文/深圳清華大學(xué)研究院 胡曾千

　　物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后興起的信息領(lǐng)域的又一場革命。本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)的定義和特征，闡述了在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上建設(shè)智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺的背景和目標(biāo)，重點介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市視頻監(jiān)控平臺的模型、組成和功能。最后對基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市視頻監(jiān)控平臺的發(fā)展作出了展望。

　　一、 物聯(lián)網(wǎng)簡介

　　“物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)”是在“互聯(lián)網(wǎng)”的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間進行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。其最初定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。

　　物聯(lián)網(wǎng)這個詞，國內(nèi)外普遍公認的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID時最早提出來的。但在2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的同名報告中，物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大的拓展，不再只是指基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。 

　　最新的物聯(lián)網(wǎng)定義是：一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化3個重要特征[1]。物聯(lián)網(wǎng)指的是將無處不在（Ubiquitous）的末端設(shè)備（Devices）和設(shè)施（Facilities），包括具備“內(nèi)在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系統(tǒng)、樓控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID的各種資產(chǎn)（Assets）、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能塵?！保∕ote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通（M2M)、應(yīng)用大集成（Grand Integration)、以及基于云計算的SaaS營運等模式，在內(nèi)網(wǎng)（Intranet）、專網(wǎng)（Extranet）、和/或互聯(lián)網(wǎng)（Internet）環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)男畔踩Ｕ蠙C制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服務(wù)功能，實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮堋⒖?、營”一體化。

　　二、 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺建設(shè)的背景和目標(biāo)

　　自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注，其受關(guān)注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。 

　　在涉及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的多個領(lǐng)域中，和城市公共安全相關(guān)的視頻監(jiān)控服務(wù)具有特殊重要的地位。城市公共安全是城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障，維護城市公共安全是城市政府的重要職責(zé)。隨著社會的進步和城市化進程的加快，大量人口涌入城市，在為城市發(fā)展注入活力的同時，也給城市公共安全帶來巨大壓力和嚴峻挑戰(zhàn)。以信息、智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用為先導(dǎo)，發(fā)展城市公共安全多功能、一體化應(yīng)急保障技術(shù)，形成科學(xué)預(yù)測、有效防控與高效應(yīng)急的公共安全技術(shù)體系，是當(dāng)前非常迫切需要解決的問題。

　　當(dāng)前城市公共安全遇到的問題是：

　?。?）城市規(guī)模急劇擴張，城市設(shè)施密度內(nèi)密外疏

　　以城市為主線的社會網(wǎng)絡(luò)體系的形成最終導(dǎo)致了城市規(guī)模的擴張和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。城市作為人工環(huán)境，本身就有很強的脆弱性和很大的安全隱患。國內(nèi)外城市發(fā)展的實踐證明，城市的規(guī)模越龐大，功能越復(fù)雜，公共安全方面潛在的危機也就越明顯。一方面，內(nèi)城中心城市的重新開發(fā)，功能過度集中，人口密度大且流動頻繁，基礎(chǔ)設(shè)施密集并趨于超飽和狀態(tài)，高密度環(huán)境區(qū)容易給人造成不安全感。另一方面，城鄉(xiāng)演替式區(qū)域，由于位于城市邊緣，設(shè)施與功能不完善，建筑雜亂無章，環(huán)境質(zhì)量差，外來流動人口較多，社會治安比較亂。這種內(nèi)密外疏的城市結(jié)構(gòu)不利于城市基礎(chǔ)設(shè)施的布置，給各種資源供應(yīng)和防災(zāi)減災(zāi)帶來巨大壓力，加大了城市安全的風(fēng)險。

　?。?）城市規(guī)劃與建設(shè)急功近利，缺乏公共安全理念

　　城市化是城市空間持續(xù)地隔離、入侵和演替的過程，是城市空間持續(xù)地生產(chǎn)和再生產(chǎn)，消費與再消費的過程。一方面，政府判斷發(fā)展的指標(biāo)是城市的繁華及城市的現(xiàn)代性格局，但城市公共安全需要大量的資金投入，而且短期之內(nèi)不能產(chǎn)生看得見的效益，所以常常無法進入城市規(guī)劃的主題。另一方面，開發(fā)商們只對利潤和保持城市的商業(yè)活力感興趣，而對城市基礎(chǔ)設(shè)施的配置和防災(zāi)減災(zāi)不負責(zé)任，在缺少必要法律制度約束的情況下，對城市公共安全更是漠不關(guān)心，較少配置必要的疏散避難設(shè)施，反而追求更高的開發(fā)強度，造成開闊空間大量流失，使人們對安全的基礎(chǔ)需要得不到滿足。不適當(dāng)?shù)某鞘虚_發(fā)已經(jīng)成為城市生活的一種威脅和不安全感的制造者，而城市建設(shè)的急功近利心態(tài)，正是這種惡性循環(huán)的原因。

　　（3）城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)整體脆弱

　　城市基礎(chǔ)設(shè)施對城市安全的影響在近年來連續(xù)發(fā)生的公共安全事件的情況下，越來越受到人們的關(guān)注。2005年11月哈爾濱城市水源污染問題更是險些引發(fā)社會危機。隨著城市社會分工的細化，自動化程度的提高，維持整個城市運行的各個因素緊密聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣，已成為城市人民基本的生存條件。其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將通過連鎖反應(yīng)造成整個城市癱瘓，進而引發(fā)社會危機。由于歷史原因，我國大多數(shù)城市的基礎(chǔ)設(shè)施本來就非常薄弱，而隨著城市規(guī)模的迅速擴大，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)長期落后于城市的擴展和城市人口的增加。城市生命線網(wǎng)絡(luò)越來越龐大，并長期處于脆弱地高負荷運轉(zhuǎn)之中，不僅造成了對來自外界危害的防范困難，而且由于自身可靠性的脆弱所派生出來的安全問題也常常會導(dǎo)致重大損失。武漢、北京、深圳、長沙、成都等城市相繼出現(xiàn)內(nèi)澇就是例證。

　?。?）城市綜合防災(zāi)能力不足

　　各類城市災(zāi)害都不是孤立發(fā)生的，常常是牽一發(fā)而動全身，主要災(zāi)害發(fā)生后往往伴隨多種次生災(zāi)害的發(fā)生，一種災(zāi)情的形成多是由于幾種災(zāi)因疊加的結(jié)果。以地震為例，可以造成水壩、堤岸坍塌，誘發(fā)洪災(zāi)，造成煤氣管道破裂引發(fā)火災(zāi)，城市電網(wǎng)破壞，供水管道毀壞等等，使城市支撐體系頃刻間癱瘓。但是長期以來，城市防災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)低，投入不足，城市防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃一直被認為是城市規(guī)劃中的一項專項規(guī)劃，而且大多是針對單一災(zāi)種和單一系統(tǒng)的規(guī)劃，各專業(yè)防災(zāi)規(guī)劃自行其是、條塊分割，甚至自相矛盾，其研究對象是以自然災(zāi)害為主，而以整個城市或地區(qū)為系統(tǒng)，統(tǒng)籌兼顧城市安全與多災(zāi)種的綜合防災(zāi)規(guī)劃很少。城市公共安全意識淡薄，防災(zāi)規(guī)劃大多流于形式，可操作性不強。與此同時，城市尚未形成統(tǒng)一的公共安全管理體制，沒有經(jīng)常性的預(yù)案和工作準(zhǔn)備，難以做到積極的防范和應(yīng)變。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，人們愈來愈多地認識到利用新的技術(shù)，是能夠有效加強城市公共安全信息的快速反應(yīng)能力的。

　　加強城市公共安全的總體思路是：以“創(chuàng)建平安城市、構(gòu)建和諧社會”為目標(biāo)，以建設(shè)第三方智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺為方向，充分利用并整合社會現(xiàn)有報警監(jiān)控資源為基礎(chǔ)，以城區(qū)社會面的公共安全視頻監(jiān)控建設(shè)為重點，以搭建城市公共安全智能視頻監(jiān)控服務(wù)網(wǎng)絡(luò)為依托，建設(shè)智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺為支撐，實施“黨委政府推動、先進科技引領(lǐng)、公安機關(guān)管理、政府社會投資、保險行業(yè)參與、市場規(guī)律運做”的建設(shè)方法，采取“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、突出重點、分步實施”的建設(shè)原則，選擇先進的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸技術(shù)，實現(xiàn)“資源整合、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、授權(quán)管理、成果共享”的工作運行機制，構(gòu)建以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的新時期社會公共安全綜合防控體系。

　　三、基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺構(gòu)成

　　1、智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺模型和技術(shù)基礎(chǔ)

　　本平臺是一個建立在政府支持下的，透過物聯(lián)網(wǎng)識別、采集、傳輸體系下的第三方智能服務(wù)平臺。它以視頻信息為“物”，通過賦予IP地址，使得原來散落在各部門、各單位的采集的視頻信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸，集中到一個管理平臺上來，形成“人”（平臺服務(wù)人員）和“物”（視頻信息）之間的互通互動。它可為政府提供：公共環(huán)境監(jiān)控、城市環(huán)境監(jiān)控、食品安全、商品防偽等多層次的各種信息跟蹤與分析，為決策者提供微觀環(huán)境的數(shù)據(jù)依據(jù)。它的模型如下：

　　本平臺是集安全防范技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、視頻傳輸技術(shù)、訪問控制技術(shù)、云存儲、云計算等高新技術(shù)為一體的龐大系統(tǒng)，包括視頻傳感技術(shù)、有線和無線圖傳技術(shù)、智能視頻分析技術(shù)、信息智能發(fā)布及推送技術(shù)、中間件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫等核心技術(shù)，實現(xiàn)目標(biāo)化的社會化服務(wù)，在給人們提供舒適、安全、方便、快捷的生活和工作環(huán)境的同時，也給管理者提供高效的管理工具，節(jié)省更多的人力物力，節(jié)省能源、降低能耗，使整個監(jiān)控系統(tǒng)形成了“集中監(jiān)視、集中管理、分散控制”的拓撲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有高生產(chǎn)力，高安全性和低運營成本的特征。

　　2、智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺組成和功能

　　智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺包含兩個部分：城市公共安全智能視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和城市公共安全智能信息管理系統(tǒng)，見下圖。

　?。?） 城市公共安全智能視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

　　城市系統(tǒng)中人群和財產(chǎn)的密集特性、系統(tǒng)的脆弱性和敏感性使城市系統(tǒng)原發(fā)事故損害程度增大，致使城市災(zāi)害事故極易造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，甚至造成城市生產(chǎn)、生活秩序的紊亂和城市生命線的癱瘓。智能視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是在可能發(fā)生重大事件的場所和部門安裝各種視頻獲取設(shè)備，并采用先進的智能視頻分析手段對獲取的視頻信息進行預(yù)處理，并將處理后的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

　?。?）城市公共安全智能信息管理系統(tǒng)

　　城市公共安全信息管理系統(tǒng)是城市災(zāi)害事故的預(yù)防和善后快速應(yīng)急救援的必然要求，建立城市公共安全現(xiàn)狀、風(fēng)險預(yù)防、應(yīng)急救援等基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息資源的共享，形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的決策指揮網(wǎng)絡(luò)，對提高城市災(zāi)害事故預(yù)防、應(yīng)急救援和公共安全規(guī)劃工作的整體水平具有重要的意義?，F(xiàn)代化的信息管理系統(tǒng)可以為管理者進行應(yīng)急救援決策和公共安全規(guī)劃提供準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)，是城市公共安全規(guī)劃的重要組成部分，是現(xiàn)代化城市公共安全管理中公共安全信息處理的樞紐，它具有信息收集錄入、信息存儲、信息傳輸、信息加工和信息的輸出等功能。

　　智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺系統(tǒng)設(shè)計采用多層結(jié)構(gòu)，對使用者來說，面對的是應(yīng)用服務(wù)層而非數(shù)據(jù)層，通過多層架構(gòu)確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)的安全性。

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　　3、智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺服務(wù)功能

　　平臺功能示意圖：

　　平臺功能說明：

　?。?） 食品安全監(jiān)控功能

　　城市食品安全監(jiān)控是指通過保證食品生產(chǎn)、生活飲用水等與飲食相關(guān)產(chǎn)品的安全衛(wèi)生監(jiān)控，加強動物檢疫工作，完善動物疾病監(jiān)測、防治、檢疫和監(jiān)督體系，保障動物產(chǎn)品源頭的傳感采集，從而全面確保城市食品的衛(wèi)生和安全。

　?。?） 生產(chǎn)安全監(jiān)控功能

　　在生產(chǎn)活動過程中產(chǎn)生的事故、工傷、煤礦、危險作業(yè)行業(yè)的信息采集，并進行集中中心處理、跟蹤等項服務(wù)。

　?。?） 工業(yè)危險源安全監(jiān)控功能

　　城市工業(yè)危險源主要是指重大危險源。根據(jù)《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》第九十六條規(guī)定，重大危險源是指長期地或者臨時地生產(chǎn)、搬運、使用或者貯存危險物品，且危險物品的數(shù)量等于或者超過臨界量的單元（包括場所和設(shè)施）。危險物品是指能夠危及人身安全和財產(chǎn)安全的物品，即由于其化學(xué)、物理或者毒性特性使其在生產(chǎn)、貯存、裝卸、運輸過程中，容易導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸或者中毒危險，可能引起人身傷亡、財產(chǎn)損害的物品。本系統(tǒng)將通過物聯(lián)網(wǎng)前端采集終端對它們進行監(jiān)管、監(jiān)控、預(yù)警。

　?。?） 重要機構(gòu)及公共場所安全監(jiān)控功能

　　城市重要機構(gòu)是指城市系統(tǒng)中具有極強的社會敏感性，災(zāi)害或事故的發(fā)生會導(dǎo)致巨大社會負面影響和事故后果擴大的組織機構(gòu)，主要指政府機構(gòu)、城市生命線控制機構(gòu)、教育機構(gòu)、醫(yī)療機構(gòu)、文物保護單位等；城市公共場所是指人群高度聚集、流動性大的場所，如公共娛樂場所、車站、碼頭、集貿(mào)市場、商務(wù)中心、超市、商場、大型體育場館等人群聚集的場所。這一部分我們可以借助公安網(wǎng)絡(luò)信息平臺資源共享服務(wù)。

　?。?） 公共衛(wèi)生監(jiān)控功能

　　城市突發(fā)公共衛(wèi)生事件安全的主要內(nèi)容是針對城市人群分布、流動特點，制定城市人民政府、各級衛(wèi)生行政主管部門及衛(wèi)生部門對突發(fā)的公共衛(wèi)生事件的緊急救援預(yù)案，以避免突發(fā)公共衛(wèi)生事件造成的災(zāi)害擴大、蔓延。本系統(tǒng)透過物聯(lián)網(wǎng)能夠及時地采集數(shù)據(jù)信息，為科學(xué)決策提供依據(jù)。

　?。?） 城市環(huán)境監(jiān)控功能

　　城市生態(tài)環(huán)境安全是指城市賴以生存、發(fā)展的環(huán)境處于一種不受污染（危害）的良好狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，城市保持著一種完善的結(jié)構(gòu)和健全的生態(tài)功能，并具有一定的自我環(huán)境調(diào)節(jié)與凈化功能。城市生態(tài)環(huán)境是人類從事社會經(jīng)濟活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，是城市形成和持續(xù)發(fā)展的支持系統(tǒng)，因此，城市生態(tài)環(huán)境安全是城市安全的基礎(chǔ)條件，我們利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對城市的生態(tài)環(huán)境進行有效的監(jiān)控。

　　四、基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺發(fā)展展望

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺是一個全新的服務(wù)模式。在國際上，澳大利亞的VCR公司已經(jīng)開始為300個政府用戶提供平臺服務(wù)。在國內(nèi)，江蘇無錫是“感知中國”的示范城市，由深圳清華大學(xué)研究院和無錫市政府共同規(guī)劃和建設(shè)的基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市交通服務(wù)平臺已經(jīng)啟動，智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺等項目也在立項過程中，而全國的其他城市（如成都等）也開始探討建設(shè)平臺的可行性。我們相信，隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的普及和技術(shù)的發(fā)展，城市公共安全管理的水平和手段也會得到進一步的提高。政府管理中的服務(wù)外包機制也會不斷地加強，同時服務(wù)外包是以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和高層次人才為支撐的新型產(chǎn)業(yè)，也會得到政府的重視和大力推廣。

　　實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市視頻監(jiān)控服務(wù)平臺，要經(jīng)歷以下三個階段：

　　第一階段：完善所有的圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的公共安全視頻監(jiān)控平臺體系規(guī)則、核心產(chǎn)品、系統(tǒng)軟件和基礎(chǔ)服務(wù)平臺的建設(shè)。能夠提供從城市環(huán)境采集前端、城市食品安全采集前端、城市商品防偽采集前端、城市重點保護場所采集前端、城市應(yīng)急處理采集前端，獲得所有數(shù)據(jù)。并入基礎(chǔ)服務(wù)平臺的綜合處理，在后臺軟件的支持下形成有效的服務(wù)信息。為政府各部門提供“感知城市”的“透明”式服務(wù)。

　　第二階段：物聯(lián)網(wǎng)概念下的公共安全視頻監(jiān)控服務(wù)平臺建設(shè)的驅(qū)動力必須是來自政府。服務(wù)平臺改變的是政府的管理模式和整體工作效率。建設(shè)平臺的過程，其實就是政府真正利用現(xiàn)代科技技術(shù)進行自我突破與創(chuàng)新的過程，這一階段的主要工作是最大限度地把城市中需要感知的事物連接到管理平臺，實際上是一個采集終端規(guī)模推廣的過程。這個過程剛開始肯定會遇到阻力和困難，但只要堅定不移地去實踐，一定會進入一個全新的世界。

　　第三階段：打造平臺的智能服務(wù)功能，通過引入智能分析、云存儲、云計算等實現(xiàn)對已標(biāo)識的視頻數(shù)據(jù)自動分析、切換、判斷、報警。探索建立服務(wù)模式和服務(wù)體系，實現(xiàn)公共安全社會化服務(wù)的目標(biāo)。對已經(jīng)形成的規(guī)模用戶進行集中的增值服務(wù)管理、數(shù)據(jù)分析和多種渠道的建立、管理及資本運營。
相信基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市視頻監(jiān)控平臺會迎來大規(guī)模應(yīng)用的春天。