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探索“AI+安防”潮流下智慧城市建设的新商机

导读: 根据中国安全防范产品行业协会不完全统计,2017年末中国安防企业约为3万家,从业人员达到160万人,安防企业年总收入达到6000亿元左右,比2010年增长了1.6倍,年均增长14%;2017年全行业实现增加值1960亿元,比2010年增长1.3倍,年均增长12.7%。

主流的观点认为2017年是人工智能(AI)发展的元年,无AI不安防,或者说“AI+安防”促进了智慧城市的建设,典型的影响体现在智慧警务、智慧交通、智慧金融、智慧医疗等领域。

从大政策展开,2015年4月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于加强社会治安防控体系建设的意见》,并发出通知,要求各地区各部门结合实际认真贯彻执行。《意见》指出“为有效应对影响社会安全稳定的突出问题,创新立体化社会治安防控体系,依法严密防范和惩治各类违法犯罪活动,全面推进平安中国建设”。其指导思想核心是“健全点线面结合、网上网下结合、人防物防技防结合、打防管控结合的立体化社会治安防控体系”;2015年5月,9部委办(国家发展改革委、中央综治办、科技部、工业和信息化部、公安部、财政部、人力资源社会保障部、住房城乡建设部、交通运输部)联合发布了《发改高技[2015]996号 关于加强公共安全视频监控建设联网应用工作的若干意见》,《意见》最突出给出了视频监控联网建设的主要目标就是基本实现“全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控”的公共安全视频监控建设联网应用,时间节点是2020年,距今还有差不多2年时间。

这两份意见均为平安城市、雪亮工程建设提供了方向上的指导,间接的促进了视频监控系统的市场,主要的影响体现在智慧警务的建设应用上。

本文试图从中国安防市场、人工智能市场、雪亮工程/智慧交通市场三个维度分析“AI+安防”潮流下智慧城市建设的新商机,以及对两个典型的智慧城市应用场景:智慧警务和智慧交通进行简单探讨。

一、中国安防市场分析

根据中国安全防范产品行业协会不完全统计,2017年末中国安防企业约为3万家,从业人员达到160万人,安防企业年总收入达到6000亿元左右,比2010年增长了1.6倍,年均增长14%;2017年全行业实现增加值1960亿元,比2010年增长1.3倍,年均增长12.7%。

从产业构成来看:2017年在安防行业总收入中,安防产品总收入预计达到2450亿元,安防集成与工程市场预计达到3050亿元左右,运营服务及其他约为500亿元左右。

随着国内外市场需求的不断增加,视频监控、安检排爆、入侵报警、出入口控制和实体防护等各个安防领域实现了全面发展,其中视频监控发展最快。初步计算,2017年我国视频监控产品产值约为1300亿元左右,比2010年提高1.6倍,2010年以来平均增速达到17%以上。2017年市场总规模达到3300亿元,占安防行业的53%,比2010年提高8个百分点。

二、人工智能市场分析

2017年可谓是人工智能的爆发元年,无论是国务院发布《新一代人工智能发展规划》,还是阿尔法狗让柯洁甘拜下风,亦或是阿里巴巴宣布成立达摩院,2017年互联网一直在被人工智能刷屏,人工智能发展的脚步已经势不可挡。安防企业同样没有错过人工智能“风口”,纷纷加入战局。被誉为人工智能第一“着陆场”的智能安防已经开启新一轮成长周期。海康威视发布“见远行更远”品牌理念;大华股份聚势AI,打造视频物联产业新生态,安防行业各企业都在马不停蹄的布局人工智能市场。

相关调查显示,2017年,全球人工智能核心产业规模已超过370亿美元。其中,我国人工智能核心产业规模已达到56亿美元左右。在下一阶段,得益于技术持续进步和商业模式不断完善,全球人工智能市场需求将进一步快速释放,带动2020年全球人工智能核心产业规模超过1300亿美元,年均增速达到60%;其中,我国人工智能核心产业规模将超过220亿美元,年均增速接近65%。

人工智能在公安行业、交通行业、智能楼宇、金融、医疗行业的应用,对安防行业的影响是革命性的,对安防行业的推动力比视频编解码技术、H.265技术、传输高清等技术对安防的影响都更巨大而深远。

深度学习在安防行业的应用日益广泛,随着GPU、FPGA、TPU等智能芯片的运用使得运算效率大大提高,深度学习算法对于增强图像和视频分析的准确率也更为有效,在解决视频结构化和人脸识别、车辆识别等方面也变得更为“智能”。

三、千万以上智慧城市项目及雪亮工程分析

有人对2017年内与智慧城市相关单个项目招标和中标金额超过千万的项目情况进行了统计分析,统计样本2664个项目,中标金额727亿元。其中包括智慧城市类项目109个,中标金额167亿元;平安城市类项目1035个,中标金额357亿元;交通管控类(交警主导)项目854个,中标金额105亿;智慧交通/智能公交(交委主导)项目666个,中标金额98亿。我们可以得出,平安城市类建设占据了重要的市场份额,占比高达49.11%,其次是交通管控类项目。

在平安城市的建设中,雪亮工程当属热门话题。“雪亮”来源于“群众的眼睛是雪亮的”,“雪亮工程”是以县、乡、村三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。 在乡村主要道路口、人群聚集地建设高清摄像头,是以固定视频监控、移动视频采集、视频联网入户、联动报警系统为基础,以县、乡镇、村三级监控平台为主体的信息服务项目。利用农村现有电视网络,将公共安全视频监控信息接入农户家庭数字电视终端,发动群众、依靠群众、专群结合,通过实时监控、一键报警、分级处置、综合应用,实现农村地区社会治安防控和群防群治工作无缝覆盖。

2017年,各省市积极行动,进行试点建设工作, 如有些地方公安系统推出了县级公安、派出所警务服务、中心警务室值守终端和重点部门值守指挥四级平台;综治系统推出了县、镇、村级和重点部门综治信息四级平台。一些地方开始构建农村治安监控网络,与平安城市天网、网格化服务管理服务应用融合,实现平台互通、系统对接、信息共享、高效联动,确保村镇安全、政务信息通畅。

雪亮工程是平安建设活动的重要组成部分,随着雪亮工程的展开,市场潜力突显。我国拥有2000多个县(区),4万多个乡镇,近70万个行政村,250多万个自然村,按照最基本的监控点配置,即可催生形成上千亿元的安防市场需求。

至2017年,全国各部门、行业安装的摄像机数量已达2800多万台,初步构建起覆盖重点公共区域及行业领域的“天网”。截至2018年6月,全国已建成省级信息资源交换共享总平台18个、省级综治平台20个,所有省级单位、353个地市级单位实现了综治与公安视频资源的互联互通。

四、人工智能在安防行业的应用

政府在近三年时间密集出台鼓励人工智能技术发展的政策,足以说明政府对人工智能技术的发展决心。从大力促成中国到2030年成为世界人工智能创新中心的决心可见,希望中国能够“赶得上”这一次的技术革命,而不再仅仅是“不掉队”的要求。而中国城市的政策方向则回归以人为本的核心,城市的发展都围绕着“高效、惠民、可持续发展”理念,让城市建设迎来转型升级的重大机遇。

前文提及,根据中国安全防产品行业协会统计,至2017年,全国各部门、行业安装的摄像机数量已达2800多万台,初步构建起覆盖重点公共区域及行业领域的“天网”。这个数量仅仅是公安行业所覆盖的摄像机数量,实际上可能更多。尽管如此,但对于将近20万平方公里的城区面积来说,摄像头的覆盖面与数量是凤毛麟角;从摄像头数量/千人的维度来看,中国城市摄像头密度平均水平仅达英美的20%-30%,而完善的监控系统是保障城市治安的有力手段,因此,监控摄像头建设工程任重道远;未来,尤其是二线及以下城市的监控摄像头布防发展潜力巨大。

升级安防场景有助于搭建更高效的城市治安系统。随着技术的革新和发展,AI+安防系统取代了传统的安防措施。大型安全防范系统结合技术手段,具有探测、监控、报警、管理等基本功能,用于预防、制止违法犯罪行为和重大治安事件,是维护社会治安稳定的基础设施。

上千万的摄像头和庞大的监控网络,瞬间就会产生海量监控视频数据,从海量视频数据中高效提取出有效信息,就成为智能视频监控技术的关键。以一个一万路视频规模的城市为例,每月产生12PB 的视频数据量,在这样量级资源中找到目标人员、车辆宛如大海捞针,然而通过人工智能算法,则可自动抓取视频中的目标图片,并提取其语义化的属性数据以及可用来比对检索的特征数据,每月数据大概为仅15亿条,而存储容量下降到300TB 左右,即可实现秒级检索,并刻画目标的轨迹、进行行为分析。

2009年AI技术开始在多行业初步应用,其中安防监控是人工智能最先大规模产生商价值的领域,也成为许多AI技术研发公司的切入点。2012年,数字产业发展规划的出台促使众多安防企业开始落地平安城市和智慧城市建设,另外天网工程和雪亮工程等国家政策整体推动了AI+安防的发展,越来越多的AI和CV(计算机视觉)公司开始将安防领域作为其主要发展点之一。

从2005年提出的平安城市建设,到2011年获批的平安城市建设,以及后续提出天网工程、雪亮等安防重点项目年,AI 在安防领域中不断渗透,智能安防产品运用于实体事件的需求凸显。从2012年起,传统安防企业和AI+安防领域新兴公司都开始注重产品在城市建设上的应用。另外,从地区维度上看,智能安防产品的应用最先出现在人口密集区域,典型地区如珠三角、长三角以及中部地区,这些地区对于智能化安防产品需求较高、安防应用的意义较大。

从2016年智能安防的概念被大面积提及开始,各公司在全国范围内智能安防应用落地的举措愈加频繁,应用场景也从最初的公安和交通向其他行业拓展。

在安防产业链中,硬件设备制造、系统集成及运营服务是产业链的核心,渠道推广是产业链的经脉。未来安防产业的运营升级势在必行,通过物联网、大数据与人工智能技术提供整体解决方案是众多企业的发展趋势。

安防的AI改造才起步,增量市场比存量市场可观。2017年是AI+安防企业正式落地应用的第一年,具备深度学习算法或AI产品开始在政府、国安得到小范围运用,包括提供个性化定制解决方案,随着未来技术的成熟,以及国家政策的推动,在原有安防场景里,AI+安防产品大规模运用最多只有5年左右时间,这些年弯道超车的AI初创企业,以及积极拥抱AI新技术的传统安防企业的行业格局变化值得期待。安防设备技术升级换代较快,从行业调研数据来看,一般3~5年就会升级换代一次。存量市场设备更新换代也恰好成为AI+安防市场发展的重要部分。但根据欣智恒数据表示,英国每千人约拥有75台监控摄像机,美国平均每千人约有96台监控摄像头,而相比之下,我国摄像头密度位居前列的北京与上海每千人配备的摄像头数目均不到40,而其他二、三线城市人均摄像头数量更是远远小于英美等发达国家。这也恰好说明我国安防领域仍有较大的增值空间。

硬件市场增长速度减缓,软件和技术支持催生安防新场景应用。智能安防的发展方向主要从软件硬件、系统集成和运营服务三方面入手:前端摄像机内置人工智能芯片,可实时分析视频内容,检测运动对象,识别人、车属性信息,并通过网络传递到后端人工智能的中心数据库进行存储。

视频结构化发展,数据维度上大幅提升。大数据造就了深度学习,占大数据总量60%以上的为视频监控数据,每年仍以20%的速度递增。监控视频已经全面高清化,而在高分辨率下,为确保视频信息的正常传输和存储,厂商处理视频信息时往往采取结构化的方式,将海量数据分割处理,再通过后台进行智能化整合与合理分类。而从视频监控角度来看,智能算法让信息传输发生质变。早期视频编码标准H.263以2-4Mbps的传输速度实现标准清晰度(720×576)广播级数字电视;而H.264由于算法优化,可以低于2Mbps的速度实现标清数字图像传送;最新的H.265 High Profile已经可实现低于1.5Mbps的传输带宽下,实现1080P全高清视频传输。

五、智慧城市典型应用场景:智慧新警务

在警务应用方面,通过多年建设,我国已基本实现视频监控多级联网、报警监控中心平台信息共享等目标。至2017年,全国各部门、行业安装的摄像机数量已达2800多万台,初步构建起覆盖重点公共区域及行业领域的“天网”。基本满足了各部门、各警种进行情报研判、指挥通信、侦查破案、治安防控、社会管理、反恐防暴、维稳处突、规范执法等工作对视频图像信息的需求,图侦技术已成为公安应后的第四大侦查技术。

以“视频云+大数据应用平台”为例。基于人脸识别技术为核心,“视频云+大数据应用平台”整合人脸抓拍、视频+门禁数据、四标四实数据、设备数据(WiFi)、车辆抓拍数据等多维数据,以视频大数据的比对、分析、挖掘能力,从人、车、案等多角度协助基层民警开展打防管控工作,为基层公安机关开展立体化治安防控工作提供“尖刀利器”,也让我们看到“AI+安防” 结合实际应用所带来的新商机。

当前看来,通过探头“站岗”、鼠标“巡逻”、天网覆盖,时刻守护城乡群众安全;通过大数据比对,秒级锁定嫌疑人;通过无人机空中“探视”,可即刻传回清晰的现场场景,新兴技术已成为公安机关提升战斗力、把握治安主动权的强大助手,也成为了公安机关侦查破案的重要手段和社会治安防控体系的重要支撑。

六、交通大脑

新型智慧城市的建设和人工智能结合就产生多种类人的大脑系统,比较常见的建设理念就包括“城市大脑”、“公安大脑”、“警务超脑”和“交通大脑”,而目前最成熟,最深入人心的就是“交通大脑”。

城市交通大脑主要利用卡口式电警、信号灯联网控制系统、视频监控系统等系统数据,以GIS-T地理信息平台为基础,针对车辆、路口、路段、停车场、警力5个对象,解构城市交通运行的时空特征,让交通管理者精准掌握路网容量、交通出行需求和路网运行状态。其核心功能是构建设施设备档案、车辆档案、路口路段档案、停车场档案,在此基础上实现“诊”“巡”“判”“决”“转”(科学诊断、自动巡检、精细研判、智能决策、无缝转换)等功能,实现信号灯智能化控制、交通拥堵治理、辅助决策、设备运维、警力调度、信息服务等多项业务应用。

基于以上的分析,我们可以看到AI对安防行业尤其是视频监控行业产生了深远的影响,创造了大量的需求和新的商机。反过来说,人工智能技术的发展促使了“大脑”工程的建设,“大脑”工程在很大的程度上依赖于AI技术,尤其是计算机视觉技术,这样的影响必将在未来三年展现的更为明显。

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