數據之間的關系和趨勢。
本著建設集約和能力共享的原則,需要將平安城市的“可視化能力”開放給智慧城市的其它應用項目使用。在平安城市建設中,應急指揮與調度系統通過采用監控點在二維電子地圖上顯示的方式,能夠實現集視頻監控、GIS、GPS定位、周界防范(如采電子脈沖、震動光纜等)、目標識別、智能視頻、語音通信、指揮調度等多項技術為一體的大型綜合安防平臺。
然而,隨著城市建設的發展,中國城鎮化率已經超過了50%,城市中樓群林立,情況復雜,對于現場應急救援人員來說,二維電子地圖存在很大的局限性,已經遠遠不能滿足平安城市、智慧城市建設的現實需要,而以城市三維建模、GPS、GIS應用為基礎的3D GIS技術的興起,實現了電子地圖從二維平滑升級到三維地理空間信息系統,從而給安防行業帶來了新的機會。
基于3D GIS技術的智慧城市安防系統可將即時視頻、二維地圖、三維虛擬實景有機結合,實現管理可視化、直觀化、智能化。地塊現狀、樓宇、人口、學校、醫院、綠地等基礎數據都可以直觀地展現,根據輸入的條件還可以快速地計算出需要的數據及推演的結果。例如,通過對城市進行三維建模,能夠實時掌控城市的能耗熱點,及時調度電網的供電,并通過對用電熱點地區具體到樓、樓層、單元的耗能情況進行實時、長時間的統計分析,對其節能降耗給出具有實質意義的建議。
基于3D GIS技術的智慧城市安防系統可應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、交通運輸、軍事公安、水利電力、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。因此,必須把智慧城市運行體征大數據可視化平臺建設列為重點,建成基于網絡環境的、實時的、可視化的監控集成系統,建設GIS地理信息服務平臺,通過簡單直觀的統一Web界面,把城市運行體征中的靜態和動態數據經由數據中心處理之后,呈現給政府決策人、行業用戶及公眾,從而實現城市的智慧運營,大幅提升經濟的運行效率,極大地改善民生。此外,還可以綜合顯示監控設備的各種狀態、運行、統計信息,為指揮中心管理人員對出現的各類事件做出快速反應。
智慧城市綜合管理系統是一類新興應用。不同于面向某一部門的業務系統,它需要實現跨部門的應用協同、城市運行信息整合與綜合展現(經濟財稅、城市建設、社會發展、熱點事件等)、移動終端工作支撐及輔助分析決策等。
在該系統建設過程中,需要把握如下幾個關鍵要點,才能推動項目的成功:
強有力的協調組織
智慧城市綜合管理系統面向城市管理者,即政府部門,支持跨部門的信息整合、綜合展現、業務協同,需要與多個部門及多個業務系統進行對接,需要政府領導者的全力支持,需要具備有力的跨部門協調推動能力,這是項目成功的前提。
深入的需求分析及功能策劃
該系統不是面向某一特定部門的特定需求,其需求具有不清晰、不具體性。不同城市的關注點不同,導致其需求不同,希望系統解決的問題不同。而需求是否有效是一個項目能否成功的關鍵要素,因此項目前期的需求分析與挖掘、功能策劃與引導都至關重要。需求分析人員應結合城市管理者的工作重心和工作思路,通過與政府部門的訪談、調研,通過對已有系統的調研、梳理,從中提煉形成滿足城市管理者的需求。
與多個業務系統的對接
智慧城市綜合管理系統建立在城市已有各業務系統之上,需要實現各業務系統信息模型和元數據的統一管理,支持多應用系統的數據整合,在此基礎上,為城市運營管理系統的信息綜合展現和業務協同提供支撐。
智慧城市綜合管理系統需要對接的系統數量眾多,接口形式多樣,需要考慮如何實現在數據、流程、功能上的交互。在集成方案的設計和實施上,需考慮數據一致性、數據更新同步周期、數據安全性、接口可實施性、接口可擴展性等多種因素,根據數據的特點,選擇不同的接口技術,如實時同步接口可以選擇在業務邏輯層調用對外暴露的EJB方法(通過RMI-IIOP協議)、或在表現層調用頁面(通過HTTP協議)、或調用封裝好的Web服務等;準實時異步接口可以選擇消息機制或傳統的接口表方式等;定時接口可以選擇FTP方式等。
智慧城市綜合管理平臺在持續的發展過程中,也得到了各個子系統最新技術的加持,例如云技術、移動技術等。
云技術:隨著監控規模越來越大以及高清視頻的普及,大數據、多內容等信息量越來越大,甚至到了一種超載的狀態,而漸漸發展起來云計算技術很好地解決了這一難題。云計算提供的高性能計算能力能夠保證大量數據服務的快速響應;可以構建視頻圖像資源中心面向服務的應用,滿足各區域、各部門等大量用戶和業務系統的服務請求,方便從海量的資源池中獲取所需的視頻圖像信息;具備規模動態伸縮的特點,可實現系統平滑升級和擴容;還具備高可靠性的特點,在大容量視頻轉發、存儲和處理過程中,故障節點能自動被替換,保證系統正常運行和服務。
移動技術:隨著智能手機的普及和4G技術的發展,移動終端監控應用逐漸深化,例如針對公安機關,可開發移動應急指揮平臺,實現突發事件的現場視頻采集、視頻圖像實時瀏覽、人口信息查詢、GPS車輛定位、應急指揮調度等實戰應用,全面提高突發事件的響應速度和處置效率;而針對智能家居安防系統,所構建的平臺可通過智能手機等移動終端監看家中情況,并實時接收家庭安防系統的報警信息,還可實現門禁系統遠程開/關門,報警系統遠程布防、撤防等,實現真正的“移動智慧生活”。
智慧城市綜合管理平臺的應用已經滲入到各行各業,未來也將有更多定制化的需求服務于不同行業。通過智慧城市綜合管理平臺的建設,城市管理者能夠及時全面了解城市運營管理各個環節的關鍵指標;以智能分析預測等手段,提高管理、應急和服務的響應速度;逐步實現被動式管理向主動式響應的轉型;并以高效率的跨部門智能協同提升城市管理和服務的水平,從而不斷向“智慧化”城市運營管理的目標邁進。