公共安全：物聯(lián)網(wǎng)準備好了嗎？

      公共安全是指多數(shù)人的生命、健康和公私財產(chǎn)安全，其涵蓋范圍包括自然災害，如地震、洪澇等；技術災害，如交通事故、火災、爆炸等；社會災害，如騷亂、恐怖主義襲擊等；公共衛(wèi)生事件，如食品、藥品安全和突發(fā)疫情等。我國的公共安全形勢嚴峻，每年死亡人數(shù)超過20萬，傷殘人數(shù)超過200萬；每年經(jīng)濟損失近9000億元，相當于GDP的3.5%，遠高于中等發(fā)達國家1%?2%左右的水平。

      公共安全
 
      重在預先感知

      公共安全管理的一般過程分為監(jiān)測、預警、決策和處置，前兩者屬于安全事故發(fā)生前的防范，后兩者屬于事故發(fā)生后的緊急處理。公共安全事件發(fā)生的隱患越早被識別，處理就可以越及時，損失就越小。管理公共安全事故的重點應該在發(fā)生前，而不只是在發(fā)生之后。但目前的情況是，安全的防范技術難度大，同時也往往容易被人們所忽視。

      物聯(lián)網(wǎng)是安防的重要技術手段，目前公眾所說的物聯(lián)網(wǎng)就是帶有傳感/標識器的智能感知信息網(wǎng)絡系統(tǒng)，涵蓋了當初的物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)等概念，是在傳感、識別、接入網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、計算技術、信息處理和應用軟件、智能控制等信息集成基礎上的新發(fā)展。

       公共安全管理的關鍵是預先感知。感知的對象很多，例如地表、堤壩、道路交通、公共區(qū)域、?；贰⒅芙?、水資源、食品藥品生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及疫情等容易引起公共安全事故發(fā)生的源頭、場所和環(huán)節(jié)；感知的內(nèi)容包括震動、壓力、流量、圖像、聲音、光線、氣體、溫濕度、濃度、化學成分、標簽信息、生物信息等；感知的目的就是要準確獲取管理對象的異常變化。

      公共安全中需要感知的對象、內(nèi)容和數(shù)量非常巨大，感知之間的關聯(lián)關系也錯綜復雜，要做到準確、及時和無遺漏，光靠人工識別基本無法做到、也不現(xiàn)實。物聯(lián)網(wǎng)的智能化應用將轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)管理模式，大幅度提高公共管理水平。

      求解技術局限

      物聯(lián)網(wǎng)基本層次結構按照普遍的理解劃分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層由傳感器、RFID和傳感網(wǎng)絡組成，負責數(shù)據(jù)采集；網(wǎng)絡層一般指三大電信公司的寬帶網(wǎng)、Wi-Fi、GPRS/CDMA、3G/4G等，負責數(shù)據(jù)傳輸;應用層是基于信息數(shù)據(jù)匯集之上的各類應用。

      感知層上的局限是：目前的傳感器在較為復雜的環(huán)境下，難以做到準確、快速感知；高性能傳感器的成本過高，對使用環(huán)境要求苛刻，限制了推廣；傳感器標準不統(tǒng)一，大家各自為政。

      網(wǎng)絡層比傳感層和應用層要成熟，幾大電信公司不遺余力地擴展網(wǎng)絡能力；三網(wǎng)合一的推進將進一步擴大覆蓋面、提高傳輸能力。

      應用層上，專業(yè)系統(tǒng)條塊分割，形成“信息孤島”，限制了應用進一步提升和發(fā)展；各專業(yè)系統(tǒng)之間技術體系標準不統(tǒng)一，存在互聯(lián)互通的技術障礙。

      另外，在管理層面，也存在條塊分割、難以形成統(tǒng)一指揮的局面；而且創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)體系不成熟，創(chuàng)新能力不夠，存在較多簡單模仿和貼牌，不利于形成產(chǎn)業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展的局面。

      不過，目前安防行業(yè)也出現(xiàn)了一些新的趨勢，將會影響到整個公共安全領域。

      IP化

      安防系統(tǒng)的數(shù)字化及網(wǎng)絡的普及為IP化提供了條件；安防系統(tǒng)從分散的單點系統(tǒng)朝分布式監(jiān)控、集中管理方向發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控報警是大勢所趨，“平安城市”等項目的大規(guī)模建設也加快了聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的步伐。

      IT化

      傳統(tǒng)IT廠商及電信運營商全面進入安防行業(yè)，安防行業(yè)面臨重大洗牌；IT行業(yè)成熟的結構化、標準化體系架構設計和理念將應用于安防領域，推動安防行業(yè)升級。

      網(wǎng)管化

      安防系統(tǒng)規(guī)模越來越大、監(jiān)控范圍越來越廣、監(jiān)控對象越來越多，海量存儲對系統(tǒng)的管理和維護提出了更高要求，需要做到電信級可管可控。

      面對這些新的趨勢，公共安全的信息系統(tǒng)建設需要邁上一個智能化綜合管理的階梯。

      系統(tǒng)的融合性

      物聯(lián)網(wǎng)將橫向整合各個孤立的安防系統(tǒng)，實現(xiàn)信息互通和聯(lián)動，形成立體化決策支撐體系，使決策更智能、更科學。

      平臺的開放性 

      物聯(lián)網(wǎng)采用標準化的開放平臺，帶動整個安防產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，形成安防行業(yè)規(guī)?；膽B(tài)勢。

      應用的靈活性

      采用安防通用平臺+應用子集的頂層設計架構，在保證系統(tǒng)標準化、可重用的同時，滿足應用的多樣性和不同應用的個性化要求。

      系統(tǒng)的智能性

      智能感知通過多感知協(xié)同，在感知階段就完成信息的智能處理，濾除無效、冗余信息，保證信息獲取的真實、全面和有效；智能分析對感知信息進行分析，對數(shù)據(jù)特征進行準確地識別和判斷；智能決策通過專家系統(tǒng)等形成最優(yōu)的決策建議；智能處置對異常情況和突發(fā)事件進行有效的處置，如結合特定業(yè)務和應用的報警聯(lián)動；智能管理系統(tǒng)具有智能的自動配置管理、自動診斷和告警、故障自動愈合和多種接入方式的遠程維護功能，盡量減輕人工負擔。

      政策科研雙管齊下

      正如物聯(lián)網(wǎng)是信息化發(fā)展的更高階段，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能安防、安監(jiān)系統(tǒng)也是公共安全行業(yè)發(fā)展的大勢所趨。

      在政策與管理層面，需要將公共安全信息科技列入國家戰(zhàn)略性發(fā)展規(guī)劃范圍；整合現(xiàn)有相關資源，引導資源投入和技術、產(chǎn)品創(chuàng)新；推進產(chǎn)學研結合，在有條件的地方開展示范項目建設。

      在技術層面，公共安全中的物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術研究包括5大方面：

      1. 物聯(lián)網(wǎng)智能安防、安監(jiān)通用平臺的建設，設備的接入和管理，中間件、體系結構和標準的確立。

      2. 高性能傳感器和傳感設備的研發(fā)，例如新型材料、納米材料、生物技術、仿生技術、極低功耗、MEMS。

      3. 云計算的利用，包括異構數(shù)據(jù)海量存儲和管理、智能信息處理、主動決策等。

      4. 基礎資源管理，包括萬億量級節(jié)點的標識、異構網(wǎng)絡融合、自治認知。

      5. 物聯(lián)網(wǎng)的安全，涉及物的真實性、聯(lián)的可靠性、網(wǎng)的健壯性。

      物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將極大地拓寬安防、安監(jiān)的范圍和內(nèi)涵，未來的安防、安監(jiān)將會滲透進人們生活的方方面面，成為物聯(lián)網(wǎng)的一個基本功能；物聯(lián)網(wǎng)對安防、安監(jiān)行業(yè)的推動不僅體現(xiàn)在提升傳統(tǒng)安防、安監(jiān)的技術上，還將對整個行業(yè)的產(chǎn)業(yè)格局、業(yè)務模式產(chǎn)生重大影響，今后新的安防、安監(jiān)應用、運營模式也將會層出不窮。

圖注：物聯(lián)網(wǎng)智能安防共性平臺總體架構 

作者簡介

趙壯，中國物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心副總工程師，無錫泛聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)科技股份有限公司董事長，中科院研究生院泛在與傳感網(wǎng)研究中心副主任，長期從事傳感網(wǎng)研究，是業(yè)界物聯(lián)網(wǎng)專家。