淺談安防技術(shù)發(fā)展的變化與趨勢

當(dāng)前，信息技術(shù)經(jīng)過計算機互聯(lián)網(wǎng)時代，進入了云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及移動互聯(lián)體感交互技術(shù)突破的階段，它鮮明地展示出新一代信息技術(shù)開放、融合、產(chǎn)品軟化和服務(wù)等基本特征和趨勢，產(chǎn)生了人的智慧參與可持續(xù)創(chuàng)新和面向服務(wù)的頂層設(shè)計等新理念。有目共睹，本世紀以來，在信息技術(shù)的帶動下，經(jīng)過了短短的十幾年，安防技術(shù)取得了飛速的進步，發(fā)生了質(zhì)的變化。這個過程體現(xiàn)了安防技術(shù)屬信息技術(shù)這樣一個本質(zhì)，它促進了安防與信息技術(shù)、自動化技術(shù)的融合，實現(xiàn)了安防與其他各類社會管理自動化系統(tǒng)在營運領(lǐng)域的融合。安防產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品線、技術(shù)產(chǎn)品形態(tài)、系統(tǒng)架構(gòu)以及功能和應(yīng)用模式都發(fā)生了巨大的變化?？梢哉f，技術(shù)的發(fā)展進步對安防行業(yè)起著重大的推進作用。

一、安防行業(yè)技術(shù)歷程變遷的三大階段與特征

當(dāng)下，安防行業(yè)有一句話叫老專家已經(jīng)不識新系統(tǒng)。現(xiàn)在很多老專家去看一些新的安防系統(tǒng)建設(shè)，發(fā)現(xiàn)以前熟悉的設(shè)備找不到了，熟悉的技術(shù)也沒有多少，行業(yè)變化翻天覆地。安防行業(yè)發(fā)生的巨大變化通常把它分為三個階段，而這三個階段又恰好伴隨或支撐著安防行業(yè)三次重大的實踐活動。

1.第一個階段，行業(yè)稱之為“三化”，也就是數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。本世紀之初，在高清電視的帶動下，安防行業(yè)開始了“三化”的過程，而核心是數(shù)字化。需要強調(diào)的是，數(shù)字化不是簡單的把模擬信號進行編碼傳輸，它是21世紀的一個基本特征，它反映了人類對客觀事物的認識和表達的一個升華。眾所周知，原來是用電信號模擬來表示客觀事物，使用電信號的強度、頻率來模擬和表達聲音的大小和音調(diào)的高低。我們把一個圖像或者一個空間景物分解成無數(shù)個點，管它叫像素，然后一個點一個點的用電信號去模擬這個點的亮度，這就是模擬信號。在當(dāng)時，模擬系統(tǒng)這種方式做得很好，也可以很真實細致地表示認識到或理解到的客觀世界。

但是當(dāng)人們還想更細致地去認識、理解和表達客觀事物的時候，發(fā)現(xiàn)它要求付出的成本太大，在技術(shù)上需要的帶寬太寬，能力受到了限制。于是人們開始改變那種過去逐點、逐時刻的模擬和仿照，而開始去分析每一個點之間、每一個時刻之間客觀世界變化的一些規(guī)律，這就產(chǎn)生了增量編碼概念。這個概念實際上是揭示了圖像壓縮的原理。在這樣一個觀念升華的過程中，產(chǎn)生了數(shù)字系統(tǒng)，特別是數(shù)字壓縮系統(tǒng)的電子產(chǎn)品和電子技術(shù)，可以說數(shù)字化產(chǎn)生了高清電視，以后還會產(chǎn)生超高清電視，而現(xiàn)在已經(jīng)有4K。

數(shù)字化是網(wǎng)絡(luò)化和智能化的前提。“三化”在平安城市建設(shè)過程中得到了應(yīng)用和實踐，主要表現(xiàn)在大量的數(shù)字視頻設(shè)備開始得到了應(yīng)用。最主要的就是數(shù)字硬盤錄像機，用它來實現(xiàn)數(shù)字視頻的存儲，取代原來模擬的磁帶錄像系統(tǒng)，而且利用DVR這個設(shè)備，作為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能，實現(xiàn)一種模擬數(shù)字混合的模式。也就是把模擬信號輸送到錄像機，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號存儲起來，然后再通過DVR的網(wǎng)口把它傳送到遠端上去，這是當(dāng)時很熱的一個數(shù)?；旌夏Ｊ?。在這個過程中，還提到了智能化概念，但是當(dāng)時只是從自動化的角度把智能化理解或定義為協(xié)調(diào)的互動。那時候去檢測或者評價一個系統(tǒng)，經(jīng)常就會截圖像，意思就是當(dāng)有報警信號產(chǎn)生的時候，希望它能夠彈出相應(yīng)的圖像，這就是對智能化當(dāng)時的理解和定義。

以此同時，網(wǎng)絡(luò)化在那個階段也有了初步的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)化就是經(jīng)過視頻服務(wù)器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后在信息網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸。但在平安城市建設(shè)過程中，在“三化”的早期，安防大部分系統(tǒng)還是模擬的，系統(tǒng)里邊的數(shù)據(jù)流還是模擬信號。

2.安防技術(shù)細化的第二個階段，把它稱為IT化，又稱為“新三化”加高清。為什么叫“新三化”呢？這主要是指在這個階段把數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化賦予了新的內(nèi)涵和定義。而且在這個階段，由于網(wǎng)絡(luò)化成為視頻監(jiān)控建設(shè)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)的一個主流模式，大量地采用了高清設(shè)備。此外這個階段還出現(xiàn)了一個非常重要的產(chǎn)品：IPC，即網(wǎng)絡(luò)攝像機，高清攝像機也是IPC的一種。此時行業(yè)開始重新去明確或者定義智能監(jiān)控這個概念，首先提出的智能監(jiān)控是指圖像信息可以實現(xiàn)機器解釋，或者實現(xiàn)自動解釋。在這之前，監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)的信息都要轉(zhuǎn)換成一個可視的信息，由人的眼睛去進行解釋，稱之為目視解釋或者人工解釋。真正的系統(tǒng)要實現(xiàn)智能化，實際上應(yīng)該讓系統(tǒng)或者機器聰明起來，使它具有解釋和理解信息的能力，這就把智能化定義又深化了一步。IT化實際上充分地體現(xiàn)了信息技術(shù)的基本特征，它是安防技術(shù)信息化過程中最重要的一個階段。信息技術(shù)有以下四個基本特征：

（1）開放。它通過硬件的兼容和軟件的開源來實現(xiàn)系統(tǒng)的互聯(lián)、互操作和數(shù)據(jù)的交換。這樣的系統(tǒng)它可以最大限度地整合和配置資源，并且通過融合技術(shù)成為一個面向服務(wù)的技術(shù)支撐平臺。傳統(tǒng)的系統(tǒng)只是一個資源管理系統(tǒng)，為什么它是一個資源管理系統(tǒng)？比如一個系統(tǒng)可攜帶100臺或者1000臺攝像機，這個系統(tǒng)就只能管理這100臺或者1000臺攝像機。而現(xiàn)在開放的系統(tǒng)則可以整合所有和這個系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)、互操作的系統(tǒng)資源，好比現(xiàn)在建設(shè)的雪亮工程、城市治安動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)等，都會去整合很多社會資源。這就是資源管理和資源整合的差別。

（2）融合。融合實際上是科技發(fā)展的大趨勢。技術(shù)融合特別是數(shù)據(jù)的融合是真正意義上的集成。但在以前大家對集成的理解就是把各種設(shè)備組合在一起來實現(xiàn)協(xié)調(diào)的互動。在一個系統(tǒng)的中心，你會發(fā)現(xiàn)與它連接的報警控制器、出入口管理服務(wù)器等設(shè)備就像涼拌菜一樣，把各種各樣的蔬菜放在一個盤子里攪和，這就是當(dāng)時集成的概念。而融合是利用各系統(tǒng)的共性，把它們?nèi)跒橐惑w，它才是真正意義的集成。那么共性是什么？首要的一點共性就是數(shù)字化。只有系統(tǒng)里各類數(shù)據(jù)流或者各類信息都能在同一個網(wǎng)絡(luò)里傳輸，在同一個服務(wù)器里、在同一個平臺里進行處理的時候，這才是一個真正的集成。集成在融合的概念下有了新的定義，技術(shù)融合會產(chǎn)生新技術(shù)、新產(chǎn)品，系統(tǒng)融合會創(chuàng)造新模式、新應(yīng)用和新業(yè)態(tài)。

（3）軟化。軟化是指系統(tǒng)越來越軟，越來越細，它改變了原來系統(tǒng)都是由專用設(shè)備所組成的系統(tǒng)。比如以前的電視監(jiān)控、報警系統(tǒng)，它里邊所有的設(shè)備都是專門為監(jiān)控、報警設(shè)計的，是專用產(chǎn)品，在這些專用產(chǎn)品的組合中來實現(xiàn)它專業(yè)的服務(wù)。而軟化的結(jié)果是指可以在通用的平臺上，通過軟件來實現(xiàn)專業(yè)化的服務(wù)。這個軟件就是從操作到應(yīng)用之間非常廣闊的一個領(lǐng)域，或者叫做中間件，在里面起到了重要的角色，這就是軟化。

（4）服務(wù)。服務(wù)通過人的智慧參與，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化。一個應(yīng)用系統(tǒng)在符合上面三個特征的情況下，它就可以做到自主生成、自主擴展、自如升級。而且隨著業(yè)務(wù)的擴展和深化，可以不斷地產(chǎn)生新的增值功能。需要強調(diào)的是這里講的服務(wù)不是傳統(tǒng)意義上的售后服務(wù)，不是售后維修、保修等概念。

3.第三個階段是安防技術(shù)發(fā)展過程中最精彩的階段，它正在進行過程中，就是云化。云是新一代信息基礎(chǔ)的基本形態(tài)，那么安防云化第一個主要表現(xiàn)是系統(tǒng)云化。云系統(tǒng)或者云架構(gòu)是一種最合理、最簡潔和最安全的架構(gòu)。為什么說它簡潔？以前構(gòu)成一個系統(tǒng)有很多層級，到了云架構(gòu)就是云與端的結(jié)構(gòu)。一個小設(shè)備攝像機、一個報警傳感器是個端，一個大的中心有無數(shù)的設(shè)備和大量的顯示也是一個端。其實云系統(tǒng)也是由實體設(shè)備組成，也可以看得到摸得著，只不過這些實體設(shè)備它可能是分布式配置的。而且這些配置的分布式系統(tǒng)通過虛擬化過程成為了大量的計算單元，大家管它叫虛擬機。這些巨大的成千上萬的虛擬機，可以同時為一個任務(wù)工作提供計算，也可以分別去處理各種不同任務(wù)的工作。那么每一個用戶它不知道，其實它也不需要知道，這就是云的奧妙。所以安防系統(tǒng)云化是一個趨勢。實際上信息系統(tǒng)一開始的架構(gòu)就是這樣，只不過在那時沒有去提云這樣一個思想，因為當(dāng)時云系統(tǒng)還沒有走向社會服務(wù)這樣一個階段。

第二個表現(xiàn)是產(chǎn)品的云端化。云端產(chǎn)品和端產(chǎn)品是有差別的。差別就在于云端產(chǎn)品可以從云中獲得服務(wù)，產(chǎn)生新的功能，而端的產(chǎn)品是一個專用的產(chǎn)品，而云端產(chǎn)品是一個通用產(chǎn)品加軟件構(gòu)成的產(chǎn)品和設(shè)備。這里面有一個現(xiàn)在很流行的說法，叫做軟件定義技術(shù)和產(chǎn)品。那么什么叫軟件定義技術(shù)和產(chǎn)品？大家知道攝像機有多種多樣的形式，有人臉的、有車牌的、有一般監(jiān)控的，還有透霧的、寬動態(tài)的。這樣的一些設(shè)備通常都有專用的攝像機來滿足特定的一些需求。在新的技術(shù)環(huán)境下，可以把攝像機實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生圖像信息，把它變成一個通用產(chǎn)品，通過給它裝載的各種各樣的應(yīng)用軟件來實現(xiàn)它，可以滿足人臉識別、車牌識別、透霧或者寬動態(tài)的要求，這就是軟件定義技術(shù)、產(chǎn)品。

二、安防技術(shù)實踐應(yīng)用發(fā)展分析

以上所述內(nèi)容可以從以下四個方面來體現(xiàn)在工程實踐上，或者是在系統(tǒng)設(shè)計里的表現(xiàn)。

1.頂層設(shè)計架構(gòu)。架構(gòu)也即網(wǎng)絡(luò)，也是新興架構(gòu)，但它是網(wǎng)絡(luò)連接、IP連接、包交換，這就是差別。而在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)里邊，最好的就是云架構(gòu)，只有云架構(gòu)才可以實現(xiàn)系統(tǒng)自主生成、自主成長、自如擴展、自如升級，并隨著業(yè)務(wù)的擴展和深入，不斷地產(chǎn)生增值的服務(wù)和功能。在這個過程中要提醒大家，一定要建真云，要真用云?，F(xiàn)在很多系統(tǒng)都談云平臺、云系統(tǒng)，視頻云、政務(wù)云、安防云、民用云等應(yīng)用，可以說，特別是在幾年前假的云為主，但現(xiàn)在已經(jīng)有真云建設(shè)了。但目前又出了另一個現(xiàn)象，有人建立一種真云，把它假用，那真云怎么能假用？往往會因為強調(diào)系統(tǒng)的安全性，使得這個云系統(tǒng)沒有一點開放性和服務(wù)性，這就把云的核心價值給鎖起來，這就叫做真云假用。那么為什么說要頂層設(shè)計建架構(gòu)？因為頂層設(shè)計是一個面向服務(wù)的設(shè)計方法，它是信息系統(tǒng)的一種設(shè)計方法，是從上向下，以構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)為開始這樣一個程序，所以管它叫做頂層設(shè)計。傳統(tǒng)設(shè)計是面向功能的，是從下向上的組合設(shè)備和技術(shù)。有些人把頂層設(shè)計理解為領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)計，或者高層的設(shè)計，這不確切。

2.數(shù)據(jù)挖掘是目標。這個目標不是指系統(tǒng)設(shè)計的目標，是指設(shè)計人員、建設(shè)者在技術(shù)上要追求的目標。以大數(shù)據(jù)為例子來說明這樣一個過程，這個實際上是要求能夠正確地、深刻地理解技術(shù)的內(nèi)涵，而不是流于概念、流于表面。建一個東西，要爭取實現(xiàn)它的核心價值，而不是獲得一些表面上的口惠。以大數(shù)據(jù)為例，數(shù)據(jù)源通常經(jīng)過結(jié)構(gòu)化處理，這個結(jié)構(gòu)化處理是一個專用的名詞，很多數(shù)據(jù)源屬于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，它就要經(jīng)過這樣一個處理。但是還有很多非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，實際上并不能最后實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)源經(jīng)過相應(yīng)的處理，把它存起來，這個存的位置或者存的功能叫做數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫可以完成查詢、檢索以及數(shù)據(jù)挖掘，因此一個數(shù)據(jù)的服務(wù)鏈或者價值鏈，由存儲、檢索和挖掘三個層次構(gòu)成，可以幫著把數(shù)據(jù)存起來，幫著去檢索，幫著去做數(shù)據(jù)的挖掘。這三個層次的核心價值是數(shù)據(jù)挖掘。為什么這么說？檢索就是從大量的數(shù)據(jù)找出個性信息的表面價值，而挖掘是對所有數(shù)據(jù)進行共同處理，從它們的共性信息里發(fā)現(xiàn)具有趨勢和預(yù)測性的信息，這是真正的大數(shù)據(jù)，是真正的大數(shù)據(jù)的核心價值?，F(xiàn)在大多系統(tǒng)建立一個大數(shù)據(jù)還停留在第二個層次，找得快、找得準，很少真正地去進行數(shù)據(jù)挖掘。比如說物聯(lián)網(wǎng)的核心價值是什么？早期物聯(lián)網(wǎng)的核心價值是物與物的互動，這區(qū)別于它與通常的射頻識別系統(tǒng)的差別，說明它智能。而現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的核心價值是大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，因此現(xiàn)在再說物聯(lián)網(wǎng)的時候，關(guān)鍵是要怎么通過系統(tǒng)來實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

3.創(chuàng)新亮點在場景。場景是技術(shù)應(yīng)用的一個外界環(huán)境，它是實驗技術(shù)本質(zhì)能力的一個外部條件，或者技術(shù)可以適應(yīng)的環(huán)境。限制的因素越少技術(shù)的實用性就越好，環(huán)境因素是限制技術(shù)應(yīng)用和影響應(yīng)用效果最重要的一個因素，所以說在智能系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用的時候，都要求有一個稍加限制的環(huán)境。這就告訴我們?nèi)绾问惯@些新技術(shù)的應(yīng)用能夠有創(chuàng)新、有亮點，應(yīng)該把重點放在哪里。

那么重點放在哪里？大家都去解決算力、算法，其實這不是工程商能做的事，甚至國內(nèi)很多開發(fā)商聲稱有了自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，其實他們對核心算法和整個算力的構(gòu)成，也都是從國外搬來的。因此要創(chuàng)造，或者選擇能夠?qū)崿F(xiàn)新技術(shù)核心價值的場景，把它放在創(chuàng)新的重點。

4.人工智能定成效。深度學(xué)習(xí)導(dǎo)致了人工智能的大爆發(fā)，利用人工智能可以解決很多問題，但是還要正確的或者準確地理解人工智能技術(shù)的內(nèi)涵，它可以實現(xiàn)的限度以及它所應(yīng)用所需要的場景環(huán)境，很多東西并不是像宣傳的那樣萬能。因此還要回到人工智能的初心，把它作為安防系統(tǒng)或者自動化系統(tǒng)的一項基礎(chǔ)技術(shù)。通過這項技術(shù)提高系統(tǒng)功能的自主性，動作的精準性和效率，以及決策的智能化水平。說得再直一點，人工智能最原本的定義，是要讓系統(tǒng)聰明一些，或者更加聰明一些。

上面這些過程和內(nèi)容，還有一個重要的問題可以從中體現(xiàn)或者表現(xiàn)出來。這就是說現(xiàn)在支撐安防的基礎(chǔ)技術(shù)，或者核心技術(shù)變了。傳統(tǒng)安防的基礎(chǔ)技術(shù)是傳感、特征識別和視頻。而現(xiàn)在支撐安防基礎(chǔ)技術(shù)的是云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能，把它們并列起來，作為新一代信息技術(shù)的標志。

但是實際上它們是不同層面的概念。云是資源配置的一種理念，它是系統(tǒng)架構(gòu)和模式創(chuàng)新的產(chǎn)物；大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)實際上是在云環(huán)境下所開展或者實現(xiàn)的應(yīng)用；而人工智能是上述系統(tǒng)應(yīng)用的一個基礎(chǔ)支撐技術(shù)，它們是不同層面的東西?？墒侨藗儸F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，它們之間的界限好像越來越模糊了，層次的概念，或者它們之間的差異好像越來越模糊了，成為一種共生共長、相輔相成的關(guān)系。云說大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)是我提供的服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)說我是采用了云架構(gòu)。人工智能更是講，我和大數(shù)據(jù)是共生共長、高度耦合。所謂深度學(xué)習(xí)，就是典型的大數(shù)據(jù)應(yīng)用。而大數(shù)據(jù)實際上里面很多數(shù)據(jù)分析和決策方法，都是采用了人工智能，因此它們之間好像是又融合起來了，確實是這樣。這就是科技發(fā)展的必然趨勢，在這樣的趨勢之下，安防技術(shù)也開始和信息技術(shù)、自動化技術(shù)、公共事務(wù)管理系統(tǒng)進行融合。

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