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邊緣計(jì)算對智慧城市公共安全建設(shè)的重要性

h1654155282.3538 ? 來源:安防知識網(wǎng) ? 作者:安防知識網(wǎng) ? 2020-08-11 17:57 ? 次閱讀

城市公共安全的三大轉(zhuǎn)變

我們國家提出智慧城市的概念,到現(xiàn)在已經(jīng)十多年。智慧城市這個(gè)名詞近幾年頻頻出現(xiàn)在政府工作報(bào)告、學(xué)術(shù)會議和行業(yè)論壇上。眾所周知,智慧城市是一個(gè)非常宏大的主題,影響到城市建設(shè)方方面面,通過各方的不懈努力探索和實(shí)踐,智慧城市已經(jīng)被賦予了一個(gè)具有中國特色的內(nèi)涵,不同角色、不同領(lǐng)域的人,對這個(gè)名詞的解釋也有所不同。

我們認(rèn)為,智慧城市主要是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、云計(jì)算等新一代的信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃和建設(shè)的智慧化。這里說到的城市智慧化,最終目的是要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)更安全、更舒適、更方便的生活,促進(jìn)城市和諧、可持續(xù)成長。這里有兩個(gè)層面的意思:一是,它體現(xiàn)了一個(gè)新時(shí)代的信息技術(shù)的引領(lǐng);另外,更為深層次的,是它具有一定的社會含義,體現(xiàn)出我們和信息社會所對應(yīng)的一種面向服務(wù)的、以人為本的協(xié)同和創(chuàng)新的理念,要讓世界更美好。

說到以人為本,我們可以想像,人在社會中最直接或最卑微的一個(gè)訴求,就是安全。公共安全是社會中人最為直接的一個(gè)需求,影響著城市建設(shè)方方面面。比如社區(qū)安全、小區(qū)安全、交通安全、平安校園、道路安全,這些都是公共安全的一部分。

我們欣喜地看到,經(jīng)過幾年發(fā)展,公共安全建設(shè)正逐漸從人工轉(zhuǎn)向自動,從分時(shí)分區(qū)的局部防御到全時(shí)全境的周密監(jiān)控,從被動的事后分析轉(zhuǎn)到事前預(yù)警、實(shí)時(shí)響應(yīng)。城市公共安全建設(shè),正在發(fā)生這三大明顯轉(zhuǎn)變。

這樣的轉(zhuǎn)變,如果還依靠傳統(tǒng)的,集中式的處理方式,把所有信息匯聚到集中節(jié)點(diǎn),已經(jīng)力不從心了,我們需要引入新的信息處理模式,并將多種模式融合起來。近年來,一種新的計(jì)算范式,即邊緣計(jì)算,正日益受到人們的關(guān)注。邊緣計(jì)算的概念,并不是說被邊緣化的計(jì)算,而是一種從集中式向分布式、從中心化到去中心化、從集中單一式到協(xié)同的計(jì)算,是相對于云端計(jì)算的另一個(gè)概念,邊緣計(jì)算和云計(jì)算的有機(jī)融合,正成為現(xiàn)代公共安全系統(tǒng)的主要建設(shè)模式。

邊緣計(jì)算驅(qū)動公共安全建設(shè)

邊緣計(jì)算如何驅(qū)動公共安全建設(shè)發(fā)展?我們來看邊緣計(jì)算的幾個(gè)最重要的特點(diǎn):

1.它是實(shí)時(shí)、低延時(shí)的計(jì)算。這一點(diǎn)非常重要,公共安全中,常常很多事情都是突發(fā)的,需要非常快速的響應(yīng),如果把信息回傳到某個(gè)中心節(jié)點(diǎn)、再等它傳回來,事情可能已經(jīng)過去了,所以實(shí)時(shí)、低延時(shí)是邊緣計(jì)算很重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

2.可以處理海量數(shù)據(jù)。邊緣設(shè)備是數(shù)以億萬計(jì)的,具有計(jì)算能力的邊緣設(shè)備如果同時(shí)進(jìn)行信息處理,可以處理海量數(shù)據(jù),遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于把大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn),通過擁塞的網(wǎng)絡(luò)等待網(wǎng)絡(luò)返回來得更為實(shí)時(shí)、快速,不會產(chǎn)生由于網(wǎng)絡(luò)擁塞而引起數(shù)據(jù)處理瓶頸。

3.精確位置感知。有很多公共事件,特別是公共安全事件,跟位置密切相關(guān)。比如防疫、對人軌跡的追蹤、自動駕駛的導(dǎo)航,這些都要跟邊緣側(cè)設(shè)備位置發(fā)生密切關(guān)系。這些邊緣側(cè)的信息最好是在邊緣側(cè)跟邊緣設(shè)備其他信息能融合在一起,就地解決,而不需要再回傳到中心節(jié)點(diǎn)。

4.本地化的數(shù)據(jù)保護(hù)。公共安全數(shù)據(jù)跟每個(gè)人的生活工作密切相關(guān),每個(gè)人都不希望把自己的隱私隨意地在網(wǎng)絡(luò)上分發(fā),如果信息能就近在本地邊緣節(jié)點(diǎn)上得到處理、消化,就不需要再把這些數(shù)據(jù)回傳到網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)上,從而就避免了信息泄露。前幾年,歐洲、北美對數(shù)據(jù)保護(hù)做了非常多的法律法規(guī)的建設(shè),這兩年我們國家也開始非常重視這方面政策的制定。邊緣計(jì)算應(yīng)該是解決本地化數(shù)據(jù)保護(hù)的一個(gè)非常有用的武器。

邊緣計(jì)算賦能智能攝像機(jī)

邊緣計(jì)算在公共安全上的主要載體,我們認(rèn)為是智能攝像機(jī)。為什么這么說呢?首先,人對外界信息感知,靠的就是視覺,有80%都是來自視覺。比如,現(xiàn)在我面對的是攝像機(jī),這樣的直播都是通過視頻進(jìn)行分享。因此,視頻是智慧城市中采集數(shù)據(jù)最為重要的數(shù)據(jù)形式。其次,不同形態(tài)的攝像機(jī),是采集數(shù)據(jù)的主要來源,目前,全球城市攝像頭數(shù)量還以每年20%的增長率不斷擴(kuò)大規(guī)模,視頻攝像頭在生活中是隨處可見,各種新形態(tài)的視頻采集設(shè)備也越來越多,這些攝像機(jī)每天無時(shí)無刻不在采集視頻數(shù)據(jù),產(chǎn)生出大量的視頻信息。最重要的是,視頻數(shù)據(jù)本身是非常龐大的數(shù)據(jù)信息源。舉例來說,一個(gè)小時(shí)的視頻數(shù)據(jù),不壓縮,可能需要300GB,如果壓縮,也要一兩個(gè)GB。所以,我們需要使用智能攝像機(jī),在邊緣側(cè)把視頻數(shù)據(jù)就地進(jìn)行處理,通過智能算法,提取出視頻中對我們公共安全起到關(guān)鍵的分析作用的信息,可以說,智能攝像機(jī)是快速獲取視頻中有價(jià)值信息的最佳工具。

那么邊緣計(jì)算如何賦能智能攝像機(jī)的呢?我們認(rèn)為有三個(gè)方面:首先,邊緣計(jì)算能完成高清的圖像處理。對現(xiàn)代攝像機(jī)來說,分辨率已經(jīng)從標(biāo)清、高清到超高清,攝像機(jī)內(nèi)部需要實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的圖像處理,才能實(shí)現(xiàn)高清的畫質(zhì),這必須要依賴于強(qiáng)大的邊緣計(jì)算。第二,高效的視頻壓縮,視頻數(shù)據(jù)量是海量的,如果我們用比較先進(jìn)的邊緣側(cè)圖像壓縮算法,可以將視頻數(shù)據(jù)輕松壓縮100倍甚至200倍,大大縮減傳輸帶寬。第三,它能提供高級的人工智能功能。基于深度學(xué)習(xí)的現(xiàn)代的人工智能算法,在攝像機(jī)邊緣側(cè)就可以完成,進(jìn)行自動檢測,識別人、車、物,可以非常有效地濃縮視頻里的冗余信息。

邊緣計(jì)算的創(chuàng)新應(yīng)用

基于邊緣計(jì)算,目前行業(yè)已經(jīng)推出了不少創(chuàng)新應(yīng)用,例如科達(dá)的AI超微光攝像機(jī)便是其中之一。為什么科達(dá)要去推出這樣一個(gè)攝像機(jī)呢?首先,公共安全對攝像機(jī)的要求中,低照成像是核心訴求,這很顯然,治安事件90%發(fā)生在夜間;第二,城市中存在眾多不便外加光源的低照度環(huán)境,比如小區(qū)里,加一個(gè)很強(qiáng)的燈,馬上就會遭到投訴,在醫(yī)院或監(jiān)獄里,也不方便添加光源,但這些地方又常常需要用攝像機(jī)采集視頻圖像。而傳統(tǒng)攝像機(jī)做不到良好的低照成像,因?yàn)?a target="_blank">傳感器有靈敏度的限制,感光能力是受限的,低信噪比的設(shè)備使得圖像信號被湮沒在噪聲中,根本無法提供有效的信息。所以基于以上關(guān)鍵問題,我們設(shè)計(jì)了AI超微光攝像機(jī)。這個(gè)攝像機(jī)的最大特點(diǎn)就是,基于深度學(xué)習(xí)AI算法,充分運(yùn)用了邊緣計(jì)算來實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng),為低照環(huán)境下的攝像機(jī)輸出提供質(zhì)量保障。

當(dāng)前蘇州科達(dá)已經(jīng)推出了一系列基于AI超微光技術(shù)的攝像機(jī),如AI超微光車輛卡口攝像機(jī),AI超微光電警攝像機(jī),AI超微光人員卡口攝像機(jī),AI超微光4G布控球等等。這些新型的攝像機(jī)不僅具有原有攝像機(jī)的基本功能,可以有效的保障社會公共安全,而且充分考慮到城市人生活的舒適度,減小人工補(bǔ)光甚至摒棄補(bǔ)光,避免制造光污染,體現(xiàn)出人文關(guān)懷,我們認(rèn)為只有像這樣的產(chǎn)品,才是一個(gè)智慧城市應(yīng)該配備的設(shè)備,在應(yīng)用價(jià)值方面,通過技術(shù)賦能產(chǎn)品,為了人而服務(wù),以人為本,給人創(chuàng)造各方面更舒適、更理想的一個(gè)生活。

展望未來

最后簡單總結(jié)一下,對邊緣計(jì)算在公共安全建設(shè)方面的展望:

第一,邊緣計(jì)算會得到更強(qiáng)大算力的支撐。AI算力現(xiàn)在有個(gè)新的摩爾定律,每18個(gè)月算力會翻一番。但實(shí)際現(xiàn)在速度已經(jīng)超過了摩爾定律,速度在不斷的提升中。這意味著我們可以把更多更先進(jìn)的算法,包括AI算法、壓縮算法、圖像處理算法,放到邊緣設(shè)備中。這必將推動更多的公共安全的相關(guān)功能在邊緣側(cè)實(shí)現(xiàn)。

第二,多IOT的數(shù)據(jù)融合。AIOT的設(shè)備現(xiàn)在越來越多。根據(jù)國際數(shù)據(jù)公司的數(shù)據(jù),2025年全球大概有1500億的IOT設(shè)備,這些設(shè)備無時(shí)不刻在地球上的各個(gè)角落產(chǎn)生各種各樣的視頻或非視頻數(shù)據(jù),我們必須把這些視頻、非視頻數(shù)據(jù)有機(jī)融合在一起。現(xiàn)在常見的,比如煙霧光警器,有對煙霧的敏感性,但如果再加視頻,雙管齊下,在某個(gè)設(shè)備失靈的情況下,就可以用另外一個(gè)設(shè)備來繼續(xù)保證公共安全。再比如WiFi探針,各種不同傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù),都可以有機(jī)地融合起來,為公共安全起到保障作用。

第三,5G+邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算本身就是5G的一個(gè)核心功能,國際電聯(lián)(ITU)定義的三個(gè)典型的5G應(yīng)用場景,其中一個(gè)就是超可靠低時(shí)延(uRLLC),即極低延遲、超可靠的場景,這個(gè)場景就是用于邊緣計(jì)算在公共安全方面的應(yīng)用。因此可以預(yù)見,邊緣計(jì)算在5G中的應(yīng)用,將來也會越來越普遍和常見。

總的來看,我相信邊緣計(jì)算在公共安全中大有可為,也是大有作為的。我也相信,在智慧城市中,邊緣計(jì)算一定會發(fā)揮更大的效應(yīng),成為非常重要的一個(gè)武器。

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