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未来安防云彩纷呈

2016-03-12 23:00 科技·视野 ⁄ 共 5433字 ⁄ 字号 暂无评论

提起云计算,对安防来说都已不再陌生,但其虚拟化,却又那么地让人捉摸不着,正如现实中的云,远看,棱角分明、形象生动,近看却又虚无缥缈。

所谓云计算,是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。其又分为狭义和广义两种不同定义的应用,狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。

而在安防应用中,对云计算应用得最多的,莫过于远程访问、大数据分析、数据的云端存储等,一方面应对安防系统规模膨胀后带来的接入能力、存储能力、处理能力不足的挑战;另一方面应对种类繁多的前端感知设备与安防应用(如视频监控、门禁、停车场管理、射频识别等)带来的应用集成难题。其实现方式多以服务提供商以广义的云服务方式提供信道、技术和资源支持,而应用则相对单一性,多以基于IT基础设施的交付和使用。换句话说,即安防云计算的基础容纳了大量的IT网络技术、云服务技术,而在应用层则偏向于简单实用的浏览端,也就是基于B/S架构所能提供的服务。

历经多年的网络化造势,今日的安防新产品中,几乎是清一色的数字化产品;而人们对应用的需求更倾向于不受地域、不受时间制约的个性化应用,这也加速了安防云计算的发展。在浙江大华技术股份有限公司云计算首席架构师周明伟看来,当前各安防厂商正积极尝试将云技术与安防行业相结合,新的理念、新的技术、新的产品和方案正在涌现,也得到了一些示范性应用。平安城市、智慧城市、个人家庭监控市场的发展等,都发出了更为明确的信号;目前安防行业正走向云化,云安防正从概念向技术、产品、解决方案应用方向走。

云安防的提出还是近几年的事情。作为新事物,其主要驱动要么来自于新技术,要么来自于市场需求的蓬勃。深圳中兴力维技术有限公司CTO向稳新认为,云计算和安防的结合,恰恰是这两个因素的完美结合;从实际情况看,对于云计算在安防的应用,市场有很高期望,云计算技术的某些部分或者某些理念,已经开始在安防领域中获得应用,两者碰撞已经产生了一些市场价值。

云的应用,在于整合的技术手段

安防行业本身就是一个典型的大数据领域,其大量的摄像头、报警装置等采集设备源源不断地产生着大量的数据;视频文件、抓拍、报警信息、过车记录、传感器采集的各种信号等,数据类型繁杂,半结构化、非结构化信息是最主要的数据存储对象;而数据的价值密度非常低,分析难度大,急需通过有效的技术手段来挖掘出海量数据中的安防价值,甚至是社会价值、商业价值;然而安防行业本身期望能做到事前预警,这就意味着数据处理速度有着近乎实时的要求。由此来看,虽然表面上“云计算”就三个字,但要将其真正融入到安防,却需要各种复杂的技术与设计手段。

云“心”定义基调

云安防概念基于云计算的发展与推广,在物联网模式下结合云存储从而实现现代化的云安防。具体实现是指通过集群应用、网格技术、分布式文件系统等功能,将视频监控、门禁控制、RFID射频识别、入侵报警、消防报警、短信报警、GPS卫星定位等技术通过云安防集合起来协同工作,进行信息交换和通信,完成智能化识别、定位、跟踪和监控的安防管理。用户可以通过C/S、B/S以及移动设备的客服端进行24小时的无缝远程监管。

云计算技术是众多成熟IT技术的大集成,如主机虚拟化、并行计算、分布式计算、分布式存储、网络安全、分布式通讯、服务集群等,旨在通过网络资源、服务的虚拟化与动态扩展,提供按需分配资源、获取应用的能力。

从技术架构上来看,云安防可分为四层:感知层、网络层、处理层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包括摄像机、拾音器、指纹仪、入侵探测、烟感探测、震动探测、温度探测、RFID、二维码、GPS等感知终端等;网络层由各种私有网络、互联网、电话网和无线通信网等组成;处理层由集中存储服务、报警服务、消息服务、数据服务等部分组成;应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,与行业需求结合,实现物联网的智能应用。

云计算涉及了许多方面技术,但论其核心,则是编程模型、数据管理、数据存储、虚拟化技术以及云计算平台管理五大方面。以上五个功能缺一不可,简而言之:编程模型决定了云计算的运算效果;数据管理能力决定了云计算的数据检索能力;数据存储则代表了可以接入用户的数量以及可靠性;虚拟化技术可以很好的允许一个平台同时运行多个操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率;而云计算平台管理则实现了对整个云端系统的资源调配。

多面点缀,“云彩”纷呈

云计算牵扯到的IT技术,除以上几类外,分布式计算、瘦客户端也是云计算技术比较核心的方面,进而也衍生出一些相关的重要技术。如虚拟化、网格化、负载均衡等。中兴力维CTO向稳新认为:“我们需要深层次的考虑一个问题,为什么云计算、物联网这些技术,在当下比较火热,其实还有一个重要因素,那就是目前的宽带网络等基础设施已经初具规模,而大规模应用系统这些能够充分发挥两者技术优势的应用,也成为市场主流需求。”由此,IT领域的虚拟化技术、云存储技术、批量计算和流式计算技术、NOSQL技术等得以充分应用。虚拟化技术实现资源池化,从而实现更高的资源利用率;云存储技术提供了高可靠高可用的海量数据存储能力;MapReduce是典型的批量计算模型和框架,提供了一种从海量历史数据中挖掘价值的途径;而流式计算则为一些实时性要求非常高的应用场景,提供了解决方案;NOSQL技术必将在某些业务上替代传统关系型数据库,成为海量结构化数据存储的选择。资源池化让系统整体低成本成为可能,云存储和NOSQL技术实现了海量结构化、非结构化数据的存储,而批量计算可利用闲散资源提取数据相关性,不断充分挖掘数据价值,流式计算则具备抓住瞬时数据资源的高价值。

将成熟的IT技术植入安防云计算,将会取得事半功倍的效果,正如金三立视频科技(深圳)有限公司售前技术胡艳萍所介绍:

•IaaS就是给使用者提供最简单的计算存储和网络服务等能力,让用户自己搭建自己的业务平台,如亚马逊的AWS(ElasticComputeCloud)。

•PaaS,在云计算平台之上抽象出一些比较简单易用的接口和能力,让用户能够在这个平台上快速搭建自己的应用,如Salesforce.com的Force.com。Force.com是Salesforce整体架构的核心,因为它首先整合和控制了底层的物理的基础设施,接着给上层的SalesCloud、ServiceCloud、Chatter和基于Force.com的定制应用提供PaaS服务,最后,那些Force.com上层的应用以SaaS形式供用户使用。

•SaaS,把应用或者软件作为服务传送给用户,用户可以通过任何网络设备使用这个程序,如Google的Gmail,Gmail邮件服务拥有上百万用户同时在线,这充分显示云计算能力,对Google来说,Gmail上用户所有信息、数据、邮件内容等,都可以存储在这个庞大的网络上,而传统的PC硬盘中,用户可以随时随地通过任何一台计算机来访问数据。

云计算的基本理论,在云安防都可以广泛适用,但是需要注意的是,安防行业有显著区别于互联网行业的特征,如数据量巨大、价值密度更低、数据分析困难等。借助SaaS、PaaS、IaaS等先进的商业模式云计算的各种技术进行整合,就产生出了新的增值应用。其基本原理在于,引入云计算框架中的IaaS层提供的资源虚拟化技术和PaaS层提供的基础平台服务来解决安防系统规模的问题;引入SaaS层提供的服务管理能力解决安防应用集成问题。前者可以充分利用传统IT企业提供的云计算平台;后者则需要安防厂商以感知设备提供的海量数据为中心,充分挖掘出数据间的关联,提供丰富的应用服务,以达到安防子系统的无缝融合。

以安防需求为应用基础

安防业务第一步总是将数据存储起来。云存储就是一个非常好的选择,利用廉价存储服务器搭建海量存储系统,提高了系统灵活性、利用率等,还提供了通过降低存储服务器硬件的要求,而又不降低甚至提高数据可靠性的降低成本的解决方案。计算方面,无论是批量数据处理或者流式计算,都有广阔的应用场景,如大量视频的批量智能分析、车辆智能布控、预测分析模型的训练等等。海康威视共享软件开发及管理部陈振波综合认为,云计算在安防应用中可实现如下应用:

1、系统部署与运维:利用云计算提供的虚拟化技术,实现安防系统的快速部署、系统运行监控与故障迁移。

2、海量数据存储:数据是安防系统的核心,它既包括视频、图片、模拟量等非结构化数据,也包括人员信息、设备信息、配置信息等结构化数据,通过云存储技术实现海量数据的存储、检索、读取。

视频监控作为安防系统的重要组成部分,其视频数据的存储是整个视频监控系统的基石。视频监控已经基本完成IP化、高清化的转变,一个平安城市的监控点数量就达到数万甚至几十万的规模,其视频数据的存储规模已经达到百PB的量级以上,要解决这个难题,非云存储技术莫属。

3、智能分析:利用云计算提供的计算资源池,实现海量非结构化数据的特征分析,如视频智能分析、视频元数据预处理、人脸识别、车牌识别等,把非结构化的数据转换成结构化的描述数据,以便计算机进行二次处理。很难想象没有云计算技术支撑的智能分析系统如何从数百PB数据中提取出关键信息。

4、智能统计:利用云计算提供的计算资源池,实现海量实时数据或历史数据统计,对安防态势做出实时判断与趋势预测,如人流量统计、车流统计。

5、智能检索:利用云计算提供的计算资源池,实现海量数据的智能检索,它不再是数据的简单比较,而是通过规则的过滤实现对安防数据的综合化应用。如根据人员特征、车辆特征检索视频,通过告警的时间、地点检索相关联的监控资源。

6、基础安防服务平台化:随着安防跟其他行业的融合,安防应用多样化的趋势明显,但安防的基础服务是稳定的,如存储服务、报警服务、消息服务、数据服务等,在PaaS层提供一个统一的安防基础服务平台会提高安防应用的研发效率。

7、安防应用虚拟化:利用云计算中SaaS层提供的技术框架,可以实现安防应用的虚拟化部署,从而实现安防应用的按需部署。

积极造“云”需合理化

云计算发展是需求推动、技术进步和商业模式转变共同促进的结果。由于种种原因,对于一些关键业务采用云计算模式还存在一定的困难,具体体现在如下几个方面:

1、服务的可用性:基于云计算的应用平台承载了大量商业客户和个人客户的应用,在当前网络病毒泛滥、黑客入侵时有发生的今天,在公网上的云计算更容易受到不同方面、不同类型的攻击。由于云计算平台承载了大量的应用实现,因此这些攻击一旦成功,对应用和运营者来说都将是致命的打击;同时云计算运行维护过程中的任何一次事故对云计算服务的可用性都是致命的。因此研究冗余的云计算构架、良好的容错性设计等是云计算大规模商业应用的基础。另外,安防系统的数据量大,智能分析的计算资源需求大,仅依赖集中化的云计算服务,不仅数据的迁移成本高,投入的硬件成本也高;而前端设备的计算能力往往是有富余的,如采用“云边结合”方式把前端设备的计算能力统一利用起来将能极大的节约成本。

2、数据隐私保护问题:云计算特别是基于云计算的云存储承载着不同企业和应用的大量数据,而这些敏感数据如果不能有效隔离,将永远不会放到云中,这也是目前很多潜在的云计算用户不敢轻易将自身应用放入云计算平台的重要原因。因此全方位的安全解决方案,多用户构架的良好设计以及确实可信的云计算管理,是保护用户数据隐私的重要因素。

3、软件许可问题:当前的软件许可通常限定在运行软件的机器上,用户使用模式通常是购买软件并按年支付使用费用,因此目前商业软件的许可模式并不适合云计算业务开展,需要云计算运营商和软件提供商共同协商,提出适合云计算的软件销售模式。

4、标准的开放性问题:虽然现在的云计算软件在跨平台方面做了很大的改进,但从本质来看,云计算的应用接口仍是各家私有的,因此用户很难将他们的数据和程序从一个站点的平台迁移到跨厂家的另一个站点的平台,例如目前在Google、Yahoo平台上都有许多云技术打造的应用程序,但它们却无法互通。如果不重新编写和测试应用程序,Google平台上的应用程序转移到Yahoo平台上就不能使用。这样一来,云计算就失去了主要优势。目前一些组织(例如开放云计算联盟OCC,分布式管理任务组DMTF)已经看到这个问题,并着手进行标准的统一工作。海康威视陈振波告诫道:“云计算的快速发展形成了百花齐放的格局,涌现了很多成熟的云计算应用,选择很多,但技术路线不一致、标准不统一,造成了业务跟云计算平台的捆绑。就安防市场而言,这正是业主方、集成商所不愿见到的。因此,制定云安防,行业标准很有必要。”

结语

云计算技术在安防领域的应用会越来越广泛、越来越深入,这不仅是技术发展的趋势,也是安防业务发展的需要。它将朝着单一系统支持的规模越来越大、系统容错能力更强、不同安防业务间的融合、业务跟行业应用的结合等方向发展,并会带来商业模式的转变。

但我们也要看到目前安防“天高云淡”这样一个现实,在云刚起步的安防,仍需同行为安防的天空施放更多的云,不过,需是理性的释放,让安防的上空飘着的云更白、更多姿多彩。

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