文/蘇州科達科技股份有限公司

　　云計算技術(shù)：起源、概念與解讀

　　自從2006年谷歌推出“Google 101計劃”并正式提出“云”的概念和理論，“云”開始漸漸走入大眾的視野。亞馬遜、微軟、IBM等公司也隨后宣布了自己的“云計劃”，一時間，風起“云”涌。到底什么是“云”？其實這個詞語很巧妙地解釋了這樣一種計算機網(wǎng)絡：只要能夠連入網(wǎng)絡，作為接受服務的對象的你，無論身處何時何地都能夠享受到來自網(wǎng)絡端提供的服務，用來實現(xiàn)計算、存儲等功能。

　　云計算是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計算的發(fā)展，是透過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。網(wǎng)絡服務提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，這意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進行流通。

　　云存儲是在云計算概念上衍生出的一個概念，通過集群應用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，使用者可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網(wǎng)的裝置連接到云上方便地存取數(shù)據(jù)，既能保證數(shù)據(jù)的安全性，又節(jié)約了存儲空間。

　　云計算的概念

      云計算的概念可以從用戶、技術(shù)提供商和技術(shù)開發(fā)人員三個不同角度來解讀。

　　就用戶的體驗和效果而言，云計算系統(tǒng)可以看作是一個信息基礎設施，包含有硬件設備、軟件平臺、系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)以及相應的信息服務。用戶可以根據(jù)自己的需要，通過網(wǎng)絡去獲得自己需要的計算機資源和軟件服務;這些計算機資源和軟件服務是直接供用戶使用，而無需用戶做進一步的定制開發(fā)、管理和維護等工作。同時，這些計算機資源和軟件服務的規(guī)?？梢愿鶕?jù)用戶業(yè)務變化和需求的變化，隨時調(diào)整到足夠大的規(guī)模。

　　技術(shù)提供商強調(diào)云計算系統(tǒng)需要組織和協(xié)同大量的計算資源，來提供強大的IT能力和豐富的軟件服務，利用調(diào)度優(yōu)化的技術(shù)來提高資源的利用效率。云計算系統(tǒng)提供的IT能力和軟件服務針對用戶的直接需求，并且這些IT能力和軟件服務都在互聯(lián)網(wǎng)上進行發(fā)布，允許用戶直接利用互聯(lián)網(wǎng)來試用這些IT能力和服務。用戶對資源的使用，按照其使用量來進行計費。

　　作為云計算系統(tǒng)的設計和開發(fā)人員，技術(shù)開發(fā)人員認為云計算是一個大型集中的信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過虛擬化技術(shù)和面向服務的系統(tǒng)設計等手段，來完成資源和能力的封裝以及交互，并且通過互聯(lián)網(wǎng)來發(fā)布這些封裝好的資源和能力。虛擬化技術(shù)和Web服務是最為常見的封裝和呈現(xiàn)技術(shù)，可以把硬件資源和軟件功能等打包，并且以虛擬計算機和網(wǎng)絡服務的形式呈現(xiàn)給用戶使用。

　　這些理解角度看上去各異，實際上三者的終極目標是一致的，即將計算、服務和應用作為一種公共設施提供給公眾，使人們能夠像使用水、電、煤氣和電話那樣使用計算機資源。目前已經(jīng)有不少公司提供相關實用的云產(chǎn)品，它們的表現(xiàn)形式也多種多樣，比如在線協(xié)作與發(fā)布、云閱讀與終端云同步、云搜索引擎、云盤等，云中的資源可以隨時獲取按需使用，并且隨時擴展，用戶可以按照使用情況來付費。

　　安防大數(shù)據(jù)：安防行業(yè)發(fā)展的云趨勢

　　隨著安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的進步和安防系統(tǒng)建設規(guī)模的增長，安防系統(tǒng)的發(fā)展需求發(fā)生了深刻的變化，大集成、大聯(lián)網(wǎng)、高效數(shù)據(jù)分析和處理已經(jīng)成為了安防行業(yè)的大趨勢。視頻圖像以及數(shù)據(jù)信息的匯聚、整合和集成，逐步形成了海量數(shù)據(jù)中心，快速推動安防行業(yè)進入大數(shù)據(jù)時代。

　　當前安防行業(yè)涉及的數(shù)據(jù)信息類型很多，從數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)類型來看，包括各類非結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化以及半結(jié)構(gòu)化信息。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括視頻錄像和圖像記錄，如監(jiān)控視頻錄像、報警錄像、車輛卡口圖片、人臉抓拍圖片、報警抓拍圖片等;結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)則包括報警記錄、系統(tǒng)日志記錄、運維數(shù)據(jù)記錄、摘要分析等結(jié)構(gòu)化描述信息，以及各種相關的信息數(shù)據(jù)庫，如人口信息、地理數(shù)據(jù)信息、車駕管信息等;半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)則如人臉建模數(shù)據(jù)、指紋記錄等。所有這些數(shù)據(jù)作為一個整體，構(gòu)成了安防系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)基礎。

　　除了與一般的IT大數(shù)據(jù)類似的4V特征——數(shù)據(jù)體量巨大（Volume）、數(shù)據(jù)種類多（Variety）、價值密度低但蘊含非常有用的價值信息（Value）、更新速度快與實時性強（Velocity）——之外，安防大數(shù)據(jù)有其自身的顯著特征：

　　其一，不管是數(shù)據(jù)類型還是信息類型，安防大數(shù)據(jù)的種類很多，而且主要以視頻圖像等非結(jié)構(gòu)化信息為主，更側(cè)重于對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的信息分析、提取和挖掘;其二，就數(shù)據(jù)容量而言，安防大數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量更大，所需要消耗的存儲空間也更大，對數(shù)據(jù)的存儲、訪問和管理要求更高;其三，以數(shù)據(jù)量基礎做比較，安防大數(shù)據(jù)中的信息價值密度更低，因此從海量的圖像信息中快速和準確地檢測或者挖掘到有用信息的難度更大;最后，就單個信息生成點更新的頻率來看，安防數(shù)據(jù)更新速率更快，視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)7×24小時都在持續(xù)不斷的更新和積累，信息一直不停地產(chǎn)生與更新。

　　由于這些大數(shù)據(jù)的特性，對于海量非結(jié)構(gòu)化視頻數(shù)據(jù)以及各類圖像特征數(shù)據(jù)的存儲、管理、分析和應用給安防行業(yè)帶來巨大的挑戰(zhàn)，也促使新的安防信息處理技術(shù)和應用架構(gòu)的出現(xiàn)。

　　云計算與大數(shù)據(jù)技術(shù)在安防領域的應用主要體現(xiàn)在以下三個方面：

　　1. 云存儲技術(shù)解決了海量視頻大規(guī)模存儲、管理和應用的問題。

　　云存儲采用存儲虛擬化技術(shù)，能夠為所有的業(yè)務系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的存儲空間，且通過分布式存儲技術(shù)，可以支持快速的視頻資源讀寫;采用先進的數(shù)據(jù)離散冗余技術(shù)，提供高可靠性，單臺設備可以允許三個甚至更多硬盤的損壞，數(shù)據(jù)不會丟失;提供百PB以上的數(shù)據(jù)管理能力，并且能夠平滑擴容，擴容過程對業(yè)務不影響。

　　2. 基于云計算的分布式智能分析技術(shù)，能夠快速處理海量視頻圖像。

　　通過彈性資源分配、并發(fā)處理技術(shù)，大量的視頻圖像數(shù)據(jù)被快速地處理，視頻的目標也被快速地從視頻中提取出來，支撐視頻的分析應用。

　　3. 大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將視頻監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的視頻目標信息，包括前端感知型攝像機抓取到的目標信息、分布式智能視頻分析系統(tǒng)分析出來的信息，以及過車信息、車輛特征信息等都關聯(lián)起來，進行信息的綜合分析。

　　云存儲、分布式智能分析技術(shù)，以及分布式大數(shù)據(jù)都用到了云計算技術(shù)，分布式大數(shù)據(jù)則使用了大數(shù)據(jù)的分析引擎，它們之間聯(lián)系緊密。對于安防行業(yè)而言，如何將云計算與大數(shù)據(jù)技術(shù)真正落實到安防項目中，對于解決視頻圖像的行業(yè)級別應用難題是非常有價值的思考。

　　典型應用：南寧——云端的平安城市

　　南寧的平安城市建設，某種意義上說正是在“云”端開展起來的。

　　從2011年開始，經(jīng)過兩期的建設，筆者公司已助力南寧初步建立起平安城市的總體框架。隨著南寧平安城市建設規(guī)模的不斷擴大，公安部門在圖像實戰(zhàn)應用過程中，一些問題逐步凸顯，主要表現(xiàn)為：①監(jiān)控與卡口點位覆蓋面仍然不足；②系統(tǒng)存儲的視頻圖像已達PB級別，很難滿足高效存儲管理和快速調(diào)用的需求，平滑擴容難度增加;③視頻線索檢索、定位、提取主要依賴人海戰(zhàn)術(shù)，效率不高。

　　針對以上出現(xiàn)的問題，南寧平安城市項目三期正式啟動。經(jīng)過與公安部門的共同商討，決定應用云、感知、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，從前端、平臺、存儲以及應用等方面提高南寧平安城市建設圖像的使用效能。在云應用方面，南寧走在了時代的前列。

　　運用云計算技術(shù)，南寧構(gòu)建起社會治安管理監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)云計算平臺，能夠支撐對10000路監(jiān)控前端的系統(tǒng)管理與調(diào)度。云計算平臺實現(xiàn)了物理資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度，能夠密切監(jiān)測資源應用情況并按需調(diào)度分配資源，通過設備虛擬化、集群虛擬化技術(shù)，提升了物力資源的利用效率與系統(tǒng)整體服務的可靠性。

　　云存儲對分散在各分局的監(jiān)控平臺和存儲設備統(tǒng)一集中，所有涉及平安城市的視頻圖像、車輛信息、人員信息等全部集中存儲、集中管理。云存儲系統(tǒng)提供了海量視頻圖像的存儲管理、高性能數(shù)據(jù)讀寫、高可靠數(shù)據(jù)保護、便捷數(shù)據(jù)共享以及橫向平滑擴容等能力，為南寧市平安城市云平臺奠定了強大的數(shù)據(jù)存儲應用基礎?？紤]到遠期建設規(guī)劃，在云存儲系統(tǒng)的機房、運維等環(huán)境建設上都留有擴展冗余的空間和能力，可方便地擴容以滿足未來業(yè)務需求。

　　云平臺具備高性能視頻數(shù)據(jù)分析計算處理能力，能夠支撐各種大規(guī)模視頻監(jiān)控業(yè)務、視頻圖像應用系統(tǒng)的運行，在智能視頻分析中能更準確地對視頻圖像信息進行摘要和分析，快速響應大量業(yè)務數(shù)據(jù)服務，滿足來自各部門、各區(qū)域的業(yè)務系統(tǒng)與用戶的海量并發(fā)請求。視頻分析處理后的各類線索信息以及其他結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)也可以更快、更精準地進行關聯(lián)和分析，以支撐同時建設的各項視頻業(yè)務應用系統(tǒng)。

　　到目前為止，南寧的平安城市建設應用了云存儲、大數(shù)據(jù)云平臺、多項視頻圖像綜合業(yè)務系統(tǒng)。云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)正組成功能強大的安防云，為南寧市民的生活提供安全保障。目前云技術(shù)正處于起步階段，然而我們從南寧的平安城市建設可以感受到安防行業(yè)的云趨勢。相信在不久的將來，借助云計算和大數(shù)據(jù)的技術(shù)東風，人們能全面享受到云端安防帶給我們的安全感。