邊緣計(jì)算對(duì)智慧城市公共安全建設(shè)的重要性

城市公共安全的三大轉(zhuǎn)變

我們國(guó)家提出智慧城市的概念，到現(xiàn)在已經(jīng)十多年。智慧城市這個(gè)名詞近幾年頻頻出現(xiàn)在政府工作報(bào)告、學(xué)術(shù)會(huì)議和行業(yè)論壇上。眾所周知，智慧城市是一個(gè)非常宏大的主題，影響到城市建設(shè)方方面面，通過(guò)各方的不懈努力探索和實(shí)踐，智慧城市已經(jīng)被賦予了一個(gè)具有中國(guó)特色的內(nèi)涵，不同角色、不同領(lǐng)域的人，對(duì)這個(gè)名詞的解釋也有所不同。

我們認(rèn)為，智慧城市主要是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、云計(jì)算等新一代的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃和建設(shè)的智慧化。這里說(shuō)到的城市智慧化，最終目的是要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)更安全、更舒適、更方便的生活，促進(jìn)城市和諧、可持續(xù)成長(zhǎng)。這里有兩個(gè)層面的意思：一是，它體現(xiàn)了一個(gè)新時(shí)代的信息技術(shù)的引領(lǐng)；另外，更為深層次的，是它具有一定的社會(huì)含義，體現(xiàn)出我們和信息社會(huì)所對(duì)應(yīng)的一種面向服務(wù)的、以人為本的協(xié)同和創(chuàng)新的理念，要讓世界更美好。

說(shuō)到以人為本，我們可以想像，人在社會(huì)中最直接或最卑微的一個(gè)訴求，就是安全。公共安全是社會(huì)中人最為直接的一個(gè)需求，影響著城市建設(shè)方方面面。比如社區(qū)安全、小區(qū)安全、交通安全、平安校園、道路安全，這些都是公共安全的一部分。

我們欣喜地看到，經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展，公共安全建設(shè)正逐漸從人工轉(zhuǎn)向自動(dòng)，從分時(shí)分區(qū)的局部防御到全時(shí)全境的周密監(jiān)控，從被動(dòng)的事后分析轉(zhuǎn)到事前預(yù)警、實(shí)時(shí)響應(yīng)。城市公共安全建設(shè)，正在發(fā)生這三大明顯轉(zhuǎn)變。

這樣的轉(zhuǎn)變，如果還依靠傳統(tǒng)的，集中式的處理方式，把所有信息匯聚到集中節(jié)點(diǎn)，已經(jīng)力不從心了，我們需要引入新的信息處理模式，并將多種模式融合起來(lái)。近年來(lái)，一種新的計(jì)算范式，即邊緣計(jì)算，正日益受到人們的關(guān)注。邊緣計(jì)算的概念，并不是說(shuō)被邊緣化的計(jì)算，而是一種從集中式向分布式、從中心化到去中心化、從集中單一式到協(xié)同的計(jì)算，是相對(duì)于云端計(jì)算的另一個(gè)概念，邊緣計(jì)算和云計(jì)算的有機(jī)融合，正成為現(xiàn)代公共安全系統(tǒng)的主要建設(shè)模式。

邊緣計(jì)算驅(qū)動(dòng)公共安全建設(shè)

邊緣計(jì)算如何驅(qū)動(dòng)公共安全建設(shè)發(fā)展？我們來(lái)看邊緣計(jì)算的幾個(gè)最重要的特點(diǎn)：

1.它是實(shí)時(shí)、低延時(shí)的計(jì)算。這一點(diǎn)非常重要，公共安全中，常常很多事情都是突發(fā)的，需要非?？焖俚捻憫?yīng)，如果把信息回傳到某個(gè)中心節(jié)點(diǎn)、再等它傳回來(lái)，事情可能已經(jīng)過(guò)去了，所以實(shí)時(shí)、低延時(shí)是邊緣計(jì)算很重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

2.可以處理海量數(shù)據(jù)。邊緣設(shè)備是數(shù)以?xún)|萬(wàn)計(jì)的，具有計(jì)算能力的邊緣設(shè)備如果同時(shí)進(jìn)行信息處理，可以處理海量數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于把大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn)，通過(guò)擁塞的網(wǎng)絡(luò)等待網(wǎng)絡(luò)返回來(lái)得更為實(shí)時(shí)、快速，不會(huì)產(chǎn)生由于網(wǎng)絡(luò)擁塞而引起數(shù)據(jù)處理瓶頸。

3.精確位置感知。有很多公共事件，特別是公共安全事件，跟位置密切相關(guān)。比如防疫、對(duì)人軌跡的追蹤、自動(dòng)駕駛的導(dǎo)航，這些都要跟邊緣側(cè)設(shè)備位置發(fā)生密切關(guān)系。這些邊緣側(cè)的信息最好是在邊緣側(cè)跟邊緣設(shè)備其他信息能融合在一起，就地解決，而不需要再回傳到中心節(jié)點(diǎn)。

4.本地化的數(shù)據(jù)保護(hù)。公共安全數(shù)據(jù)跟每個(gè)人的生活工作密切相關(guān)，每個(gè)人都不希望把自己的隱私隨意地在網(wǎng)絡(luò)上分發(fā)，如果信息能就近在本地邊緣節(jié)點(diǎn)上得到處理、消化，就不需要再把這些數(shù)據(jù)回傳到網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)上，從而就避免了信息泄露。前幾年，歐洲、北美對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)做了非常多的法律法規(guī)的建設(shè)，這兩年我們國(guó)家也開(kāi)始非常重視這方面政策的制定。邊緣計(jì)算應(yīng)該是解決本地化數(shù)據(jù)保護(hù)的一個(gè)非常有用的武器。

邊緣計(jì)算賦能智能攝像機(jī)

邊緣計(jì)算在公共安全上的主要載體，我們認(rèn)為是智能攝像機(jī)。為什么這么說(shuō)呢？首先，人對(duì)外界信息感知，靠的就是視覺(jué)，有80%都是來(lái)自視覺(jué)。比如，現(xiàn)在我面對(duì)的是攝像機(jī)，這樣的直播都是通過(guò)視頻進(jìn)行分享。因此，視頻是智慧城市中采集數(shù)據(jù)最為重要的數(shù)據(jù)形式。其次，不同形態(tài)的攝像機(jī)，是采集數(shù)據(jù)的主要來(lái)源，目前，全球城市攝像頭數(shù)量還以每年20%的增長(zhǎng)率不斷擴(kuò)大規(guī)模，視頻攝像頭在生活中是隨處可見(jiàn)，各種新形態(tài)的視頻采集設(shè)備也越來(lái)越多，這些攝像機(jī)每天無(wú)時(shí)無(wú)刻不在采集視頻數(shù)據(jù)，產(chǎn)生出大量的視頻信息。最重要的是，視頻數(shù)據(jù)本身是非常龐大的數(shù)據(jù)信息源。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)小時(shí)的視頻數(shù)據(jù)，不壓縮，可能需要300GB，如果壓縮，也要一兩個(gè)GB。所以，我們需要使用智能攝像機(jī)，在邊緣側(cè)把視頻數(shù)據(jù)就地進(jìn)行處理，通過(guò)智能算法，提取出視頻中對(duì)我們公共安全起到關(guān)鍵的分析作用的信息，可以說(shuō)，智能攝像機(jī)是快速獲取視頻中有價(jià)值信息的最佳工具。

那么邊緣計(jì)算如何賦能智能攝像機(jī)的呢？我們認(rèn)為有三個(gè)方面：首先，邊緣計(jì)算能完成高清的圖像處理。對(duì)現(xiàn)代攝像機(jī)來(lái)說(shuō)，分辨率已經(jīng)從標(biāo)清、高清到超高清，攝像機(jī)內(nèi)部需要實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的圖像處理，才能實(shí)現(xiàn)高清的畫(huà)質(zhì)，這必須要依賴(lài)于強(qiáng)大的邊緣計(jì)算。第二，高效的視頻壓縮，視頻數(shù)據(jù)量是海量的，如果我們用比較先進(jìn)的邊緣側(cè)圖像壓縮算法，可以將視頻數(shù)據(jù)輕松壓縮100倍甚至200倍，大大縮減傳輸帶寬。第三，它能提供高級(jí)的人工智能功能?；?a target="_blank">深度學(xué)習(xí)的現(xiàn)代的人工智能算法，在攝像機(jī)邊緣側(cè)就可以完成，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，識(shí)別人、車(chē)、物，可以非常有效地濃縮視頻里的冗余信息。

邊緣計(jì)算的創(chuàng)新應(yīng)用

基于邊緣計(jì)算，目前行業(yè)已經(jīng)推出了不少創(chuàng)新應(yīng)用，例如科達(dá)的AI超微光攝像機(jī)便是其中之一。為什么科達(dá)要去推出這樣一個(gè)攝像機(jī)呢？首先，公共安全對(duì)攝像機(jī)的要求中，低照成像是核心訴求，這很顯然，治安事件90%發(fā)生在夜間；第二，城市中存在眾多不便外加光源的低照度環(huán)境，比如小區(qū)里，加一個(gè)很強(qiáng)的燈，馬上就會(huì)遭到投訴，在醫(yī)院或監(jiān)獄里，也不方便添加光源，但這些地方又常常需要用攝像機(jī)采集視頻圖像。而傳統(tǒng)攝像機(jī)做不到良好的低照成像，因?yàn)?a target="_blank">傳感器有靈敏度的限制，感光能力是受限的，低信噪比的設(shè)備使得圖像信號(hào)被湮沒(méi)在噪聲中，根本無(wú)法提供有效的信息。所以基于以上關(guān)鍵問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了AI超微光攝像機(jī)。這個(gè)攝像機(jī)的最大特點(diǎn)就是，基于深度學(xué)習(xí)AI算法，充分運(yùn)用了邊緣計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)，為低照環(huán)境下的攝像機(jī)輸出提供質(zhì)量保障。

當(dāng)前蘇州科達(dá)已經(jīng)推出了一系列基于A(yíng)I超微光技術(shù)的攝像機(jī)，如AI超微光車(chē)輛卡口攝像機(jī)，AI超微光電警攝像機(jī)，AI超微光人員卡口攝像機(jī)，AI超微光4G布控球等等。這些新型的攝像機(jī)不僅具有原有攝像機(jī)的基本功能，可以有效的保障社會(huì)公共安全，而且充分考慮到城市人生活的舒適度，減小人工補(bǔ)光甚至摒棄補(bǔ)光，避免制造光污染，體現(xiàn)出人文關(guān)懷，我們認(rèn)為只有像這樣的產(chǎn)品，才是一個(gè)智慧城市應(yīng)該配備的設(shè)備，在應(yīng)用價(jià)值方面，通過(guò)技術(shù)賦能產(chǎn)品，為了人而服務(wù)，以人為本，給人創(chuàng)造各方面更舒適、更理想的一個(gè)生活。

展望未來(lái)

最后簡(jiǎn)單總結(jié)一下，對(duì)邊緣計(jì)算在公共安全建設(shè)方面的展望：

第一，邊緣計(jì)算會(huì)得到更強(qiáng)大算力的支撐。AI算力現(xiàn)在有個(gè)新的摩爾定律，每18個(gè)月算力會(huì)翻一番。但實(shí)際現(xiàn)在速度已經(jīng)超過(guò)了摩爾定律，速度在不斷的提升中。這意味著我們可以把更多更先進(jìn)的算法，包括AI算法、壓縮算法、圖像處理算法，放到邊緣設(shè)備中。這必將推動(dòng)更多的公共安全的相關(guān)功能在邊緣側(cè)實(shí)現(xiàn)。

第二，多IOT的數(shù)據(jù)融合。AIOT的設(shè)備現(xiàn)在越來(lái)越多。根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)公司的數(shù)據(jù)，2025年全球大概有1500億的IOT設(shè)備，這些設(shè)備無(wú)時(shí)不刻在地球上的各個(gè)角落產(chǎn)生各種各樣的視頻或非視頻數(shù)據(jù)，我們必須把這些視頻、非視頻數(shù)據(jù)有機(jī)融合在一起?，F(xiàn)在常見(jiàn)的，比如煙霧光警器，有對(duì)煙霧的敏感性，但如果再加視頻，雙管齊下，在某個(gè)設(shè)備失靈的情況下，就可以用另外一個(gè)設(shè)備來(lái)繼續(xù)保證公共安全。再比如WiFi探針，各種不同傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，都可以有機(jī)地融合起來(lái)，為公共安全起到保障作用。

第三，5G+邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算本身就是5G的一個(gè)核心功能，國(guó)際電聯(lián)（ITU）定義的三個(gè)典型的5G應(yīng)用場(chǎng)景，其中一個(gè)就是超可靠低時(shí)延（uRLLC），即極低延遲、超可靠的場(chǎng)景，這個(gè)場(chǎng)景就是用于邊緣計(jì)算在公共安全方面的應(yīng)用。因此可以預(yù)見(jiàn)，邊緣計(jì)算在5G中的應(yīng)用，將來(lái)也會(huì)越來(lái)越普遍和常見(jiàn)。

總的來(lái)看，我相信邊緣計(jì)算在公共安全中大有可為，也是大有作為的。我也相信，在智慧城市中，邊緣計(jì)算一定會(huì)發(fā)揮更大的效應(yīng)，成為非常重要的一個(gè)武器。