大數(shù)據(jù)安防應(yīng)用中的三種關(guān)鍵技術(shù)及五大挑戰(zhàn) 

在安防行業(yè)，隨著前端設(shè)備分辨率的不斷提高、安防系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及視頻、圖片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間越來越長，安防大數(shù)據(jù)問題日益凸顯。如何有效對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、共享以及應(yīng)用變得愈加重要。要應(yīng)用安防大數(shù)據(jù)，首先要了解安防大數(shù)據(jù)有何特點(diǎn)。

　　安防大數(shù)據(jù)涉及的類型比較多，主要包含結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息。其中結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括報(bào)警記錄、系統(tǒng)日志、運(yùn)維數(shù)據(jù)、摘要分析結(jié)構(gòu)化描述記錄以及各種相關(guān)的信息數(shù)據(jù)庫，如人口庫、六合一系統(tǒng)信息等;半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)如人臉建模數(shù)據(jù)、指紋記錄等;而非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括視頻錄像和圖片記錄，如監(jiān)控、報(bào)警、視頻摘要等錄像信息和卡口、人臉等圖片信息。區(qū)別于其他行業(yè)大數(shù)據(jù)特點(diǎn)，安防大數(shù)據(jù)以非結(jié)構(gòu)化的視頻和圖片為主，如何對(duì)非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、提取、挖掘及處理，對(duì)安防行業(yè)提出了更多挑戰(zhàn)。

　　對(duì)于安防視頻圖像數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的處理方式主要靠事后人工查閱來完成，效率極低。面對(duì)海量的安防數(shù)據(jù)，如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)方式，不僅效率低下，而且不能達(dá)到實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用目的，偏離了安防系統(tǒng)建設(shè)目的。為充分利用安防系統(tǒng)價(jià)值，提升對(duì)安防大數(shù)據(jù)的應(yīng)用能力，大華股份從多層次、全方位考慮產(chǎn)品和方案規(guī)劃，不斷提升對(duì)于安防有效信息的快速挖掘能力。

　　要提升安防大數(shù)據(jù)的處理效率，首先要從智能分析做起，快速過濾無效信息。大華智能分析從多維度、多產(chǎn)品形態(tài)來實(shí)現(xiàn)。如對(duì)于事件檢測(cè)、行為分析、異常情況報(bào)警等，大華前端、存儲(chǔ)以及平臺(tái)系統(tǒng)產(chǎn)品都能夠快速實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)，并通知系統(tǒng)對(duì)事件進(jìn)行快速響應(yīng)，這些產(chǎn)品從某種層面上將安防有效數(shù)據(jù)的分析分散化，大大加快了整個(gè)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用速度。此外，大華還推出了基于云存儲(chǔ)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，如視頻編解碼系統(tǒng)、車輛研判系統(tǒng)、以圖搜圖系統(tǒng)、視頻濃縮摘要系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)以及車型識(shí)別系統(tǒng)等等。

　　大數(shù)據(jù)安防應(yīng)用的幾種關(guān)鍵技術(shù)

　　1)大數(shù)據(jù)融合技術(shù)

　　經(jīng)過十幾年的發(fā)展，國內(nèi)安防系統(tǒng)建設(shè)基本形成了是以平安城市、智能交通系統(tǒng)為主體，其他行業(yè)系統(tǒng)有效完善的發(fā)展態(tài)勢(shì)。而“重建設(shè)、輕應(yīng)用”的現(xiàn)況給安防應(yīng)用提出了更高要求，如何解決這些問題成為當(dāng)務(wù)之急。

　　為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)共享，首先要解決存儲(chǔ)“分散”問題，大華云存儲(chǔ)系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的有效融合與共享，解決系統(tǒng)在硬件設(shè)備故障條件下視頻數(shù)據(jù)的正常存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)恢復(fù)問題，為安防大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析提供可靠基礎(chǔ)。

　　2)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

　　安防大數(shù)據(jù)以半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)居多，要實(shí)現(xiàn)對(duì)安防大數(shù)據(jù)的分析和信息挖掘，首先要解決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化問題。所謂的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化就是通過某種方式將半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。大華通過采用先進(jìn)的云計(jì)算系統(tǒng)對(duì)安防非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，為大數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析和應(yīng)用提供進(jìn)一步支持。

　　3)大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)

　　國內(nèi)平安城市歷經(jīng)十幾年的建設(shè)，在解決了穩(wěn)定性、規(guī)?；螅?dāng)下面臨的問題是如何深化應(yīng)用的問題，即如何實(shí)現(xiàn)公安部的要求，建為用、用為戰(zhàn)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)安防系統(tǒng)的深層次應(yīng)用。

　　對(duì)安防大數(shù)據(jù)而言，要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的深層次應(yīng)用，首先需要對(duì)安防數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，以云存儲(chǔ)和云計(jì)算系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過云計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)“大數(shù)據(jù)”的快速分析，如基于云的車牌識(shí)別，可通過對(duì)海量視頻的分析，快速提取海量車牌信息，并通過應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行深一步挖掘、關(guān)聯(lián)，形成有效“檔案”。最后利用這些分析和挖掘的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)事件的預(yù)測(cè)預(yù)防、報(bào)警，最終實(shí)現(xiàn)安防系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用目的。

大數(shù)據(jù)成熟行業(yè)應(yīng)用

　　安防視頻監(jiān)控行業(yè)是伴隨著平安城市、智能交通而發(fā)展起來了，新一輪的智慧城市建設(shè)也為安防行業(yè)的再次發(fā)展注入了“興奮劑”。隨著各地安防系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模不斷增大，安防數(shù)據(jù)迅速膨脹。由于缺乏適當(dāng)?shù)氖侄稳ダ眠@些海量數(shù)據(jù)，導(dǎo)致了“重建設(shè)、輕應(yīng)用”現(xiàn)象，下面就安防大數(shù)據(jù)在公安和交通行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行簡單介紹。

　　1)公安執(zhí)法

　　在公安行業(yè)，大數(shù)據(jù)應(yīng)用無處不存，下面簡單介紹一下大數(shù)據(jù)應(yīng)用在公安行業(yè)幾個(gè)業(yè)務(wù)體現(xiàn)。

　　第一是稽查布控業(yè)務(wù)。當(dāng)案件發(fā)生后，需要對(duì)嫌疑車輛進(jìn)行稽查布控，一般采用布控車牌號(hào)，通過系統(tǒng)比對(duì)卡口車輛信息進(jìn)行識(shí)別，但這種方式存在問題。當(dāng)布控車輛從某個(gè)卡口經(jīng)過時(shí)，攔截人員通常不在現(xiàn)場，等到攔截人員趕到現(xiàn)場時(shí)，嫌疑車輛早已逃之夭夭，從而失去布控的意義。對(duì)于這種情況，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)警務(wù)、GIS系統(tǒng)有效關(guān)聯(lián)，通過在GIS系統(tǒng)中繪制嫌疑車輛逃跑路線和防控識(shí)別圈，可大大提高攔截效率;

　　第二是車輛落腳點(diǎn)分析業(yè)務(wù)。隨著城市的快速發(fā)展，城市越來越大，路網(wǎng)也越來越復(fù)雜，為迅速逃脫公安機(jī)關(guān)的抓捕，很多犯罪分子避開城區(qū)主干道(一般來說，城區(qū)主干道都裝有電子卡口)，逃竄到人員比較多的小區(qū)或偏僻區(qū)域。大華股份通過建設(shè)云卡口，通過視頻實(shí)現(xiàn)卡口相機(jī)功能，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行云卡口識(shí)別，結(jié)合GIS系統(tǒng)，將嫌疑車輛軌跡描繪出來，大大提高公安辦案效率。

　　第三是伴隨車輛分析。由于公眾安全防范意識(shí)的不斷提高，犯罪分子獨(dú)立實(shí)施犯罪行為的成功率大大降低，因此，新時(shí)期的犯罪行為，開始表現(xiàn)為團(tuán)伙作案。在踩點(diǎn)和作案時(shí)，犯罪團(tuán)伙通常會(huì)使用多輛汽車，以提高成功率。從卡口系統(tǒng)的角度看，團(tuán)伙作案具體表現(xiàn)為多輛車同時(shí)出沒于特定卡口覆蓋范圍，利用該特征，我們可以從海量的卡口車輛數(shù)據(jù)中，提取滿足特定條件(如車輛行進(jìn)路線、車輛通行間隔時(shí)間、跟車數(shù)量以及分析起止時(shí)間范圍等)的車輛，提高案件偵破效率。此外，在公安行業(yè)還有基于人臉識(shí)別的人臉卡口、視頻摘要等安防大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

　　2)智能交通

　　第一是旅行時(shí)間計(jì)算。由于電子狗的大量使用，不少駕駛員在通過卡口時(shí)，會(huì)主動(dòng)降低速度，一旦離開卡口覆蓋范圍，又會(huì)迅速提高速度，超速行駛。傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)度無法發(fā)現(xiàn)這種超速行為，利用區(qū)間測(cè)速便可快速檢測(cè)違章行為，且可減少區(qū)域卡口數(shù)量，節(jié)省建設(shè)成本。而當(dāng)發(fā)現(xiàn)相同車牌在相距較遠(yuǎn)卡口同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，還可檢測(cè)出套牌車輛，并可通知相關(guān)人員進(jìn)行攔截追捕。

　　第二是交通流量分析。對(duì)于交通流量的檢測(cè)，傳統(tǒng)方式是通過地磁、微波檢測(cè)完成的，但這種檢測(cè)只能檢測(cè)車輛數(shù)量，卻無法檢測(cè)相關(guān)車牌號(hào)，這就限制了傳統(tǒng)流量分析的應(yīng)用場景，智能對(duì)單一路段進(jìn)行分析，無法形成全局的流量分析。而卡口系統(tǒng)記錄了車輛號(hào)碼、車身顏色、車型等更多詳細(xì)信息，基于卡口系統(tǒng)的流量分析，不僅可計(jì)算出城市各小區(qū)機(jī)動(dòng)車數(shù)量分布，指導(dǎo)出行目的地分析、出行路線分析等應(yīng)用，而且能夠根據(jù)車輛流量信息找出城市熱點(diǎn)區(qū)域，為交管部門提供參考，更好地優(yōu)化路網(wǎng)機(jī)制，規(guī)劃更為合理的路網(wǎng)參數(shù)。

　　此外，還可通過智能分析系統(tǒng)，對(duì)卡口數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次分析與挖掘，不僅識(shí)別車輛車牌號(hào)，而且實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛品牌、車輛型號(hào)、是否粘貼年檢標(biāo)識(shí)、駕駛員是否系安全帶、是否駕駛時(shí)撥打電話等一些行為狀態(tài)識(shí)別，從而進(jìn)一步規(guī)范車輛達(dá)標(biāo)和安全駕駛行為。

大數(shù)據(jù)安防面臨的挑戰(zhàn)

　　(1)海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　相較于其他行業(yè)，安防非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓力不斷增大，一方面源于視頻、圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)本身容量，另一方面源于安防數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，安防大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備提出了更高挑戰(zhàn)，如何在滿足需求的前提下，刪除重復(fù)數(shù)據(jù)、降低存儲(chǔ)硬件成本投資成為海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一個(gè)難題

　　(2)數(shù)據(jù)共享

　　大數(shù)據(jù)需要通過快速的采集、發(fā)現(xiàn)和分析，從大量化、多類別的數(shù)據(jù)中提取價(jià)值。安防大數(shù)據(jù)時(shí)代最顯著的特征就是海量和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)共享，用以提高數(shù)據(jù)處理能力。而海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同系統(tǒng)、不同區(qū)域、不同節(jié)點(diǎn)、不同設(shè)備中，這給數(shù)據(jù)的傳輸和共享帶來極大的挑戰(zhàn):

　　(3)數(shù)據(jù)安全

　　視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)具有私密性高、保密性強(qiáng)等特點(diǎn)，不僅是事后追查的依據(jù)，而且更是后續(xù)數(shù)據(jù)分析挖掘的基礎(chǔ)。因此，數(shù)據(jù)安全一方面體現(xiàn)在數(shù)據(jù)不受外界入侵或非法獲取，另一方面體現(xiàn)在龐大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的魯棒性、體系容錯(cuò)機(jī)制，確保硬件在發(fā)生故障時(shí)數(shù)據(jù)可以恢復(fù)，可以繼續(xù)保存。面對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、共享、硬件和軟件設(shè)備承載的極大風(fēng)險(xiǎn)，如何構(gòu)建大型、海量視頻監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以及容錯(cuò)冗余機(jī)制是安防行業(yè)面臨的重大考驗(yàn);

　　(4)數(shù)據(jù)利用

　　安防監(jiān)控雖然數(shù)據(jù)量很大，但真正有用的信息并不多。安防數(shù)據(jù)的有效性分為兩個(gè)方面，一方面有效信息可能只分布在一個(gè)較短的時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，信息呈現(xiàn)冪率分布，往往越高密度的信息對(duì)客戶價(jià)值越大;另一方面，數(shù)據(jù)的有效性體現(xiàn)在深層次挖掘龐大的海量數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)得出有效信息。視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、大聯(lián)網(wǎng)后，網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備越來越多，利用網(wǎng)內(nèi)的閑置資源，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用，關(guān)乎運(yùn)算的效率。在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，往往視頻分析的效率決定價(jià)值，更低的延遲、更準(zhǔn)確的分析往往是客戶的普遍需求。如何對(duì)海量的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢索業(yè)對(duì)行業(yè)提出更大的挑戰(zhàn)。

　　(5)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

　　國內(nèi)安防行業(yè)經(jīng)歷十幾年的快速發(fā)展，在此發(fā)展過程中，平安城市建設(shè)表現(xiàn)卓越，在安防應(yīng)用中也一直走在前列，國內(nèi)平安城市系統(tǒng)的建設(shè)也不斷推動(dòng)著國內(nèi)安防技術(shù)和安防廠商的發(fā)展。在平安城市項(xiàng)目的建設(shè)過程中，由于參與的安防廠家眾多，不同項(xiàng)目、不同系統(tǒng)甚至同一系統(tǒng)采用的設(shè)備廠商也不盡相同，為了更好的兼容各廠商產(chǎn)品，整個(gè)安防行業(yè)和政府也制定了一些標(biāo)準(zhǔn)，如ONVIF協(xié)議、GB28181協(xié)議以及各個(gè)地方省市發(fā)布的一些標(biāo)準(zhǔn)。

　　新一輪的智慧城市正在緊鑼密鼓地進(jìn)行著，相對(duì)平安城市相對(duì)“簡單”的治安監(jiān)控，智慧城市要求數(shù)據(jù)共享，跨區(qū)域視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、監(jiān)控資源整合與共享以及政府各部門之間的視頻監(jiān)控資源共享等等。但是不同的地方城市，不同的行業(yè)類別，不同的管理方式都會(huì)有不同的監(jiān)控系統(tǒng)方案，數(shù)據(jù)融合或者共享兼容性問題更多，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)是重大考驗(yàn)。

　　平安城市系統(tǒng)面向的是安防行業(yè)設(shè)備與系統(tǒng)的兼容問題，隨著各種行標(biāo)、地標(biāo)的制定，各種問題基本得以解決;而智慧城市系統(tǒng)不僅僅是安防系統(tǒng)的整合，而是多個(gè)行業(yè)系統(tǒng)的集成應(yīng)用，因缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)帶來的復(fù)雜性可想而知。慶幸的是國家目前已經(jīng)開始起草智慧城市建設(shè)的各種標(biāo)準(zhǔn)，而相關(guān)企業(yè)也在不斷規(guī)范自身系統(tǒng)的兼容性和開放性。