中國(guó)改革開(kāi)放三十年來(lái)，城市化進(jìn)程十分迅猛，城市人口從1978年的1.72億(約占人口的19%)發(fā)展到2009年的6.22億(約占總?cè)丝诘?7%)。根據(jù)預(yù)測(cè)到2020年，中國(guó)將有一半人口居住在城市，2050年將有75%人口居住在城市?？焖俚某鞘谢M(jìn)程一方面給中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，另一方面城市在各個(gè)領(lǐng)域也面臨著發(fā)展的瓶頸：環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、生活質(zhì)量、人口問(wèn)題、公共安全、公共服務(wù)等進(jìn)一步制約了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的提高，擴(kuò)大內(nèi)需成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略基點(diǎn)，是保持經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期平穩(wěn)較快發(fā)展的必由之路。十八大中更是明確提出了，城鎮(zhèn)化建設(shè)是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)支撐、人居環(huán)境、社會(huì)保障、生活方式的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)由鄉(xiāng)到城市轉(zhuǎn)變，提升城市水平、促進(jìn)大中小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　在這種局勢(shì)下，智慧城市建設(shè)既是一種為解決城市制約、又能夠提供經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的新的發(fā)展模式。智慧城市通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)等新一代信息技術(shù)，為提升城市管理者提供城市方方面面信息的感知能力、信息的分析和處理能力，從而進(jìn)一步為城市提供有針對(duì)性的新服務(wù)和新應(yīng)用，提高城市的公共安全管理能力，提升應(yīng)急響應(yīng)速度，為城市中的居民提供更好的民生服務(wù)。

　　“智慧城市”建設(shè)的總體架構(gòu)

　　在現(xiàn)有城市中，已經(jīng)運(yùn)行了很多的系統(tǒng)，譬如治安、卡口監(jiān)控、交通監(jiān)控、GIS地圖、110/120/119接處警、水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集，分析處理，合理決策方面起到了非常重要的作用。但是，我們依然發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過(guò)系統(tǒng)擴(kuò)容，升級(jí)改造等向科技要生產(chǎn)力的過(guò)程中，還是很難單方面解決城市面臨的復(fù)雜問(wèn)題。譬如，交通問(wèn)題，通過(guò)大規(guī)模增加道路里程和增加電子警察抓拍系統(tǒng)后，擁堵問(wèn)題依然是城市交通的頭等大事，而且任重而道遠(yuǎn)。

　　智能城市系統(tǒng)，就是需要整合城市已有的各個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)行橫向和縱向整合，同單位進(jìn)行上下級(jí)級(jí)聯(lián)，不同部門(mén)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和調(diào)用。把相關(guān)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過(guò)模型算法進(jìn)行智能分析和分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，形成城市共享數(shù)據(jù)中心，幷且以服務(wù)的方式提供數(shù)據(jù)的查詢(xún)、搜索等標(biāo)準(zhǔn)接口。

　　智能城市系統(tǒng)，需要在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加對(duì)傳感物聯(lián)的投入，形成種類(lèi)多樣的數(shù)據(jù)收集渠道，全面感知城市各方面相關(guān)信息。智能城市系統(tǒng)展現(xiàn)給城市管理者的是，城市的方方面面信息，以GIS作為信息的載體，展現(xiàn)城市管理沙盤(pán)，為城市的治安管理、應(yīng)急指揮，科學(xué)調(diào)度服務(wù)。

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　　“智慧城市”建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

　　信息感知技術(shù)

　　這里的感知是更為廣泛的一個(gè)概念。具體來(lái)說(shuō)，它是指更為廣泛的感知、測(cè)量、采集和傳遞信息的設(shè)備或系統(tǒng)。通過(guò)使用這些設(shè)備，從室內(nèi)溫度、濕度、煙霧到是路面車(chē)輛信息、

　　城市交通狀況等任何信息都可以被快速獲取幷進(jìn)行分析，便于立即采取應(yīng)對(duì)措施和進(jìn)行長(zhǎng)期規(guī)劃。

　　目前常見(jiàn)的信息可分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，典型的如RFID為典型的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，而視頻作為一種最為直觀的感知方式實(shí)質(zhì)上是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行信息再處理，結(jié)構(gòu)化以后才能為智能城市所用。目前，視頻在城市中大量應(yīng)用，如平安城市中的高清視頻監(jiān)控、高清卡口，電子警察、人臉抓拍系統(tǒng)等。

　　數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)

　　智能城市應(yīng)用的數(shù)據(jù)存在著數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)修改操作不頻繁、數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣化的特點(diǎn)，特別是視頻圖像信息庫(kù)的建設(shè)，視頻、圖片、音頻、文本等半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)大量存在，用傳統(tǒng)的關(guān)系型結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)前和以后的建設(shè)和快速查詢(xún)。

　　云存儲(chǔ)平臺(tái)適時(shí)而生。借鑒當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，特別是如facebook、google等的NOSQL相關(guān)技術(shù)，通過(guò)云存儲(chǔ)平臺(tái)的整合運(yùn)算，系統(tǒng)提供存儲(chǔ)資源的統(tǒng)一管理和使用。

　　云存儲(chǔ)平臺(tái)提供統(tǒng)一調(diào)用接口，以存儲(chǔ)池的方式展現(xiàn)給系統(tǒng)外部和第三方程序。支持負(fù)載均衡算法，平臺(tái)存儲(chǔ)中的單點(diǎn)和多點(diǎn)故障不會(huì)影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行和安全，平臺(tái)擴(kuò)容簡(jiǎn)單。

　　智能集群分析和云計(jì)算

　　城市規(guī)模數(shù)據(jù)增長(zhǎng)到一定程度后，通過(guò)人為方式進(jìn)行處理，已經(jīng)是杯水車(chē)薪。只有通過(guò)集成智能算法和模式匹配等計(jì)算，才能更好的發(fā)揮數(shù)據(jù)的效果。譬如，視頻監(jiān)控，按普通人觀看16路畫(huà)面，20~30分鐘后，人就會(huì)疲勞，效果就會(huì)直線(xiàn)下降。

　　智能算法處理，消耗的計(jì)算時(shí)間和資源一般都比較大，像視頻圖像濃縮、摘要等技術(shù)，目前業(yè)界單臺(tái)計(jì)算器也只能處理4路左右，而城市一般的監(jiān)控點(diǎn)都在幾千乃至上萬(wàn)路以上，需要大量的服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算。云計(jì)算平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)計(jì)算能力做整體規(guī)劃和管理，形成計(jì)算池，以彈性方式提交運(yùn)算能力。智能算法在云計(jì)算資源的前提下，通過(guò)對(duì)視頻圖像場(chǎng)景、語(yǔ)義特征等進(jìn)行建模和模式匹配，分任務(wù)完成計(jì)算業(yè)務(wù)提交。智能計(jì)算在后臺(tái)完成，當(dāng)業(yè)務(wù)不忙時(shí)，可以騰出計(jì)算能力分配給其他任務(wù)，滿(mǎn)足資源共享。

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　　云計(jì)算平臺(tái)采用MAPREDUCE分布式架構(gòu)，集成負(fù)載均衡算法，提供計(jì)算能力和彈性任務(wù)提交。單點(diǎn)故障不影響平臺(tái)整體穩(wěn)定。

　　在視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中，治安項(xiàng)目結(jié)合云計(jì)算平臺(tái)能力，特別是視頻圖像信息庫(kù)建設(shè)，通過(guò)濃縮、摘要等智能算法，從海量原始視頻中分析出有價(jià)值線(xiàn)索，按照特征、標(biāo)記等進(jìn)行分類(lèi)和歸檔。

　　統(tǒng)一分派、調(diào)度接口

　　資源云以統(tǒng)一分派、調(diào)用接口提供服務(wù)和能力，外部應(yīng)用通過(guò)接口獲取相關(guān)能力集，如搜索可疑特征庫(kù)，搜索特征案件，請(qǐng)求視頻流等等。接口以SDK或者webservice等方式提供，可以按需提供業(yè)務(wù)能力集，以適應(yīng)商業(yè)化操作和購(gòu)買(mǎi)。

　　服務(wù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)擴(kuò)展

　　智能城市應(yīng)用展現(xiàn)了城市的各個(gè)概況，包括治安、道路交通、水文信息、氣象信息、危險(xiǎn)品管理等等。智能城市的建設(shè)，就是在大數(shù)據(jù)，大計(jì)算能力的前提下，把城市感知的信息通過(guò)合理、科學(xué)的模型展現(xiàn)出來(lái)，以城市沙盤(pán)的方式展現(xiàn)給城市管理者，方便決策。

　　各種應(yīng)用開(kāi)展，需要數(shù)據(jù)的整合和標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，這是進(jìn)行云計(jì)算的前提。譬如，視頻方面，需要規(guī)范視頻的標(biāo)準(zhǔn)碼流格式，需要進(jìn)行同構(gòu)異構(gòu)平臺(tái)的對(duì)接，在這方面，需要不同的行業(yè)做出相應(yīng)的努力。目前，視頻方便的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)取得了可喜的成績(jī)，特別是國(guó)標(biāo)GB/T 28181的出臺(tái)。

　　信息處理技術(shù)

　　“更全面的互聯(lián)互通”是智慧城市另外一個(gè)基本特征與要求。這里的互聯(lián)互通是指將遍布整個(gè)城市的各類(lèi)“感知”設(shè)備收集和儲(chǔ)存的分散的信息及數(shù)據(jù)連接起來(lái)，進(jìn)行交互和多方共享。從而更好地對(duì)環(huán)境和業(yè)務(wù)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從全局的角度分析形勢(shì)幷實(shí)時(shí)解決問(wèn)題，使得工作和任務(wù)可以通過(guò)多方協(xié)作來(lái)得以遠(yuǎn)程完成，從而徹底地改變了整個(gè)世界的運(yùn)作方式。

　　要實(shí)現(xiàn)“更全面的互聯(lián)互通”，意味著大量的運(yùn)算資源將以一種小型化、分布式的方式嵌入各類(lèi)設(shè)備中去，從而形成各類(lèi)具備采集、運(yùn)算、傳輸?shù)饶芰Φ囊苿?dòng)、互聯(lián)終端設(shè)備，這些設(shè)備再通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)，把現(xiàn)場(chǎng)采集到數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖恕?/p>

　　在這個(gè)過(guò)程中，我們看到運(yùn)用嵌入式技術(shù)開(kāi)發(fā)的嵌入式設(shè)備，能夠很好的滿(mǎn)足設(shè)備的小型化、多功能化、低功耗等技術(shù)要求。采用嵌入式NVR、DVR、車(chē)載DVR、PVR等設(shè)備作為整個(gè)系統(tǒng)的底層接入網(wǎng)關(guān)，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模擬高清視頻、網(wǎng)絡(luò)高清視頻、SDI高清視頻各類(lèi)視頻信號(hào)和溫度數(shù)據(jù)、煙霧、報(bào)警等各類(lèi)傳感器采集信息的匯聚、分析、上傳，以此實(shí)現(xiàn)“智慧城市”感知層數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

　　視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化技術(shù)

　　為了從“看的見(jiàn)”升級(jí)至“看的懂”，對(duì)視頻數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是非常必要的。對(duì)視頻數(shù)據(jù)的智能化處理是智能城市另外一個(gè)特征與要求。為達(dá)到視頻智能化就需要有大量的視頻原型素材進(jìn)行建模、算法的自主學(xué)習(xí)，需要對(duì)提取算法進(jìn)行不斷的優(yōu)化，排除干擾，這就要求使用最新的技術(shù)來(lái)處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計(jì)算，以便獲得最佳的處理結(jié)果。

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　　視頻智能技術(shù)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了幾個(gè)階段，大華的智能技術(shù)主要應(yīng)用在視頻行為分析、車(chē)牌識(shí)別、視頻診斷、智能檢索、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、圖像復(fù)原、人臉識(shí)別等幾個(gè)領(lǐng)域。視頻與圖像的數(shù)據(jù)量是非常大的，它包含有大量的趨勢(shì)性、經(jīng)驗(yàn)性、模糊性的信息，目前大華股份已經(jīng)通過(guò)積累的海量的視頻素材對(duì)識(shí)別算法了進(jìn)行了幾輪的升級(jí)，目前在相關(guān)項(xiàng)目應(yīng)用中的分析結(jié)果得到了業(yè)主的認(rèn)可。

　　面向“智慧城市”的可視化解決方案構(gòu)建

　　智能城市安防的管理目標(biāo)已經(jīng)可明確為對(duì)人、車(chē)、物的管理，管理的層級(jí)和方向也可以劃分為三個(gè)階段，首先是城市級(jí)視頻監(jiān)控報(bào)警平臺(tái)的建立，其核心是以安全保障;第二層級(jí)是城市應(yīng)急通信指揮體系的建設(shè)，其核心是預(yù)防和響應(yīng);第三層級(jí)是物聯(lián)的城市、數(shù)字的城市、智能的城市，其核心是為人服務(wù)。在筆者看來(lái)，智慧城市的構(gòu)建主要包括以下幾個(gè)方面：車(chē)輛、道路、重要場(chǎng)所、能源、執(zhí)法等。

　　城市車(chē)輛管理

　　通過(guò)城市物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行城市道路情況分析、城市公共交通調(diào)度、重大突發(fā)事件應(yīng)對(duì)等應(yīng)用。

　　城市重要場(chǎng)所管理

　　視頻圖像提供了重要建筑和城市核心設(shè)備的直觀狀態(tài)情況和環(huán)境信息，是最主要的信息獲取手段和監(jiān)控手段。

　　城市能源管理

　　針對(duì)儲(chǔ)油儲(chǔ)氣站監(jiān)測(cè)、加油加氣站監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)品車(chē)：實(shí)現(xiàn)出入口的智能控制。

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　　城市道路管理

　　路面控制站用攝像、微波和各種傳感器技術(shù)，通過(guò)高清視頻智能分析技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)人流、車(chē)流、車(chē)型的統(tǒng)計(jì)。

　　城市移動(dòng)執(zhí)法管理

　　移動(dòng)車(chē)載執(zhí)法系統(tǒng)與單兵執(zhí)法系統(tǒng)，是對(duì)固定點(diǎn)位有效的補(bǔ)充。

　　“智能”在城市治安中的應(yīng)用

　　“大海撈針”

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括傳統(tǒng)視頻和卡口，已經(jīng)作為公安機(jī)關(guān)事后錄像、圖片取證的重要手段之一。如何更進(jìn)一步發(fā)揮視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)的作用，能夠短時(shí)間找到有價(jià)值線(xiàn)索，目前業(yè)界普遍認(rèn)同視頻圖像信息庫(kù)的建設(shè)。通過(guò)信息庫(kù)的建設(shè)，大范圍建立可疑庫(kù)和特征文字描述，方便圖片搜索以及以圖搜圖等功能。

　　警務(wù)巡邏

　　在執(zhí)行重要安保工作時(shí)，按照?qǐng)?zhí)勤線(xiàn)路把相關(guān)視頻、卡口等監(jiān)控資源和安保信息、警務(wù)信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，形成執(zhí)勤預(yù)案。當(dāng)巡邏車(chē)經(jīng)過(guò)視頻監(jiān)控點(diǎn)時(shí)，指揮中心可以實(shí)時(shí)收看到畫(huà)面和地圖上的位置，可以進(jìn)行移動(dòng)監(jiān)控和雙向?qū)χv，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，可以進(jìn)行預(yù)案處理和掛圖指揮等。

　　智能交通

　　智慧交通，在傳統(tǒng)的電警違法抓拍的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)非現(xiàn)場(chǎng)處罰與六合一平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)道路擁堵?tīng)顟B(tài)查詢(xún)和交通誘導(dǎo)，必要的時(shí)候，可以通過(guò)紅綠燈進(jìn)行應(yīng)急交通指揮。未來(lái)，智能交通將在城市交通建模的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)交通信息的透明發(fā)布和科學(xué)引導(dǎo)，大大減少城市擁堵和事故。

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