多維數(shù)據(jù)智能化感知技術(shù)與應(yīng)用研究

■ 文/北京以薩科技有限公司 張靜

關(guān)鍵字：多維 大數(shù)據(jù) 智能感知 全息數(shù)據(jù) 靜態(tài)數(shù)據(jù)

1 引言

城市中，每天不斷產(chǎn)生海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其中蘊藏著人、地、事、物、組織和案件等豐富的信息。深度應(yīng)用新一代人工智能技術(shù)，充分利用所掌握的采集數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)進行線索串并、并軌分析，高效挖掘海量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，對于維護社會大局穩(wěn)定、預(yù)防和打擊犯罪、輔助指揮決策都具有重要的價值。

近年來，國家大力推進視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，取得了豐碩的建設(shè)成果，為平安城市智能化轉(zhuǎn)型升級提供了扎實的建設(shè)基礎(chǔ)保障。與此同時，全國公安信息化建設(shè)大力推進，下發(fā)了一系列深入推進公安視頻圖像信息整合應(yīng)用的指導(dǎo)意見和行業(yè)規(guī)范標準，為全面推動公安工作質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，提供了規(guī)劃實施的政策基石和技術(shù)依據(jù)。全國公安廳局長會議上提出:“要大力實施公安大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，打破部門警種壁壘，推進數(shù)據(jù)融合共享，加強高端集成應(yīng)用”“努力實現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)模效應(yīng)和價值最大化，著力打造數(shù)據(jù)警務(wù)、建設(shè)智慧公安”。會議明確指出，公安信息化建設(shè)以“破解數(shù)據(jù)壁壘，加強信息融合”為警務(wù)智能化應(yīng)用的發(fā)展目標，也為以AI 為核心技術(shù)的一系列多維數(shù)據(jù)的智能感知技術(shù)落地平安城市公共安全事業(yè)指明了方向。

2 多維數(shù)據(jù)智能化感知技術(shù)落地平安城市遇到的問題

2.1 信息化建設(shè)如火如荼，業(yè)務(wù)增長仍需突破

當前各地“視頻全覆蓋工程”“天網(wǎng)工程”“雪亮工程”的建設(shè)成果頗豐，車輛卡口、人臉卡口、視頻監(jiān)控、多維感知設(shè)備是平安城市大數(shù)據(jù)的重要來源，為公安機關(guān)各部門各警種的實戰(zhàn)應(yīng)用提供了有力支撐。但對于千億巨量級數(shù)據(jù)而言，僅依賴人力逐條挖掘信息間的邏輯關(guān)聯(lián)，絕非易事，不可避免會出現(xiàn)盲點、遺漏問題。過去數(shù)據(jù)少，影響目標的追蹤，現(xiàn)在數(shù)據(jù)多，卻干擾了目標的搜索。各地公安機關(guān)都在不斷探尋技術(shù)與業(yè)務(wù)之間的銜接點，讓技術(shù)推動破案率增長，智能感知設(shè)備預(yù)警潛在危險因素，倍增民眾安全感、幸福感。由此可見，公安信息化建設(shè)與警務(wù)應(yīng)用結(jié)合落地，才是在平安城市智能化感知技術(shù)研究首先要解決的問題。

2.2 單一維度的數(shù)據(jù)分析難以支撐實戰(zhàn)

在公安實戰(zhàn)應(yīng)用中，受技術(shù)障礙、數(shù)據(jù)安全顧慮以及前端廠商差異等影響，大量數(shù)據(jù)分散在不同的業(yè)務(wù)部門，不能有效進行跨部門數(shù)據(jù)信息集約調(diào)度，跨警種、跨部門的數(shù)據(jù)整合不全，數(shù)據(jù)壁壘未能打通，難以形成數(shù)據(jù)合力。主要有以下突出表現(xiàn)：

其一，單一維度的偵查和管控手段很容易被具有較高反偵察意識的嫌疑人所規(guī)避。比如當遇到嫌疑人出行時不開車，作案時故意遮擋面部等情況時，傳統(tǒng)依賴車牌識別或人臉識別的方式難以再發(fā)揮作用。

其二，單一維度的數(shù)據(jù)分析難以確定目標人員身份。這也是部分嫌疑人在作案時，明明監(jiān)控中出現(xiàn)其畫面，甚至捕捉到了作案過程，但最終案件仍然懸而未決，使嫌疑人身份仍如大海撈針的原因。

其三，單一維度的數(shù)據(jù)分析無法對目標進行全面軌跡刻畫，軌跡追蹤難，預(yù)警難。因為應(yīng)用時空邏輯關(guān)系受限，不能刻畫出完整的目標的活動軌跡，單一類型的采集設(shè)備部署也很難做到全面覆蓋。

此外，單一維度的系統(tǒng)，在產(chǎn)品設(shè)計之初和投入實戰(zhàn)應(yīng)用時，也會出現(xiàn)一些不可避免的問題。以人臉識別為例，犯罪嫌疑人往往不會和比對照片中的樣貌完全一樣，當算法技術(shù)過分關(guān)注識別精準度的時候，真正的嫌疑人便有可能被系統(tǒng)所忽略，從而錯過抓捕機會。

2.3 大規(guī)模實戰(zhàn)應(yīng)用受限

我們過去經(jīng)常聽到“數(shù)據(jù)池”的說法，而平安城市中蘊含的千億級巨量數(shù)據(jù)其實更符合“數(shù)據(jù)江”的概念。因為最鮮活的數(shù)據(jù)，總處于變化之中。流動多變的信息會產(chǎn)生更高的價值。且不說多維數(shù)據(jù)智能化融合感知，單視頻目標實時分析一項，一天之內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)運算量之大超出的想象，加之平安城市中的各類動態(tài)數(shù)據(jù)（如人臉識別、過車數(shù)據(jù)、感知設(shè)備等）及靜態(tài)數(shù)據(jù)（如常口庫、車輛違章庫、失格人員庫等），若要形成滿足大規(guī)模實戰(zhàn)級需要的關(guān)聯(lián)感知，首要解決的便是平臺支撐問題。沒有足夠的算力底座來支持巨量級數(shù)據(jù)進行運算，實戰(zhàn)應(yīng)用中最為關(guān)鍵的“研判分析”便無從談起，智能預(yù)測預(yù)警更是難上加難，這便是各類感知技術(shù)無法充分滿足實戰(zhàn)，卻又極易被忽視的痛點之一。

此外，科技發(fā)展日新月異，產(chǎn)品技術(shù)不斷更迭，新一代系統(tǒng)無論在技術(shù)架構(gòu)還是功能設(shè)計上，都更加順應(yīng)時代需求與發(fā)展優(yōu)勢，可建設(shè)部署也要顧全整個項目的“生態(tài)拓展”問題，合理利舊，節(jié)約成本是不可忽視的要素。當前業(yè)界的識別算法成熟度正處于一個上升期，各家算法廠商提供的SDK 接口或算法引擎相互之間面臨不能兼容的現(xiàn)狀，當下需要用一個基于標準接口的開放平臺，承載多應(yīng)用多算法的智能調(diào)度、靈活調(diào)用，來實現(xiàn)多算法、多版本的共存和融合。

要想新技術(shù)更快更好的落地，解決建設(shè)中遇到的“承前”問題，甚至比“啟后”問題更加重要，利舊性和生態(tài)性是多維數(shù)據(jù)感知技術(shù)推廣應(yīng)用所面臨的現(xiàn)實問題。

3 多維數(shù)據(jù)融合分析技術(shù)方案

面對上述問題，在多維數(shù)據(jù)感知技術(shù)面向融合應(yīng)用、高端智能應(yīng)用升級的行業(yè)趨勢下，如何讓計算機像人類一樣，更加靈活智能的進行數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)分析，做出符合邏輯的關(guān)聯(lián)判斷，從底層拉通到上層應(yīng)用，實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)“融合之道”，便成為打開平安城市智慧之“芯”的一把鑰匙。

本文介紹了通過運用先進的人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、計算機視覺處理技術(shù)、智能分析技術(shù)等科技手段，打造實戰(zhàn)級 “多維大數(shù)據(jù)融合應(yīng)用系統(tǒng)”技術(shù)方案。

3.1 超腦運算，立足實戰(zhàn)

該方案采用分布式架構(gòu)、流式內(nèi)存計算、CPU+GPU異構(gòu)計算，支撐百億級數(shù)據(jù)實時比對響應(yīng)，依托人工智能、視頻圖像結(jié)構(gòu)化等技術(shù)發(fā)揮多模態(tài)數(shù)據(jù)處理能力，智能提取視頻、圖像等多渠道中關(guān)鍵信息進行多模整合，針對不同的動態(tài)數(shù)據(jù)來源和應(yīng)用特點，建立虛擬身份標識。結(jié)合時空、基于身份標識建立關(guān)聯(lián)和追溯關(guān)系，實現(xiàn)視頻圖像相關(guān)信息的高效流轉(zhuǎn)，從源頭上攻克數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)管控應(yīng)用的難題，實現(xiàn)百億級人、車數(shù)據(jù)檢索碰撞、迅速響應(yīng)、智能關(guān)聯(lián)、即可鎖定嫌疑目標，來知其影，去知其蹤。這些都可以為平安城市多維數(shù)據(jù)感知應(yīng)用提供有力支撐，成為新的業(yè)務(wù)增長點、防范著力點與服務(wù)突破點。

3.2 平安城市多維數(shù)據(jù)智能化感知藍圖變現(xiàn)

該方案將平安城市各類前端設(shè)備采集的跟人和車相關(guān)的動靜態(tài)全息數(shù)據(jù)進行匯聚融合分析（全息數(shù)據(jù)包括卡口電警抓拍、視頻監(jiān)控、人臉抓拍、電磁圍欄等動態(tài)數(shù)據(jù)，以及常住人口庫、重點人員庫、車輛登記信息等靜態(tài)數(shù)據(jù)）。打破過去僅僅“電磁—卡口”兩維并軌分析的局限，建立視頻、卡口、人臉、人像、電磁等多元數(shù)據(jù)互相碰撞模型，以“人”的掌控為終極目標，根據(jù)屬性關(guān)系、時空關(guān)系、語義關(guān)系、特征關(guān)系、行為關(guān)系、社會關(guān)系、身份關(guān)系、通聯(lián)關(guān)系，進行多維度數(shù)據(jù)的底層深度關(guān)聯(lián)分析。

構(gòu)建智慧錄播系統(tǒng)既是銅職院教學(xué)現(xiàn)實的要求，又符合智慧教室本身的功能設(shè)計。從教學(xué)實際看，錄播系統(tǒng)不但可以滿足微課、翻轉(zhuǎn)課堂、項目化課改等教學(xué)方面的需求，而且可以滿足一年一度的信息化教學(xué)技能大賽在視頻錄制方面的需求。

建立卡口過車一車一檔、人像識別一人一檔、視偵案件一案一檔，為每一輛車、每一個人、每一部設(shè)備建立了超級“全息畫像”，并實現(xiàn)對涉案車輛實時跟蹤、重點車輛實時監(jiān)管、特殊人員實時比對、布控信息實時報警等功能，最大限度地挖掘、發(fā)揮視頻大數(shù)據(jù)實戰(zhàn)效能。

該方案為公安機關(guān)提供全方位，立體化的數(shù)據(jù)信息支持，為多維數(shù)據(jù)挖掘以及案件的多維度串并提供了可靠的分析支撐，有助于形成新的案件偵破思路，優(yōu)化了警務(wù)工作流程。實現(xiàn)跨區(qū)域、跨警種、跨系統(tǒng)的業(yè)務(wù)協(xié)作與共享，推進偵查手段從人員合署辦公的“合成作戰(zhàn)”向“技術(shù)合成作戰(zhàn)”的新舊動能轉(zhuǎn)換，解決了人海戰(zhàn)術(shù)用而不精、精而不快的問題。充分發(fā)揮公安機關(guān)的資源整合優(yōu)勢，有效解決了平安城市中多維大數(shù)據(jù)深度應(yīng)用不足的問題，真正做到了多維數(shù)據(jù)融合分析“藍圖”變現(xiàn)。

3.3 公安大數(shù)據(jù)應(yīng)用實現(xiàn)“實戰(zhàn)級、規(guī)?；蹦繕?/h3>

基于率先在國內(nèi)突破了6000 路視頻目標實時分析技術(shù)難題，更強勁的分析支撐能力決定了該方案可以在實戰(zhàn)中產(chǎn)生更大的效能，打通了卡口、視頻、人臉等數(shù)據(jù)間的自動關(guān)聯(lián)，無需跨系統(tǒng)，便可實現(xiàn)對卡口、視頻、人臉、感知設(shè)備等多數(shù)據(jù)源的綜合查詢，破解了公安大數(shù)據(jù)應(yīng)用壁壘。同時，可對車輛、人臉、人像、物品等數(shù)據(jù)進行軌跡分析、同行分析、多點碰撞等大數(shù)據(jù)綜合研判，從底層架構(gòu)、數(shù)據(jù)到平臺，實現(xiàn)了全面的技術(shù)拉通、數(shù)據(jù)拉通、應(yīng)用拉通；支持可視化展示多維目標軌跡，支持多維數(shù)據(jù)布控告警，優(yōu)化警務(wù)流程，提高辦案效率，滿足千億級的規(guī)模化平安城市應(yīng)用需求。

4 應(yīng)用效果

不同于過去單一系統(tǒng)提供片面的場景化功能，該系統(tǒng)能夠在多個億級數(shù)據(jù)源中自動挖掘各信息間的時空、關(guān)系等關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。在對重點目標進行追蹤時，無需到多個系統(tǒng)里去分別查詢、布控。無論是通過人員身份信息，還是通過車輛和設(shè)備信息，都能自動關(guān)聯(lián)檢索到目標人員的人臉照片、所攜帶的感知數(shù)據(jù)、跟其相關(guān)的車輛信息，以及目標相關(guān)關(guān)系人。不管目標人開車、步行、上網(wǎng)或是住宿……一旦出現(xiàn)活動軌跡，即刻動態(tài)、即刻掌控。通過實時預(yù)警感知，及時防范風險，最大程度地保護人民財產(chǎn)安全。

通過與公安業(yè)務(wù)應(yīng)用場景相結(jié)合，接入相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，上述系統(tǒng)能夠衍生出新的組合型解決方案。該系統(tǒng)曾結(jié)合在禁毒管理工作涉及到的具體場景化落地，為禁毒工作領(lǐng)域的智能化應(yīng)用開辟了新的偵防思路。該系統(tǒng)彌補了單一維度信息化技術(shù)手段的局限和不足，讓數(shù)據(jù)融合應(yīng)用的紅利服務(wù)于平安城市治安防控、雪亮工程等多個業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

此外，在平安城市的其他業(yè)務(wù)領(lǐng)域，通過融合分析，也能形成新的精準防控思路。交通重點監(jiān)測對象和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用融合系統(tǒng)也可進行精細化解決，實時監(jiān)測安全風險行為和交通違法行為，形成精準交通態(tài)勢感知，生成智能交通報表，不斷豐富完善交通流量分析、實時路況監(jiān)測、高速道路能見度分析、道路安全風險監(jiān)測等管控模塊，顯著提高城市交通道路風險預(yù)警預(yù)測能力、查處違法違規(guī)行為的能力、精確打擊能力和動態(tài)管理能力，在治亂疏堵治理方面也能發(fā)揮突出作用，智能優(yōu)化交通出行秩序，創(chuàng)造良好的道路交通環(huán)境。

5 結(jié)語

未來，多維數(shù)據(jù)智能化感知技術(shù)將不斷賦能新時代場景下更主動、更智能的警務(wù)工作，滿足平安城市大數(shù)據(jù)信息挖掘的新需求，為刑偵、反恐、國家安全等方面帶來創(chuàng)新突破，并在綜合治理、政務(wù)決策、生產(chǎn)安全、環(huán)境整治、安全防控、民生服務(wù)等多個領(lǐng)域拓展應(yīng)用，全面破解多維數(shù)據(jù)實戰(zhàn)應(yīng)用難題，開啟平安城市多維數(shù)據(jù)融合應(yīng)用時代新篇章。