Những điều cần biết về lưu trữ Big Data trong các ứng dụng Smart City

Trong khi các thành phố từ lâu đã phụ thuộc vào giám sát video để tăng cường an toàn công cộng và ngăn chặn tội phạm, các thành phố thông minh ngày nay đang khai thác các giải pháp đó cho vô số mục đích khác, bao gồm quản lý giao thông, chiếu sáng và bãi đậu xe tự vận hành.

Điều này phần lớn là do bản thân camera đã trở thành “thiết bị máy tính” thông minh cung cấp các phân tích video và khả năng tích hợp với các hệ thống và thiết bị khác nhau. Trong số nhiều ứng dụng tiềm năng để giám sát và các dữ liệu khác có thể được kết hợp cho các ứng dụng thành phố thông minh là giao thông vận tải. Bằng cách triển khai camera giám sát với tính năng phân tích nhận dạng và phát hiện đối tượng, các nhà chức trách có thể tự động phát hiện những chiếc ô tô bị chết máy, lái xe đi sai đường và các chướng ngại vật khác có thể ảnh hưởng đến cả an toàn và thời gian di chuyển. Sử dụng thông tin chi tiết này, các thành phố có thể kết hợp quản lý giao thông với hệ thống biển báo kỹ thuật số để cảnh báo người lái xe về các vấn đề tiềm ẩn và định tuyến lại họ để tránh những trở ngại này.

Mục tiêu lớn hơn của thành phố thông minh là tạo ra hiệu quả, nâng cao tính bền vững, tạo ra sự phát triển kinh tế và nâng cao các yếu tố chất lượng cuộc sống tổng thể cho những người sống và làm việc trong thành phố. Để làm được điều này, các thành phố tự quản có thể sử dụng dữ liệu giao thông được thu thập trong các khung thời gian dài hơn để xác định và giảm bớt các tắc nghẽn thường xuyên và các vấn đề khác tác động tiêu cực đến thời gian đi lại và chất lượng cuộc sống nói chung.

Đây chỉ là một ví dụ về cách các thành phố tự vận hành có thể triển khai các nền tảng và công nghệ thành phố thông minh để đạt được những mục tiêu này. Trọng tâm của các hệ thống này là các giải pháp được sử dụng để lưu trữ dữ liệu bổ sung. Sau đây là một số yếu tố chính cần xem xét khi đánh giá các giải pháp này, là nền tảng cho các ứng dụng thành phố thông minh.

Ràng buộc tất cả với nhau

Theo IHS Markit, lượng dữ liệu được tạo ra trên toàn thế giới chỉ riêng bằng camera giám sát dự kiến sẽ đạt 2500 petabyte mỗi ngày (vào năm 2019). Thêm vào đó là dữ liệu được tạo ra bởi quản lý giao thông, kiểm soát truy cập, giao thông công cộng và các ứng dụng khác, và các thành phố thông minh đang xem xét dữ liệu lớn, tất cả đều phải được thu thập, tổng hợp và lưu trữ để phân tích sâu dẫn đến loại thông tin chi tiết mà các thành phố có thể hành động để cải thiện tính an toàn, hiệu quả và cuộc sống hàng ngày của cư dân. Mặc dù tất cả dữ liệu này đều có giá trị theo đúng nghĩa của nó, nhưng giá trị thực sự nằm ở khả năng tổng hợp và phân tích dữ liệu từ các nguồn khác nhau để cung cấp thông tin nắm bắt sâu hơn và cung cấp bức tranh đầy đủ hơn về hoạt động tổng thể của thành phố.

Công ty nghiên cứu IDC đã dự đoán lượng dữ liệu tích lũy được tạo ra trên toàn thế giới sẽ tăng từ 33 zettabyte (33 nghìn tỷ gigabyte) vào năm 2018 lên 175 zettabyte vào năm 2025. Bằng chứng là dữ liệu IHS Markit ở trên, phần lớn dữ liệu này sẽ đến từ các camera giám sát IP cho cả mục đích an ninh và business intelligence. Do đó, trong nhiều trường hợp, hệ thống giám sát video cung cấp một giải pháp lý tưởng để gắn tất cả thông tin này lại với nhau. Mặc dù được tăng cường bởi trí tuệ nhân tạo (AI), các giải pháp giám sát ngày nay có khả năng cung cấp loại thông tin nắm bắt có thể chuyển thành hành động mà các thành phố thông minh yêu cầu.

Trọng tâm của các ứng dụng này là các giải pháp lưu trữ giám sát, có khả năng tổng hợp tất cả dữ liệu này cả ở vùng biên để phân tích tức thời và thông minh theo thời gian thực, cũng như trong các môi trường back-end để phân tích trong dài hạn, xu hướng tổng thể và phân tích học sâu giúp hệ thống thông minh hơn theo thời gian. Các giải pháp mạnh mẽ này được xây dựng để chịu được sự khắc nghiệt của các ứng dụng thành phố thông minh và cung cấp một số tính năng khác mang lại lợi ích cho các thành phố tự trị.

Tìm kiếm bộ lưu trữ phù hợp nhất

Trong thời đại của IoT và AI, nơi mà các thiết bị đang tạo ra nhiều dữ liệu hơn bao giờ hết, việc quyết định làm thế nào để lưu trữ tất cả dữ liệu này một cách hợp lý đã trở thành một vấn đề cần cân nhắc. Tùy thuộc vào nhu cầu của thành phố, có một số cách tiếp cận có sẵn, bao gồm lưu trữ ở rìa (gần nơi video hoặc dữ liệu được ghi lại), trong đám mây (máy chủ hoặc máy chủ lưu trữ phụ trợ lớn, tập trung) hoặc thậm chí kết hợp cả hai, mà một số chuyên gia đang gọi là CNTT 4.0.

Đối với các thành phố thông minh với hàng trăm hoặc hàng nghìn camera và cảm biến IoT, các thành phố nên áp dụng phương pháp tiếp cận nhiều lớp đối với kiến trúc lưu trữ mang lại lợi ích của cả lưu trữ cạnh – và lưu trữ dựa trên đám mây.

Lý do chính cho điều này là việc truyền một lượng lớn video và dữ liệu lên đám mây rất tốn kém và có thể gặp phải các vấn đề về độ trễ đáng kể. Giải pháp cho thành phố thông minh là triển khai các công nghệ tổng hợp, lọc và phân tích dữ liệu ở điểm cuối và tại rìa mạng, sau đó gửi các cảnh báo liên quan đến hệ thống quản lý video ở đầu cuối để xem xét và phản hồi. Điều này cho phép dữ liệu được xử lý nhanh chóng và thông báo được gửi kịp thời hơn, có thể cải thiện an ninh công cộng.

Ví dụ: khi camera thành phố phát hiện sự cố bằng phân tích video hoặc AI, nó có thể gửi cảnh báo tới trung tâm giám sát hoặc chỉ huy, cho phép cảnh sát phản ứng nhanh chóng. Một thiết bị NVR được xây dựng với ổ cứng được tối ưu hóa cho giám sát cho phép điều phối viên hoặc người điều hành trong trung tâm chỉ huy truy cập video về sự cố để đánh giá thêm tình hình, cho phép họ cung cấp cho cảnh sát nhận thức tình huống theo thời gian thực và thông tin hành động về sự cố như anh ấy hoặc cô ấy đang trên đường đến địa điểm.

Để lưu trữ và phân tích nhằm cung cấp các xu hướng sâu hơn, video và dữ liệu sau đó có thể được tải lên đám mây, nơi các nhà cung cấp sử dụng ổ đĩa thể rắn và doanh nghiệp chất lượng cao để đảm bảo rằng video và dữ liệu từ các thiết bị IoT của thành phố sẽ được bảo vệ ở mức cao nhất của sự chính trực. Trong môi trường tập trung này, ví dụ, hàng tuần hoặc hàng tháng video và dữ liệu thu thập từ camera giao thông có thể được phân tích để xác định giờ giao thông cao điểm và kiểu giao thông trong toàn thành phố, cho phép các nhà chức trách đưa ra quyết định có thể cải thiện lộ trình đi làm của mọi người, chẳng hạn như đồng bộ hóa giao thông đèn chiếu sáng tại các ngã tư nhất định.

Mặc dù cách tiếp cận nhiều lớp này là lý tưởng, nhưng nó có thể không khả thi đối với mọi thành phố. Tốc độ chậm hơn và khoảng cách xa hơn, cũng như chi phí, có thể là trở ngại đối với lưu trữ dựa trên đám mây ở một số thành phố. Do đó, mô hình lưu trữ mà một thành phố lựa chọn cuối cùng không chỉ phụ thuộc vào mục tiêu của ứng dụng mà còn cả cơ sở hạ tầng và ngân sách.

Công nghệ thúc đẩy các ứng dụng thành phố thông minh mạnh mẽ

Khi số lượng tuyệt đối các thiết bị IoT và camera giám sát thông minh được triển khai trong lĩnh vực này tăng lên, có nhiều áp lực lớn hơn đối với các giải pháp lưu trữ. Họ không chỉ phải ghi lại, xử lý và phân tích video và dữ liệu khác mà còn phải thực hiện các tác vụ này trên cơ sở xuyên suốt 24×7. Điều cần thiết là các giải pháp này phải có khả năng đáp ứng ngày càng nhiều các ứng dụng thành phố thông minh dựa vào học sâu. Do đó, điều quan trọng là phải triển khai giám sát – và các ổ cứng được tối ưu hóa bằng AI được điều chỉnh cho khối lượng công việc liên tục để mang lại khả năng đọc và ghi vượt trội.

Ổ cứng được tối ưu hóa cho việc giám sát có khả năng chịu được nhiệt độ quá cao, căng thẳng và rung lắc thường xảy ra trong hệ thống lưu trữ. Các ổ đĩa chuyên dụng này có thể chủ động ngăn ngừa sự cố để tránh nguy cơ xâm nhập dữ liệu.

Do tính nhạy cảm của dữ liệu thành phố thông minh và khả năng xảy ra vi phạm mạng, an ninh mạng là mối quan tâm hàng đầu. Đương nhiên, điều này có nghĩa là bất kỳ camera, thiết bị hoặc cảm biến nào được kết nối với mạng đều phải cung cấp các biện pháp an ninh mạng hàng đầu để ngăn chặn tin tặc sử dụng chúng như một cửa sau để xâm nhập mạng và truy cập vào dữ liệu bằng mật khẩu mặc định hoặc các lỗ hổng khác. Ngoài ra, dữ liệu cũng có thể bị đánh cắp từ ổ cứng do xử lý không đúng cách. Để chống lại khả năng đó, điều quan trọng là phải chọn các ổ đĩa cung cấp mã hóa dựa trên phần cứng, cũng như các phương pháp bảo mật để xóa dữ liệu trên các ổ đĩa đã hết tuổi thọ hoặc không còn hoạt động vì bất kỳ lý do nào. Các tính năng này mang lại cho cả các nhà tích hợp và các thành phố an tâm rằng họ có thể tránh được loại vi phạm này và những hậu quả cuối cùng sẽ xảy ra sau đó. Họ cũng đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn như TAA và FIPS.

Vì các ứng dụng thành phố thông minh là các hoạt động 24×7, nên các giải pháp lưu trữ phải luôn hoạt động tối ưu. Thật không may, các ổ đĩa thỉnh thoảng bị lỗi, vì vậy điều quan trọng là các thành phố phải chuẩn bị cho khả năng đó. Phần mềm quản lý sức khỏe nhúng có thể theo dõi và phân tích điều kiện hoạt động của ổ đĩa mọi lúc. Sử dụng các thuật toán nâng cao, các giải pháp này phát hiện các bất thường như nhiệt độ và độ rung để hạn chế hư hỏng và ngăn ngừa lỗi ổ đĩa. Bằng cách triển khai các giải pháp này, các thành phố có thể tối đa hóa hiệu suất khối lượng công việc và sức khỏe của ổ đĩa của họ để tạo ra các giải pháp lưu trữ hiệu quả hơn, cung cấp thông tin chi tiết về dữ liệu tốt hơn để cải thiện hoạt động của thành phố.

Tuy nhiên, ngay cả khi có các giải pháp phần mềm theo dõi sức khỏe mạnh mẽ nhất, vẫn có thể có những trường hợp bất ngờ xảy ra khiến ổ đĩa bị hỏng. Để chuẩn bị cho những trường hợp như vậy, các thành phố cần đảm bảo có sự dự phòng trong hệ thống của họ và tăng cường bằng cách đăng ký dịch vụ cứu hộ hoặc phục hồi dữ liệu, có thể giúp dữ liệu được khôi phục trong tối đa hai năm trong một số trường hợp. Những loại dịch vụ này đặc biệt quan trọng đối với lực lượng cảnh sát hoặc các nhân viên an ninh công cộng khác, những người yêu cầu dữ liệu được lưu trữ trong thời gian dài.

Phần kết luận

Không còn nghi ngờ gì nữa, các ứng dụng thành phố thông minh mang lại khả năng cải thiện hoạt động trong một số lĩnh vực, đặc biệt là chất lượng cuộc sống và các giải pháp lưu trữ có thể cung cấp nền tảng vững chắc cho những sáng kiến này. Bằng cách làm theo lời khuyên trên, các thành phố có thể chọn các giải pháp lưu trữ mang lại hiệu suất và độ tin cậy cao, đồng thời đảm bảo rằng họ đang triển khai nó theo cách phù hợp nhất, đây là chìa khóa quyết định sự thành công của bất kỳ ứng dụng thành phố thông minh nào.

____
Bài viết liên quan