北京智慧園區(qū)/智慧城市綜合體設計解決方案-凱源恒潤北京監(jiān)控安裝工程公司

發(fā)布日期：2024-01-31      訪問量：351

北京智慧園區(qū)/智慧城市綜合體設計解決方案-凱源恒潤北京監(jiān)控安裝工程公司

目前業(yè)界對“智慧城市”概念的解讀各有側重，有的觀點認為關鍵在于技術應用，有的觀點認為關鍵在人的參與，有的觀點認為關鍵在于智慧效果，認為智慧首先要智能，通過科技手段提升生活品質(zhì)和服務質(zhì)量。綜合這一理念的發(fā)展源流以及在多個行業(yè)中實踐的總結，憑借多年的積累，依靠業(yè)內(nèi)領先的自主核心技術和可持續(xù)研發(fā)能力，設計出包括智慧社區(qū)、智慧酒店、智慧商業(yè)、智慧教育、智慧醫(yī)療等智慧城市綜合體（智慧園區(qū)）的解決方案。

1.1關鍵技術

“智慧城市”是國際社會發(fā)展的方向，雖然有著不同的定位，但都離不開核心技術，這也是當今社會對“智慧城市”的評判標準?！爸腔鄢鞘小苯ㄔO涉及到物聯(lián)網(wǎng)技術、虛擬化、大數(shù)據(jù)處理技術、云存儲技術、增強現(xiàn)實技術、空間信息網(wǎng)格技術、數(shù)據(jù)融合技術、應用技術、運維管理技術等多種關鍵技術。經(jīng)過多年的積累，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理、云存儲、智能科學、應用技術、運維管理等方面有深入的研究和技術成果，助力于“智慧城市”各個子領域的建設。

1.2物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)是將多種傳感器部署于城市綜合體（園區(qū)）各個角落，能夠采集大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。這些數(shù)據(jù)具有時間與空間屬性，可以將園區(qū)現(xiàn)實活動反映到網(wǎng)絡虛擬空間上，進而將這些信息匯集，通過數(shù)據(jù)分析，能夠挖掘新的價值。將所有園區(qū)中的現(xiàn)實事物在互聯(lián)網(wǎng)上聚合就構成了物聯(lián)網(wǎng)。

“智慧城市”建設中主要采用五項物聯(lián)網(wǎng)技術。

（1）通過傳感器采集能源消耗、交通、生產(chǎn)消耗等各種城市活動信息

（2）匯總采集的數(shù)據(jù)

（3）分析匯總的數(shù)據(jù)

（4）將數(shù)據(jù)分析結果“可視化”并發(fā)送給居民，讓居民的生活更便捷、生活質(zhì)量更高

（5）基于對數(shù)據(jù)的分析，優(yōu)化控制城市的各項活動與基礎設施

物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后迎來的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，但就目前實際發(fā)展情況來看，物聯(lián)網(wǎng)仍有諸多亟待解決的問題，如缺乏關鍵技術、缺乏高效的協(xié)調(diào)機制、高端集成服務能力不強等，其實際應用將是一項非常龐大、復雜的工程，未來，還有很長的路要走。作為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，視頻監(jiān)控可以通過智能分析技術，實現(xiàn)車牌識別、人流統(tǒng)計、身份識別、異常行為判斷、周界防范、報警等多種功能，其中某些技術已經(jīng)十分成熟?？梢灶A見的是，視頻監(jiān)控將成為物聯(lián)網(wǎng)應用最先、最重要突破口之一，發(fā)揮著極其重要的作用。

物聯(lián)網(wǎng)也叫傳感網(wǎng)，感知部分分為身份感知、位置感知、圖像感知、狀態(tài)感知等部分。立足于多年對圖像感知相關技術的研究，在物聯(lián)網(wǎng)圖像感知方面有大量的研究成果，在視頻圖像處理技術、視音頻編碼技術、視頻分析與模式識別技術方面的研究處于業(yè)界領先地位。目前已在公安、金融、交通、電力等多個行業(yè)有成熟的解決方案，并有大量的視頻傳感器在各行業(yè)使用。通過視頻傳感器的應用采集城市活動的信息，通過視頻綜合管理平臺將信息匯總后進行數(shù)據(jù)分析，通過大屏等輸出設備將數(shù)據(jù)分析結果“可視化”展現(xiàn)給用戶，相關部門可以根據(jù)“可視化”的視頻信息做出相關決策。

1.3云計算技術

互聯(lián)網(wǎng)時代，尤其是社交網(wǎng)絡、電子商務與移動通信把人類社會帶入了一個以“PB”為單位的結構與非結構化數(shù)據(jù)信息的新時代。云計算出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)的計算機是無法處理如此大量、并且不規(guī)則的“非結構化數(shù)據(jù)”的。以云計算為基礎的信息存儲、分析和挖掘手段，可以便宜、有效地將這些大量、高速、多變化的終端數(shù)據(jù)存儲下來，并隨時進行分析與計算。

云計算是由分布式計算、并行處理、網(wǎng)格計算發(fā)展來的，是一種新興的商業(yè)計算模型。目前，對于云計算的認識在不斷的發(fā)展變化，云計算仍沒有普遍一致的定義。通俗的理解是，云計算的“云”就是存在于互聯(lián)網(wǎng)上的服務器集群上的資源，它包括硬件資源（服務器、存儲器、CPU等）和軟件資源（如應用軟件、集成開發(fā)環(huán)境等），本地計算機只需要通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一個需求信息，遠端就會有成千上萬的計算機為你提供需要的資源并將結果返回到本地計算機，這樣，本地計算機幾乎不需要做什么，所有的處理都在云計算提供商所提供的計算機群來完成。云計算按照服務類型大致可以分為三類：將基礎設施作為服務IaaS、將平臺作為服務PaaS和將軟件作為服務SaaS。

云計算的核心技術包括：并行處理、分布式緩存、虛擬化、關系型及非關系型數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)、計費管理、負載均衡等。

在虛擬化、并行處理、非關系型數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)等方面有深入的研究和豐富的開發(fā)經(jīng)驗。包括利用虛擬化技術提高存儲的磁盤利用率、增加存儲管理靈活性、提升存儲性能等，利用分布式文件系統(tǒng)建立高可用、可擴展的視頻圖像信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，利用并行處理技術進行海量結構化和非結構化數(shù)據(jù)的分析，利用非關系型數(shù)據(jù)庫對半結構化、非結構化數(shù)據(jù)進行存儲與檢索等。

1.3.1大數(shù)據(jù)處理技術

在未來的“智慧城市”中，會有越來越大的吞吐量和監(jiān)控數(shù)據(jù)、越來越高的數(shù)據(jù)處理需求、越來越多的面向互聯(lián)網(wǎng)的應用，所以需要強有力的大數(shù)據(jù)處理平臺進行支撐。

現(xiàn)代社會的信息量增長速度極快，這些信息里又積累著大量的數(shù)據(jù)，其中包括個人數(shù)據(jù)和工業(yè)數(shù)據(jù)。預計到2020年，每年產(chǎn)生的數(shù)字信息將會有超過1/3的內(nèi)容駐留在云平臺中或借助云平臺處理。我們需要對這些數(shù)據(jù)進行分析和處理，以獲取更多有價值的信息。那么我們?nèi)绾胃咝У卮鎯凸芾磉@些數(shù)據(jù)，如何分析這些數(shù)據(jù)呢？目前Hadoop是公認的處理大數(shù)據(jù)的標準平臺。在互聯(lián)網(wǎng)領域。Yahoo! 通過集群運行Hadoop，以支持廣告系統(tǒng)和Web搜索的研究；Facebook借助集群運行Hadoop，以支持其數(shù)據(jù)分析和機器學習；百度則使用Hadoop進行搜索日志的分析和網(wǎng)頁數(shù)據(jù)的挖掘工作；淘寶的Hadoop系統(tǒng)用于存儲并處理電子商務交易的相關數(shù)據(jù)；中國移動研究院基于Hadoop的“大云”(BigCloud)系統(tǒng)用于對數(shù)據(jù)進行分析和并對外提供服務。

針對“智慧城市”的大數(shù)據(jù)處理的需求，在Hadoop系統(tǒng)上進行了深度開發(fā)，開發(fā)出了HDH（智慧大數(shù)據(jù)平臺）系統(tǒng)。HDH系統(tǒng)在應對大數(shù)據(jù)處理中的存儲問題，采用了分布式存儲、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，提高了讀寫速度，并擴大了存儲容量。HDH系統(tǒng)在應對大數(shù)據(jù)處理中的計算問題，采用分布式計算框架，提高了數(shù)據(jù)分析和挖掘能力。利用HDH系統(tǒng)，進行海量的人臉數(shù)據(jù)檢索、海量交通數(shù)據(jù)的挖掘、海量文本數(shù)據(jù)的全文檢索等。

HDH包含了分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫和分布式計算框架等多套組件，實現(xiàn)面向海量的結構化、半結構化、非結構化數(shù)據(jù)分布式存儲與計算。HDH的高容錯特性，使得系統(tǒng)整體可靠性得到提升。HDH可以部署在低廉的計算機集群中，降低投入成本。HDH具備靈活的橫向擴展能力，使其可以按需進行配置。有了HDH系統(tǒng)，使得“智慧園區(qū)”中的大數(shù)據(jù)存儲、檢索、分析與挖掘更加高效。

1.3.2云存儲技術

隨著數(shù)據(jù)處理需求的不斷增長，以及智慧領域高清視頻的大規(guī)模應用，“智慧城市”中需要存儲的數(shù)據(jù)和應用的復雜程度在不斷提高，例如視頻數(shù)據(jù)需要長時間持續(xù)地保存到存儲系統(tǒng)中，并要求隨時可以調(diào)用，對存儲系統(tǒng)的可靠性和性能等方面都提出了新的要求。在未來的復雜系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)爆炸性的海量增長，提供對海量數(shù)據(jù)的快速存儲及檢索技術，顯得尤為重要，存儲系統(tǒng)建設將成為“智慧城市”未來建設中的重要組成部分之一。

云存儲是在云計算概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網(wǎng)格技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，應用存儲虛擬化技術將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)。所以云存儲可以認為是配置了大容量存儲設備的一個云計算系統(tǒng)。

依據(jù)云存儲的功能特點，針對大容量視頻數(shù)據(jù)的存儲和管理以及滿足“智慧城市”領域特殊的應用需求，量身設計了一套視頻云存儲監(jiān)控系統(tǒng)。視頻云存儲系統(tǒng)主要由存儲管理節(jié)點和存儲節(jié)點（物理存儲設備）兩部分組成。

視頻云存儲管理節(jié)點是視頻云存儲系統(tǒng)的核心節(jié)點，作為云存儲系統(tǒng)的調(diào)度中心負責云存儲系統(tǒng)資源管理、索引管理、計劃管理、策略調(diào)度等。視頻云存儲節(jié)點作為云存儲系統(tǒng)業(yè)務的具體執(zhí)行者，負責視頻數(shù)據(jù)存儲、讀取、存儲設備管理、存儲空間管理等。

1.4智能科學

智能科學是一門交叉學科，主要有腦科學、認知科學、人工智能、智能分析等學科共同研究智能行為的理論和實現(xiàn)技術。

智能科學為智慧城市提供智慧的技術基礎，支持對智慧城市中海量信息的智能識別、融合、運算、監(jiān)控和處理等功能。

在視頻智能分析部分有深入研究。通過行為分析技術、車牌識別技術、人臉識別技術、分布式計算技術、視頻拼接技術等對視頻進行智能分析。通過數(shù)據(jù)挖掘技術獲取例如交通等信息的宏觀狀態(tài)，可進行套牌車輛實時偵測、跟車研判、頻度統(tǒng)計、區(qū)域碰撞等關聯(lián)性分析。通過智能分析、數(shù)據(jù)挖掘得到關鍵數(shù)據(jù)，為相關職能部門決策提供數(shù)據(jù)支撐。

1.4.1行為分析技術

智能行為分析系統(tǒng)主要基于背景建模技術：在靜態(tài)場景（攝像機不發(fā)生位移）下查找出以人為主要防范對象的動態(tài)目標，并根據(jù)設置的報警規(guī)則進行報警。在智慧城市監(jiān)控系統(tǒng)建設中可用于學校、住宅小區(qū)、商業(yè)、寫字樓、酒店、醫(yī)院等重點監(jiān)視區(qū)域，用于檢測可疑目標入侵、跨越警戒面（虛擬圍墻）、人員聚眾、可疑逗留人員、非法停車、可疑物品遺留等情況，發(fā)現(xiàn)異常及時報警，將目標可疑行為處置在事態(tài)的可控階段。

1.4.2車牌識別技術

車牌識別技術能實現(xiàn)對當前車輛的車牌進行抓拍、車牌號碼識別功能。在智慧城市可視化防控系統(tǒng)中，主要應用高清卡口監(jiān)控系統(tǒng)以及高清電子警察監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對過車的實時抓拍，并實現(xiàn)號牌識別、車身顏色識別、車型識別等，利用該技術和相關業(yè)務管理平臺實現(xiàn)過車信息的實時記錄。

1.4.3人臉識別技術

人臉識別是利用視頻抓拍后對抓拍圖像進行生物特征數(shù)據(jù)的提取并保存，主要包括抓拍保存、識別比對、檢索查詢等功能，在社區(qū)、學校、醫(yī)院、商業(yè)、酒店等區(qū)域出入口、重要卡點部位部署，實現(xiàn)對進出人員人臉信息的采集，一方面可用于小范圍內(nèi)可疑人員的圍堵攔截，一旦在系統(tǒng)部署區(qū)域檢測到可疑人員人臉時產(chǎn)生報警，另一方面通過人臉識別系統(tǒng)可建設人臉信息庫，為后期的案件排查、人員排查做好基礎工作，人臉識別系統(tǒng)已歷經(jīng)眾多項目的考驗，在多個智慧城市項目中成熟商用。

1.4.4視頻拼接技術

城市綜合體監(jiān)控區(qū)域多、范圍廣，對于像休閑廣場、商業(yè)、住宅等場所視頻信息采集均需要多個攝像機才能涵蓋，在監(jiān)控中心瀏覽監(jiān)控畫面時需要開啟多個監(jiān)控窗口，視頻瀏覽畫面不連續(xù)，導致個別重要監(jiān)控環(huán)節(jié)往往被忽略。針對該情況，視頻拼接軟件應運而生，通過視頻拼接算法庫將同步好的多幅畫面拼接成一副圖像并顯示，實現(xiàn)對拼接后畫面圖像的錄像和區(qū)域展示，該軟件可以橫向?qū)崿F(xiàn)1~8個，縱向1~2個圖像進行拼接，并去除重合部分，矯正形變，使得監(jiān)控區(qū)域更廣、效果更佳。

1.4.5視頻質(zhì)量診斷

視頻診斷技術是針對視頻畫面質(zhì)量進行監(jiān)控告警的應用技術和解決方案。采用按計劃配置手段，實現(xiàn)對前端視頻監(jiān)控圖像畫面的輪巡檢測，一旦檢測到監(jiān)控畫面圖像丟失、亮度異常、圖像色偏、條紋干擾、雪花干擾、PTZ云臺控制等異常情況時，及時產(chǎn)生報警通知維護人員，有效保證了視頻監(jiān)控的圖像質(zhì)量，保證系統(tǒng)的可靠運行。

1.5應用技術

針對“智慧社區(qū)”、“智慧商業(yè)”、“智慧酒店”、“智慧校園”、“智慧醫(yī)院”等“智慧城市綜合體”子領域的應用特點，針對不同行業(yè)定制開發(fā)了視頻監(jiān)控應用管理平臺，平臺以實戰(zhàn)業(yè)務應用為導向，以視頻圖像應用為手段，構建大安防體系架構。視頻監(jiān)控應用管理平臺，采用了構架和構件、工作流、XML和Web Services、平臺集成等應用技術。

1.5.1構架和構件技術

基于構架和構建的軟件體系結構能夠通過對系統(tǒng)構造的理解來提高有關軟件工作人員的系統(tǒng)設計和系統(tǒng)分析能力，分析，從而在系統(tǒng)組織、結構重用、運行模式、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)維護等方面降低軟件設計和開發(fā)的成本，促進軟件系統(tǒng)生產(chǎn)的效率提高。

采用基于構件的技術和UML建模語言來進行系統(tǒng)的設計，實施迭代式的設計開發(fā)。統(tǒng)一建模語言（UML）具有直觀化，明確化特點，是構建和文檔化軟件系統(tǒng)產(chǎn)物的通用可視化建模語言。UML可以與所有的開發(fā)方法、生命階段、應用領域和媒介一同使用。

1.5.2工作流技術

視頻監(jiān)控應用管理平臺中各應用子系統(tǒng)都將采用分布式構件進行搭建，為將來的構件重用和組成基于工作流和集成流的高級的中間件打下良好的基礎。當各種領域構件建成功以后，可以通過基于工作流的高層中間件來進行高層次的集成。

工作流過程定義語言將現(xiàn)存的構件通過工作流結合起來，通過工作流引擎執(zhí)行工作流來實現(xiàn)新的系統(tǒng)流程和功能，而不必重新開發(fā)新的應用構件，大大增強了系統(tǒng)的靈活性和可重用性，最終可以達到適應變化迅速的用戶需求的目的。

1.5.3XML 和Web Services 技術

視頻監(jiān)控應用管理平臺當中的數(shù)據(jù)具有多源異構的特點，對于此類數(shù)據(jù)的處理首先要求對數(shù)據(jù)的描述要有簡單易行的一套標準。XML是現(xiàn)在流行的數(shù)據(jù)交換標準,特別適合表述和交換復雜的數(shù)據(jù)對象和類型。在信息平臺的建設過程中，數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)把XML作為數(shù)據(jù)格式描述的統(tǒng)一標準，并納入數(shù)據(jù)規(guī)范的制定當中。另外Web Services 技術支持XML，SOAP，WSDL，UDDI等開放標準，可以通過HTTP協(xié)議實現(xiàn)穿越防火墻的軟件互操作和數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)跨越各種技術的軟件集成 。

1.5.4平臺集成技術

（1）企業(yè)服務總線（ESB）

“智慧城市”中視頻監(jiān)控應用管理平臺需要為治安防控、交通管理、城市可視化管理和社會服務等業(yè)務提供服務，在技術架構上需要解決多協(xié)議、多接口的問題。目前，業(yè)界正逐漸采用企業(yè)服務總線 ( Enterprise Service Bus, ESB) 的IT架構，該架構的基本構件是抽離于應用系統(tǒng)上的業(yè)務數(shù)據(jù), 僅對業(yè)務數(shù)據(jù)做路由、日志、出錯處理等流程操作，便于各接口之間的調(diào)用,避免應用間點到點的連接,以便于接口的維護,靈活性、可重用性和可擴展性都十分良好。

（2）標準化應用擴展技術

在與用戶交互的應用層，各智慧子領域的信息集成平臺以微內(nèi)核的理念和預留擴展點的方法延伸了應用體系的擴展性。各智慧子領域的信息集成平臺就類似于操作系統(tǒng)，應用 APP 就類似于在操作系統(tǒng)上安裝的應用軟件，通過實現(xiàn)實戰(zhàn)平臺的應用擴展點，并滿足應用層標準化的技術規(guī)范，應用 APP 就可以安裝到平臺中來，并且可以做到動態(tài)安裝和加載。

通過標準化應用擴展技術，能極大地提升了“智慧城市”信息集成平臺的應用擴展范圍，而且可以根據(jù)用戶的不同需要開發(fā)對應的應用 APP，而且新開發(fā)的應用 APP 可以做到動態(tài)安裝和部署，以及已有的過時應用 APP 也可以及時升級和下架，能更方便地擴展城市管理、企業(yè)和家庭安全服務相關的各種應用，使系統(tǒng)具有更高的應用價值和更為長久的生命力。

1.6智能可視化管理技術

可視化管理是在充分吸取全國各個行業(yè)視頻監(jiān)控工程前期建設的經(jīng)驗基礎上，面向業(yè)務應用，以“怎么應用，就怎么建設”這一全新的理念進行設計。重點解決“用”的需求，分成“管”和“用”兩個方面，“管”包括業(yè)務監(jiān)管和運維管理，“用”包括視頻應用和業(yè)務應用，主要特征為高清、智能、大聯(lián)網(wǎng)，滿足面向行業(yè)的業(yè)務安全管理和系統(tǒng)安全運行需求，“高清”能夠最大限度地保障可視化，“智能”能夠最大限度地促進管理，“聯(lián)網(wǎng)”能夠最大限度地共享資源和深化應用，可視化的意義在于能夠提高業(yè)務管理以及系統(tǒng)管理的綜合效益與服務水平。

1.7運維管理技術

“智慧城市”離不開運維管理平臺和長效運維機制?！爸腔鄢鞘小敝性O計到多個部分的運維管理。在“智慧城市”中視頻監(jiān)控系統(tǒng)運維管理方面有成熟的解決方案。通過運維管理平臺可以對系統(tǒng)運行進行全面監(jiān)控和維護。監(jiān)控對象包括：基礎設施、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、管理工具、人員等各方面。監(jiān)控內(nèi)容包括：硬件狀態(tài)、運行情況、異常情況、在線離線狀態(tài)等?？刹捎弥悄苎矙z技術，自動、智能檢測前端攝像機、智能箱、網(wǎng)絡、主機、應用軟件的運行狀態(tài)，儀表盤式展示系統(tǒng)運行狀態(tài)。

同時，通過運維管理平臺可實現(xiàn)專業(yè)化的服務流程，實現(xiàn)對運維人員、備品備件、運維績效等進行管理，以報表的方式呈現(xiàn)各種運維統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)管理提供評價依據(jù)和決策信息。