公共安全行业视频监控应用建设发展现状和趋势

2019-11-30吴斌中国电信股份有限公司上海分公司

数码世界 2019年10期

关键词：云化摄像机监控

吴斌中国电信股份有限公司上海分公司

前言

在这14 年的发展历程中，视频监控应用早已突破了报警监控体系，成为平安城市建设的主体应用。视频监控系统也从最早的模拟系统，到半网络系统，再到全网络系统。而近年来越来越成熟的网络视频监控系统在不断向应用化，智能化方向发展。

1 网络视频监控的现状

1.1 信息采集多维化、立体化

全方位的多维化、立体化信息采集体系是公共安全行业视频监控应用的感知体系，是构建立体化、现代化治安防控体系的基石。公安行业视频监控应用建设的信息采集正由单一的视频采集转变为多维度的立体化的信息采集。首先，同一信息采集点会将视频、WiFi、电磁、RFID、声音等能够采集的信息都采集到系统中，做到多种信息采集无死角，这是多手段信息侦查融合的基础；其次，信息采集点要高中低空相结合，做到远近高低全部交叉覆盖；最后要移动单兵、车辆和无人机采集相补充，固定移动相结合；这种多维度立体化信息采集方式，既达到了多手段融合互补，又做到了集约化建设节省投资，还可以固定移动相结合、平战结合，可以更加有效的立起有效多维度立体化信息防控体系。

1.2 视频图像智能化

从2017 年开始，随着芯片技术，算法技术，编解码技术的提升，各地开始了网络视频监控的智能化之路。传统的视频流这种非结构化的数据要用以前只能人工观看，找出相关信息，这种工作模式已经不能满足公安办案的需求。如南京周克华案时有两百多人，日夜看相关视频以求发现周克华的线索。如何能够把视频流信息提取出来，存储到可以自动处理的人、车、物、时间、事件以及数据间关系的地方，这就是视频大数据，好用的视频大数据都是动态大数据。动态大数据利用流处理的技术，采用管道架构实时处理“天眼”看到的每一个人、车和事件等，将看到的情况、背景信息和报警信息，先比对碰撞分析研判，最后将结果发送给关注该信息的警员。视频大数据可以分析间接的人与人、物与物、人与物间等的关系，以及其可视，不易抵赖，具有八大资源都无法具有的功能和信息量，视频图像信息大数据正方兴未艾的发展。

视频智能化的建设也分为两个阶段：

第一个阶段是后端对视频流分析，提取结构化数据。这个阶段主要是在智能化的起步期阶段。因为时间原因部分重要点位刚刚完成建设或者建设的年限没有到期，无法进行更换。这种方式对资源的消耗很大，但是对于系统的架构和变化最小。

第二个阶段是在新建点位时，考虑智能分析前移，前端安装智能摄像机，可以进行抓拍，结构化数据提取等。摄像机往后端传送图片和视频。这种方式能够很大地节省后端资源，提升效率，减少机房空间占用等。在这个过程中需要考虑和原有系统的兼容性。当这个系统建设完毕后，视频系统和图片系统并存。随着时间的推移逐步会将普通摄像机替换成为智能摄像机。

1.3 视频图像联网化

公安建设的网络视频监控系统数量大概只能占到整体的10%或者更少，更多的是单位，企业，政府等自建系统，从公安维稳的角度来说很多重要的点位都需要接入到公安的网络中。2015 年中央九部委联合出台了996 号文件，其中规定了各地政府需要加强公安安全视频监控建设联网应用，到2020 年基本实现“全域覆盖、全网共享、全程可控”的目标。

整个联网过程大体分为三个阶段：第一个阶段主要是模拟，高清视频接入，用作时候调查取证，达到补缺补盲的作用。第二个阶段重点在视频专网、公安内网以及互联网视频的互联，重点关注局部的视频智能应用以及全面的远程监控能力。第三个阶段重点发力业务实战平台应用的建设，未来向着智慧城市的方向发展演进，更关注视频数据的信息化、智能化以及大数据化。目前各地根据信息化水平的不同基本处于第二个或第三个阶段。

2 网络视频监控的未来发展趋势

2.1 基础设施全面云化和国产化

随着近年来，云技术的普及以及视觉处理技术的飞速发展，视频处理的基础设施正在全面的云化。传统视频项目建设都是采用某个厂商专有设备搭建，这种方式越来越不能满足公安机关的应用需求。2017 年以来，机器学习技术飞速发展，特别是AlphaGo 多次战胜围棋大师后，视频处理技术膨胀式发展，人脸识别、车脸识别快速到了实用化的水平，同时各家专业算法公司也你追我赶各有秋千，但传统的安防技术公司的水平相对落后很多。公安机关使用的识别算法若能提高一个百分点，办案中走访摸排所花费的时间就可以节省几倍或几十倍，因而公安机关总是在想方设法使用最好的算法，以及多算法混合交叉使用。

2018 年以来，互联网公司阿里和腾讯的云业务都在安防市场上有所发力，而传统安防厂商打出”云存储““云计算”“Cloud AI”等和云相关的概念。互联网厂商的云化系统具有优势，但是对安防的理解和应用有限。而传统安防厂商长期扎根于行业中，对客户需求理解，业务应用要强于互联网公司。但是在云化技术上有所欠缺。

在基础硬件方面，今年中美贸易战对视频监控敲响了警钟，美国对华为，曙光等公司的制裁动作再一次让国人认识到了美国对于科技的统治力。公共安全行业是一个关于国家安全稳定的重要行业，其所用设备应当具备良好地自主可控能力。目前华为，曙光等硬件供应商的国产化之路已经初具雏形，部分地区如北京和上海已经开始尝试使用国产基础硬件。

受限于客户庞大的现网系统，现在尚还没有较好地方法能够完成传统系统到云化系统的平滑过渡。未来的云化和国产化会分为三个阶段：

第一个阶段是基于监控系统需求的云华技术成熟。视频监控的流量巨大，传统的一朵云的方式在实际工程中很难落地，需要依据客户需求，按照分布式架构处理，算力灵活调配，资源共享。另外云化技术要考虑到目前现网架构的兼容性和可过渡性。

第二个阶段是国产硬件基础平台成熟后，算法厂商需要将硬件和软件进行解耦，目前很多厂家都做的是一体机的模式，一体机相比于算法+普通服务器的方式可以提升使用效率，但是不够灵活，资源固化严重，不可灵活调度，错峰使用。基于X86 的通用GPU 服务器和CPU 服务器和算法厂商的适配基本没有问题，国产自主的服务器成熟后还需要大量地进行兼容性测试和调优，把软件的生态构建起来。这也需要一个较长的过程。

2.2 图像高清化，协议标准化

编解码技术的提升，视频传输的带宽在不断下降，1080P 系统已经成为标配，市面上4 百万，5 百万，6 百万和8 百万像素的设备已经逐渐替代2百万像素的摄像机。以前1080PH.264协议需要4Mbps带宽，现在使用H.265 或者优化过的H.265 协议甚至可以达到1-1.5Mbps。目前已上海公安的建设为例，街面上新建的点位8 百万摄像机的数量已经超过2 百万摄像机。高清的视频能够带来更好的用户体验，能够提升智能分析的准确率，有利于各种价值信息，犯罪细节的获取。但是这是一个逐步的过程，以8 百万像素（4K）为例，使用4K 系统从前端的摄像机，传输的带宽，存储空间，解析的资源，解码设备，显示设备等全部需要配套。

为了全面应用高清系统，带宽的降低就显得尤为重要，所以未来关于公安部标准的28181 协议必将把新的压缩协议放到标准中。摄像机提升了后续的系统会慢慢匹配，最终达到一个高清的系统。

2.3 基于5G 技术的多样化应用

2019 年是5G 技术的应用元年，以前受限于带宽情况，无线传输的wifi，微波，4G 都有很大的局限性。5G 的高带宽，大连接，低时延会让监控系统的部署更加灵活，尤其是遇到重大赛事时。未来甚至可以通过5G 的技术将摄像机不同组件进行分离，例如将镜头，机芯放在需要监控的点位上，芯片算法放在附近的位置，一个芯片可以跑多个算法带动多个摄像机。智能化的能力可以进一步前移。