当前,信息技术经过计算机互联网时代,进入了云计算、大数据、互联网应用及移动互联体感交互技术突破的阶段,它鲜明地展示出新一代信息技术开放、融合、产品软化和服务等基本特征和趋势,产生了人的智慧参与可持续创新和面向服务的顶层设计等新理念。有目共睹,本世纪以来,在信息技术的带动下,经过了短短的十几年,安防技术取得了飞速的进步,发生了质的变化。这个过程体现了安防技术属信息技术这样一个本质,它促进了安防与信息技术、自动化技术的融合,实现了安防与其他各类社会管理自动化系统在营运领域的融合。安防产业链、产品线、技术产品形态、系统架构以及功能和应用模式都发生了巨大的变化。可以说,技术的发展进步对安防行业起着重大的推进作用。
一、安防行业技术历程变迁的三大阶段与特征
当下,安防行业有一句话叫老专家已经不识新系统。现在很多老专家去看一些新的安防系统建设,发现以前熟悉的设备找不到了,熟悉的技术也没有多少,行业变化翻天覆地。安防行业发生的巨大变化通常把它分为三个阶段,而这三个阶段又恰好伴随或支撑着安防行业三次重大的实践活动。
1.第一个阶段,行业称之为“三化”,也就是数字化、智能化和网络化。本世纪之初,在高清电视的带动下,安防行业开始了“三化”的过程,而核心是数字化。需要强调的是,数字化不是简单的把模拟信号进行编码传输,它是21世纪的一个基本特征,它反映了人类对客观事物的认识和表达的一个升华。众所周知,原来是用电信号模拟来表示客观事物,使用电信号的强度、频率来模拟和表达声音的大小和音调的高低。我们把一个图像或者一个空间景物分解成无数个点,管它叫像素,然后一个点一个点的用电信号去模拟这个点的亮度,这就是模拟信号。在当时,模拟系统这种方式做得很好,也可以很真实细致地表示认识到或理解到的客观世界。
数字化是网络化和智能化的前提。“三化”在平安城市建设过程中得到了应用和实践,主要表现在大量的数字视频设备开始得到了应用。最主要的就是数字硬盘录像机,用它来实现数字视频的存储,取代原来模拟的磁带录像系统,而且利用DVR这个设备,作为一个网络节点功能,实现一种模拟数字混合的模式。也就是把模拟信号输送到录像机,转换成数字信号存储起来,然后再通过DVR的网口把它传送到远端上去,这是当时很热的一个数模混合模式。在这个过程中,还提到了智能化概念,但是当时只是从自动化的角度把智能化理解或定义为协调的互动。那时候去检测或者评价一个系统,经常就会截图像,意思就是当有报警信号产生的时候,希望它能够弹出相应的图像,这就是对智能化当时的理解和定义。
2.安防技术细化的第二个阶段,把它称为IT化,又称为“新三化”加高清。为什么叫“新三化”呢?这主要是指在这个阶段把数字化、网络化和智能化赋予了新的内涵和定义。而且在这个阶段,由于网络化成为视频监控建设系统、安防系统的一个主流模式,大量地采用了高清设备。此外这个阶段还出现了一个非常重要的产品:IPC,即网络摄像机,高清摄像机也是IPC的一种。此时行业开始重新去明确或者定义智能监控这个概念,首先提出的智能监控是指图像信息可以实现机器解释,或者实现自动解释。在这之前,监控系统、安防系统的信息都要转换成一个可视的信息,由人的眼睛去进行解释,称之为目视解释或者人工解释。真正的系统要实现智能化,实际上应该让系统或者机器聪明起来,使它具有解释和理解信息的能力,这就把智能化定义又深化了一步。IT化实际上充分地体现了信息技术的基本特征,它是安防技术信息化过程中最重要的一个阶段。信息技术有以下四个基本特征:
(1)开放。它通过硬件的兼容和软件的开源来实现系统的互联、互操作和数据的交换。这样的系统它可以最大限度地整合和配置资源,并且通过融合技术成为一个面向服务的技术支撑平台。传统的系统只是一个资源管理系统,为什么它是一个资源管理系统?比如一个系统可携带100台或者1000台摄像机,这个系统就只能管理这100台或者1000台摄像机。而现在开放的系统则可以整合所有和这个系统能够实现互联、互操作的系统资源,好比现在建设的雪亮工程、城市治安动态监控系统等,都会去整合很多社会资源。这就是资源管理和资源整合的差别。
(3)软化。软化是指系统越来越软,越来越细,它改变了原来系统都是由专用设备所组成的系统。比如以前的电视监控、报警系统,它里边所有的设备都是专门为监控、报警设计的,是专用产品,在这些专用产品的组合中来实现它专业的服务。而软化的结果是指可以在通用的平台上,通过软件来实现专业化的服务。这个软件就是从操作到应用之间非常广阔的一个领域,或者叫做中间件,在里面起到了重要的角色,这就是软化。
(4)服务。服务通过人的智慧参与,可以实现系统的智能化。一个应用系统在符合上面三个特征的情况下,它就可以做到自主生成、自主扩展、自如升级。而且随着业务的扩展和深化,可以不断地产生新的增值功能。需要强调的是这里讲的服务不是传统意义上的售后服务,不是售后维修、保修等概念。
3.第三个阶段是安防技术发展过程中最精彩的阶段,它正在进行过程中,就是云化。云是新一代信息基础的基本形态,那么安防云化第一个主要表现是系统云化。云系统或者云架构是一种最合理、最简洁和最安全的架构。为什么说它简洁?以前构成一个系统有很多层级,到了云架构就是云与端的结构。一个小设备摄像机、一个报警传感器是个端,一个大的中心有无数的设备和大量的显示也是一个端。其实云系统也是由实体设备组成,也可以看得到摸得着,只不过这些实体设备它可能是分布式配置的。而且这些配置的分布式系统通过虚拟化过程成为了大量的计算单元,大家管它叫虚拟机。这些巨大的成千上万的虚拟机,可以同时为一个任务工作提供计算,也可以分别去处理各种不同任务的工作。那么每一个用户它不知道,其实它也不需要知道,这就是云的奥妙。所以安防系统云化是一个趋势。实际上信息系统一开始的架构就是这样,只不过在那时没有去提云这样一个思想,因为当时云系统还没有走向社会服务这样一个阶段。
第二个表现是产品的云端化。云端产品和端产品是有差别的。差别就在于云端产品可以从云中获得服务,产生新的功能,而端的产品是一个专用的产品,而云端产品是一个通用产品加软件构成的产品和设备。这里面有一个现在很流行的说法,叫做软件定义技术和产品。那么什么叫软件定义技术和产品?大家知道摄像机有多种多样的形式,有人脸的、有车牌的、有一般监控的,还有透雾的、宽动态的。这样的一些设备通常都有专用的摄像机来满足特定的一些需求。在新的技术环境下,可以把摄像机实现光电转换,产生图像信息,把它变成一个通用产品,通过给它装载的各种各样的应用软件来实现它,可以满足人脸识别、车牌识别、透雾或者宽动态的要求,这就是软件定义技术、产品。
二、安防技术实践应用发展分析
以上所述内容可以从以下四个方面来体现在工程实践上,或者是在系统设计里的表现。
1.顶层设计架构。架构也即网络,也是新兴架构,但它是网络连接、IP连接、包交换,这就是差别。而在网络结构里边,最好的就是云架构,只有云架构才可以实现系统自主生成、自主成长、自如扩展、自如升级,并随着业务的扩展和深入,不断地产生增值的服务和功能。在这个过程中要提醒大家,一定要建真云,要真用云。现在很多系统都谈云平台、云系统,视频云、政务云、安防云、民用云等应用,可以说,特别是在几年前假的云为主,但现在已经有真云建设了。但目前又出了另一个现象,有人建立一种真云,把它假用,那真云怎么能假用?往往会因为强调系统的安全性,使得这个云系统没有一点开放性和服务性,这就把云的核心价值给锁起来,这就叫做真云假用。那么为什么说要顶层设计建架构?因为顶层设计是一个面向服务的设计方法,它是信息系统的一种设计方法,是从上向下,以构建系统架构为开始这样一个程序,所以管它叫做顶层设计。传统设计是面向功能的,是从下向上的组合设备和技术。有些人把顶层设计理解为领导的设计,或者高层的设计,这不确切。
2.数据挖掘是目标。这个目标不是指系统设计的目标,是指设计人员、建设者在技术上要追求的目标。以大数据为例子来说明这样一个过程,这个实际上是要求能够正确地、深刻地理解技术的内涵,而不是流于概念、流于表面。建一个东西,要争取实现它的核心价值,而不是获得一些表面上的口惠。以大数据为例,数据源通常经过结构化处理,这个结构化处理是一个专用的名词,很多数据源属于结构化数据,它就要经过这样一个处理。但是还有很多非结构化数据,实际上并不能最后实现结构化。数据源经过相应的处理,把它存起来,这个存的位置或者存的功能叫做数据库。数据库可以完成查询、检索以及数据挖掘,因此一个数据的服务链或者价值链,由存储、检索和挖掘三个层次构成,可以帮着把数据存起来,帮着去检索,帮着去做数据的挖掘。这三个层次的核心价值是数据挖掘。为什么这么说?检索就是从大量的数据找出个性信息的表面价值,而挖掘是对所有数据进行共同处理,从它们的共性信息里发现具有趋势和预测性的信息,这是真正的大数据,是真正的大数据的核心价值。现在大多系统建立一个大数据还停留在第二个层次,找得快、找得准,很少真正地去进行数据挖掘。比如说物联网的核心价值是什么?早期物联网的核心价值是物与物的互动,这区别于它与通常的射频识别系统的差别,说明它智能。而现在物联网的核心价值是大数据系统,因此现在再说物联网的时候,关键是要怎么通过系统来实现大数据的应用。
3.创新亮点在场景。场景是技术应用的一个外界环境,它是实验技术本质能力的一个外部条件,或者技术可以适应的环境。限制的因素越少技术的实用性就越好,环境因素是限制技术应用和影响应用效果最重要的一个因素,所以说在智能系统设计和应用的时候,都要求有一个稍加限制的环境。这就告诉我们如何使这些新技术的应用能够有创新、有亮点,应该把重点放在哪里。
4.人工智能定成效。深度学习导致了人工智能的大爆发,利用人工智能可以解决很多问题,但是还要正确的或者准确地理解人工智能技术的内涵,它可以实现的限度以及它所应用所需要的场景环境,很多东西并不是像宣传的那样万能。因此还要回到人工智能的初心,把它作为安防系统或者自动化系统的一项基础技术。通过这项技术提高系统功能的自主性,动作的精准性和效率,以及决策的智能化水平。说得再直一点,人工智能最原本的定义,是要让系统聪明一些,或者更加聪明一些。
上面这些过程和内容,还有一个重要的问题可以从中体现或者表现出来。这就是说现在支撑安防的基础技术,或者核心技术变了。传统安防的基础技术是传感、特征识别和视频。而现在支撑安防基础技术的是云、大数据、物联网和人工智能,把它们并列起来,作为新一代信息技术的标志。
|