一、安防專有視頻云平臺的由來
云(yun)計算(suan)是與信息技術、軟(ruan)件、互(hu)聯(lian)網相(xiang)關的一(yi)(yi)種服務(wu),這(zhe)種計算(suan)資(zi)源共(gong)享池叫做“云(yun)”,云(yun)計算(suan)把(ba)許(xu)多計算(suan)資(zi)源集合起來,通過軟(ruan)件實(shi)現自動化(hua)管理,只需要很少的人參(can)與,就(jiu)能讓資(zi)源被快速(su)提供。也就(jiu)是說,計算(suan)能力作為一(yi)(yi)種商品(pin),可以在互(hu)聯(lian)網上流通,就(jiu)像水、電(dian)、煤氣(qi)一(yi)(yi)樣,方(fang)便地取用,且價格較為低廉(lian)。
應該說,云計算通過“硬件(jian)的(de)(de)資源(yuan)(yuan)池化”、“軟件(jian)的(de)(de)分布化、并行化”和(he)“部署的(de)(de)自動化”,對于硬件(jian)資源(yuan)(yuan)的(de)(de)利用率,以(yi)及業(ye)務(wu)系統的(de)(de)構建和(he)部署,都帶來(lai)了更(geng)細(xi)粒度的(de)(de)控制(zhi)和(he)更(geng)高的(de)(de)效率。
因此(ci),在云(yun)計算已成為不可逆轉(zhuan)的(de)趨勢之下,構(gou)建合理的(de)云(yun)平臺成了任何(he)IT領域(yu)構(gou)建系統時(shi)的(de)一種共識。同(tong)樣,對于安防領域(yu)來說更是(shi)如此(ci)。
從2015年開(kai)始,相關部門(men)就視(shi)頻監控(kong)信息化(hua)建設(she)給出(chu)多個指(zhi)導意見(jian)。而(er)在這其中,以云(yun)計算為基礎能力,進而(er)為更上層的業務應(ying)用構(gou)建堅實的云(yun)平(ping)臺能力是最根(gen)本的高瞻(zhan)訴(su)求(qiu)。
![](/res/202001/07/20200107_1626254_35-1_804902_140493_0.jpg)
圖1 公共安全視頻建設政策
二、安防專有視頻云的業務特點
1、海量實時多媒體數據傳輸及存儲
對(dui)一套安防(fang)系統(tong)而言,數以(yi)萬(wan)計甚至(zhi)幾十萬(wan)計的相機接(jie)入(ru),數據洪流源(yuan)源(yuan)不斷,需要(yao)應(ying)對(dui)并滿足的性能(neng)(neng)挑戰包括以(yi)下:對(dui)圖像(xiang)的調度時間要(yao)求(qiu)保持在(zai)1秒以(yi)內;對(dui)編解碼(ma)以(yi)及(ji)整網傳(chuan)輸延(yan)時不能(neng)(neng)超過300ms;監控系統(tong)規模擴展都不能(neng)(neng)影響上述指(zhi)標;多維度的內容組織及(ji)挖掘,前端及(ji)后端智能(neng)(neng)結合,內容大數據索引化。這些都構成(cheng)視頻云對(dui)專業響應(ying)和可靠性能(neng)(neng)的重大保障要(yao)求(qiu)。
2、數據的高度安全可靠性
圖像數(shu)據(ju)需(xu)(xu)要(yao)專業存(cun)儲設(she)備存(cun)儲,并用(yong)RAID甚至多節點糾刪卷(juan)進(jin)行保護。數(shu)據(ju)存(cun)儲重(zhong)要(yao)性必須永遠放在第(di)一位進(jin)行保證(zheng),因此無論(lun)錄像還是(shi)圖片,都需(xu)(xu)要(yao)優異的(de)讀(du)寫分(fen)離體系作(zuo)為支持(chi)。另外,端到(dao)端接入授權、全鏈路數(shu)據(ju)加密的(de)安全保障也是(shi)至關(guan)重(zhong)要(yao)一環(huan),無論(lun)是(shi)中間網絡截獲還是(shi)存(cun)儲介質暴露,均須做到(dao)無法直接恢復出有效(xiao)數(shu)據(ju),保證(zheng)最(zui)高級(ji)別(bie)的(de)安防(fang)數(shu)據(ju)可靠性。
![](/res/202001/07/20200107_1626255_35-2_804902_140493_0.jpg)
圖2 邊緣計算發展時間軸
3、圖片與結構化數據爆炸式增長
人工智(zhi)能(neng)的(de)深入應用(yong),給人工視(shi)(shi)頻調閱式的(de)信息(xi)理(li)解(jie)方式帶來了(le)機器(qi)(qi)理(li)解(jie),這讓視(shi)(shi)頻的(de)信息(xi)利用(yong)率一下(xia)子(zi)提升了(le)成百上千倍。早(zao)在2016年,宇(yu)視(shi)(shi)科(ke)技發(fa)布了(le)“SMV安(an)防機器(qi)(qi)視(shi)(shi)覺戰略”。其中(zhong)很重要的(de)前(qian)瞻之識(shi),就是充分預見了(le)人工智(zhi)能(neng)對于(yu)安(an)防數(shu)據(ju)(ju)的(de)變革訴(su)求,提出(chu)了(le)視(shi)(shi)圖(tu)服務(wu)化體(ti)系模式。2018年初(chu),宇(yu)視(shi)(shi)進一步提出(chu)了(le)“安(an)防IT化3.0”,即(ji)智(zhi)慧化云平(ping)臺服務(wu)體(ti)系。此(ci)外,得益(yi)于(yu)視(shi)(shi)頻的(de)內容理(li)解(jie)、視(shi)(shi)頻被數(shu)據(ju)(ju)化和信息(xi)化,因而在這樣的(de)視(shi)(shi)圖(tu)大數(shu)據(ju)(ju)平(ping)臺上,視(shi)(shi)圖(tu)大數(shu)據(ju)(ju)平(ping)臺上的(de)安(an)防監(jian)控(kong)業務(wu)應用(yong)體(ti)系也得到了(le)爆炸(zha)式增長。
![](/res/202001/07/20200107_1626256_35-3_804902_140493_0.jpg)
圖3 多級視頻云部署結構
三、安防專有視頻云的部署模式
正是(shi)上述(shu)安防數據(ju)的(de)(de)(de)實時(shi)特(te)點,必然需要(yao)引入(ru)(ru)邊緣(yuan)計(ji)算,去作為中心服(fu)務(wu)云做部(bu)分(fen)功能卸(xie)載,并(bing)就近(jin)集成安防業務(wu)相關(guan)的(de)(de)(de)特(te)殊功能模塊(kuai)。接入(ru)(ru)邊緣(yuan)傳感數據(ju)進行實時(shi)化(hua)業務(wu)的(de)(de)(de)同(tong)時(shi),其與中心云“統一(yi)云計(ji)算服(fu)務(wu)框架”承(cheng)接,并(bing)繼(ji)續數據(ju)的(de)(de)(de)互(hu)通,從(cong)而協同(tong)分(fen)析挖掘,形成進一(yi)步的(de)(de)(de)業務(wu)服(fu)務(wu)&數據(ju)服(fu)務(wu)。通過這樣的(de)(de)(de)模式,達(da)到中心云計(ji)算與邊緣(yuan)計(ji)算的(de)(de)(de)優(you)勢互(hu)補:
. 云計(ji)(ji)算:成(cheng)本低(di)、高擴(kuo)展和高可靠(kao),適用于計(ji)(ji)算非實時、長周期場景(jing);
. 邊緣計算:低延時(shi)、高可(ke)靠和(he)更(geng)安全,適(shi)用于(yu)計算實時(shi)性、短周期場景;
. 邊緣計算與云計算中心協同工(gong)作,提供更優質體驗服務。
梳理整個邊緣計算(suan)的(de)發展,應該說,安(an)防(fang)監控領域成了邊緣計算(suan)最成熟的(de)應用場景,結合(he)邊緣計算(suan),現有安(an)防(fang)專有視頻(pin)云的(de)部署模式(shi)也基本成型。
四、宇視視頻云平臺的構建
1、 一云兩庫N平臺的組成模型
以宇視獨有的IMOS多媒體操作系統(tong)為(wei)基礎(chu),以可視智(zhi)慧物聯為(wei)框(kuang)架,宇視視頻云平臺發展出(chu)面向數據的智(zhi)能物聯網(wang)架構(Data Intelligent Internet of Thing ),并延(yan)伸出(chu)1+2+N模型。
2、云邊統一的云計算服務框架
合(he)(he)(he)理利(li)用云計(ji)(ji)算(suan)(suan)與超融合(he)(he)(he)的架(jia)構(gou)(gou),以統(tong)一(yi)的軟件(jian)定(ding)義計(ji)(ji)算(suan)(suan)、存儲、網絡的框架(jia),合(he)(he)(he)理利(li)用專有硬件(jian)卸載實時(shi)(shi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)需求(qiu)(qiu),兼顧中心云計(ji)(ji)算(suan)(suan)和(he)邊緣計(ji)(ji)算(suan)(suan)的訴(su)求(qiu)(qiu),以統(tong)一(yi)界面(mian)建設視頻云。充分利(li)用云、邊、端全路徑的智(zhi)能異構(gou)(gou)資源進行多媒(mei)體的實時(shi)(shi)處(chu)理,讓數據信(xin)息最大(da)化(hua),同(tong)時(shi)(shi)基于算(suan)(suan)法倉、服務倉靈活部署,有效實現計(ji)(ji)算(suan)(suan)、存儲資源的全拉通。
3、以“數據湖”架構構建安防云存儲系統
“數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)湖”是(shi)一種在系統或存(cun)儲(chu)庫中(zhong)以自然格式(shi)(shi)存(cun)儲(chu)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)方法(fa),它有助于(yu)以各種模式(shi)(shi)和(he)(he)結(jie)(jie)(jie)構(gou)形(xing)式(shi)(shi)配置數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju),通常(chang)是(shi)對(dui)象塊或文件。“數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)湖”的(de)主要思想(xiang)是(shi)對(dui)企業中(zhong)的(de)所有數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)進行(xing)統一存(cun)儲(chu),從原(yuan)始數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(這意味著源系統數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)精確副本)轉換為用于(yu)報告(gao)、可(ke)(ke)視(shi)化、分(fen)析和(he)(he)機器(qi)學習等各種任務的(de)轉換數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)。湖中(zhong)的(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)包括(kuo):結(jie)(jie)(jie)構(gou)化數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)如關系數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)庫(行(xing)和(he)(he)列(lie))、半結(jie)(jie)(jie)構(gou)化數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(CSV、XML、JSON的(de)日志)、非結(jie)(jie)(jie)構(gou)化數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(電子郵件、文檔、PDF)和(he)(he)二進制數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(圖(tu)像、音頻、視(shi)頻),從而形(xing)成可(ke)(ke)容(rong)納所有形(xing)式(shi)(shi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)集中(zhong)式(shi)(shi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)存(cun)儲(chu)。
![](/res/202001/07/20200107_1626257_35-4_804902_140493_0.jpg)
圖4 1+2+N架構模型
結合安防(fang)監(jian)控的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)特(te)點(dian),從數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)湖(hu)架(jia)構(gou)(gou)出發,我們設計了帶數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)緩沖(chong)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)原(yuan)始數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)、半(ban)結構(gou)(gou)化數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)、結構(gou)(gou)化數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)和(he)歸檔數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)。數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)緩沖(chong)池(chi)(chi)(chi)作為(wei)原(yuan)始數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)有效補充,著重提(ti)升原(yuan)始數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)短期密(mi)集寫入和(he)讀(du)取需(xu)求時的(de)(de)消峰處(chu)理,通過(guo)對(dui)原(yuan)始數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)IA分析(xi)識別,構(gou)(gou)建多(duo)媒體(ti)的(de)(de)半(ban)結構(gou)(gou)化數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi),以支持(chi)更(geng)有效的(de)(de)業(ye)務(wu)(wu)應用。半(ban)結構(gou)(gou)化數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)自身會進一(yi)步進行分析(xi)和(he)清洗,提(ti)升業(ye)務(wu)(wu)的(de)(de)靶向(xiang)性(xing),從而滿(man)足業(ye)務(wu)(wu)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)建模的(de)(de)需(xu)要,構(gou)(gou)建業(ye)務(wu)(wu)結構(gou)(gou)化數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)。
此外需要(yao)說(shuo)明的(de)是,這幾(ji)個數(shu)據(ju)池都(dou)是邏(luo)輯上(shang)的(de)業(ye)務區(qu)分(fen),并不要(yao)求嚴(yan)格意義上(shang)的(de)介質分(fen)離建設,如半結構化形成(cheng)的(de)短視頻/圖片(pian)依然可以使用(yong)原(yuan)始數(shu)據(ju)池的(de)內容,僅僅形成(cheng)無模式數(shu)據(ju)存儲(chu)的(de)元(yuan)數(shu)據(ju)即可,這樣能保證(zheng)整個云存儲(chu)系統中數(shu)據(ju)流(liu)轉的(de)高(gao)效性。
4、安防特點的數據治理框架
安防監控主(zhu)要的(de)數(shu)(shu)據來源(yuan),除了音視頻的(de)結構(gou)化分析,還包括各種車輛等卡口信息(xi),和案件警情(qing)、MAC、RFID等外(wai)圍采集信息(xi)。因此,必(bi)須(xu)要構(gou)建(jian)靈活的(de)多維(wei)數(shu)(shu)據接入框架(jia)(jia),同時(shi)在合理(li)的(de)數(shu)(shu)據中臺管理(li)框架(jia)(jia)下,保(bao)證數(shu)(shu)據的(de)合理(li)內化,從(cong)而(er)為整個(ge)安防衍生業務提(ti)供完整的(de)數(shu)(shu)據平臺支(zhi)持(chi),這也(ye)是視頻云框架(jia)(jia)中DAAS建(jian)設重點。
![](/res/202001/07/20200107_1626258_35-5_804902_140493_0.jpg)
圖5 云邊統一的云計算框架
![](/res/202001/07/20200107_1626260_35-6_804902_140493_0.jpg)
圖6 資源池組織框架
![](/res/202001/07/20200107_1626261_35-7_804902_140493_0.jpg)
圖7 安防數據湖架構
5、安防業務驅動的深度安全運維管控框架
隨著GB 35114-2017《公共安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)視(shi)(shi)頻(pin)監(jian)控聯網(wang)信息安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)技(ji)術要求》的(de)(de)發(fa)布和執(zhi)行,以及智能在安(an)(an)(an)(an)(an)(an)防行業(ye)的(de)(de)數據(ju)信息化(hua),車(che)牌、軌跡等各種信息安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)問題,都不(bu)得(de)不(bu)讓人(ren)對安(an)(an)(an)(an)(an)(an)防行業(ye)的(de)(de)安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)管(guan)控提到前(qian)所(suo)未有的(de)(de)高度(du),更別說維(wei)護社會(hui)治安(an)(an)(an)(an)(an)(an)的(de)(de)系統(tong)不(bu)安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)更是無法讓人(ren)接受(shou)了。但傳統(tong)安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)往(wang)往(wang)都過于關注設(she)備的(de)(de)漏洞、防入(ru)侵防攻(gong)擊等領域,對于安(an)(an)(an)(an)(an)(an)防視(shi)(shi)頻(pin)本身的(de)(de)業(ye)務(wu)體系涉足太少。因此(ci),有必(bi)要基于安(an)(an)(an)(an)(an)(an)防業(ye)務(wu)特(te)點出發(fa),構建(jian)深度(du)的(de)(de)視(shi)(shi)頻(pin)安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)管(guan)控框架,具體如(ru)圖(tu)9所(suo)描述,實現云、邊、端的(de)(de)全(quan)(quan)鏈路安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)防控運維(wei)體系,具體包括芯片(pian)級密鑰管(guan)理發(fa)放(fang)、視(shi)(shi)頻(pin)傳輸加擾、大數據(ju)安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)、準(zhun)入(ru)安(an)(an)(an)(an)(an)(an)全(quan)(quan)等,同時結(jie)合可視(shi)(shi)化(hua)呈現,實現全(quan)(quan)網(wang)可視(shi)(shi)綜合態勢感知平臺。
![](/res/202001/07/20200107_1626262_35-8_804902_140493_0.jpg)
圖8 視頻云數據中臺管理框架
![](/res/202001/07/20200107_1626263_35-9_804902_140493_0.jpg)
圖9 深度視頻安全管控框架
五、總結
正如(ru)宇視科技(ji)CEO張鵬國在(zai)宇視2019AIoT合作峰會上(shang)所(suo)說:“安防(fang)就像(xiang)核反應堆,內涵(han)在(zai)不(bu)(bu)斷(duan)裂變,外延在(zai)迅速擴張。”安防(fang)行業的內涵(han)已經從事(shi)后取證調(diao)查(cha),向預判(pan)、預警和預防(fang)演進。與(yu)此同時,可以發現視頻(pin)監控不(bu)(bu)僅僅是用于(yu)公(gong)共安全,還有如(ru)視頻(pin)的直播和對講、食品(pin)衛(wei)生監督管理、工業自(zi)動(dong)化、生產自(zi)動(dong)化、司法(fa)公(gong)正、警務公(gong)開、政務公(gong)開等等。
![](/res/202001/07/20200107_1626264_35-10_804902_140493_0.jpg)
圖10 宇視綜合態勢感知平臺
如此龐大的(de)外延業(ye)務,必(bi)然需(xu)要一(yi)個強而(er)有力的(de)云平(ping)臺的(de)支撐,而(er)以IMOS為核心(xin)的(de)宇視(shi)視(shi)頻云平(ping)臺正是基于這樣的(de)目的(de)構建(jian)起來的(de)。