AI、大數據時(shí)代，智慧安防在智慧城市建設中的發(fā)展與應用趨勢

浙江大華技術(shù)股份有限公司智慧城市發(fā)展業(yè)務(wù)中心 張國強

　　1、引言

　　智慧城市是在城鎮化與信息化發(fā)展的背景下，通過(guò)綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術(shù)，統籌城市公共數據資源，整合業(yè)務(wù)系統，實(shí)現城市規劃、建設、管理、運營(yíng)現代化的城市發(fā)展新模式。

　　智慧城市是在城市信息化發(fā)展到一定基礎之上，為了破解城市各業(yè)務(wù)領(lǐng)域信息化深化發(fā)展帶來(lái)的數據孤島、業(yè)務(wù)壁壘、局部智能等一系列發(fā)展障礙而提出的。建設智慧城市的一個(gè)重要目標，就是要在城市數字化前提下，實(shí)現數據的融合與共享，進(jìn)而實(shí)現以大數據為基礎的深度學(xué)習、跨界融合、全局智能。

　　安防是城市的剛需，沒(méi)有智慧安防，智慧城市將無(wú)從談起。城市公共安防涉及城市治安管理、城市管理、交通管理、安全生產(chǎn)監管、應急指揮等眾多行業(yè)和部門(mén)，對數據的多源采集、充分共享、深度挖掘、創(chuàng )新應用要求非常高。在智慧城市眾多的專(zhuān)項領(lǐng)域里，智慧安防是最能體現立體感知、數據融合、業(yè)務(wù)系統、開(kāi)放創(chuàng )新等智慧城市建設特征的專(zhuān)項領(lǐng)域。

　　2、AI、大數據時(shí)代，智慧安防在智慧城市建設中的發(fā)展現狀

　　近年來(lái)，在網(wǎng)絡(luò )、數據、計算、芯片、算法等基礎能力技術(shù)的助推下，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、大數據分析、人工智能等技術(shù)和應用的不斷成熟，特別是計算機視覺(jué)、視頻結構化分析、視頻圖像深度學(xué)習等人工智能技術(shù)的引入，公安大數據和社會(huì )大數據的深度挖掘，城市公共安防智慧化水平不斷提升。“AI+安防”正成為安防行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)和共識。

　　按照中國信息通信研究院的統計結果，2017年中國人工智能市場(chǎng)主要由五個(gè)領(lǐng)域構成，按照市場(chǎng)規模從高到低分別為：機器視覺(jué)占比 37%，語(yǔ)音識別占比 22%，自然語(yǔ)言處理占比 16%，基礎算法及平臺占比 14%，芯片占比 11%。

　　而在機器視覺(jué)領(lǐng)域市場(chǎng)構成中，安防行業(yè)以67.9%占據大部分份額，這得益于中國公共安全視頻監控建設的龐大市場(chǎng)。安防行業(yè)也從單一的安全領(lǐng)域向智慧城市各領(lǐng)域應用方向發(fā)展，旨在提升生產(chǎn)效率、提高生活智能化程度，為更多的行業(yè)和人群提供可視化、智能化解決方案。

　　3、AI、大數據時(shí)代，智慧安防在智慧城市建設中機遇與挑戰

　　智慧安防的建設，切實(shí)的增強了城市整體防控、打擊犯罪、信息安全、城市治理等的能力，目前已進(jìn)入以數據分析為核心的情報驅動(dòng)的信息化建設階段。在這個(gè)階段，數據的采集、分析和應用是關(guān)鍵。

　　在智慧城市中，城市公共安防在各行業(yè)領(lǐng)域廣泛應用，并融入全社會(huì )乃至普通百姓的多方需求;與此同時(shí)，推動(dòng)安防系統從傳統的被動(dòng)防御升級成為主動(dòng)判斷和預警的智能防御，是安防行業(yè)一直以來(lái)的迫切需求。安防信息隱藏在城市運行的各項指標背后，其數據的采集不能只依靠政府部門(mén)，要基于“共建共治共享”理念，推動(dòng)社區、學(xué)校、醫院、企業(yè)、酒店、工地等企事業(yè)單位等共同承擔起數據采集責任;要建立起以視頻監控為核心，包含MAC、音頻、指紋等多種類(lèi)型的數據采集手段;要實(shí)現吃、住、行等不同場(chǎng)景的信息全域覆蓋、全程采集。

　　安防數據數量巨大、價(jià)值密度低、種類(lèi)繁多，不僅對人類(lèi)來(lái)說(shuō)使用起來(lái)非常困難，對其進(jìn)行智能分析和挖掘也是很困難的事情。目前，安防視頻智能分析技術(shù)對于視頻成像質(zhì)量要求較高，而目前的視頻圖像質(zhì)量受環(huán)境影響較大，加上由于編碼、網(wǎng)絡(luò )帶寬等因素制約，在視頻模糊、光照不足等情況下無(wú)法實(shí)現視頻分析技術(shù)的有效辨識;同時(shí)，安防數據在各數據庫之間的關(guān)聯(lián)融合非常少，數據資源仍處于分散狀態(tài)，數據的開(kāi)放和共享程度低，難以開(kāi)展多維數據融合分析，需要結合應用場(chǎng)景進(jìn)一步提升模型算法，充分發(fā)揮機器學(xué)習、數據分析和挖掘等各種人工智能優(yōu)勢，開(kāi)展智能分析。

　　4、AI、大數據時(shí)代，智慧安防在智慧城市建設中應用案例解析

　　如今，智慧安防已經(jīng)進(jìn)入大數據和人工智能時(shí)代。以機器視覺(jué)、深度學(xué)習技術(shù)為基礎的人工智能已經(jīng)廣泛應用于治安管控、交通管理、刑偵破案等業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，在不需要人為干預的環(huán)境下，計算機可以對攝像機拍攝的內容進(jìn)行自動(dòng)分析，包括目標檢測、目標分割提取、目標識別、目標標注、目標跟蹤等;可以對監測場(chǎng)景中的目標行為進(jìn)行理解并描述，得出符合實(shí)際意義的解釋?zhuān)畿?chē)輛逆行、開(kāi)車(chē)打電話(huà)、人群集聚、包裹遺留等，大大提升了視頻監控數據的價(jià)值和使用效率。

圖 目標檢測和標注

　　安防數據像血液一樣滲透于城市的治安、交通、社區、教育、生產(chǎn)等各個(gè)方面。處理海量多源異構數據是智慧安防必須要面對的問(wèn)題。目前，公安系統數據庫中積累大量的車(chē)輛、人員、社會(huì )關(guān)系等信息及大量的高危人員、高危車(chē)輛的信息，同時(shí)城市攝像頭、智能移動(dòng)終端、傳感器每時(shí)每刻都在產(chǎn)生大量的社會(huì )安全數據，城市安防信息就隱藏在這些數據中。大華多維大數據解決方案即以視頻提取人、車(chē)、物、行為等結構化數據核心，同時(shí)融合道路卡口/電警圖片視頻資源、治安監控、公安信息庫(如人員信息庫、車(chē)輛盜搶庫、車(chē)架管庫、六合一系統等)、社會(huì )資源信息、互聯(lián)網(wǎng)高價(jià)值信息等，進(jìn)行多維度的碰撞分析，并與實(shí)戰業(yè)務(wù)流程相結合，不斷深入挖掘數據深層次價(jià)值，構建一張“多維智能感知防控網(wǎng)絡(luò )”，打通數據壁壘，服務(wù)全警及各政府部門(mén)應用。多維大數據系統可對人員數據、車(chē)輛數據、物聯(lián)數據進(jìn)行采集和關(guān)聯(lián)，通過(guò)以視頻為核心的物聯(lián)信息服務(wù)與公安業(yè)務(wù)數據、政府社會(huì )數據進(jìn)行碰撞，從而實(shí)現融合檢索、全網(wǎng)碰撞、關(guān)系追蹤、軌跡補全、軌跡預測等功能。

　　5、AI、大數據時(shí)代，智慧安防在智慧城市建設中的發(fā)展前景與趨勢

　　隨著(zhù)AI、大數據等技術(shù)在安防領(lǐng)域應用的不斷深入。智慧安防未來(lái)發(fā)展趨勢主要表現在三個(gè)方面：

　　1、“云+端”全智能感知

　　AI與前端感知設備的結合，通過(guò)賦予前端邊緣計算能力，可以將人像識別、車(chē)輛識別、行為識別等部分智能化分析功能前置，實(shí)現“云+端”的AI安防整體架構，既滿(mǎn)足城市安防對多元細分場(chǎng)景的智能化應用要求，又通過(guò)計算和數據的邊緣化，降低了數據傳輸對網(wǎng)絡(luò )的壓力和對數據中心的依賴(lài)，更好提升全網(wǎng)智能化效率。

　　2、人機協(xié)同智能化作戰

　　美國斯坦福大學(xué)發(fā)布的2030年人工智能生活報告當中，全面評估了人工智能發(fā)展，并將人機相互補償和增強的智能協(xié)同系統列為未來(lái)AI的重要發(fā)展趨勢之一。人機協(xié)同智能協(xié)同在需具備基于人類(lèi)狀態(tài)模型的機器認知能力，基于知識圖譜的人機知識共享能力和基于智能推理的多人多機全局規劃能力。在智慧安防領(lǐng)域，人機系統可在遠程應急指揮、事故現場(chǎng)聯(lián)合搜救、人類(lèi)不可及區域的作業(yè)等場(chǎng)景下發(fā)揮作用，實(shí)現人機組織主動(dòng)認知，相互協(xié)同。如在危急環(huán)境下，市民可以通過(guò)手勢給視頻監控系統發(fā)送求助信號。

　　3、基于全局的認知智能

　　安防大數據集合了多個(gè)部門(mén)、多個(gè)系統在不同時(shí)間點(diǎn)的數據，數據價(jià)值密度很低，全局數據分析能力不足嚴重制約了安防數據的應用。未來(lái)，讓機器學(xué)習實(shí)時(shí)處理人所不能理解的超大規模全量多源數據;從海量數據中洞悉人所沒(méi)有發(fā)現的復雜隱藏規律;最終能夠從全局視角制定超越人類(lèi)局部次優(yōu)決策的最優(yōu)策略，是智慧安防發(fā)展的重點(diǎn)方向。

　　6、結語(yǔ)

　　在以人工智能為代表的信息技術(shù)引領(lǐng)的新一輪科技革命和智慧城市建設浪潮中，智慧安防無(wú)疑是智慧城市建設中新技術(shù)與業(yè)務(wù)結合性好、需求迫切、落地性強的一個(gè)領(lǐng)域。

　　在大數據、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、深度學(xué)習等新理論新技術(shù)的驅動(dòng)下，人工智能正加速發(fā)展，呈現出深度學(xué)習、跨界融合、人機協(xié)同、群智開(kāi)放、自主操控等新特質(zhì)。人工智能在立體感知和預判、深度學(xué)習、全局最優(yōu)策略制定等領(lǐng)域有著(zhù)人類(lèi)無(wú)法比擬的優(yōu)勢。AI+安防的深度融合將極大促進(jìn)安防行業(yè)發(fā)展，推動(dòng)安防回歸安全防范的本質(zhì);同時(shí)也會(huì )進(jìn)一步提升智慧城市的精細化治理水平，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級。