视频大数据在智慧城市中的应用

□ 文/本刊记者 何遥

智能化产业不断发展，视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合，尤其在安防系统中的重要性日益突出，成为技术安全防范最有力的手段。安防监控对高清化、智能化、网络化、数字化的要求也越来越高，数据呈现出爆发性的增长。安防领域由过去单一的系统布防逐渐转变为大数据应用分析的综合智能系统，安防大数据时代已经到来。

针对智慧城市建设中大量视频数据的快速检索、统计分析的需求，海康威视、科达、天地伟业、佳都科技等视频领域的领军企业已有了成熟的视频大数据的解决方案，目前已应用到多个智慧城市的建设中。

智慧城市对视频数据挖掘能力要求很高

视频监控业务正是一个典型的数据依赖型业务，依靠数据说话。可以说，大数据与视频监控业务是天然就结合在一起的。通过大数据技术，进一步挖掘海量视频监控数据背后的价值信息，快速反馈，以内涵知识辅助决策判断，这些是适当应用好视频监控的“金钥匙”。

视频大数据系统的三个层次

视频大数据平台一般以分布式集群的方式进行建设，集群能够对数据处理进行负载均衡，同时，集群能够方便地进行扩展，能够通过增加集群节点来提升平台整体性能。数据存储需要考虑以下几个方面：哪些数据需要保存到视频大数据平台；如果对原有系统进行改造，原有系统中已存在的那些数据该如何处理；如何保证数据的可靠性。视频大数据平台采用分布式计算，同时结合内存加速、负载均衡、本地处理，提供高效的数据计算能力。

视频大数据处理系统，在应对视频大数据处理中的存储问题，采用了分布式存储方式，提高了读写速度，并扩大了存储容量；在应对视频大数据处理中的计算问题，采用分布式计算系统，提高了数据分析和挖掘能力。视频大数据处理系统总体架构如下图所示，包括资源层、平台层、应用层三个层次。

资源层：包括IT基础资源、数据资源、视频资源等。能够产生、存储、处理海量数据的资源如过车数据、人脸数据、案事件数据等。

平台层：即视频大数据平台，包括数据存储、数据处理、数据迁移、集群管理等功能，同时为上层应用提供接口。视频大数据平台地位类似于数据库，但是它比数据库的处理能力要强大很多，可以对海量数据进行处理。

应用层：基于视频大数据平台提供的高效数据处理服务，行业应用平台（公安、交通、司法、能源、教育等）能够为用户提供海量数据的高效存储、检索、分析和统计等功能。

大数据在各个领域都已有了较为成熟的应用。在视频监控领域，大数据时代正悄悄来临。在城市安全、交通管理中将部署大量的视频监控设备，这些视频监控设备将产生大量的视频及其相关的数据，如交通卡口数据达到十亿条甚至更大级别，人像库的数据量达到千万条甚至更大级别。

数据挖掘能力是关键

针对如此大级别的数据量，当前系统会逐渐暴露出数据检索速度越来越慢、数据统计、分析效率越来越低等问题，这些问题都需要一个成熟的技术来解决。在智慧城市中，城市安全、智慧交通等的迅速发展，城市中非结构化的数据量越来越大。视频大数据技术侧重帮助各类客户从日趋海量的非结构化视频数据中快速发掘高价值的信息，协助客户提升其决策的效率和精准度。因此，视频大数据的处理好坏成了客户关注的焦点，视频大数据的处理技术也成了厂家能力的体现。

针对结构化或半结构化数据的数据量特别大的场景，大数据平台作为应用平台的支撑平台，提供海量数据的高效处理能力。通过大数据平台，应用能够对这些数据进行高效地存储、检索（秒级）、分析和统计，切实地提高效率，提升用户体验度。

视频监控进入网络化时代以后，越来越多IT新兴技术融入其中，大数据技术在视频监控领域的广阔发展路径已经显现。视频大数据技术能够解决当前系统处理海量视频及相关数据能力不足的问题，帮助客户从海量的视频数据中快速挖掘高价值的信息，协助客户提升其决策的效率和精准度。可以预见在未来的“智慧城市”建设中，视频的数据量会爆发性增长，对海量视频数据处理系统的要求会越来越高，对视频数据挖掘的能力要求也会越来越强。

视频大数据改变智慧城市三大应用场景

在智慧城市中，智慧交通、公共安全、可视化管理等的迅速发展，城市中视频监控数据越来越多。大数据技术和视频监控的结合，把孤立的视频内容通过大数据技术的加工，形成可视化结果呈现，这种转变可为视频监控业务创造更加智能高效的使用方式，让用户从繁重的观看视频监控劳动中解脱出来，能轻松自如地通过视频监控进行高效准确的决策。

比如对于一个商场，除了对安防的需求之外，对视频数据的二次挖掘，可以搜集顾客的性别、年龄、穿着信息，可以统计顾客的购物路径、停留模式、聚集热点，甚至可以二次或者多次回头率、到店周期等。这类似于网站访问分析，能为商场的优化提供基础数据。如果是连锁型企业，还能结合多店的数据，获得区域性甚至全国性的数据。

视频挖掘扩大应用到一个城市，每个街道的人流数据、车流数据都在其中，这些数据整体汇集起来，就是一个城市的人车分布图，静态的如不同区域人的特征、车的特征，动态的如人车的路径、停留模式，这对城市的规划和管理都极有价值。

智慧交通

在智能交通行业，视频大数据技术可以帮助管理者轻松监控摄像覆盖范围内的所有车辆的行驶状态、运行轨迹，快速分析出其是否违章，通过对海量交通数据的比对、分析和研判，实现指定车辆行驶路径、道路拥堵研判等功能。

智慧交通大数据应用的不同之处在于后端子系统的设计。传统方案中，只有一个智慧交通平台；而大数据方案中，智慧交通平台之下多了一个视频大数据平台，海量的过车数据存储于视频大数据平台中，大数据平台为上层平台提供海量数据的高效处理服务。以10亿条数据为例，在检索、研判和统计分析等应用中传统方案检索时间是分钟级，采用大数据技术检索时间可以达到秒级。基于视频大数据平台，智慧交通平台实现了高效的检索、分析、统计等功能，能够为用户提供更好的服务。

公共安全

实时汇总并综合分析各种公共安全数据和资料，为执法人员快速准确应对提供科学依据：如实时调阅现场视频录像、嫌疑人记录、同一地区的相似案件资料；进行地理、时间和空间的比较分析，揭示其违法模式和行为模式；追踪嫌疑人与其车辆的位置等。指挥人员也可以参照各种数据对不同来源的资料进行综合分析，制作指挥图。

公共安全应用的不同之处在于后端子系统中加入了视频大数据平台。公共安全应用平台为用户提供人脸检索功能；视频大数据平台存储人脸库数据，进行高效的人脸分析比对，为应用平台提供人脸检索服务。以1000万条数据为例。如果传统的方式数据库需要管理员进行手动的分库分表操作，随着数据的增长维护工作量会越来越大，同时也很难保证系统的正常运行；采用视频大数据技术可以轻松的做到系统的横向扩展，保证系统高效的运行。基于视频大数据平台，公共安全应用平台能够为用户提供快速的人脸检索功能。

管理可视化

视频监控系统发展到今天，可视化管理变得愈发重要。基于视频大数据，可以将可视化管理提升一个高度，使前端的那些“眼睛”变得更加智慧，实现自动监看，释放人力。同时，区域内的监控点位可实现智慧联动，提升管理效率。

可视化管理应用的不同之处在于后端云平台中加入了视频数据监控。以建筑领域为例，视频大数据的可视化监管已经得到了很大程度的应用。面对国内建筑行业与公共服务信息化建设的发展趋势，“智慧工地”应运而生，它围绕施工过程管理，建立互联协同、安全监控、智能化生产等项目信息化生态圈，并将此数据在虚拟环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析，提供过程趋势预测及专家预案，实现工程可视化智能管理。并且它实现了各级联网、分级监管等功能，通过云平台数据监控中心LED大屏幕、台式电脑、智能手机、平板电脑等设备都可远程查看工地现场画面，满足各级监管部门、建筑开发商、施工单位和监理单位的不同需求。

不可忽视的数据安全及隐私问题

安防视频监控摄像头自诞生以来，一直在快速地扩张，而且很少为普通公众所注意到。我们今天的世界，成千上万的摄像头以自动车牌识别设备（ANPR）的名义悬挂在公路上，为了抓住超速驾驶者或违章停车者，或者是追踪疑似犯罪分子的出入。如今，每年估计有一亿零六百万台新的监控摄像机被售出；在互联网上共享或存储的图像超过2.5万亿张。

与此同时，互联网打破了空间及时间的界限，人们的生活进入全面数字经济时代。很多智能监控摄像头已经进入普通家庭，相关数据统计，这个数字已经超过2000万。

对此，一些人感到很担心，认为这些摄像头是恶梦般的存在。在他们看来，这些“眼睛”会无时无刻的盯着人们的一切，如果数据泄露，后果不堪设想。

今年两会期间，全国政协委员、中国工程院院士邓中翰就曾公开建议，要进一步加强视频监控信息安全，迅速搭建起我国自主可控的安防监控系统产业链，将国家标准与行业应用相结合，让一些被入侵、劫持的“失控摄像头”全程可控。

他称，利用智能摄像头防范犯罪已经得到国家高度重视，也得到了人们的认可。但这些视频监控发挥作用的前提是不“侵扰”人们的生活，人们对自己产生的数据得可控。因此，要将国家标准与行业应用相结合，整体提升我国视频监控系统的信息安全水平。

在他看来，可以从三点着手解决：

首先要设立组织机构，从顶层设计、制度建设和市场机制引导等方面开展工作，强化各级部门和企事业单位的视频监控信息安全意识；

其次，要设立考核目标，尽快完成平安城市、雪亮工程等关系国计民生的重大视频监控系统全面执行相关国家标准。同时，要对相关产品的研发生产科研项目予以支持，鼓励技术、产品、应用和市场模式等领域的创新。

另外，应鼓励和支持国内视频监控、信息安全、行业应用等领域的企业协调行动，围绕相关国家标准，建立从加密算法、芯片、产品、应用系统和管理服务等各个环节的创新生态体系，引导生态链的每个环节均衡发展和利益共享，以市场机制推动标准的快速普遍应用，并通过工程检测等手段杜绝不符合标准产品在相关领域的销售和使用，搭建我国自主可控的安防监控系统产业链。

从这来看，目前保护安防用户数据安全问题得到了重视，并被提至议事日程。

智慧城市除了是平安的、舒适的、智能的，更是对人给予最大尊重的城市，保护隐私和数据安全必然是智慧城市的特质之一。