基于大数据的智慧城市安全建设研究

2016-07-19梁智昊许守任

中国电子科学研究院学报 2016年3期

关键词：公共安全智慧建设

安　达, 梁智昊, 许守任

(中国电子科学研究院,北京　100041)

综述

基于大数据的智慧城市安全建设研究

安达, 梁智昊, 许守任

(中国电子科学研究院,北京100041)

摘要：安全是智慧城市建设的重要目标，近年来兴起的大数据技术为智慧城市安全建设提供了新的思路和手段。本文聚焦基于大数据的智慧城市安全建设，重点分析了前期基础和有利条件、存在问题与待克服的挑战，并在此基础上给出了应用大数据加强智慧城市安全建设的政策建议，希望以此助推智慧城市安全与大数据的深度、高效融合，让大数据为建设更加安全、更加美好的城市保驾护航。

关键词：大数据；智慧城市；城市安全中图分类号：F299.2

文献标识码：A

文章编号：1673-5692(2016)03-229-04

0引言

2015年，我国城镇化率达56.1%，城镇常住人口达7.7亿[1]。中央城市工作会议指出：“要把安全放在第一位，把住安全关、质量关，并把安全工作落实到城市工作和城市发展各个环节各个领域[2]。”随着时代的发展和技术的进步，现代城市愈发高度依赖于水、电、气、交通、通信等网络的正常运转，安全隐患也随之与日俱增。安全是智慧城市建设的重要目标，而近年来兴起的大数据，既提供了新的技术手段，也是一种新的认识世界的视角和思路，在智慧城市安全的建设中有着广阔的应用空间。

一是安防领域，这是引入大数据最早、也相对较为成熟的方面。利用基于各类安防监控系统的海量数据，利用大数据、云计算等新一代信息技术，可大大提升公安机关侦破案件的效率。“湖北公安云”已成功协助警方破获17万起案件，共计锁定、抓获违法犯罪嫌疑人54万余名[3]。二是交通安全，通过对监测区域视频进行分析，有助于精准地统计车流量，调节信号灯，发现隐患点，使城市交通更加安全、通畅。三是灾害预防，在相关动态数据和历史记录的基础上，大数据能够帮助有效识别潜在风险、准确预测发展态势，并辅助做出更加科学有效的决策，提高应急处理和安全防范能力。比如美国国家海洋和大气管理局(NOAA)已将其主要的天气预报模式暨全球预报系统(GFS)升级为四维。新系统可提供未来5天内逐小时的精确预报，特别是具备了更好地预测风暴等极端灾害天气发生和演变细节的能力，这就为政府决策和应急管理提供了支撑[4]。四是反恐防暴，通过汇聚商场、车站、街道、视频、指纹等海量城市安全相关数据，利用大数据技术进行监测、挖掘、分析，可能发掘恐怖分子的蛛丝马迹，为预警识别和案件侦破提供支持，降低恐怖事件的发生并限制其造成的破坏。除此之外，在更好地利用信用卡等经济安全类数据，空气质量、食品安全等公共卫生安全类数据，危化品运输、安全生产监测等其他公共安全数据等方面，大数据都在发挥着愈发重要的作用[5]。

1我国智慧城市安全建设的历史与现状

1.1信息化引领下的城市公共安全发展历程

在我国，传统意义上的城市公共安全特指公安部门负责的维持治安、打击犯罪等工作。我国基于信息化的城市公共安全建设，最早可追溯到80年代初计算机的使用。随后我国开始了信息中心和计算机网络的建设，于1994年建成了首个违法犯罪信息系统并试运行。1996年，科技强警战略提出[6]。2003年“金盾”工程建设正式启动，在建设公安系统的计算机信息系统和通信网络方面，发挥了重要作用。2005年《中央政法委员会、中央社会治安综合治理委员会关于深入开展平安建设的意见》印发，拉开了在全国范围内大规模开展平安城市建设的帷幕。平安城市的建设前期以治安监控为主，重点开展了以三级联网的“3111工程”等为代表的城市报警与信息系统建设，后逐渐发展以到安防技术、安防基础设施建设和公安部门应用信息技术手段等多方面提升城市治安管理水平，实现了从一线城市到二、三线城市建设的纵向深入展开。据不完全统计，我国已建成世界最大的视频监控网，全国已有安监系统数万套，摄像头超两千万个。

1.2国家战略驱动下的智慧城市安全建设现状

随着我国智慧城市概念的普及和建设的逐渐落地，平安城市的建设已从社会治安信息化建设，逐渐过渡到智能交通、消防服务、环境保护、灾害预警、应急指挥和决策等内容为一体的智慧城市安全建设；从最初的简单视频监控、联网，到网络、高清、智能、互通、相融合，再到系统平台、云服务、共享平台为核心的建设新阶段。2013年，《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》发布。2014年，《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》印发。2015年《促进大数据发展行动纲要》指出，要用大数据“提高公共安全保障能力，推动构建智能防控、综合治理的公共安全体系，维护国家安全和社会安定[7]。”在我国已明确将智慧城市和大数据提到国家层面的战略高度的大背景下，在安防业快速发展、2015年行业总产值达五千亿的大形势下，越来越多的企业已开始行动起来，寻求合作，以期能在积极探索大数据服务于智慧城市公共安全的过程中，寻找到更多机会[8]。这其中包括中国气象局与阿里云共建中国气象专业服务云、与高德地图合作预测暴雨灾害时间的尝试，也包括科大讯飞等在大数据反恐领域的努力。可以说，随着大数据等信息技术在智慧城市安全建设中的应用不断深入，智能分析、图像识别、云存储、数据挖掘已成为当前智慧城市安全的重要组成部分，平安城市正在向数据高度互联、整合、共享的“大数据”智慧城市安全时代逐步迈进。

大数据时代的到来，开启了我国以数字化、智能化为核心的智慧城市公共安全建设的新阶段，利用大数据、云计算等相关技术手段对海量数据进行有效的采集、分析和利用，通过数据的开放和共享，将打通城市内部的数据的孤岛，为我们实时监测、科学预警、精准分析提供基础，给防控城市公共安全风险，构建及时、科学、有效智慧城市安全管理运行体系提供了新途径、新手段，使城市公共安全管理逐步迈向科学化、精准化和智能化。

2大数据应用于智慧城市安全的问题与挑战

2.1技术层面

首先，数据存储与处理面临严峻挑战。一方面，随着大数据在智慧城市安全建设方面的深度应用，数据量呈指数增长，这对存储空间、计算能力、数据传输、处理响应速度等都不断提出更高的要求。当然，数据量大、价值密度低是大数据的普遍特性，但智慧城市安全方面尤甚。比如全市上万甚至几十万个摄像头不停地记录，但可能只有很少的几秒钟的数据对案件侦破才是有用的。设备和资金的高投入也给建设成本带来了沉重的压力。另一方面，智慧城市安全大数据异构性很高，数据结构、存储格式和存储介质上的多样性，给灵活地读取、写入和管理数据带来挑战。

其次，数据分析能力有待进一步提升。在智慧城市安全数据的提取、分析和利用上还存在一定的技术瓶颈。目前对交通安全相关的车辆数据的提取技术比较成熟，而对于人像、人体、物体信息的提取和分析技术尚不具备实用化的能力，比如，在实际应用环境中由于光照、角度等问题，人脸识别达不到实验室中类似于“证件照”标准条件下的识别精度，所以监控录像还需要大量专职的人工来处理，工作效率有待提升。此外，我国涉及智慧城市安全的大多数数据仍只停留在简单分析的阶段，距离深度挖掘、智能化应用并辅助决策的理想情况，尚有不小的差距。

再次，标准缺位仍是制约因素之一。经过十多年的努力，我国在安防系统标准化上取得了很大进展，GA/T 669系列标准、GB/T 25724标准及GB/T 28181标准成为平安城市建设的重要标杆依据。进入智慧城市时代后，2015年10月，国标委、中央网信办、发改委联合发布《关于开展智慧城市标准体系和评价指标体系建设及应用实施的指导意见》，提出智慧城市的标准体系框架，重点推动31项国家标准的立项[9]。深圳市也已于2015年12月发布了地方团体标准《智慧城市系列标准》。但由于智慧城市涉及面十分广泛，而且许多技术仍处于剧烈变动的发展过程中，制定合适的标准并推动应用，仍是智慧城市安全建设过程中迫切需要解决的重要问题。

2.2整体层面

首先，信息孤岛严重，共享程度不足。静态、孤立不是大数据，动态更新、互联互通才能最大限度发挥大数据的价值。数据资源互通共享有利于加强关联分析、深度挖掘、整合应用能力，提升数据资源利用率、发挥大数据的大价值。目前城市安全数据分散在不同的业务系统中，部门间、区域间的数据资源缺乏有效的整合，没有实现共享，“信息孤岛”现象十分严重。如何打通技术、资源和发展的壁垒、实现数据的互通共享，是当前大数据应用于智慧城市公共安全发展建设所面临的最为紧迫的问题。

其次，缺乏统筹协调，建设和利用效率不足。随着智慧城市建设的推进，特别是大数据概念的兴起，各地市开始先后建设各类数据资源库、数据信息平台、大数据中心等。从整体范围看，有出现忽视实用性需要，“一哄而上”大规模搞基础设施建设，而又不能长期有效维护情况的危险。信息领域的技术与设备更新很快，没有很好地投入使用，就意味着重复建设带来的资源浪费和能耗污染。此外，当前得到较充分利用的数据主要集中在公安部门和交通部分，而在反恐维稳、食品安全、城市灾害预警和应急管理等涉及城市公共安全领域的建设和应用尚有所欠缺，我国城市安全大数据的“富矿”尚未真正开启。

再次，与大数据相伴的公共安全风险未得到足够重视。大数据是把“双刃剑”，在服务于城市公共安全的同时，也带来新的威胁和安全隐患。智慧城市安全涉及公安、人口、食品、交通、医疗等事关人民生活与城市运行的方方面面的数据，一旦这些数据失真、丢失、泄露或遭受到破坏，将产生严重后果。大数据发展的趋势往往要加大信息的开放和设备的互联，副作用是IT基础架构将变得越来越一体化和外向型。由于城市安全数据来源的广泛性、传播的开放性，受到网络攻击的渠道更多、可能性更大，甚至会对城市乃至国家造成安全威胁。

最后，数据隐私缺乏法律制度保护。目前，我国已有覆盖网络安全、电子商务、个人信息保护、网络知识产权等领域的法律、法规、司法解释等构成的网络法律体系。但是大数据相关的法律治理体系尚不健全。目前我国针对数据共享和信息公开的基本法律依据仅仅是《中华人民共和国政府信息公开条例》这一行政法规。有人说，大数据时代，或许所有人都将变得“透明”，但个人隐私需要尊重，如何把握开放共享与隐私保护的尺度，如何判定对错与划分权责，这需要用法律的形式予以明确[10]。

3用大数据助力智慧城市安全建设的政策建议

3.1完善共享机制，搭建数据开放共享平台

要健全法律制度保障，建设公共安全数据资源整合共享机制，明确数据整合共享的边界、责任、流程和规则，确保公共安全数据资源按需、合理、高效地进行交换与共享。要搭建开放共享平台，充分整合各类城市公共安全的数据资源，搭建纵向各级政府互通共享、横向部门全覆盖的城市公共安全综合平台，消除“数据孤岛”，最大程度地汇集数据，充分发掘数据的附加价值，全面保障城市公共安全。

3.2引导公众参与，实现城市安全“无死角”

建立以“群众为中心”的智慧城市安全理念，鼓励公众积极参与智慧城市安全协同治理，实现政府、企业、科研机构的资源共享和协同发展，推动安防产业转型升级。深化大数据在城市安全领域的应用，实现公安、环保、气象、交通、食品药品等领域的全覆盖。

3.3鼓励技术创新，确保基础设施安全可控

加强大数据和云平台核心技术的研究，推动支持数据加解密、审计、销毁、验证等数据安全技术的研发应用。建立完善大数据技术标准体系，加强人才培养，鼓励创新应用，用技术进步提高据共享和开放的安全性，努力建成集数据搜集、存储、管理、分析、挖掘和运用于一体、具有自主知识产权的技术支撑体系，提高我国在大数据领域的国际竞争力。

3.4重视数据资源，加强城市数据安全防控

要保护好事关个人隐私、商业秘密、国家安全等几类数据，逐步消除数据滥用的隐患。首先，明确政府相关部门保障数据安全的责任和义务。其次，建立合法合规、安全有效的数据采集和生产规则，确保数据收集过程合法、可回溯。第三，完善数据开放、共享、应用的制度，充分保障公民的隐私权和企业的商业合法权益。加强监管、发挥公众和舆论的监督作用。第四，加强数据安全保护力度，确保我国核心信息基础设施运行正常，确保以大数据为技术手段的各类形式的攻击，不会对国家和社会造成严重危害。

参考文献：

[1]国家统计局．2015年国民经济和社会发展统计公报[EB/OL]．http://www.stats.gov.cn/tjsj/zxfb/201602/

t20160229_1323991.html，2016-02-29．

[2]中国政府网．中央城市工作会议[EB/OL]．

http://sousuo.gov.cn/s.htm?t=govall&q=要把安全放在第一位，把住安全关、质量关， 2015-12-22．

[3]湖北政府网．“湖北公安云”助破案件逾17万起提供数据资源145亿条[EB/OL]．

http://www.hubei.gov.cn/zwgk/bmdt/201509/t20150916_718210.shtml，2015-9-23．

[4]中国气象局．NOAA全球预报模式升级为四维精细化提高[EB/OL]．http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/201605/t20160518_311815.html，2016-5-18．[5]胡裕岭．反恐情指一体机制建设中的大数据应用[J]. 江西警察学院学报, 2015(6):42-46．

[6]王籽贺．公安信息化建设的评价研究[D].长春：吉林大学, 2013.

[7]中华人民共和国国务院.促进大数据发展行动纲要(国发[2015]50号)[EB/OL]． http://www.gov.cn/zhengce/content/2015-09/05/content_10137.htm，2015-8-31．

[8]中国安全防范产品行业协会．中国安防行业“十二五”(2011～2015年)发展规划[J]．中国安防, 2011(3):2-9．

[9]张军红．31项国家智慧城市标准已立项[J]．经济, 2016(Z1).

[10]丁波涛．大数据条件下的城市公共安全应对机制[J]. 上海城市管理, 2015(5):26-30.

Research on the Construction of Smart City Safety Based on Big Data

AN Da, LIANG Zhi-hao, XU Shou-ren

(China Academy of Electronic and Information Technology, Beijing 100041，China)

Abstract:Safety is an important goal of smart city. In recent years, the rise of big data technology provides a new way of thinking and also means to promote urban public safety construction. This paper discusses the status of urban public safety in the perspective of smart city, focusing on analysis of the early foundation and favorable conditions, existing problems and challenges to be overcome. After that, policy recommendations are given, hoping to boost the use of big data in urban public safety, and contributing forward to a more secure, more beautiful future of the city.

Key words:Big Data； Smart City；City Safety；Urban Public Safety

doi:10.3969/j.issn.1673-5692.2016.03.003

收稿日期：2016-04-09

修订日期：2016-05-29

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