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        大規(guī)模視頻智能化應(yīng)用體系建設(shè)的實(shí)踐與思考

        2020-09-22 08:29:14莊唯胡雷地李響奚雪峰
        警察技術(shù) 2020年5期
        關(guān)鍵詞:盾牌運(yùn)維管理體系

        莊唯 胡雷地 李響 奚雪峰

        1.江蘇省蘇州市公安局2.蘇州科技大學(xué)

        引言

        隨著新型智慧城市的發(fā)展,公安部門通過信息技術(shù)為民生、公共安全、城市服務(wù)在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng),為人民群眾創(chuàng)造穩(wěn)定和諧的社會(huì)環(huán)境成為城市發(fā)展的重要需求[1]。但是基于普通高清視頻監(jiān)控布局的傳統(tǒng)城市安防體系漸漸落后于時(shí)代,無法滿足一線實(shí)戰(zhàn)需求,亟待提檔升級(jí)[2]。近年來,隨著人工智能應(yīng)用日趨成熟,特別是邊緣計(jì)算、深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù)的突破,加之運(yùn)算硬件成本持續(xù)降低,網(wǎng)絡(luò)性能大幅提升,大規(guī)模跨地域視頻智能化應(yīng)用具備了必要的技術(shù)基礎(chǔ),迎來了新的發(fā)展契機(jī)。因此,蘇州市公安局推動(dòng)“城市盾牌”建設(shè),即在蘇州全市域范圍內(nèi),綜合運(yùn)用多種前沿科技,通過科學(xué)布建多道感知技術(shù)防線,搭建一體化智能防控平臺(tái),形成合成化作戰(zhàn)機(jī)制,鍛造全國領(lǐng)先的公共安全城市防控體系。

        一、現(xiàn)狀與需求

        大數(shù)據(jù)背景下的城市安全防控體系建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的大型系統(tǒng)工程,高度集成了物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等眾多新一代信息技術(shù),與傳統(tǒng)城市安防體系相比,數(shù)據(jù)體量更大、形態(tài)更多、速度更快、范圍更廣、應(yīng)用形式更加多樣[3]。因此,大數(shù)據(jù)背景下的城市安全防控體系也將面臨更多的問題和挑戰(zhàn)。以蘇州公安為例,傳統(tǒng)城市安防體系存在如下工作痛點(diǎn):(1)建設(shè)缺乏統(tǒng)籌。由于缺少頂層設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)支撐,城市安防體系涉及到的大量設(shè)備、數(shù)據(jù)、應(yīng)用接入缺乏規(guī)范性指導(dǎo),給后續(xù)的管理和應(yīng)用埋下隱患;(2)數(shù)據(jù)多頭管理。由于缺乏數(shù)據(jù)中臺(tái)理念,使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分散,共享應(yīng)用困難,信息孤島林立;(3)條塊各自為戰(zhàn)。由于大規(guī)模的前端建設(shè)缺乏統(tǒng)籌推進(jìn),使得各地各自為戰(zhàn),跨區(qū)域、跨業(yè)務(wù)、跨系統(tǒng)協(xié)同困難;(4)運(yùn)維協(xié)同難度高。由于缺少運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn),特別是體系化運(yùn)維思路的缺失,使得運(yùn)維工作疲于奔命,顧此失彼,難以達(dá)到高可靠性的要求。

        為了解決上述問題,就必須用體系化、標(biāo)準(zhǔn)化的思維來重構(gòu)整個(gè)體系,這個(gè)體系需要著重滿足如下幾個(gè)方面的需求:(1)要實(shí)現(xiàn)全市各類智能化感知設(shè)備的全接入,并對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行必要的全生命周期管理;(2)要實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的全面接入、匯聚和管理,并形成專業(yè)的數(shù)據(jù)中臺(tái),全方位支撐,全體系應(yīng)用;(3)要形成一個(gè)穩(wěn)定、高效、共享的應(yīng)用生態(tài),可以方便快捷的搭建各類應(yīng)用,支撐保障實(shí)戰(zhàn)體系長效運(yùn)作;(4)要建設(shè)有效的運(yùn)維機(jī)制,對(duì)整個(gè)體系進(jìn)行高效的運(yùn)維。

        二、體系架構(gòu)

        為了破解以上難題,蘇州公安借鑒操作系統(tǒng)的概念,采用標(biāo)準(zhǔn)化、體系化的方法,將“城市盾牌”體系架構(gòu)抽象歸納為四大核心系統(tǒng)(一機(jī)一檔管理系統(tǒng)、云接入系統(tǒng)、實(shí)戰(zhàn)管理系統(tǒng)、運(yùn)維管理系統(tǒng))和六大工作體系(前端管理體系、數(shù)據(jù)管理體系、應(yīng)用建設(shè)體系、實(shí)戰(zhàn)管理體系、安全管理體系、運(yùn)維管理體系),具體如圖1所示。

        在頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)上,“城市盾牌”基于操作系統(tǒng)架構(gòu),構(gòu)建了一套包含設(shè)備管理接口、數(shù)據(jù)總線協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)組件API、系統(tǒng)安全管理等操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新一代安防體系,體系架構(gòu)如圖2所示。

        (一)設(shè)備管理接口:一機(jī)一檔管理系統(tǒng)

        “一機(jī)一檔”是全量感知前端設(shè)備信息建檔的管理工具,為全系統(tǒng)提供統(tǒng)一的前端設(shè)備增、刪、改、用管理服務(wù)?!耙粰C(jī)一檔”提供感知前端全息信息檔案,使用唯一的國標(biāo)ID作為前端索引,基于智能泛在感知網(wǎng)實(shí)IP地址為前端接入及聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)變化提供注冊(cè)服務(wù),為后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)提供規(guī)范統(tǒng)一的前端識(shí)別信息、狀態(tài)信息以及位置檢索服務(wù),并為運(yùn)維系統(tǒng)提供前端設(shè)備管理接口。

        (二)數(shù)據(jù)總線協(xié)議:接入云平臺(tái)

        接入云平臺(tái)是在“城市盾牌”整體架構(gòu)的基礎(chǔ)上,提供全網(wǎng)感知資源的統(tǒng)一接入、匯聚、分發(fā)的軟件系統(tǒng),是為全網(wǎng)提供一個(gè)前端對(duì)接各類感知設(shè)備,后端對(duì)接各種智能應(yīng)用的全數(shù)據(jù)接入云服務(wù)。該系統(tǒng)提供各類前端感知設(shè)備接入和后端數(shù)據(jù)應(yīng)用的接口規(guī)范,同時(shí)提供各類感知數(shù)據(jù)匯聚、質(zhì)量管理以及形成感知資源庫,提供數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理以及應(yīng)用數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)。通過接入云平臺(tái),簡化了感知設(shè)備聯(lián)網(wǎng)過程,保證設(shè)備可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)接的方式,快速部署、快速對(duì)接、快速應(yīng)用,確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在感知設(shè)備、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用之間的靈活集成,降低跨網(wǎng)、跨層級(jí)的數(shù)據(jù)調(diào)用難度,支撐全網(wǎng)多維數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用。

        (三)標(biāo)準(zhǔn)組件API:實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用生態(tài)

        依托“城市盾牌”數(shù)據(jù)總線協(xié)議,圍繞數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)實(shí)戰(zhàn)構(gòu)建覆蓋“城市盾牌”全流程的標(biāo)準(zhǔn)組件API,目標(biāo)是建立一種開放式、高兼容性應(yīng)用建設(shè)環(huán)境,來快速支撐各類實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用開發(fā)工作。標(biāo)準(zhǔn)組件API降低了第三方廠商進(jìn)入“城市盾牌”應(yīng)用生態(tài)的門檻,縮短了新應(yīng)用開發(fā)周期,降低了開發(fā)成本,使實(shí)戰(zhàn)需求得以快速得到多方響應(yīng),同時(shí)更有利于“城市盾牌”全流程運(yùn)維管理。

        (四)系統(tǒng)安全管理:運(yùn)維與安全管理平臺(tái)

        立足“城市盾牌”前端智能感知設(shè)備,以“全設(shè)備覆蓋、全問題檢測、全流程控制、全生命周期”為著眼點(diǎn),采用人工智能領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別技術(shù),構(gòu)建起市、縣(區(qū))兩級(jí)運(yùn)維與安全工作機(jī)制。通過可視化的運(yùn)維與安全機(jī)制,直觀、快速展示出各類智能前端的運(yùn)行狀態(tài),縮短設(shè)備運(yùn)維故障周期,量化相關(guān)運(yùn)維與安全工作內(nèi)容,保證各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)高效運(yùn)行以及使用。

        三、實(shí)施路徑

        “城市盾牌”是一項(xiàng)龐大的體系工程,涉及前端建設(shè)、數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)建模、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用、運(yùn)維及安全管理等一系列子工程,為了協(xié)同推進(jìn),蘇州公安將“城市盾牌”劃分為前端管理體系、數(shù)據(jù)管理體系、應(yīng)用建設(shè)體系、實(shí)戰(zhàn)管理體系、安全及運(yùn)維管理六大體系,具體如下:

        (一)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化前端管理體系

        在數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化方面,制定“城市盾牌”前端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,并將公安實(shí)戰(zhàn)關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域劃分為“N道防線”,分場景制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)接入規(guī)范。通過這些標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),為后續(xù)的全市范圍數(shù)據(jù)接入奠定基礎(chǔ)。

        (二)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)管理體系

        依托接入云平臺(tái)構(gòu)建“城市盾牌”數(shù)據(jù)中臺(tái),實(shí)現(xiàn)“城市盾牌”各類數(shù)據(jù)整合和管理、數(shù)據(jù)提煉和加工、數(shù)據(jù)資產(chǎn)化服務(wù)和業(yè)務(wù)價(jià)值變現(xiàn),打造一套面向公安業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)公共服務(wù)平臺(tái)。通過打造“城市盾牌”數(shù)據(jù)中臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)全應(yīng)用生態(tài)快速支撐,使“城市盾牌”具備對(duì)實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)變化及創(chuàng)新的快速響應(yīng)能力。

        (三)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用建設(shè)體系

        基于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)管理體系,將“城市盾牌”各類數(shù)據(jù)加工并按照實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)封裝成公共的數(shù)據(jù)產(chǎn)品和服務(wù),所有的系統(tǒng)和應(yīng)用都基于同一套數(shù)據(jù)開展應(yīng)用,使得這些應(yīng)用數(shù)據(jù)共享,功能互補(bǔ),應(yīng)用間互聯(lián)互動(dòng)成為現(xiàn)實(shí)。由于整個(gè)軟件體系在頂層設(shè)計(jì)中,采用松耦合級(jí)聯(lián)的思路,任何一家廠商只要符合相關(guān)的接口規(guī)范就可以快速參與到“城市盾牌”的建設(shè)中。

        (四)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)戰(zhàn)管理體系

        實(shí)現(xiàn)全市一體的比對(duì)預(yù)警的前提是要實(shí)現(xiàn)比對(duì)預(yù)警的業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化和管理標(biāo)準(zhǔn)化?!俺鞘卸芘啤被诖罅康膶?shí)戰(zhàn)應(yīng)用,逐步完善形成了分色預(yù)警和分發(fā)的業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn),不同實(shí)戰(zhàn)處置要求對(duì)應(yīng)不同的預(yù)警等級(jí),分紅、橙、黃、綠四色,并配置不同的處置策略和管理機(jī)制,抽象化的四色預(yù)警使新增的預(yù)警處置需求可以得到快速響應(yīng)支持。

        (五)標(biāo)準(zhǔn)化安全及運(yùn)維管理體系

        “城市盾牌”能夠高效平穩(wěn)有序的運(yùn)行,離不開標(biāo)準(zhǔn)化的安全及運(yùn)維管理體系建設(shè)?!俺鞘卸芘啤睂⑺羞\(yùn)維及安全處理的業(yè)務(wù)流程抽象為四個(gè)步驟即問題發(fā)現(xiàn)、問題確認(rèn)、業(yè)務(wù)處置分發(fā)和復(fù)核上線。任何安全管理和運(yùn)維處理流程都遵循這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)步驟進(jìn)行處置,不同的問題類型處置流程是相同的,這使得所有的運(yùn)維管理和安全管理得以在一個(gè)平臺(tái)上開展流程化處置?;谶@一標(biāo)準(zhǔn)化處置流程,“城市盾牌”逐步形成了一系列問題發(fā)現(xiàn)的自動(dòng)化檢測機(jī)制,并由此發(fā)展出了針對(duì)前端設(shè)備的“四全運(yùn)維”和針對(duì)應(yīng)用體系的系統(tǒng)健康度分析,以確?!俺鞘卸芘啤毙艹掷m(xù)穩(wěn)定輸出。

        四、效能評(píng)估

        (一)規(guī)模體量

        截至2019年12月,在前端接入方面,蘇州“城市盾牌”已接入各類智能感知設(shè)備近5萬路,其中包括人像卡口1.7萬路、車輛卡口2.2萬路及其他物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備1.1萬套,是全國規(guī)模最大的城市智能防控平臺(tái)之一;在數(shù)據(jù)匯聚方面,“城市盾牌”每日新增人像照片2300萬張、過車照片5500萬張及其他物聯(lián)信息3100萬條,數(shù)據(jù)總量超過400億條。

        (二)效能評(píng)估

        2019年全年,蘇州公安依托“城市盾牌”各類指令累計(jì)抓獲各類犯罪嫌疑人6662名,其中在逃人員1580名(占全市抓獲18%),法院失信人員2948名(占全市抓獲90%)?!俺鞘卸芘啤崩塾?jì)發(fā)現(xiàn)和推送各類有價(jià)值信息超過30萬條,已經(jīng)成為蘇州公安價(jià)值信息獲取最重要的來源之一。

        五、結(jié)語

        基于體系化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)思路,蘇州公安聚焦實(shí)戰(zhàn),用一年的時(shí)間快速建設(shè)發(fā)展出一套由具體業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng),行之有效的大規(guī)模視頻智能化應(yīng)用體系“城市盾牌”,實(shí)現(xiàn)了全市范圍警務(wù)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)協(xié)同,發(fā)揮出了顯著的實(shí)戰(zhàn)成效,充分驗(yàn)證了“城市盾牌”體系化建設(shè)思路的科學(xué)性,為目前全國各地正在開展的大規(guī)模視頻智能化建設(shè)提供了一種可復(fù)制和參考的建設(shè)模式。

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