本發(fā)明涉及安防監(jiān)測，是基于端-邊-云協(xié)同的數(shù)智居住區(qū)安防決策系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的安防系統(tǒng)中各個(gè)安防設(shè)備和傳感器的數(shù)據(jù)通常獨(dú)立存儲，缺乏有效的數(shù)據(jù)整合和分析手段，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法形成統(tǒng)一的決策依據(jù)，且現(xiàn)有的安防系統(tǒng)主要依賴單一的傳感器數(shù)據(jù)或設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，缺乏對多維度數(shù)據(jù)的整合和分析，難以全面評估安防系統(tǒng)的整體風(fēng)險(xiǎn)，此外在評估安防設(shè)備的能效時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)往往只考慮設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，忽略了設(shè)備故障率、維護(hù)次數(shù)、誤報(bào)率等重要因素，導(dǎo)致能效評估結(jié)果不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中，安防數(shù)據(jù)缺乏有效的數(shù)據(jù)整合手段和全面評估分析，導(dǎo)致難以動(dòng)態(tài)評估和優(yōu)化的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明基于端-邊-云協(xié)同的數(shù)智居住區(qū)安防決策方法的技術(shù)方案包括如下步驟：

3、s1：采集數(shù)智居住區(qū)內(nèi)各個(gè)終端安防設(shè)備的安防數(shù)據(jù)，包括：安防設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)；

4、s2：同步采集數(shù)智居住區(qū)內(nèi)的邊緣設(shè)備和云端服務(wù)器的安防策略數(shù)據(jù)，包括：安防設(shè)備布防策略、安防預(yù)案數(shù)據(jù)、安防資源配置數(shù)據(jù)；

5、s3：將安防數(shù)據(jù)和安防策略數(shù)據(jù)代入安防能效評估策略，計(jì)算獲取安防能效值；

6、s4：將傳感器數(shù)據(jù)和安防策略數(shù)據(jù)代入設(shè)備狀態(tài)影響評估策略中，計(jì)算數(shù)智居住區(qū)中安防設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)影響值；

7、s5：構(gòu)建安防決策模型，將所述安防能效值和設(shè)備狀態(tài)影響值代入安防決策模型中，計(jì)算數(shù)智居住區(qū)的安防決策值；

8、s6：根據(jù)計(jì)算得到的安防決策值，對數(shù)智居住區(qū)的安防策略進(jìn)行評估和優(yōu)化。

9、具體地，s1包括如下具體步驟：

10、s11：建立安防設(shè)備動(dòng)態(tài)管理平臺，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)新增或移除的安防設(shè)備，并實(shí)時(shí)更新設(shè)備清單；

11、s12：采集數(shù)智居住區(qū)內(nèi)各個(gè)終端安防設(shè)備的安防數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對安防設(shè)備進(jìn)行智能分類，自動(dòng)識別安防設(shè)備類型以及安防數(shù)據(jù)的種類，同時(shí)為每種數(shù)據(jù)類型添加元數(shù)據(jù)標(biāo)注，所述元數(shù)據(jù)標(biāo)注包括：時(shí)間戳、地理位置、設(shè)備id；

12、所述設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)包括：近一年，安防設(shè)備每月的運(yùn)行故障數(shù)據(jù)，其中，為安防設(shè)備第i個(gè)月的運(yùn)行故障數(shù)據(jù)，i=1，2，……，12；

13、需要說明的是，所述運(yùn)行故障數(shù)據(jù)為安防設(shè)備在被識別為故障狀態(tài)時(shí)，安防設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)的差值；

14、所述傳感器數(shù)據(jù)包括：安防事件總數(shù)量、異常事件數(shù)量、異常事件的響應(yīng)等待時(shí)間數(shù)據(jù)、及時(shí)響應(yīng)事件數(shù)量和及時(shí)響應(yīng)事件的響應(yīng)完成時(shí)間數(shù)據(jù)；

15、s13：集成噪聲過濾算法，去除采集的安防數(shù)據(jù)中的噪聲和干擾，并對采集的安防數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和加密傳輸。

16、具體地，所述加密傳輸包括：

17、當(dāng)未產(chǎn)生安防警報(bào)時(shí)，通過自適應(yīng)加密強(qiáng)度調(diào)整策略進(jìn)行安防數(shù)據(jù)的加密傳輸；

18、提取安防數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)以及安防數(shù)據(jù)更新的時(shí)間戳，計(jì)算相鄰兩次更新之間的時(shí)間間隔，并統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的更新次數(shù)來量化變化頻率；

19、設(shè)置安防數(shù)據(jù)敏感度分級體系，量化數(shù)據(jù)敏感等級；

20、優(yōu)選地，安防數(shù)據(jù)敏感度分級體系包括：低敏感度等級、中敏感度等級和高敏感度等級；所述低敏感度等級的安防數(shù)據(jù)包括：環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)；所述中敏感度等級的安防數(shù)據(jù)包括：安防設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；所述高敏感度等級的安防數(shù)據(jù)包括：門禁系統(tǒng)的開關(guān)記錄、人員身份識別信息；

21、構(gòu)建數(shù)據(jù)特征分析模型，通過數(shù)據(jù)特征分析模型對提取到的安防數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和分析；

22、將實(shí)時(shí)安防數(shù)據(jù)輸入到訓(xùn)練好的數(shù)據(jù)特征分析模型中，并輸出對應(yīng)的加密強(qiáng)度等級；

23、根據(jù)所述加密強(qiáng)度等級進(jìn)行加密強(qiáng)度自適應(yīng)調(diào)整，包括：對于各個(gè)安防時(shí)段設(shè)置安防數(shù)據(jù)的更新頻率對比值，對于更新頻率低于更新頻率對比值且數(shù)據(jù)敏感等級為低敏感度等級的安防數(shù)據(jù)，使用aes-128算法進(jìn)行加密；

24、需要說明的是：aes-128算法具有較高的加密效率和一定的安全性，能夠在保證安防數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，降低加密和解密的計(jì)算資源消耗。

25、對于更新頻率高于更新頻率對比值且數(shù)據(jù)敏感等級為中敏感度等級或高敏感度等級的安防數(shù)據(jù)，使用aes-256算法進(jìn)行加密；

26、需要說明的是，aes-256算法提供了更高的安全級別，能夠有效保護(hù)敏感數(shù)據(jù)不被竊取或篡改。

27、對于同時(shí)包含低敏感度等級、中敏感度等級和高敏感度等級的安防數(shù)據(jù)，采用分層加密的方式，先對低敏感度等級的安防數(shù)據(jù)使用aes-128算法進(jìn)行加密，再對高敏感度等級的安防數(shù)據(jù)使用aes-256算法進(jìn)行加密，最后將加密后的安防數(shù)據(jù)進(jìn)行合并傳輸；

28、在邊緣設(shè)備和云端服務(wù)器之間建立rsa密鑰交換機(jī)制，所述rsa密鑰交換機(jī)制包括：對于每組安防數(shù)據(jù)在邊緣設(shè)備和云端服務(wù)器各自生成一對rsa公私鑰，公鑰公開，私鑰保密；

29、在進(jìn)行安防數(shù)據(jù)的加密傳輸之前，邊緣設(shè)備使用云端服務(wù)器的公鑰對安防數(shù)據(jù)所需的aes密鑰進(jìn)行加密，并將加密后的aes密鑰和安防數(shù)據(jù)一起發(fā)送至云端服務(wù)器；

30、云端服務(wù)器接收到aes密鑰和安防數(shù)據(jù)后，使用私鑰解密出aes密鑰，然后使用aes密鑰對安防數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。

31、具體地，所述加密傳輸還包括：

32、當(dāng)產(chǎn)生安防警報(bào)時(shí)，在數(shù)智居住區(qū)的安防系統(tǒng)中部署量子密鑰分發(fā)設(shè)備，邊緣設(shè)備與云端服務(wù)器之間通過量子密鑰分發(fā)通道獲取一次性的量子密鑰，利用量子密鑰對報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；

33、在邊緣設(shè)備向云端服務(wù)器發(fā)送報(bào)警數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)使用硬件指紋驗(yàn)證邊緣設(shè)備，當(dāng)硬件指紋匹配成功后，將安防數(shù)據(jù)接收并傳輸至下一數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。

34、具體地，所述安防策略包括事件響應(yīng)策略；

35、其中，所述事件響應(yīng)策略包括：邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)和云端手動(dòng)接管響應(yīng)；

36、邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)包括：系統(tǒng)在檢測到異常事件后，通過邊緣設(shè)備自主分析后自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，無需云端服務(wù)器干預(yù)，計(jì)算并統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)每月的報(bào)警觸發(fā)頻率；

37、系統(tǒng)每月的報(bào)警觸發(fā)頻率的計(jì)算公式為：

38、；

39、a為系統(tǒng)報(bào)警靈敏度，r為運(yùn)行安防設(shè)備的平均響應(yīng)時(shí)間，n為報(bào)警系統(tǒng)觸發(fā)的總數(shù)；

40、云端手動(dòng)接管響應(yīng)包括：系統(tǒng)在檢測到異常事件后，需要云端服務(wù)器手動(dòng)接管響應(yīng)并操作觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)；

41、計(jì)算并統(tǒng)計(jì)所述云端手動(dòng)接管響應(yīng)中云端服務(wù)器第j次報(bào)警觸發(fā)頻率，計(jì)算公式為：，j為云端服務(wù)器報(bào)警觸發(fā)的次數(shù)索引，j=1，2，……，n。

42、具體地，s3中，所述安防能效評估策略包括：

43、s31：根據(jù)數(shù)智居住區(qū)中安防設(shè)備的部署地點(diǎn)和安防設(shè)備類型，獲取部署地點(diǎn)其他同類安防設(shè)備的月平均故障數(shù)據(jù)；

44、s32：計(jì)算安防設(shè)備與部署地點(diǎn)同類安防設(shè)備的故障率相對差值，，i=1，2，……，12；

45、s33：當(dāng)事件響應(yīng)策略為邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)時(shí)，根據(jù)故障率相對差值計(jì)算安防設(shè)備的安防能效值，安防能效值的計(jì)算策略為：；

46、s34：當(dāng)事件響應(yīng)策略為云端手動(dòng)接管響應(yīng)時(shí)，在安防設(shè)備監(jiān)控周期中，計(jì)算云端服務(wù)器第j次報(bào)警觸發(fā)時(shí)安防設(shè)備的安防能效值，安防能效值的計(jì)算策略為：

47、。

48、具體地，s4中，所述設(shè)備狀態(tài)影響評估策略包括：

49、s41、計(jì)算異常事件比重、異常事件處理等待時(shí)間比重，其中，l為安防設(shè)備的狀態(tài)自檢單位時(shí)長；

50、表示n次報(bào)警觸發(fā)的響應(yīng)等待時(shí)間均值；

51、s42、計(jì)算及時(shí)響應(yīng)事件比重、及時(shí)響應(yīng)事件處理時(shí)間比重；表示m次及時(shí)響應(yīng)事件的響應(yīng)完成時(shí)間均值；

52、s43、根據(jù)s41和s42，通過設(shè)備狀態(tài)影響值判斷公式對設(shè)備狀態(tài)影響值f進(jìn)行賦值，所述設(shè)備狀態(tài)影響值判斷公式為：

53、；

54、其中，表示并集，wb為設(shè)備誤報(bào)率數(shù)據(jù)，為設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)閾值，f為設(shè)備狀態(tài)影響值，當(dāng)設(shè)備狀態(tài)影響值判斷公式成立時(shí)，將f賦值為1；否則，將f賦值為0。

55、具體地，s5中所述安防決策模型包括：

56、s51、當(dāng)事件響應(yīng)策略為邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)時(shí)，建立邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)安防風(fēng)險(xiǎn)評估模型，輸出邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)時(shí)的安防決策值，計(jì)算公式為：，其中，為邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)時(shí)的安防決策值，分別為邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)安防風(fēng)險(xiǎn)評估模型的參數(shù)，兩者和為1；

57、s52、當(dāng)事件響應(yīng)策略為云端手動(dòng)接管響應(yīng)時(shí)，建立云端手動(dòng)接管響應(yīng)安防風(fēng)險(xiǎn)評估模型，輸出云端手動(dòng)接管響應(yīng)時(shí)的安防決策值，計(jì)算公式為：，其中，為云端手動(dòng)接管響應(yīng)時(shí)的安防決策值，分別為云端手動(dòng)接管響應(yīng)安防風(fēng)險(xiǎn)評估模型的參數(shù)，兩者和為1。

58、具體地，s6包括如下具體步驟：

59、s61、當(dāng)，則表示安防設(shè)備在邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)模式下將產(chǎn)生安防風(fēng)險(xiǎn)，越大，則安防設(shè)備異常風(fēng)險(xiǎn)越大；當(dāng)時(shí)，表示安防設(shè)備在邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)模式下正常運(yùn)行；

60、s62、當(dāng)，則表示安防設(shè)備在云端手動(dòng)接管響應(yīng)模式下將產(chǎn)生安防風(fēng)險(xiǎn)，越大，則安防設(shè)備異常風(fēng)險(xiǎn)越大；當(dāng)，表示安防設(shè)備無法正常運(yùn)行邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)模式，需通過接入安防中心，將安防設(shè)備的運(yùn)行模式切換為云端手動(dòng)接管響應(yīng)模式。

61、另外，本發(fā)明基于端-邊-云協(xié)同的數(shù)智居住區(qū)安防決策系統(tǒng)包括如下模塊：

62、數(shù)據(jù)采集模塊、安防能效評估模塊、設(shè)備狀態(tài)評估模塊、安防決策值計(jì)算模塊和安防優(yōu)化模塊；

63、所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集數(shù)智居住區(qū)內(nèi)各個(gè)終端安防設(shè)備的安防數(shù)據(jù)、邊緣設(shè)備和云端服務(wù)器的安防策略數(shù)據(jù)；

64、所述安防能效評估模塊用于將安防數(shù)據(jù)和安防策略數(shù)據(jù)代入安防能效評估策略，計(jì)算獲取安防能效值；

65、所述設(shè)備狀態(tài)評估模塊用于將傳感器數(shù)據(jù)和安防策略數(shù)據(jù)代入設(shè)備狀態(tài)影響評估策略中，計(jì)算數(shù)智居住區(qū)中安防設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)影響值；

66、所述安防決策值計(jì)算模塊用于構(gòu)建安防決策模型，將所述安防能效值和設(shè)備狀態(tài)影響值代入安防決策模型中，計(jì)算數(shù)智居住區(qū)的安防決策值；

67、所述安防優(yōu)化模塊根據(jù)計(jì)算得到的安防決策值，對數(shù)智居住區(qū)的安防策略進(jìn)行評估和優(yōu)化。

68、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

69、1、本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果通過端側(cè)實(shí)時(shí)采集安防設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)（如設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行情況、傳感器檢測數(shù)據(jù)等），邊緣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和分析，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，提高數(shù)據(jù)處理效率，為后續(xù)的安防決策提供及時(shí)和可靠的數(shù)據(jù)支持。

70、2、本發(fā)明根據(jù)實(shí)時(shí)采集的安防數(shù)據(jù)和云端服務(wù)器同步的安防策略數(shù)據(jù)，通過邊緣設(shè)備計(jì)算安防能效值，動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化安防策略，克服靜態(tài)策略的不足，提高安防策略的適應(yīng)性和靈活性，確保在不同的運(yùn)行狀態(tài)下都能實(shí)現(xiàn)最佳的安防效果。

71、3、本發(fā)明通過設(shè)備狀態(tài)影響值判斷公式和安防風(fēng)險(xiǎn)評估模型，全面評估和管理安防系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對安防系統(tǒng)的全面風(fēng)險(xiǎn)評估，減少單一數(shù)據(jù)評估的片面性，提高風(fēng)險(xiǎn)管理的準(zhǔn)確性和全面性，確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。

72、4、本發(fā)明通過邊緣自動(dòng)報(bào)警響應(yīng)和云端手動(dòng)接管響應(yīng)策略的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)異常事件的快速響應(yīng)和處理，自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)或人工干預(yù)。減少人工干預(yù)的時(shí)間和成本，提高安防系統(tǒng)的響應(yīng)速度和效率，確保在各種異常情況下都能快速、有效地進(jìn)行處理。