人工智能時代智慧安防在智慧城市中的發(fā)展與應(yīng)用解析

導(dǎo)讀：建設(shè)智慧城市的一個重要目標(biāo)，就是要在城市數(shù)字化前提下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合與共享，進(jìn)而實現(xiàn)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的深度學(xué)習(xí)、跨界融合、全局智能。

智慧城市是在城鎮(zhèn)化與信息化發(fā)展的背景下，通過綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，統(tǒng)籌城市公共數(shù)據(jù)資源，整合業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)營現(xiàn)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(chǔ)之上，為了破解城市各業(yè)務(wù)領(lǐng)域信息化深化發(fā)展帶來的數(shù)據(jù)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(shè)智慧城市的一個重要目標(biāo)，就是要在城市數(shù)字化前提下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合與共享，進(jìn)而實現(xiàn)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的深度學(xué)習(xí)、跨界融合、全局智能。

安防是城市的剛需，沒有智慧安防智慧城市將無從談起。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(jiān)管、應(yīng)急指揮等眾多行業(yè)和部門，對數(shù)據(jù)的多源采集、充分共享、深度挖掘、創(chuàng)新應(yīng)用要求非常高。在智慧城市眾多的專項領(lǐng)域里，智慧安防是最能體現(xiàn)立體感知、數(shù)據(jù)融合、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、開放創(chuàng)新等智慧城市建設(shè)特征的專項領(lǐng)域。

一、AI、大數(shù)據(jù)時代，智慧安防在智慧城市建設(shè)中的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、計算、芯片、算法等基礎(chǔ)能力技術(shù)的助推下，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)和應(yīng)用的不斷成熟，特別是計算機(jī)視覺、視頻結(jié)構(gòu)化分析、視頻圖像深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的引入，公安大數(shù)據(jù)和社會大數(shù)據(jù)的深度挖掘，城市公共安防智慧化水平不斷提升?！癆I+安防”正成為安防行業(yè)發(fā)展的熱點和共識。

按照中國信息通信研究院的統(tǒng)計結(jié)果，2018年中國人工智能市場主要由五個領(lǐng)域構(gòu)成，按照市場規(guī)模從高到低分別為：機(jī)器視覺占比37%，語音識別占比22%，自然語言處理占比16%，基礎(chǔ)算法及平臺占比14%，芯片占比11%。而在機(jī)器視覺領(lǐng)域市場構(gòu)成中，安防行業(yè)以67.9%占據(jù)大部分份額，這得益于中國公共安全視頻監(jiān)控建設(shè)的龐大市場。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(yīng)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。

二、智慧安防在智慧城市建設(shè)中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

智慧安防的建設(shè)切實增強(qiáng)了城市整體防控、打擊犯罪、信息安全、城市治理等能力，目前已進(jìn)入以數(shù)據(jù)分析為核心的情報驅(qū)動的信息化建設(shè)階段。在這個階段，數(shù)據(jù)的采集、分析和應(yīng)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(yīng)用，并融入全社會乃至普通百姓的多方需求。與此同時，推動安防系統(tǒng)從傳統(tǒng)的被動防御升級成為主動判斷和預(yù)警的智能防御，是安防行業(yè)一直以來的迫切需求。安防信息隱藏在城市運(yùn)行的各項指標(biāo)背后，其數(shù)據(jù)的采集不能只依靠政府部門，要基于“共建共治共享”理念，推動社區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)、酒店、工地等企事業(yè)單位等共同承擔(dān)起數(shù)據(jù)采集責(zé)任;要建立起以視頻監(jiān)控為核心，包含MAC、音頻、指紋等多種類型的數(shù)據(jù)采集手段;要實現(xiàn)吃、住、行等不同場景的信息全域覆蓋、全程采集。

安防數(shù)據(jù)數(shù)量巨大、價值密度低、種類繁多，不僅對人類來說使用起來非常困難，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法實現(xiàn)視頻分析技術(shù)的有效辨識;同時，安防數(shù)據(jù)在各數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)聯(lián)融合非常少，數(shù)據(jù)資源仍處于分散狀態(tài)，數(shù)據(jù)的開放和共享程度低，難以開展多維數(shù)據(jù)融合分析，需要結(jié)合應(yīng)用場景進(jìn)一步提升模型算法，充分發(fā)揮機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析和挖掘等各種人工智能優(yōu)勢，開展智能分析。

三、智慧安防在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用案例解析

如今，智慧安防已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)和人工智能時代。以機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)技術(shù)為基礎(chǔ)的人工智能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于治安管控、交通管理、刑偵破案等業(yè)務(wù)場景中，在不需要人為干預(yù)的環(huán)境下，計算機(jī)可以對攝像機(jī)拍攝的內(nèi)容進(jìn)行自動分析，包括目標(biāo)檢測、目標(biāo)分割提取、目標(biāo)識別、目標(biāo)標(biāo)注、目標(biāo)跟蹤等;可以對監(jiān)測場景中的目標(biāo)行為進(jìn)行理解并描述，得出符合實際意義的解釋，如車輛逆行、開車打電話、人群集聚、包裹遺留等，大大提升了視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的價值和使用效率。

安防數(shù)據(jù)像血液一樣滲透于城市的治安、交通、社區(qū)、教育、生產(chǎn)等各個方面。處理海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)是智慧安防必須要面對的問題。目前，公安系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中積累大量的車輛、人員、社會關(guān)系等信息及大量的高危人員、高危車輛的信息，同時城市攝像頭、智能移動終端、傳感器每時每刻都在產(chǎn)生大量的社會安全數(shù)據(jù)，城市安防信息就隱藏在這些數(shù)據(jù)中。大華多維大數(shù)據(jù)解決方案即以視頻提取人、車、物、行為等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)核心，同時融合道路卡口/電警圖片視頻資源、治安監(jiān)控、公安信息庫(如人員信息庫、車輛盜搶庫、車架管庫、六合一系統(tǒng)等)、社會資源信息、互聯(lián)網(wǎng)高價值信息等，進(jìn)行多維度的碰撞分析，并與實戰(zhàn)業(yè)務(wù)流程相結(jié)合，不斷深入挖掘數(shù)據(jù)深層次價值，構(gòu)建一張“多維智能感知防控網(wǎng)絡(luò)”，打通數(shù)據(jù)壁壘，服務(wù)全警及各政府部門應(yīng)用。多維大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可對人員數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)、物聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和關(guān)聯(lián)，通過以視頻為核心的物聯(lián)信息服務(wù)與公安業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、政府社會數(shù)據(jù)進(jìn)行碰撞，從而實現(xiàn)融合檢索、全網(wǎng)碰撞、關(guān)系追蹤、軌跡補(bǔ)全、軌跡預(yù)測等功能。

四、智慧安防在智慧城市建設(shè)中的發(fā)展前景與趨勢

隨著AI、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在安防領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入。智慧安防未來發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在三個方面：

1.“云+端”全智能感知

AI與前端感知設(shè)備的結(jié)合，通過賦予前端邊緣計算能力，可以將人像識別、車輛識別、行為識別等部分智能化分析功能前置，實現(xiàn)“云+端”的AI安防整體架構(gòu)，既滿足城市安防對多元細(xì)分場景的智能化應(yīng)用要求，又通過計算和數(shù)據(jù)的邊緣化，降低了數(shù)據(jù)傳輸對網(wǎng)絡(luò)的壓力和對數(shù)據(jù)中心的依賴，更好提升全網(wǎng)智能化效率。

2.人機(jī)協(xié)同智能化作戰(zhàn)

美國斯坦福大學(xué)發(fā)布的2030年人工智能生活報告當(dāng)中，全面評估了人工智能發(fā)展，并將人機(jī)相互補(bǔ)償和增強(qiáng)的智能協(xié)同系統(tǒng)列為未來AI的重要發(fā)展趨勢之一。人機(jī)協(xié)同智能協(xié)同在需具備基于人類狀態(tài)模型的機(jī)器認(rèn)知能力，基于知識圖譜的人機(jī)知識共享能力和基于智能推理的多人多機(jī)全局規(guī)劃能力。在智慧安防領(lǐng)域，人機(jī)系統(tǒng)可在遠(yuǎn)程應(yīng)急指揮、事故現(xiàn)場聯(lián)合搜救、人類不可及區(qū)域的作業(yè)等場景下發(fā)揮作用，實現(xiàn)人機(jī)組織主動認(rèn)知，相互協(xié)同。如在危急環(huán)境下，市民可以通過手勢給視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送求助信號。

3.基于全局的認(rèn)知智能

安防大數(shù)據(jù)集合了多個部門、多個系統(tǒng)在不同時間點的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)價值密度很低，全局?jǐn)?shù)據(jù)分析能力不足嚴(yán)重制約了安防數(shù)據(jù)的應(yīng)用。未來，讓機(jī)器學(xué)習(xí)實時處理人所不能理解的超大規(guī)模全量多源數(shù)據(jù)，從海量數(shù)據(jù)中洞悉人所沒有發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜隱藏規(guī)律，最終能夠從全局視角制定超越人類局部次優(yōu)決策的策略，是智慧安防發(fā)展的重點方向。

五、結(jié)語

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(shè)浪潮中，智慧安防無疑是智慧城市建設(shè)中新技術(shù)與業(yè)務(wù)結(jié)合性好、需求迫切、落地性強(qiáng)的一個領(lǐng)域。

在大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、深度學(xué)習(xí)等新理論新技術(shù)的驅(qū)動下，人工智能正加速發(fā)展，呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放、自主操控等新特質(zhì)。人工智能在立體感知和預(yù)判、深度學(xué)習(xí)、全局策略制定等領(lǐng)域有著人類無法比擬的優(yōu)勢。AI+安防的深度融合將極大促進(jìn)安防行業(yè)發(fā)展，推動安防回歸安全防范的本質(zhì)，同時也會進(jìn)一步提升智慧城市的精細(xì)化治理水平，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級。