商湯AI+“一網(wǎng)統管”解決方案

　　一、方案概況

　　1. 建設背景

　　上海首次提出的“兩張網(wǎng)”建設，是提高超大城市治理能力現代化水平的“牛鼻子”工作，全市“一網(wǎng)統管”工作推進(jìn)大會(huì )明確必須以智能化為突破口。要讓這個(gè)系統高效、安全、有序地運轉，僅靠人力和傳統互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠遠不夠，還需要人工智能的力量。

　　新型智慧城市“以人為本、成效導向、統籌集約、協(xié)同創(chuàng )新”的建設理念，強調城市智能設施統籌布局和共性平臺建設，智能視覺(jué)作為城市智能化重資產(chǎn)，更應統籌布局、統一規劃、統一建設，因此本項目提出統籌集約建設新型智慧城市智能視覺(jué)中樞。

　　2. 建設目標

　　根據新型智慧城市智能視覺(jué)中樞統籌布局、統一規劃、統一建設的思路，擬定本項目的建設目標：

　　(1) 整合政府視頻資源，打造城市智能視覺(jué)底座

　　(2) 賦能政府各部門(mén)業(yè)務(wù)應用，創(chuàng )新城市管理模式

　　(3) 打造開(kāi)放性視覺(jué)智能平臺，構建智能化持續發(fā)展機制

　　3. 建設內容

　　圍繞智能視覺(jué)中樞項目的建設，需要將分散在政府各部門(mén)的視頻資源進(jìn)行整合，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的打通，將視頻監控匯聚到政府視頻監控平臺，智能視覺(jué)中樞通過(guò)與視頻監控平臺對接，進(jìn)行視頻監控數據的接入、智能解析、異常告警等業(yè)務(wù)，智能視覺(jué)中樞項目建設包括以下內容：

　　(1)智能視覺(jué)中樞智能分析平臺建設建設一套智能視覺(jué)中樞解析平臺，實(shí)現視頻源的接入、多算法解析、特征庫管理及融合分析等功能，平臺支持十萬(wàn)路級視圖源的接入，支持人臉人體、車(chē)輛等高精算法解析，以及垃圾檢測、煙火檢測、積水檢測等多樣場(chǎng)景算法解析，提供平臺運維管理及對外服務(wù)能力，支撐各領(lǐng)域的視覺(jué)智能化需求。

　　(2)智能視覺(jué)中樞場(chǎng)景算法建設智能視覺(jué)場(chǎng)景算法是一個(gè)持續建設的過(guò)程，平臺提供多算法的管理能力，能夠持續接入新算法，持續滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)部門(mén)的智能化需求，本次項目建設，主要實(shí)現以下場(chǎng)景算法：街面違規經(jīng)營(yíng)事件發(fā)現、市容垃圾未清理事件發(fā)現、城市煙火事件發(fā)現、機動(dòng)車(chē)違規停放事件發(fā)現、非機動(dòng)車(chē)違規停放事件發(fā)現、違規廣告發(fā)現、安保區域人員異常行為事件發(fā)現等。

　　(3)智能視覺(jué)中樞綜合應用系統建設項目同時(shí)建設一套視覺(jué)中樞綜合應用系統，實(shí)現各類(lèi)視頻源分類(lèi)管理、智能場(chǎng)景算法任務(wù)管理、感知告警信息管理等功能。

　　二、需求描述

　　1. 現狀及問(wèn)題分析

　　當前，雖然已具備了良好的視頻監控、基礎網(wǎng)絡(luò )等智能視覺(jué)建設等基礎設施，但在智能視覺(jué)建設中，普遍還存在以下問(wèn)題：

　　(1)城市視頻監控資源普遍分散在各業(yè)務(wù)部門(mén)，未能全面共享共用。

　　(2)多數業(yè)務(wù)部門(mén)在智能視覺(jué)應用上缺少積累，需要持續探索創(chuàng )新。

　　(3)各業(yè)務(wù)部門(mén)智能視覺(jué)應用場(chǎng)景靈活多變，對多場(chǎng)景算法要求高。

　　2. 功能需求分析

　　智能視覺(jué)中樞作為智慧城市共性技術(shù)支撐平臺，承擔為智慧城市各業(yè)務(wù)應用提供視覺(jué)智能化賦能支撐，圍繞城市級的智能視覺(jué)中樞建設，需要滿(mǎn)足以下功能需求。

　　(1)城市數萬(wàn)路各類(lèi)視頻監控的兼容與接入需求

　　智能視覺(jué)中樞需要能夠兼容城市各類(lèi)視頻監控資源接入，包括高清攝像機、人像抓拍機、結構化抓拍機等，具備良好的設備兼容性：

　　能夠支持ONVIF、GB/T28181、GA/T1400 等主流視頻監控標準協(xié)議;

　　能夠支持720P、1080P、4K 等主流分辨率;

　　能夠支持H.264、H.265 等主流編碼協(xié)議;

　　能夠支持網(wǎng)絡(luò )攝像機直接接入、視頻監控平臺接入等接入方式。

　　由于城市視頻監控越來(lái)越多，作為智慧城市智能視覺(jué)中樞，還需要具備足夠的接入能力，能夠支持十萬(wàn)路級視頻監控并發(fā)接入需求。

　　(2)各類(lèi)場(chǎng)景智能算法實(shí)現與多算法的管理需求

　　智能視覺(jué)中樞需要滿(mǎn)足智慧城市各業(yè)務(wù)應用的智能化需求，需要對各類(lèi)智能場(chǎng)景算法進(jìn)行管理。

　　支持場(chǎng)景算法倉管理，可廣泛支持對垃圾檢測、違規停放檢測、煙火檢測、吸煙檢測、穿戴檢測等各類(lèi)場(chǎng)景、行為檢測算法的集中管理需求;

　　支持場(chǎng)景算法的新增、更新迭代等操作;

　　支持場(chǎng)景算法的激活、解析任務(wù)下達等應用操作。

　　(3)多場(chǎng)景算法的并發(fā)解析與任務(wù)調度需求

　　智能視覺(jué)中樞需支持多個(gè)場(chǎng)景算法并發(fā)解析等需求，即可以同時(shí)運行垃圾檢測、煙火檢測、亂停亂放檢測等多種算法，支持算法解析任務(wù)多靈活調度策略。

　　解析任務(wù)支持時(shí)間和監控點(diǎn)配置;

　　解析任務(wù)支持優(yōu)先級配置;

　　場(chǎng)景算法識別結果可向外推送預警信息。

　　(4)與智慧城市各業(yè)務(wù)應用集成對接需求

　　智能視覺(jué)中樞作為智慧城市共性技術(shù)支撐平臺，需要支撐智慧城市各業(yè)務(wù)系統的視覺(jué)智能化應用，智能視覺(jué)中樞提供對外服務(wù)接口，滿(mǎn)足業(yè)務(wù)應用的對接需求，主要接口包括：

　　場(chǎng)景算法查看及調用接口，業(yè)務(wù)應用系統可查看視覺(jué)中樞提供的場(chǎng)景算法清單;

　　解析任務(wù)下達接口，業(yè)務(wù)系統可通過(guò)選擇場(chǎng)景算法，設置運行時(shí)間，運行的監控點(diǎn)列表等參數，向智能中樞下達算法解析任務(wù);

　　報警推送接口，智能中樞運行的解析任務(wù)識別的異常報警可向下達任務(wù)的業(yè)務(wù)系統推送報警信息;

　　解析任務(wù)運行狀態(tài)接口，業(yè)務(wù)系統可查看下達的任務(wù)運行情況，報警記錄等信息。

　　(5)智能視覺(jué)中樞的運行管理與監控需求

　　智能視覺(jué)中樞需提供面向系統運維人員等運維管理功能，運維管理功能包括：

　　提供系統運行的數據資源、硬件資源、服務(wù)資源的狀態(tài)監控功能;

　　提供智能解析任務(wù)運行狀態(tài)監控，解析任務(wù)暫停、啟動(dòng)等操作功能;

　　提供系統運行的硬件、服務(wù)、任務(wù)的故障告警功能;

　　提供系統運行日志管理功能;

　　提供系統用戶(hù)管理功能。

　　3. 非功能需求分析

　　智能視覺(jué)中樞作為智慧城市共性技術(shù)支撐平臺，還需要滿(mǎn)足大規模部署、高可靠運行等能力要求，主要包括：

　　具備大規模集群能力，可支持十萬(wàn)路級視圖源的解析處理，滿(mǎn)足大規模城市全域視圖解析需求;

　　具備可擴展性，要求采用微服務(wù)架構設計，各服務(wù)可獨立部署，可根據需求獨立擴容，可支持在服務(wù)正常運行的情況下，在線(xiàn)擴容硬件及服務(wù);

　　具備高可用性，支持集群?jiǎn)喂濣c(diǎn)故障的自動(dòng)恢復能力，保障系統運行穩定;

　　具備高可靠性，關(guān)鍵數據支持三副本存儲，單節點(diǎn)故障數據自動(dòng)恢復，保障系統數據安全;

　　支持開(kāi)放可擴展的架構，可兼容通用服務(wù)器、通用存儲設備;

　　支持GPU 資源池，用于視圖解析、特征提取、比對檢索等;

　　支持算法和應用場(chǎng)景的橫向擴展，具備新算法擴展能力。

　　三、系統架構

　　1. 設計原則

　　新型智慧城市智能視覺(jué)中樞建設，遵循“統籌集約、共享共用、以人為本、需求導向”的思路，聚焦智能視覺(jué)在城市治理、公共服務(wù)、生態(tài)宜居等方面的應用，遵從全市統一部署，推動(dòng)新型智慧城市建設，支持接口對接原則，進(jìn)行系統的互聯(lián)互通，避免出現信息孤島和重復投資，提高資源利用。全市從服務(wù)社會(huì )發(fā)展大局出發(fā)，按照平臺先行，應用分步的建設思路，統籌新型智慧城市智能視覺(jué)中樞建設。

　　2. 系統架構

　　圖1 系統架構

　　智能視覺(jué)中樞由基礎層、平臺層、應用層及安全保障體系、運行管理體系、標準規范體系幾部分組成，系統架構如圖1。

　　基礎層主要包括基礎的網(wǎng)絡(luò )、存儲、計算等硬件設施，同時(shí)包括城市各類(lèi)前端視頻監控資源以及為整合視頻監控需打通政務(wù)外網(wǎng)、公安視頻專(zhuān)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò )資源。

　　平臺層實(shí)現視頻監控的智能化解析，包括視圖資源的接入、多場(chǎng)景算法解析等智能化能力實(shí)現，同時(shí)包括大規模集群化平臺運行所需的計算服務(wù)、存儲服務(wù)、分布式調度服務(wù)等支撐服務(wù)。應用層向智慧城市各業(yè)務(wù)應用提供智能化賦能支撐，包括共性應用服務(wù)，即向各業(yè)務(wù)應用提供的服務(wù)接口，如身份核驗服務(wù)、分析任務(wù)發(fā)布與管理服務(wù)、智能告警服務(wù)等;也包括基礎的綜合性業(yè)務(wù)應用，實(shí)現智能視覺(jué)中樞基礎業(yè)務(wù)的管理與展示;包括各類(lèi)解析任務(wù)的管理、智能告警事件管理、綜合數據的展示分析等基礎應用功能。

　　四、系統功能

　　1. 自動(dòng)化運維

　　視圖智能分析平臺提供一套獨立的自動(dòng)運維子系統，主要用于監控系統部署的服務(wù)運行情況與系統硬件使用情況，并可進(jìn)行系統運行參數設置及系統用戶(hù)管理等，自動(dòng)運維服務(wù)包括：運行監控、系統服務(wù)、系統告警、系統設置、系統日志、用戶(hù)中心等功能。

　　2. 系統分布式調度

　　系統分布式調度服務(wù)是提供系統運行的基礎服務(wù)組件，是保障系統高可用、高可靠、高并發(fā)、高擴展性的基礎支撐服務(wù)，也是實(shí)現服務(wù)與任務(wù)的動(dòng)態(tài)調度、負載均衡和故障切換的關(guān)鍵組件。分布式調度服務(wù)主要包括以下功能：

　　(1)服務(wù)動(dòng)態(tài)調度

　　(2)任務(wù)動(dòng)態(tài)調度

　　(3)故障自動(dòng)切換

　　3. 接口網(wǎng)關(guān)

　　接口網(wǎng)關(guān)服務(wù)根據業(yè)務(wù)對視圖智能分析需求抽象出一組通用接口。

　　4. 視頻流接入

　　視頻流接入服務(wù)可支持接入主流高清網(wǎng)絡(luò )攝像機及視頻監控聯(lián)網(wǎng)共享平臺等視頻平臺，接入后的視頻轉發(fā)到視頻流解析服務(wù)進(jìn)行解析，也可支持向上層業(yè)務(wù)轉發(fā)適量視頻。

　　5. 視頻流解析

　　視頻流解析服務(wù)包括視頻流解析任務(wù)管理和視頻解析引擎，視頻解析服務(wù)獲取視頻接入服務(wù)發(fā)出的視頻流，對視頻流進(jìn)行解碼、幀提取、質(zhì)量檢測、特征及屬性提取等操作，將解析結果通過(guò)消息服務(wù)發(fā)送到時(shí)空庫、布控庫等進(jìn)行后續應用。

　　五、子系統設計

　　智能視圖綜合應用系統是基于視覺(jué)中樞能力面向城市不同細分領(lǐng)域提供智能化分析的綜合應用，封裝視覺(jué)中樞對外服務(wù)能力，實(shí)現視覺(jué)中樞基礎業(yè)務(wù)應用的管理與展示。包括解析任務(wù)統一管理、告警事件統一管理、警情態(tài)勢統一展示等功能，并向智慧城市各業(yè)務(wù)單位業(yè)務(wù)系統提供智能化服務(wù)支撐。

　　智能視圖綜合應用系統包括數據看板、智慧應用、系統管理等功能模塊。

　　1. 數據看板

　　系統利用GIS 電子地圖技術(shù)和豐富的Echarts 圖表樣式，采用多圖聯(lián)動(dòng)展現形式輔助用戶(hù)動(dòng)態(tài)分析數據。以全局視角切入，在GIS地圖上按照業(yè)務(wù)主題、地理空間、時(shí)間周期等不同粒度直觀(guān)展示警情數據的分析結果，快速準確地發(fā)現城市治理過(guò)程中面臨的問(wèn)題，掌握城市治理的薄弱環(huán)節，讓決策變得“有據可依”。

　　2. 智慧城管應用

　　面向城市不同細分領(lǐng)域提供智能化分析的綜合應用，統一封裝場(chǎng)景算法對外服務(wù)能力，未來(lái)可以實(shí)現全面基礎業(yè)務(wù)應用的管理與展示。

　　任務(wù)配置

　　提供智慧城管相關(guān)解析任務(wù)的查看、配置、重啟、終止等功能。

　　支持按照分組名稱(chēng)/ 視頻源名稱(chēng)、設備狀態(tài)、告警類(lèi)型、任務(wù)狀態(tài)篩選解析任務(wù)，并查看任務(wù)詳情。

　　支持預覽原始視頻，調閱查看實(shí)時(shí)視頻。

　　支持重啟/終止解析任務(wù)，更改任務(wù)運行狀態(tài)。

　　支持配置解析任務(wù)，設置事件參數信息。

　　告警管理

　　提供智慧城管相關(guān)告警事件的實(shí)時(shí)推送、歷史查看、告警處置、告警備注等功能。

　　支持對新產(chǎn)生的告警事件進(jìn)行消息提醒，提示用戶(hù)及時(shí)查看。

　　3. 系統管理

　　系統管理模塊提供視頻源管理、用戶(hù)管理、系統設置等功能。

　　視頻源管理

　　提供視頻源設備的增刪改查、分組管理等操作。

　　視頻源類(lèi)型既可對接視頻監控平臺，支持GB28181 平臺、星火平臺、阿里云平臺等，也可對接IP 攝像機，支持RTSP、ONVIF 協(xié)議。

　　視頻源分組既可按照行政區劃設置分組，比如省份、地市、區縣、街道(鄉鎮)、社區(村)等，也可按照其業(yè)務(wù)屬性自定義分組，將視頻源與指定分組進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

　　視頻源區塊既可按照交通樞紐、辦公寫(xiě)字樓、商場(chǎng)、金融、娛樂(lè )、醫院、政府機關(guān)、住宅小區、學(xué)校、其他設置區塊，也可自定義區塊，將視頻源與指定區塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

　　視頻源信息包括設備名稱(chēng)、設備ID、設備地址、所屬分組等。

　　用戶(hù)管理

　　提供組織機構中各級部門(mén)的增刪改查操作，以及對各級部門(mén)中使用系統的用戶(hù)進(jìn)行賬號創(chuàng )建、修改、刪除、密碼重置操作。

　　系統設置

　　提供系統基本信息查看、系統維護信息查看以及接入/ 回放平臺配置功能，接入/ 回放平臺必須為遵循GB/T 28281 標準的視頻監控平臺。

　　六、系統特點(diǎn)

　　智能視覺(jué)中樞建設，具有以下特色亮點(diǎn)：

　　1.共建共享共用基礎設施與共性平臺，避免重復建設、重復投資

　　智能視覺(jué)中樞定位于新型智慧城市的公共支撐服務(wù)，其基本建設模式為新型智慧城市建設方統一建設，各業(yè)務(wù)部門(mén)共享應用。智能視覺(jué)中樞通過(guò)共建算力資源、算法資源及智能分析平臺，實(shí)現共性資源的共享共用，為各智慧城市業(yè)務(wù)板塊提供智能視覺(jué)應用的基礎條件，各業(yè)務(wù)部門(mén)只需專(zhuān)注自身業(yè)務(wù)應用，降低業(yè)務(wù)部門(mén)智能化建設難度，降低政府總體建設成本。

　　2. 開(kāi)放性智能視覺(jué)中樞，滿(mǎn)足城市智能化持續發(fā)展需求

　　本次建設智能視覺(jué)中樞采用最前沿的人工智能、云計算、大數據的技術(shù)架構，具有持續的可擴展性、高可靠、高可用的特性，平臺可支持十萬(wàn)路級大規模視頻智能應用，并具有軟件、硬件、算法的持續擴容能力，可滿(mǎn)足未來(lái)城市智能化持續發(fā)展的需要。

　　3. 城市場(chǎng)景算法倉，滿(mǎn)足城市持續發(fā)展的各類(lèi)場(chǎng)景智能化需求

　　人工智能算法與城市各業(yè)務(wù)部門(mén)工作場(chǎng)景相結合，形成了大量的場(chǎng)景智能化需求，如人行道違章停車(chē)感知、工程車(chē)拋灑感知、違規占道經(jīng)營(yíng)感知、共享單車(chē)雜亂擺放感知等，利用計算機視覺(jué)算法自動(dòng)感知城市問(wèn)題/ 隱患/ 事件，提升城市管理的智能感知、高效處置、科學(xué)決策能力成為智能視覺(jué)與智慧城市新的結合點(diǎn)，面對復雜多變的城市場(chǎng)景，靈活高效的算法生產(chǎn)、使用能力成為必須，城市場(chǎng)景算法倉設計，解決復雜多樣場(chǎng)景算法的管理、生產(chǎn)、更新、應用問(wèn)題，滿(mǎn)足城市智能化持續發(fā)展需求。

　　4. 城市級視頻大數據融合分析，為城市管理提供科學(xué)決策支撐

　　智能視覺(jué)中樞提供城市級視頻數據處理能力，對視頻做統一匯聚、解析、分析和應用，同時(shí)也提供了城市級視頻大數據融合分析的能力。視覺(jué)智能中樞持續構建全場(chǎng)景、全要素感知能力，實(shí)現對城市數據的全天候、全時(shí)空自動(dòng)采集，通過(guò)視圖非結構化數據與結構化數據的融合，視圖非結構化數據與業(yè)務(wù)數據的融合，為城市問(wèn)題的分析提供了豐富的數據支撐，提升城市治理的科學(xué)決策能力。