基于5G技术构建视频云生态服务体系
2021/7/20 15:09   《中国安防》      关键字:5G技术 构建 视频云 生态服务体系      浏览量:
作为国家改革开放的前沿以及粤港澳大湾区发展战略的承担实体,广东省面对的社会环境愈加复杂,在突出经济发展引导职能的同时,创造良好和谐的经济发展环境成为广东省政府机构的工作重点,这也对广东公安机关的治安防控及社会治理能力提出了极高的要求。
文/朱斌 高新兴科技集团股份有限公司
  随着新基建理念的广泛传播,新一轮产业变革也顺势启动。5G技术及其网络基础设施作为新基建的数字底座,承担着未来几年推动国家新兴经济发展的重任。作为国家改革开放的前沿以及粤港澳大湾区发展战略的承担实体,广东省面对的社会环境愈加复杂,在突出经济发展引导职能的同时,创造良好和谐的经济发展环境成为广东省政府机构的工作重点,这也对广东公安机关的治安防控及社会治理能力提出了极高的要求。
  在广东省公安厅智慧新警务战略的引导和推动下,视频云工程得以顺利实施,在全国范围内率先实现全省一片云,推动公安机关治安防控、侦查办案、指挥调度、执法监督、服务民生等业务能力建设。视频云作为"全省一片云"的视频网域,按照"1+N"的结构进行布局,由一个省级视频云节点和N个地市公安机关视频云节点组成。视频云采用分布式计算的架构,在省、市建立视频云节点。在节点之间通过任务请求进行资源调配,在节点内部实现计算资源统一配置,区、县的视频服务子系统接入各自的市级云平台节点进行统一管理。
  视频云应用生态构建于多维数据感知及采集体系之上,通过对多维数据的融合及碰撞构建面向特定场景的应用及服务,5G技术的应用为多维数据的综合采集及传输提供了数据通道,丰富了数据资源的输入渠道,扩大了数据资源的承载能力,为视频云生态服务体系的构建创造了基础条件。
  一、 5G技术发展及应用场景
  作为新一代移动通信技术,5G技术及相关产业的发展已经进入高速成长期,商用部署的脚步正在加快。据有关机构预测:到2030年,5G将带动我国直接经济产出6.3万亿元,间接带动总产出10.6万亿元。5G技术主打"万物互联"的旗号,助推4G移动信息向5G泛在智能的演变,已成为新一轮产业发展及变革的助推器。
  5G技术实现了通信网络综合性能的大幅提升,将带来数十倍于现有4G网络的使用体验,具体表现在三大典型应用场景。
图1 三大典型应用场景
  1.增强移动带宽(eMBB)
  5G网络能够承载大流量移动宽带业务,创造数十倍于4G网络的网络速率,实验室条件下最低速率可达1Gbps。通过应用波束分配和波束跟踪技术,5G网络避开了3GHz以下日益拥挤的频段,可以解决毫米波穿透力较弱的问题。高速率、大带宽的特性将大幅提升视频流传输质量,为公安机关视频智能化应用提供基础条件。
  2.超高可靠超低时延通信(uRLLC)
  5G网络通过采用新的子帧结构,将网络时延限制在5ms以下,实现了毫秒级快速响应。响应时间的大幅提升对于公安精细化业务具备战略性意义,尤其是对未来面向自动驾驶场景的智慧交通系统建设意义极大。
  3.海量机器类连接(mMTC)
  5G网络满足了大规模物联网业务的需求,能够实现每平方公里100万设备的接入,这对于多维数据感知及采集体系的构建具有显著的意义。海量设备的接入将带来数据类型和数据量的指数级增长,为视频云生态服务体系提供源源不断的数据资源,有力支撑广东省视频云工程的实施。
    二、视频云技术理念及应用
  公安机关信息化执法能力的建设与视频技术的发展密不可分,将视频监控技术应用到社会治安综合治理之中,是近年来各地政府数字基础设施建设的重点,由此搭建的视频网络已经基本覆盖全国各级城市,并向农村地区延伸,为公安机关提供了大量的证据及线索,对违法犯罪活动的威慑力度显著提升。
  伴随着视频云技术的发展,从系统架构的变化来看,视频监控系统建设已经进入3.0时代。1.0时代是传统的烟囱式架构,软件、硬件、算法、数据的深度耦合,使得系统在时间和空间两个维度上形成天然隔离的状态,难以实现资源共享及综合应用。2.0时代构筑了视频云的雏形,实现了算法与硬件解耦、数据与应用解耦,但服务及应用层依然以独立软件的模式运行,大量基础性、同质性工作没有完成模式和机制优化,挤占了宝贵的算力资源。3.0时代对视频云架构进行了深度优化,依托微服务的架构理念,将数据、算法、算力等资源置入视频云综合应用平台进行统一管理和调配,并以API的方式提供对外服务,实现了技战法模型的自由定制,充分满足不同警种、不同场景对视频云的应用需求。
  三、基于5G技术的多维感知及采集体系
  以我们身处的时代来说,数据资源承载的信息满足了城市智能化的基础需求。通过构建现实社会在数字空间的映射,我们可以在网络空间构建数字孪生城市,而数字孪生城市的建立,需要满足海量数据感知及采集的根本需求,数据的丰富程度则依赖于前端感知设备的丰富程度和广域物联网络的承载能力。
图2 多维感知
  5G网络为超大规模物联设备的接入创造了条件,公安机关不再受限于单一的数据类型和数据来源,面对复杂案情时能够通过多维数据的碰撞与融合应用将细微线索放大,由单一的线索信息生成信息图谱,进而依靠视频云提供的技战法模型进行研判分析,快速输出分析结果,大幅减轻基层民警证据搜集、案情分析的工作压力。
  在5G技术的推动下,多维感知及采集体系的载体将呈现前所未有的多样化,专用传感器、传统摄像机、智能摄像机、RSU等数据感知及采集终端都能在5G网络中匹配合适的接入机制,尤其是5G网络中网络切片技术的应用,实现了虚拟网络的动态按需隔离,相互之间逻辑独立,互不影响,充分满足超高清视频、VR、大规模物联网等不同垂直系统应用场景的需求。
  5G网络的部署,使得多维感知及采集终端的模块化、融合化发展成为趋势。5G智慧灯杆作为新型模块化感知载体的代表,融合了照明、5G基站、物联传感、视频监控、信息发布、边缘计算网关等设备,在边、端实现了数据采集、预处理、信息发布等基础功能的逻辑闭环,既可以为视频云提供丰富的数据来源,还能在应用层辅助公安机关执行相关任务,是5G技术与视频云生态融合发展的产物。
  四、视频云生态服务体系构建
  视频云的先天优势在于其彻底解决了公安视频应用体系中数据、算法及软硬件强耦合的现状,为基于数据、算法、算力等资源的综合配置,进而搭建资源共享、融合开放的生态服务体系创造了条件。通过建设统一的用户界面及数据资源体系,在平台层实现服务的解耦,对系统各服务功能进行拆分,各个服务以服务组件的方式进行独立分布式横向扩展部署,引入API Gateway作为轻量级网关,简化客户端的调用逻辑,同时API Gateway中也会实现相关的认证逻辑,从而简化内部服务之间相互调用的复杂度。
  通过建设算法API之上的数据服务应用支撑平台,面向各类场景和用户提供基于视频云大数据的智能化应用支撑能力。视频云生态服务体系的构建基于数据服务应用支撑平台,平台通过统一的服务调用将解耦出来的数据与服务进行二次编排,形成多元化的服务或专题,构建新的业务流程,并基于新的业务流程对包括人脸、车辆、视频、报警等在内的数据进行实时分析与结果呈现,满足主动发现与主动预警的需求,确保用户及时掌控事态发展,洞悉全局态势,为指挥决策和事件响应提供支撑。
图3 视频云应用体系
  视频云作为一个开放的、面向未来的公安视频应用体系,为公安应用服务市场的良性发展创造了有利条件。公安机关作为需求的提供者和服务的消费者,以往并未深入参与到系统的开发中,难以对系统基础组件和文档形成有力的掌控,所以很容易在数据管理和系统维护等方面被相关厂商捆绑。在视频云服务生态体系中,各厂商的服务以封装好的组件的形式进行统一接入,公安机关可以根据应用场景的不同按需"选购"相应的服务,并能深度参与应用模型的配置。以应用商城的模式运营各厂商的服务组件,将大大提升各厂商的产品透明度,并能帮助公安机关优中选优,促进视频云生态服务体系的可持续发展。
  五、5G与视频云的开放协同发展
  万物互联作为5G时代的典型特征,与视频云开放共享的建设理念相契合,两者在相互促进中协同发展,为智慧新警务的建设提供可行之道。基于5G网络搭建多维感知及采集体系,确保了数据的完整性、安全性和时效性;5G网络能够承载8K、AR、VR等以往难以广泛应用的交互显示技术,为视频云应用侧提供丰富多彩的沉浸式体验。视频云生态体系的搭建将在可预计的范围内产生海量设备接入和海量数据传输的需求,助推区域5G基础设施建设,并带动相关产业链的协同发展。
  在广东省公安厅积极推进智慧新警务建设的大背景下,5G技术与视频云的协同发展,将从根本上改变公安视频应用体系,为超大规模智能化视频应用集群及生态服务体系的搭建创造条件,推动广东公安机关智能化水平的整体提升,在公安业务方面变被动出击为主动攻防,服务粤港澳大湾区战略的顺利实施,为广东的经济发展创造更加和谐、安全、美好的社会环境。

微信扫描二维码,关注公众号。

《中国安防》杂志是由中国安全防范产品行业协会主管、主办的集权威性、专业性、可读性于一体的安防行业国家级期刊。自1994年创刊以来,受到了广大读者和作者的关心和支持,......[详情]