河南安防

贯通端-边-云生态链,推动安防技术纵深应用

发表时间:2021-06-18

  安全需求作为马斯洛五个需求层次的第二层级,是人类最基本、最不能被忽视的需求。我们需要稳定安全、身处秩序及受到保护等情感保障,而安防行业在很大程度上以技术手段保障了这一需求,成为当今人类生产和生活中不可或缺的一部分。

  20世纪60年代,故宫博物院安防系统的启用拉开了中国安防行业发展的序幕,也成为安防意识彻底觉醒的重要标志。此后,安防行业策马扬鞭,随着信息技术日新月异,视频监控技术更新迭代,先后历经了模拟、数字、高清化及智能化阶段。随着AI、5G、物联网、云计算等信息技术的快速发展,4K、H.265在安防领域的应用,人像识别、VMS(视频管理系统)、LPR(车牌识别)和人工智能/视频分析软件等技术的不断成熟和广泛应用,安防行业成为数据创造的“大户”。

  相关数据显示,2019年每天仅监控摄像头在全球范围内产生的数据量就高达2500PB。预计2020年到2027年,全球视频监控市场复合年增长率高达14.6%,更多的数据会源源不断地产生。

  数据出洞察,让数据“说话”有助于提升行业效率。因此对安防行业来说,如何能够更好地存储和利用数据,让数据为各个领域服务是安防行业一直在积极探索和解决的重要问题。当前可以看到,智慧城市、平安社区、金融领域、平安校园、智慧医疗、轨道交通乃至智慧教育等领域和行业,处处可见安防的身影,这些行业的安防数据管理模式和经验为未来全民安防、各行业安防的泛安防时代的到来带来实质性的借鉴意义。

  一、数据对智慧城市建设中的作用

  安防监控是城市的守护者,在城市安全、交通管控、公共卫生事件、市容和环境卫生以及应急响应中,安防手段有着不可替代的作用。当前世界各地的城市都在向着智慧城市的方向奔赴,我国的智慧城市布局也在进一步加强,并且各个城市都有鲜明的智慧化特征,比如北京的无线政务网、秦皇岛的智能旅行、“智慧南京”视频交换云平台、深圳的智慧运营中心、无锡的智慧环保以及苏州的智慧园区等等,都具有城市特色的智慧标签。但归根究底,智慧城市的实现必须依靠流动在城市中的海量数据以及对于数据价值的挖掘和利用。因此,如何正确存储、管理和使用所有这些数据至关重要。

  在智慧化的过程中,根据各个城市不同的需求和特征,可以考虑采用不同的方式。第一种方式是将散落在城市各个角落的摄像头采集到的数据传输到边缘(靠近采集视频或数据的位置)或者云端(大型集中式后端存储服务器)进行存储和分析。另外一种方式是采用端-边-云协同来实现最快的感知和决策。

  当前端-边-云协同发展的多层存储架构应用较为广泛,能够同时兼顾边缘存储和云存储的优势,降低迟延和费用,提升城市的管理和服务能力。根据不同城市的智慧化经验积累,适用于智慧城市的解决方案是:一方面,部署能够在端点和边缘聚合、过滤和分析数据,比如人脸比对和车牌识别后,将相关警报发送到前端的视频管理系统进行审核和响应,这样就能快速处理数据并及时地发送通知,从而提升公共安全性。希捷在天津南开区携手合作伙伴就部署了这样的存储解决方案,利用专门适用于网络视频录像机和数字视频录像机的希捷酷鹰(SkyHawk)监控硬盘在监控立杆上采集存储数据,之后传输到边缘的控制平台中进行安全存储、实时预览、录像回放、文件管理、大数据汇总以及与总控对接等多种功能,实现及时过滤和分析。

  另一方面,为了通过数据存档和分析以探索更深入的趋势信息,需要将视频和数据上传到云。在云端部署的大容量硬盘能够容纳海量数据,相关管理人员可以分析从摄像头收集的数周或数月的视频和数据。比如可以通过分析交通摄像头的数据来识别整个城市的交通高峰时间和交通模式,帮助城市管理者制定或者调整诸如同步某些交叉路口指示灯的决策,从而加速城市的高效运作。在云端,希捷企业级大容量硬盘能够为智慧城市构建强大、安全的数据池。比如希捷携手合作伙伴打造的“智慧南京”视频交换云平台,实现了与交管局、交通局、公安局、城市高点监控以及道路图像监控“320”工程等现有视频监控平台的对接,实现海量视频和数据的交换,共计接入了约2万路一、二类视频,让海量数据存储、分析、共享和调取更为高效,充分发挥数据在智慧城市建设中的作用。

  二、平安社区管理一体化平台

  平安社区也是安防行业涉足较早但仍有很大空间的领域,尤其是2000年我国迈入老龄化社会以来,打造向老龄群体倾斜的安全舒适、便捷精准的智慧化生活环境变得更为重要。预计到2022年,我国65岁以上人口将占到总人口的14%。针对老年社会群体的特征,如何将被动安防转为主动安防?如何实现事前预警的智慧平安社区?如何平衡便民服务输入与社区安全维护?等等,都将成为平安社区建设的重要考虑因素。

  基于这些因素,平安社区管理一体化平台应需而生。多元化的社区安防系统包括视频监控系统、车辆识别系统、智能停车管理、人脸识别门禁系统以及智能消防等系统,各类系统成为在建或者未来平安社区的标配。平安社区管理一体化平台可以集中统筹管理这些系统,在社区中实现人过留痕、车过留牌、机过留号,为居民接入生鲜配送、报修、家政及快递等服务的同时,过滤掉不安全的因素,守好社区的“大门”。此外,社区平台可以与公安机关的业务数据对接,并且进行多维度碰撞分析,如果发现可疑人员出入社区可立即进行锁定并报警,实现智能防控以及事前预警。平安社区管理一体化平台涉及到的系统繁多,因此数据存储和管理也较为复杂,平台需要能够实现所有物联设备联动,将采集到的数据信息进行汇总、处理和分析,再将其存储至相应资源库。

  三、数据在平安校园中的应用

  在日常教学期间,校园安防系统可以保障在校师生的生命财产安全,给大家提供一个安全舒适的学习生活环境。在新冠疫情期间,学生和教职员工在家学习和工作,许多校园和教室空置,这种情况下,校园安防系统可以提升安全保障以及妥善保护学校里的电子设备和实验室设备。希捷携手天地伟业对天津师范大学的整个校园的安防系统进行统一规划升级和改造,在学校原有的系统基础上实现高清全覆盖,将各类安防系统实现无缝整合,化被动监控为主动监控。同时该系统采用星光级图像传感器和大尺寸高清镜头,配合优秀的图像处理技术,在夜间也能提供高品质图像,全天候为学校提供保护。由于学校每天都要存储大量的视频数据,所以校园安防视频依赖于大容量存储系统的支持。扩大存储容量以及有效管理存储和访问数据,对于维护校园的安防视频系统可谓至关重要。希捷和天地伟业采用的希捷酷鹰系列硬盘专为监控存储而设计,具有高容量、优化固件以及每年数百TB的可靠工作负荷评级,并针对全天候工作负荷量身定制,保障校园安防系统的视频存储时间高达90天,学校保卫室可以通过NVR同时观看、浏览、回放、管理及存储多个网络摄像机,最大限度地保障疫情期间校园的安全。

  四、视频数据对野生动物保护的作用

  安防技术提供的保护不止于人类,同时也可为野生动物撑起保护伞。在当前世界范围内,安防监控技术能够替代人类实现栖息地变化监测、动物追踪、识别及保护,以更为智能的技术实现动物保护和人类发展的平衡。广袤无垠的旷野、巍峨入云的雪岭、一碧万顷的草原以及遮天蔽日的森林等,都是野生动物和濒危物种的自然栖息地。为了保护野生动物,各个地区每年都大量投入使用远程视频设备。视频设备可以监控到动物的觅食、睡眠、迁徙和社交状况,可以采集动物的足迹影像进行图像处理和分析。基于这些数据的分析可以得出某一地区某一物种的数量、年龄乃至性别以及种群的变化。当然视频监控设备还可以用于人为干扰监测和捕猎者识别,保护动物免于人为干扰和捕猎。

  希捷与世界自然基金会(WWF)开展的大熊猫保护项目就是视频图像在野生动物保护方面的一个典型应用。项目中,将众多红外相机潜伏于大山深处的大熊猫栖息地,不管是夜间还是白天都不会错过动物图像的采集,同时在自然保护区架设视频录像机来记录保护区的动物以及人类活动。红外相机和视频录像机捕获到的珍贵数据可以存储于边缘,即专为自然保护区建立的具有先进存储解决方案的监控中心。这些视频信息可以提供给研究野生动物的专家和科学家,基于这些数据可以进行科学分析和研究,制定相应的保护措施,最终保护动物免遭偷猎者带离自然栖息地或被杀害。在野生动物保护中,利用现代安防技术进行数据采集、存储、分析和利用,可以为珍稀物种架起一座保护屏障,对人类和自然的和谐相处意义重大。

  五、打通端-边-云,让安防数据活起来

  相关资料显示,预计到2025年,全球数据圈将达到175ZB。而全球数据领域近三分之一的增长源于视频监控、物联网设备以及元数据的迅速普及。视频监控覆盖范围、点数以及网络传输画面等要求不断提升,安防领域需要匹配跟得上应用需求的数据存储解决方案,以应对无限增长的数据量。

  当前安防各个应用领域协同利用端边云各自的优势实现快速响应以及大数据分析,已经成为当前的发展潮流以及未来的发展方向。终端包括网络边缘上的所有设备,包括工业传感器、联网汽车、可穿戴设备和以及搭载了监控硬盘的硬盘录像机等。边缘是指不在数据中心中且最接近数据被获取和存储位置的设备,包括NVR和DVR、位于一线的服务器以及为了加快响应时间而分布在各个区域和偏远位置的小型数据中心。云包括企业和云提供商专门的计算数据中心,其中涵盖所有种类的云计算,包括公有云、私有云和混合云,还包括企业运营的数据中心,如运行电网和电话网络的数据中心。

  云计算是跨站点聚合PB级数据的技术,在云端最适合深度学习,但将数据从端传输到云,容易产生延迟,影响数据分析和响应效率。因此最佳的做法是在端进行数据采集,边缘利用支持人工智能的NVR,在接近数据初步采集的地点进行数据分析,从而实现快速洞察,为事前预警以及快速响应争取时间。最后将海量的数据传输到云端,利用云庞大的数据池进行深度分析和智能学习。

  六、希捷打造坚实的端-边-云“金三角”

  作为最早关注安防领域存储解决方案提供商,希捷科技一直以来针对行业特定的需求,不断研发、定制专业的解决方案。在2006年初推出了业界首款专为监控领域量身定制的硬盘SV35后,又陆续在监控硬盘的性能、容量以及可靠性等方面实现一次又一次的突破,其中包括希捷酷鹰(SkyHawk)以及酷鹰AI(SkyHawk AI)系列监控硬盘。洞察到端、边、云协同的需求,希捷针对不同的存储位置推出了适应的存储解决方案,实现了可以互通共享、及时有效的端-边-云生态链。

  首先,希捷酷鹰监控硬盘可以完美匹配端的需求。安防大数据以非结构化的视频和图片为主,图像信息量巨大,尤其是当前高清摄像机的大规模部署,对存储空间提出了更高要求。此外安防存储解决方案需要7x24小时不间断地工作,适应不同的工作环境。同时全天候运行的存储解决方案必须始终处于最佳状态,这对硬盘的安全性提出了更高要求。希捷酷鹰监控硬盘ImagePerfect? 固件设计用于确保在录制64 部高清摄像机视频的全天候监控工作负荷中实现无缝视频录像,并且能够现场进行检索和回放等操作。酷鹰硬盘健康管理方案(SkyHawk Health Management)还具有预警、干预和恢复等强大功能,为硬盘的健康安全保驾护航。

  其次,在边缘端将当前的超高分辨率视频从事后调查的被动工具转变为先发制人的主动预防已经成为必然趋势,因此部署针对监控以及人工智能进行优化的硬盘成为了主流趋势。作为全球首款专为人工智能打造的监控硬盘,希捷酷鹰AI(SkyHawk AI)搭载ImagePerfect AI,支持边缘应用中的深度学习和机器学习工作负载,可实现更快和更智能的决策,无缝匹配了当前安防行业对人工智能应用的需求。目前该硬盘的最大容量高达18TB,可同时传输32路AI流和64路视频流,支持多盘位NVR和人工智能NVR。硬盘提供550TB/年的工作负载率,高达标准监控盘的3倍,能够在不牺牲性能的前提下,全天候处理大量工作负载,同时记录和分析多个摄像头的视频图像,消除数据处理延迟。实测显示,基于希捷酷鹰AI(SkyHawk AI)监控硬盘的存储策略可实现录像画质无损、安防服务器数据调用反应快速以及运行安防AI业务,如人脸比对、车辆数据提取、主副驾驶人脸检测等,响应速度比普通监控硬盘更快,能够实实在在赋能边缘端的快速响应。

  最后,在云数据中心,存储解决方案对于性能、成本、安全和容量等需求越来越高,希捷的全线企业级舰队契合了云存储的每一个需求,其中包括希捷银河(Exos)企业级机械硬盘、希捷雷霆(Nytro)固态硬盘、希捷数据存储系统以及希捷的HAMR和双磁臂技术,为云数据存储构建稳健的基础设施。高达18TB的希捷银河(Exos)企业级硬盘以及20TB热辅助磁记录(HAMR)硬盘能负载PB到EB级数据,提供业界首屈一指的容量、性能和密度,易于扩展且缩减占地空间和提升存储效率。希捷雷霆系列企业级固态硬盘专为提升性能而生,部署简单,不会与传统存储基础设施产生冲突,且无需对软件和硬件进行额外投资,为超大规模的数据中心带来性能和成本的双向优势。针对不同存储位置的差异化需求,希捷均能提供完美匹配的存储解决方案,将端-边-云打造成数据存储和管理的“金三角”。

  七、带宽不足,影响移动效率

  希捷不仅为端-边-云提供了完美的存储解决方案,同时还致力于打通端-边-云,实现“金三角”的协同发展。在实际的应用中,我们发现从边缘到云的数据传输面临的主要障碍就是带宽问题,带宽和传输速度决定数据迁移所用的时间。对于安防行业来说,由于视频监控产生数据量庞大,在数据传输中,带宽和时间成本绝对可以称得上是一个障碍。而希捷Lyve数据传输服务是一个革命性的解决方案,能够在边缘环境中获取数据并分散存储,无需依赖网络或供应商,便可以迁移到任何地方。完美避开网络带宽的瓶颈,以快速、安全和高效的方式传输大量数据集,可有效地解决网络带宽限制和传输速度不足所带来的数据传输效率问题,彻底打通数据在端、边、云流动的通道。

  泛安防时代,安防技术的应用只会越来越广泛,越来越精准和智能。比如新冠疫情期间,安防技术成为减轻公共卫生服务压力的有力手段,具有人员计数功能、检测口罩佩戴情况、密接追踪、人脸对比识别等监控解决方案也将成为一种标准要求,未来的安防行业会向着更为纵深、更智慧化、更广泛应用的方向发展。只要人类以及社会对于安全的需求存在,安防行业前进的脚步就不会停滞。而存储作为安防生态链中不可或缺的一环,也会随着时代的需求大浪淘沙,实现一次次突破。


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