目前業界對“智慧城市”概念的解讀各有側重，有的觀點認為關鍵在于技術應用，有的觀點認為關鍵在人的參與，有的觀點認為關鍵在于智慧效果， 認為智慧首先要智能，通過科技手段提升生活品質和服務質量。綜合這一理念的發展源流以及在多個行業中實踐的總結，憑借多年的積累， 依靠業內領先的自主核心技術和可持續研發能力，設計出包括智慧安全、智慧交通、智慧安居、智慧安監、智慧城管、智慧環保、智慧水務、智慧園區等解決方案。

 關鍵技術

 “智慧城市”是國際社會發展的方向，雖然有著不同的定位，但都離不開核心技術，這也是當今社會對“智慧城市”的評判標準。“智慧城市”建設涉及到物聯網技術、虛擬化、大數據處理技術、云存儲技術、增強現實技術、空間信息網格技術、數據融合技術、應用技術、運維管理技術等多種關鍵技術。 經過多年的積累，在物聯網、大數據處理、云存儲、智能科學、應用技術、運維管理等方面有深入的研究和技術成果，助力于“智慧城市”各個子領域的建設。

 物聯網技術

物聯網是將多種傳感器部署于城市各個角落，能夠采集大量的監測數據信息。這些數據具有時間與空間屬性，可以將城市現實活動反映到網絡虛擬空間上，進而將這些信息匯集，通過數據分析，能夠挖掘新的價值。將所有城市中的現實事物在互聯網上聚合就構成了物聯網。

“智慧城市”建設中主要采用五項物聯網技術。

（1）通過傳感器采集能源消耗、交通、生產消耗等各種城市活動信息

（2）匯總采集的數據

（3）分析匯總的數據

（4）將數據分析結果“可視化”并發送給居民，讓居民的生活更便捷、生活質量更高

（5）基于對數據的分析，優化控制城市的各項活動與基礎設施

        物聯網是繼互聯網之后迎來的又一次信息產業浪潮，但就目前實際發展情況來看，物聯網仍有諸多亟待解決的問題，如缺乏關鍵技術、缺乏高效的協調機制、高端集成服務能力不強等，其實際應用將是一項非常龐大、復雜的工程，未來，還有很長的路要走。作為物聯網的重要組成部分，視頻監控可以通過智能分析技術，實現車牌識別、人流統計、身份識別、異常行為判斷、周界防范、報警等多種功能，其中某些技術已經十分成熟。可以預見的是，視頻監控將成為物聯網應用最先、最重要突破口之一，發揮著極其重要的作用。

物聯網也叫傳感網，感知部分分為身份感知、位置感知、圖像感知、狀態感知等部分。 立足于多年對圖像感知相關技術的研究，在物聯網圖像感知方面有大量的研究成果，在視頻圖像處理技術、視音頻編碼技術、視頻分析與模式識別技術方面的研究處于業界領先地位。目前已在公安、金融、交通、電力等多個行業有成熟的解決方案，并有大量的視頻傳感器在各行業使用。通過視頻傳感器的應用采集城市活動的信息，通過視頻綜合管理平臺將信息匯總后進行數據分析，通過大屏等輸出設備將數據分析結果“可視化”展現給用戶，相關部門可以根據“可視化”的視頻信息做出相關決策。

 云計算技術

互聯網時代，尤其是社交網絡、電子商務與移動通信把人類社會帶入了一個以“PB”為單位的結構與非結構化數據信息的新時代。云計算出現之前，傳統的計算機是無法處理如此大量、并且不規則的“非結構化數據”的。以云計算為基礎的信息存儲、分析和挖掘手段，可以便宜、有效地將這些大量、高速、多變化的終端數據存儲下來，并隨時進行分析與計算。

云計算是由分布式計算、并行處理、網格計算發展來的，是一種新興的商業計算模型。目前，對于云計算的認識在不斷的發展變化，云計算仍沒有普遍一致的定義。通俗的理解是，云計算的“云”就是存在于互聯網上的服務器集群上的資源，它包括硬件資源（服務器、存儲器、CPU等）和軟件資源（如應用軟件、集成開發環境等），本地計算機只需要通過互聯網發送一個需求信息，遠端就會有成千上萬的計算機為你提供需要的資源并將結果返回到本地計算機，這樣，本地計算機幾乎不需要做什么，所有的處理都在云計算提供商所提供的計算機群來完成。云計算按照服務類型大致可以分為三類：將基礎設施作為服務IaaS、將平臺作為服務PaaS和將軟件作為服務SaaS。

云計算的核心技術包括：并行處理、分布式緩存、虛擬化、關系型及非關系型數據庫、分布式文件系統、計費管理、負載均衡等。

 在虛擬化、并行處理、非關系型數據庫、分布式文件系統等方面有深入的研究和豐富的開發經驗。包括利用虛擬化技術提高存儲的磁盤利用率、增加存儲管理靈活性、提升存儲性能等，利用分布式文件系統建立高可用、可擴展的視頻圖像信息數據庫系統，利用并行處理技術進行海量結構化和非結構化數據的分析，利用非關系型數據庫對半結構化、非結構化數據進行存儲與檢索等。

 大數據處理技術

在未來的“智慧城市”中，會有越來越大的吞吐量和監控數據、越來越高的數據處理需求、越來越多的面向互聯網的應用，所以需要強有力的大數據處理平臺進行支撐。

現代社會的信息量增長速度極快，這些信息里又積累著大量的數據，其中包括個人數據和工業數據。預計到2020年，每年產生的數字信息將會有超過1/3的內容駐留在云平臺中或借助云平臺處理。我們需要對這些數據進行分析和處理，以獲取更多有價值的信息。那么我們如何高效地存儲和管理這些數據，如何分析這些數據呢？目前Hadoop是公認的處理大數據的標準平臺。在互聯網領域。Yahoo! 通過集群運行Hadoop，以支持廣告系統和Web搜索的研究；Facebook借助集群運行Hadoop，以支持其數據分析和機器學習；百度則使用Hadoop進行搜索日志的分析和網頁數據的挖掘工作；淘寶的Hadoop系統用于存儲并處理電子商務交易的相關數據；中國移動研究院基于Hadoop的“大云”(BigCloud)系統用于對數據進行分析和并對外提供服務。

針對“智慧城市”的大數據處理的需求， 在Hadoop系統上進行了深度開發，開發出了HDH（  XX大數據平臺）系統。HDH系統在應對大數據處理中的存儲問題，采用了分布式存儲、分布式數據庫系統，提高了讀寫速度，并擴大了存儲容量。HDH系統在應對大數據處理中的計算問題，采用分布式計算框架，提高了數據分析和挖掘能力。 利用HDH系統，進行海量的人臉數據檢索、海量交通數據的挖掘、海量文本數據的全文檢索等。

HDH包含了分布式文件系統、分布式數據庫和分布式計算框架等多套組件，實現面向海量的結構化、半結構化、非結構化數據分布式存儲與計算。HDH的高容錯特性，使得系統整體可靠性得到提升。HDH可以部署在低廉的計算機集群中，降低投入成本。 HDH具備靈活的橫向擴展能力，使其可以按需進行配置。有了HDH系統，使得“智慧園區”中的大數據存儲、檢索、分析與挖掘更加高效。

 云存儲技術

隨著數據處理需求的不斷增長，以及智慧領域高清視頻的大規模應用，“智慧城市”中需要存儲的數據和應用的復雜程度在不斷提高，例如視頻數據需要長時間持續地保存到存儲系統中，并要求隨時可以調用，對存儲系統的可靠性和性能等方面都提出了新的要求。在未來的復雜系統中，數據將呈現爆炸性的海量增長，提供對海量數據的快速存儲及檢索技術，顯得尤為重要，存儲系統建設將成為“智慧城市”未來建設中的重要組成部分之一。

云存儲是在云計算概念上延伸和發展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，應用存儲虛擬化技術將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。所以云存儲可以認為是配置了大容量存儲設備的一個云計算系統。

依據云存儲的功能特點， 公司專門針對大容量視頻數據的存儲和管理以及滿足“智慧城市”領域特殊的應用需求，量身設計了一套 視頻云存儲監控系統。 視頻云存儲系統主要由存儲管理節點和存儲節點（物理存儲設備）兩部分組成。

視頻云存儲管理節點是視頻云存儲系統的核心節點，作為云存儲系統的調度中心負責云存儲系統資源管理、索引管理、計劃管理、策略調度等。視頻云存儲節點作為云存儲系統業務的具體執行者，負責視頻數據存儲、讀取、存儲設備管理、存儲空間管理等。

 智能科學

智能科學是一門交叉學科，主要有腦科學、認知科學、人工智能、智能分析等學科共同研究智能行為的理論和實現技術。

智能科學為智慧城市提供智慧的技術基礎，支持對智慧城市中海量信息的智能識別、融合、運算、監控和處理等功能。

 在視頻智能分析部分有深入研究。通過行為分析技術、車牌識別技術、人臉識別技術、分布式計算技術、視頻拼接技術等對視頻進行智能分析。通過數據挖掘技術獲取例如交通等信息的宏觀狀態，可進行套牌車輛實時偵測、跟車研判、頻度統計、區域碰撞等關聯性分析。通過智能分析、數據挖掘得到關鍵數據，為相關職能部門決策提供數據支撐。

 行為分析技術

智能行為分析系統主要基于背景建模技術：在靜態場景（攝像機不發生位移）下查找出以人為主要防范對象的動態目標，并根據設置的報警規則進行報警。在平安城市監控系統建設中可用于學校、住宅小區、高級寫字樓、工廠、政府機關、派出所審訊室、高速公路等重點監視區域，用于檢測可疑目標入侵、跨越警戒面（虛擬圍墻）、人員聚眾、可疑逗留人員、非法停車、可疑物品遺留等情況，發現異常及時報警，將目標可疑行為處置在事態的可控階段。

 車牌識別技術

車牌識別技術能實現對當前車輛的車牌進行抓拍、車牌號碼識別功能。在平安城市可視化防控系統中，主要應用高清卡口監控系統以及高清電子警察監控系統，實現對過車的實時抓拍，并實現號牌識別、車身顏色識別、車型識別等，利用該技術和相關業務管理平臺實現過車信息的實時記錄。

 人臉識別技術

人臉識別是利用視頻抓拍后對抓拍圖像進行生物特征數據的提取并保存，主要包括抓拍保存、識別比對、檢索查詢等功能，在社區出入口、重要卡點部位（火車站、汽車站、機場等）部署，實現對進出人員人臉信息的采集，一方面可用于小范圍內可疑人員的圍堵攔截，一旦在系統部署區域檢測到可疑人員人臉時產生報警，另一方面通過人臉識別系統可建設人臉信息庫，為后期的案件排查、人員排查做好基礎工作， 人臉識別系統已歷經眾多項目的考驗，在多個平安城市項目中成熟商用。

 視頻拼接技術

城市監控區域多、范圍廣，對于像廣場、機場跑道、公路等場所視頻信息采集均需要多個攝像機才能涵蓋，在監控中心瀏覽監控畫面時需要開啟多個監控窗口，視頻瀏覽畫面不連續，導致個別重要監控環節往往被忽略。針對該情況， 視頻拼接軟件應運而生，通過視頻拼接算法庫將同步好的多幅畫面拼接成一副圖像并顯示，實現對拼接后畫面圖像的錄像和區域展示，該軟件可以橫向實現1~8個，縱向1~2個圖像進行拼接，并去除重合部分，矯正形變，使得監控區域更廣、效果更佳。

 視頻質量診斷

視頻診斷技術是 針對視頻畫面質量進行監控告警的應用技術和解決方案。采用按計劃配置手段，實現對前端視頻監控圖像畫面的輪巡檢測，一旦檢測到監控畫面圖像丟失、亮度異常、圖像色偏、條紋干擾、雪花干擾、PTZ云臺控制等異常情況時，及時產生報警通知維護人員，有效保證了視頻監控的圖像質量，保證系統的可靠運行。

 應用技術

針對“智慧平安城市”、“智慧安居”、“智慧水務”、“智慧安監”、“智慧交通”、“智慧環保”等“智慧城市”子領域的應用特點， 針對不同行業定制開發了視頻監控應用管理平臺，平臺以實戰業務應用為導向，以視頻圖像應用為手段，構建大安防體系架構。視頻監控應用管理平臺，采用了構架和構件、工作流、XML和Web Services、平臺集成等應用技術。

 構架和構件技術

基于構架和構建的軟件體系結構能夠通過對系統構造的理解來提高有關軟件工作人員的系統設計和系統分析能力，分析，從而在系統組織、結構重用、運行模式、系統分析和系統維護等方面降低軟件設計和開發的成本，促進軟件系統生產的效率提高。

采用基于構件的技術和UML建模語言來進行系統的設計，實施迭代式的設計開發。統一建模語言（UML）具有直觀化，明確化特點，是構建和文檔化軟件系統產物的通用可視化建模語言。UML可以與所有的開發方法、生命階段、應用領域和媒介一同使用。

 工作流技術

視頻監控應用管理平臺中各應用子系統都將采用分布式構件進行搭建，為將來的構件重用和組成基于工作流和集成流的高級的中間件打下良好的基礎。當各種領域構件建成功以后，可以通過基于工作流的高層中間件來進行高層次的集成。

工作流過程定義語言將現存的構件通過工作流結合起來，通過工作流引擎執行工作流來實現新的系統流程和功能，而不必重新開發新的應用構件，大大增強了系統的靈活性和可重用性，最終可以達到適應變化迅速的用戶需求的目的。

 XML 和Web Services 技術

視頻監控應用管理平臺當中的數據具有多源異構的特點，對于此類數據的處理首先要求對數據的描述要有簡單易行的一套標準。XML是現在流行的數據交換標準,特別適合表述和交換復雜的數據對象和類型。在信息平臺的建設過程中，數據采集及數據處理系統把XML作為數據格式描述的統一標準，并納入數據規范的制定當中。另外Web Services 技術支持XML，SOAP，WSDL， UDDI等開放標準，可以通過HTTP協議實現穿越防火墻的軟件互操作和數據交換，實現跨越各種技術的軟件集成 。

 平臺集成技術

（1）企業服務總線（ESB）

“智慧城市”中視頻監控應用管理平臺需要為治安防控、交通管理、城市可視化管理和社會服務等業務提供服務，在技術架構上需要解決多協議、多接口的問題。目前，業界正逐漸采用企業服務總線 ( Enterprise Service Bus, ESB) 的IT架構，該架構的基本構件是抽離于應用系統上的業務數據, 僅對業務數據做路由、日志、出錯處理等流程操作，便于各接口之間的調用,避免應用間點到點的連接,以便于接口的維護,靈活性、可重用性和可擴展性都十分良好。

（2）標準化應用擴展技術

在與用戶交互的應用層，各智慧子領域的信息集成平臺以微內核的理念和預留擴展點的方法延伸了應用體系的擴展性。各智慧子領域的信息集成平臺就類似于操作系統，應用 APP 就類似于在操作系統上安裝的應用軟件，通過實現實戰平臺的應用擴展點，并滿足應用層標準化的技術規范，應用 APP 就可以安裝到平臺中來，并且可以做到動態安裝和加載。

通過標準化應用擴展技術，能極大地提升了“智慧城市”信息集成平臺的應用擴展范圍，而且可以根據用戶的不同需要開發對應的應用 APP，而且新開發的應用 APP 可以做到動態安裝和部署，以及已有的過時應用 APP 也可以及時升級和下架，能更方便地擴展城市管理、企業和家庭安全服務相關的各種應用，使系統具有更高的應用價值和更為長久的生命力。

 智能可視化管理技術

 可視化管理是在充分吸取全國各個行業視頻監控工程前期建設的經驗基礎上，面向業務應用，以“怎么應用，就怎么建設”這一全新的理念進行設計。重點解決“用”的需求，分成“管”和“用”兩個方面，“管”包括業務監管和運維管理，“用”包括視頻應用和業務應用，主要特征為高清、智能、大聯網，滿足面向行業的業務安全管理和系統安全運行需求，“高清”能夠最大限度地保障可視化，“智能”能夠最大限度地促進管理，“聯網”能夠最大限度地共享資源和深化應用，可視化的意義在于能夠提高業務管理以及系統管理的綜合效益與服務水平。

運維管理技術

“智慧城市”離不開運維管理平臺和長效運維機制。“智慧城市”中設計到多個部分的運維管理。 在“智慧城市”中視頻監控系統運維管理方面有成熟的解決方案。通過運維管理平臺可以對系統運行進行全面監控和維護。監控對象包括：基礎設施、系統、數據、管理工具、人員等各方面。監控內容包括：硬件狀態、運行情況、異常情況、在線離線狀態等。可采用智能巡檢技術，自動、智能檢測前端攝像機、智能箱、網絡、主機、應用軟件的運行狀態，儀表盤式展示系統運行狀態。

同時，通過運維管理平臺可實現專業化的服務流程，實現對運維人員、備品備件、運維績效等進行管理，以報表的方式呈現各種運維統計數據，為系統管理提供評價依據和決策信息。

 智慧專項

 智慧安全

“平安城市”是“智慧城市”的一個重要組成部分。“平安城市”建設從二十世紀初期年開始興起，“平安城市”建設的內容隨著社會管理的創新和信息技術的進步而變得更加先進、更加豐富多彩。近來，公安部向全國公安機關部署了視頻圖像信息整合與共享工作任務：“以視頻圖像信息共享平臺建設為核心，全面建設和優化視頻監控系統及共享平臺，建立和完善視頻圖像信息深度應用機制，推動跨區域、跨部門、跨警種的視頻監控系統有效整合和視頻圖像信息共享，提升公安機關核心戰斗力，深入推進公安機關科技強警工作，預防打擊違法犯罪、維護社會穩定”，這一任務的目標旨在2015年之前，完成全國公安機關科技強警建設的技術升級。不難看出，目前“平安城市”建設重點已經不是視頻有沒有的階段， 而是提升到視頻綜合應用的“智慧型平安城市”的建設階段。“智慧型平安城市”的目標是做到社會安全、食品安全、生產安全、交通安全、住宅安全…

 “智慧型平安城市”目前已從大安防體系過度到應急指揮體系。在可視化防控方面，以治安應用為主線的大聯網問題、大集成問題目前已經很好的得到了解決，以此為依托可進行情報分析研判、數據挖掘、串并案、預測預警等應用。在可視化指揮方面，各警種（治安、刑警、交警、消防、城管等）及相關聯動機構實現緊密配合完成實戰應用。目前 已經承建包括2008奧運安保、上海世博安保、平安武漢、長沙天網工程等多個國際水準“智慧型平安城市”項目。

“智慧型平安城市”總體框架如下圖分為設備接入層、數據資源層、中間件層、業務應用層、界面展現層。

智慧型平安城市總體框架

設備接入層

設備接入層指視頻監控設備、報警設備等外場子設備的接入，同時涉及到接入安全、接入數據處理、協議解析、網絡通信等。

數據資源層

數據資源層包括基礎數據、地圖數據、車輛信息、人口信息、案件信息、設備信息等數據資源。

中間件層

中間件層主要實現不同操作系統、不同數據庫之間跨平臺的分布式應用，可以再不改變原有系統的前提下實現已有系統的信息整合。

業務應用層

業務應用層：實現實時預覽、視頻輪巡、語音對講、報警聯動、圖像抓拍等基礎功能；實現車輛布控、軌跡分析、區域碰撞、警情研判、人臉識別、身份信息采集等實戰功能；實現設備管理、用戶管理、權限管理、日志管理等管理功能。

 治安防控

“智慧型平安城市”依托大規模視頻監測網絡的建立，通過自動化和智能化手段來提高公安部門事前預警、事中指揮、事后偵查的能力，服務于治安防控、案件偵查、情報研判、維穩處突、反恐防暴、規范執法、社會服務等公安業務。

在案件發生時可根據需要設置視頻跟蹤預案，自動控制攝像機轉換到需要重點監控的部位。可對攝像機進行視角、方位、焦距、光圈等的調整，還可以對攝像機的雨刷，加熱器等輔助設備進行控制。瀏覽圖像時，可選擇電子放大功能，對某區域的圖像畫面進行放大，放大到整個窗口。可通過網絡對講功能對案件發生地周邊情況進行布控。報警接受消息顯示在報警信息欄中，選擇有關聯信息的報警消息，可查看報警信息所關聯的圖片或關聯錄像，在回放錄像時可以進行快進慢放，暫停，單幀前進，裁剪，抓圖等操作。

 應急指揮

視頻圖像提供應急指揮的全過程可視化支撐，滿足事件現場、指揮中心指揮調度、兵力集結和投送路徑監控，以及現場視頻接入和傳送、現場臨時接入、3G單兵視頻傳送。

通過系統和GIS地圖的集成，利用緩沖區分析功能，按離警發位置一定距離建立緩沖區，確定在此警發范圍內的所有移動警力，指揮中心可對框選區域內的移動警力實行語音調度，指揮警力進行現場救援。通過GIS地理信息系統，不僅完成地域管理和分布的快速查詢與定位，還可以結合GPS系統進行直觀的位置顯示，跟蹤和定位，并且記錄移動目標的軌跡，在需要時進行回放。采用與移動目標衛星定位（GPS）系統聯網的接口以及相應的應用模塊，只要定位系統開通，應用模塊通過接口取出GPS定位數據，此時移動目標的圖標就能夠與視頻圖像等圖標一起在GIS系統中動態顯示；當定位系統報警、或者人工啟動鎖定某個目標時，GIS應用平臺便會調度視頻圖像信息系統按照設定的預案，自動調度相關的視頻圖像置于指定的預制位，同時結合GPS、移動警務通系統，可以進行警員、警車的實時定位和展現。

 案件偵查

“智慧型平安城市”平臺可結合公安部門偵查破案的應用需求，在平臺基本應用的基礎上，增加視頻偵查應用功能，視頻偵查應用系統的設計與建設，以視頻監控資源聯網為基礎，旨在將視頻圖像轉化為一線戰斗力，創新地形成“由圖像到人車、由人車到軌跡”的偵查模式；以規范公安用戶視頻偵查業務流程為目標，變被動的視頻圖像為主動的目標信息，提供“從哪里來、到哪里去、沿途干什么、落腳點在哪里”的可視化、立體化的全景式研判分析，提高民警的辦案效率，推動公安機關的信息化建設。