一、引言
平安城市是人防、物防、技防,三防合一的完整管理體系,是實現城市平安和諧的重要保障。由于信息技術的快速發展,越來越多的科技手段應用于平安城市建設。從最開始的模擬視頻監控到現在的數字視頻監監控,從有線網絡傳輸到最新的4G無線傳輸,從單一的視頻監控管理到實現視頻監控的智能化、高清化、網絡化管理。平安城市的建設取得了令人矚目的成就,進入了快速發展的時期。
目前,我國平安城市建設的視頻監控系統還基本上處于“人盯人防”的初級階段,沒有充分利用科技手段提高安防能力。視頻的處理還僅僅停留在前端的采集和后臺監控階段,沒有實現對視頻數據的深度挖掘和智能的處理,智能分析技術的應用尚未成熟,還處于探索的階段。因此,視頻網絡建設只是平安城市的初級階段,我國平安城市建設在技術和理念上仍需升級。
二、云計算助力平安城市建設
平安城市的前端視頻采集系統采用數字高清視頻采集數據信息,部署在城市各個角落的高清攝像頭,每天640x960小時全天候不間斷監控,且影像資料都需保存,保存時長為30天,錄像可實現快速檢索和回放,關鍵事件錄像長期保存并歸檔。對實時視頻做智能分析以代替人力在視頻中查找公安破案、治安所需要的線索,面向海量視頻監控信息,采用智能視頻分析與處理技術,對視頻中的人、車、物等目標進行可靠檢測,保留包含目標信息的視頻幀,剔除無用視頻幀,從而把一段長時間的視頻信息流或者錄像,濃縮為一個很短的視頻片段,讓偵察辦案人員在幾分鐘內查閱幾個甚至幾十小時的錄像,大大提供公安刑偵辦案效率和破案率。實現智能分析技術需要巨大的計算量,構建一個基于提供強大計算能力的計算云軟硬件平臺很有必要。
平安城市建設搭建的計算云是為了完成視頻智能分析任務,為智能分析調度管理計算資源。基于用戶對視頻智能分析的需求,視頻綜合管理平臺用戶多級、多部門并發等性能要求,擬基于統一硬件平臺構建服務于全市公安視頻業務的計算云平臺。當應用系統需要開展智能分析的時候,應向計算云提出服務請求,計算云根據請求由智能分析提供計算服務,如警用業務子系統的PGIS應用、并案分析,卡口管理子系統的信息信息統計、數據分析,圖像偵查子系統的比對分析、搜索、分析以及案件管理子系統的檢索查詢、視頻處理等功能都需要計算云提供的智能分析。
計算云總體架構
計算云提供給用戶的是開發語言和工具(例如Java、.Net)創建的應用程序開發環境,并自動部署到云計算基礎設施之上。用戶不需要管理或控制底層的云基礎設施,包括網絡、服務器、操作系統、存儲,但用戶能控制應用程序的部署與環境配置。
為上層應用提供應用服務的支撐平臺和開發平臺,減少云計算應用的開發成本,增強應用的兼容性,為上層應用屏蔽復雜的底層處理流程。
計算云平臺由三層構成:
(一)集成與交換層
本層主要是解決部署在云平臺之上的系統之間的集成問題,基于業界主流的SOA架構實現。
(二)應用運行環境層
本層主要提供應用系統運行時支撐,將來部署在云平臺之上的應用系統都是基于此運行環境。此層次還提供了對于部署之上的應用系統的監控、診斷、數據性能提升等基礎支撐能力。
(三)存儲與共享層
本層主要專注于結構化數據與非結構化數據(包括:大數據)的存儲、整合、分析、管理。
計算云關鍵技術
資源調度
資源調度技術是指計算云平臺能自動檢測應用負載,調整資源的分配和伸縮,以實現負載均衡并提高資源的利用率,從而保障對應用提供透明的高可擴展性,從而保證應用處理能力的平滑擴展。根據平臺規模和應用類型等因素的不同,資源調度算法的側重點亦有所不同。
并行計算
對于特點的任務,通過分發數據到不同的節點,如基于Hadoop的MapReduce可以在數據所在的節點上并行地(llel)處理它們,這使得處理速度非常的迅速。視頻文件索引、文本信息及圖像信息被分割成若干個數據塊,以冗余的方式分散存儲在多個DataNode上,客戶端讀取文件的時候可以分別從多個DataNode上并發讀取,保證了高吞吐量的數據訪問。
虛擬化技術
虛擬化技術對物理資源進行了邏輯抽象和統一表示,通過虛擬化技術可以提高資源的利用率,并能根據用戶業務需求的變化,快速、靈活地進行資源部署。在計算云環境中,可以在物理主機中同時運行多個虛擬機來實現虛擬化功能。多個虛擬機運行在虛擬化平臺上,由虛擬化平臺實現對多個虛擬機操作系統的監視和多個虛擬機對物理資源的共享。虛擬化平臺一般是三層結構的,最下層是虛擬化層,提供基本的虛擬化能力支持,中間層是控制執行層,提供各控制功能的執行能力,最上層是管理層,對執行層進行策略管理、控制,提供對虛擬化平臺的統一管理能力。
平安城市前端的高清視頻可以比作是人的眼睛,而基于云技術的后臺處理系統就是人的大腦。未來平安城市需要強大的后臺處理系統,著手為平安城市構建更加發達的大腦。云技術的應用大大提高了系統的計算能力和存儲能力,降低系統部署難度,減少管理和維護成本,使各子系統能夠協同作戰,對城市安全管理意義重大。
三、平安城市智慧升級
早期平安城市的建設主要是實現視頻監控的需求,更多關注的是對視頻圖像的采集和管理,還是要通過人工的方式進行視頻監控管理,極大的限制了視頻資源的應用價值。隨著物聯網、云計算、大數據等技術的不斷成熟,城市視頻監控的智能化也在不斷提高,能夠打造服務于實戰的智能公安應用平臺,特別是人臉識別、車牌識別和智能分析、海量視頻智能濃縮、行為檢測等技術應用,就能夠實現智能化視頻處理警,在第一時間快速發現問題。平安城市向智慧城市靠攏將使平安城市不再完全依賴人力,滿足公安實戰應用需求。此外,智慧旅游、智能交通、智能環保等城市應用領域也將一一實現,且將從單純的行業內應用,升級到多領域內的交叉融合應用,使城市管理綜合應用得到全面升級。隨著平安城市的升級,智慧城市的到來,其建設應用將得到全面升級。
四、結束語
在新一輪的平安城市建設過程中,由于有了云計算技術的支持,智能化視頻感知技術就可以更加充分地發揮出社會治安視頻監控系統的規?;б妗T朴嬎慵夹g推動平安城市智慧升級,使得平安城市更加的智能化。隨著平安城市建設的不斷成熟,智慧城市將是未來平安城市發展演變的必然趨勢,智慧城市的加強是順應當前全球技術變革及新一輪產業發展的時代潮流。