物联网技术在公安信息化过程中的应用
2013/10/16 15:39   中国安防行业网      关键字:物联网技术,公安信息化      浏览量:
物联网技术用途广泛,被国内外政府部门、院校、行业高度关注和重点研究。公安领域借助于平安城市建设的经验积累和公安实战业务的牵引;在物联网应用方面具有较好的基础条件和发展动力。目前大规模城市视频监控系统的设计、建设和应用已在不断地融人物联网技术相关的核心技术;如信息感知技术、云计算技术、智能化分析处理等;从信息感知、信息传输、数据处理和业务应用等各个方面上提升了公安信息化的技术水平。

  一、引言

  物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。

  最初在1999年提出:即通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

  这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

  我国在2010年中央政府工作报告中做出了中国的物联网定义:“通过传感设备按照约定的协议,把各种网络连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪.监控和管理的一种网络。”

  物联网有着广泛的用途,例如智能交通、公共安全.环境保护、工业监测、智能消防、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域,是全球公认的继计算机与互联网及移动通讯网信息产业之后的又一次信息化浪潮,作为一个互联网应用的延伸,物联网技术将打造一个物联网产业链,造就上万亿元的市场规模。

  二、物联网技术发展、应用情况

  在市场应用方面,2011年从整体来看,占据中国物联网市场主要份额的应用领域为智能工业、智能物流、智能交通、智能电网、智能医疗、智能农业和智能环保。其中智能工业占比最大,为20.0%。

  产业分布上,国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角,以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中,长三角地区产业规模位列四大区域之首。于此同时物联网的提出为国家智慧城市建设奠定了基础,实现智慧城市的互联互通协同共享。

  2012年我国物联网产业市场规模达到3650亿元,比2011年增长38.6%。从智能安防到智能电网,从二维码普及到智慧城市落地,作为被寄予厚望的新兴产业,物联网正四处开花,悄然影响着人们的生活。随着我国物联网产业发展迅猛的态势和产业规模集群的形成,我国物联网时代下的产业革命也初露端倪。从具体的情况来看,我国物联网技术已经融入到了纺织、冶金、机械、石化、制药等工业制造领域。在工业流程监控、生产链管理、物资供应链管理、产品质量监控、装备维修、检验检测、安全生产、用能管理等生产环节着重推进了物联网的应用和发展,建立了应用协调机制,提高了工业生产效率和产品质量,实现了工业的集约化生产、企业的智能化管理和节能降耗。

  随着物联网技术的研发和产业的发展,预计2013年中国物联网市场规模将达4896亿元,到2015年,这一规模将达到7500亿元,发展前景将超过计算机、互联网、移动通信等传统IT领域。作为信息产业发展的第三次革命,物联网涉及的领域越来越广,其理念也日趋成熟,可寻址、可通信、可控制、泛在化与开放模式正逐渐成为物联网发展的演进目标。而对于“ 智慧城市”的建设而言,物联网将信息交换延伸到物与物的范畴,价值信息极大丰富和无处不在的智能处理将成为城市管理者解决问题的重要手段。。

  公安领域是有条件为物联网提供规模应用的领域之一。一方面,在国内安防领域,视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果;另一方面,公安作为城市安全管理的重要政府部门,通过一系列的平安城市和社会治安监控系统的建设,在物联网规模化应用方面已具备一定的条件。

  三、物联网技术在公安信息化过程中的应用

  自2004年公安部和科技部联合开展“科技强警示范城市建设”以及“3111试点工程建设”以来,全国各地都开展了平安城市和治安防控体系建设,同时《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换.控制技术要求》(GB/T 28181-2011)的颁布和全国公安大联网工作的推动,促进了视频监控的广泛互联和深度应用,也为公安部门在物联网应用方面积累了经验,奠定了基础。

  由于现代城市管理的复杂性,城市管理和安全防范必须依赖遍布城市的各种类型的传感器收集大量的信息进行分析、处理、反馈和修正。视频是所有传感信息中含量最丰富的信息载体,是城市安全管理最重要的信息来源。城市视频监控系统新建并整合大量的摄像头,这些摄像头将城市的各个角落的视频图像信息传输到各级处理中心,这实质上就是城市级以上的视频物联网或视频传感网。

  面向社会公共安全管理的物联网(简称“公安物联网”)是以“人、地、物、事、组织”为感知对象,基于公安信息化的网络架构,通过标准数据交换,实现对感知对象多维时空信息的全面感知、高效共享和深度应用,通过对感知信息的汇集、分析、处理来提升现代警务的实战能力和服务水平,满足公安实战业务的需要;这是物联网在公安领域具体化应用。

  公安物联网在技术架构上由信息感知、网络传输、数据处理和业务应用四个层次组成。

  首先,在信息感知上充分利用物联网技术和手段,如视频、音频、RFIG、报警、智能图像分析、核生化探测、气流气象等感知手段,在城市地铁站、公交车站、地下通道.广场、地面道路等公共场所;对人流、车流、物流建立全面的感知、识别和监控。此外,还可以对动态目标监控;如特种车辆、应急救援车辆、危险品运输车辆的人、车、物的管理。基于RFID及视频分析技术,建设车辆感知节点,随时掌握车辆的轨迹、位置、驾驶人信息及危险品流向,从而为公安部门实现与社会公共安全相关的各种信息的全面感知。

  其次,在网络传输上实现各种网络的融合,如公安信息网、视频专网、互联网、3G无线网络和卫星通信网络等,各种感知信息通过这些传输网络实现信息的传输、汇集和交换。同时,公安信息网与外部其他网络直接通过边界安全接入平台联网,确保网络安全。

  再次,随着海量视频、图像、报警等信息汇集,需要利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行整合、分析和处理,提高相关信息获取的实时化、精细化、系统化和智能化。同时,通过对物体实施智能化的控制,能使系统具有自动化、自我反馈与智能控制等特点。

  最后,公安物联网的建设需要围绕公安实战业务应用,在各种感知信息统一的融合、共享和调度基础上,通过业务系统之间的互联和整合,实现对关注人员、车辆及事件的动态掌控与联动应用,实现跨警种的实战应用。

  四、公安物联网的相关核心技术

  物联网在公安信息化应用中涉及以下几个方面的核心技术:

  1.高清视频监控技术

  视频监控经历了模拟、数字、网络,正向高清化快速发展,高清视频技术代表了当今视频监控的发展方向。高清视频监控具备单点感知范围更广、高清晰度的特点,同时高清视频监控更便于智能分析处理,从视频图像中获取人、车、物和各种行为特征信息,将非结构化信息转化为结构化信息,有利于公安部门基于视频、图像等信息开展深度的业务应用。

  高清视频监控直采用国际领先、成熟的H.264视频编码技术;高清摄像机宜采用ISP技术,在自动聚焦、自动曝光、自动白平衡、宽动态、3 D去噪、强光抑制等方面提升视频质量,使得图像更加清晰细腻、真实自然、鲜艳明亮。

  2.云计算技术

  从物联网的技术特点出发,对同一事件可能有较多的感知设备,或者对同一事件可以组织形成一个感知网络,而不同的探测设备对一个事件的感知可能是非常局部的印象,而只有经过多种感知的综合识别,才能对一个事件形成较为准确的立体印象。另一方面,公安物联网往往是一个城市甚至多个城市的大规模系统,视频、报警、图片等信息数据量非常大,且内容越来越向多样化的方向发展,有车牌、车型、人脸特征、人的体型特征、人的行为特征等等,因此传统的技术方法是无法满足多种类型的、海量的数据处理、检索和分析等要求。为了满足从感知到识别、应用的实时和高效,需要云计算进行处理。云计算是一个集成大量信息的并行处理系统,会使我们计算、处理的效率得到大幅度提升。

  云计算是公安物联网的核心技术,通过云计算技术,可整合大量的计算资源、存储资源和应用资源,将系统中海量信息进行有序地组织和存储。依托强大的计算资源,可对外提供多样而高效的服务。

  3.智能分析技术

  公安视频监控网络中记录了大量的视频、图像和数据信息,应用智能视频分析技术对海量视频中的特定特征的目标进行自动检索,可以滤除视频中大量的无效信息,极大地提升对视频检索的效率。此外,采用智能视频分析技术对视频进行分析,生成对目标特征及行为特征进行描述的元数据,实现从非结构化数据到结构化数据的转换,根据用户设定的搜索规则;可以对元数据流进行快速的检索及定位,与传统的录像文件人工浏览查看方法相比,可以大大的提高系统的自动化程度,减少人力成本,提高系统的检索速度及效率。较为典型的视频智能分析技术主要有以下几种:

  (l)智能检索:后分析模块自动读取源数据(源数据即系统中存储的各种视频文件),对它们进行图像分析后得到的数据建立索引归档。有了这些索引归档,后检索功能就可以从海量的视频数据快速地找出符合条件的录像文件。

  (2)人脸识别:在一些关键出入口、通道等卡口位置加强对进出人员的管理和安全防范。主要应用在对一些敏感人员布控,一旦发现可疑人员进出(黑名单人员),系统自动报警,并提示安保人员。

  (3)流量监测:客流量作为衡量公共场所繁忙程度的重要指标,日益受到人们的重视,业已成为商业决策和公共安全监控的有效工具,主要应用于人流量大的广场、商场、公园等人员聚集型区域。

  (4)车辆行为分析:主要应用于高速公路、桥面、隧道等场合,主要对视频图像中的车辆行为进行分析。

  (5)事件检测:智能事件检测系统主要基于背景建模技术,在静态场景下查找出以人为主要防范对象的动态目标,如跨线检测、进入区域检测、非法停车检测、物品遗留检测、物品丢失检测、徘徊检测、人员聚集检测等。

  4.公安实战业务应用

  物联网技术在公安信息化过程中的应用最终是为了更好地为公安业务提供支撑。在城市报警监控系统建设过程中,全国各地投入大量人力、财力、物力资源,建设热情很高,但应用意识相对薄弱。伴随视频监控系统从局部联网向全市、全省、全国联网方向的逐步迈进,视频图像和数据信息的查询、分析、研判效率大大增加,公安实战业务应用的积极性越来越高。

  公安实战应用平台将视频图像及各种感知信息与公安业务系统进行对接,围绕事件生命周期,提供事前视频防控、事中可视化指挥、事后视频侦查以及可视化的勤务督导。同时,也可以根据各警种实战应用需要提供如车辆和人员轨迹分析、视频信息检索、车辆信息查询、人脸识别应用、图像增强与修复等工具,提高公安业务效率。

  五、公安物联网的应用前景

  在技术驱动和业务牵引下,物联网在公安领域应用中具有广阔的前景,无论在感知技术、数据分析处理技术,还是在业务应用技术方面都具有很大的发展空间,这也为安防企业带来了机遇。但是,目前物联网核心技术和高端产品与国外差距较大,高端综合集成服务能力不强,缺乏骨干龙头企业,应用水平较低,且规模化应用少,信息安全方面存在隐患等。因此,一方面政府要加大对相关产业的投入,给予相关企业更好的政策和资金支持,另一方面物联网、安防和厂等相关企业要加大物联网技术研发力度,针对公安物联网应用提供先进的解决方案,而针对公安物联网的整体解决方案供应商也将具有竞争优势。

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