一、方案概況

　　1. 建設(shè)背景

　　上海首次提出的“兩張網(wǎng)”建設(shè)，是提高超大城市治理能力現(xiàn)代化水平的“牛鼻子”工作，全市“一網(wǎng)統(tǒng)管”工作推進大會明確必須以智能化為突破口。要讓這個系統(tǒng)高效、安全、有序地運轉(zhuǎn)，僅靠人力和傳統(tǒng)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(dǎo)向、統(tǒng)籌集約、協(xié)同創(chuàng)新”的建設(shè)理念，強調(diào)城市智能設(shè)施統(tǒng)籌布局和共性平臺建設(shè)，智能視覺作為城市智能化重資產(chǎn)，更應(yīng)統(tǒng)籌布局、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)，因此本項目提出統(tǒng)籌集約建設(shè)新型智慧城市智能視覺中樞。

　　2. 建設(shè)目標

　　根據(jù)新型智慧城市智能視覺中樞統(tǒng)籌布局、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)的思路，擬定本項目的建設(shè)目標：

　　(1) 整合政府視頻資源，打造城市智能視覺底座

　　(2) 賦能政府各部門業(yè)務(wù)應(yīng)用，創(chuàng)新城市管理模式

　　(3) 打造開放性視覺智能平臺，構(gòu)建智能化持續(xù)發(fā)展機制

　　3. 建設(shè)內(nèi)容

　　圍繞智能視覺中樞項目的建設(shè)，需要將分散在政府各部門的視頻資源進行整合，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的打通，將視頻監(jiān)控匯聚到政府視頻監(jiān)控平臺，智能視覺中樞通過與視頻監(jiān)控平臺對接，進行視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的接入、智能解析、異常告警等業(yè)務(wù)，智能視覺中樞項目建設(shè)包括以下內(nèi)容：

　　(1)智能視覺中樞智能分析平臺建設(shè)建設(shè)一套智能視覺中樞解析平臺，實現(xiàn)視頻源的接入、多算法解析、特征庫管理及融合分析等功能，平臺支持十萬路級視圖源的接入，支持人臉人體、車輛等高精算法解析，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)域的視覺智能化需求。

　　(2)智能視覺中樞場景算法建設(shè)智能視覺場景算法是一個持續(xù)建設(shè)的過程，平臺提供多算法的管理能力，能夠持續(xù)接入新算法，持續(xù)滿足不同業(yè)務(wù)部門的智能化需求，本次項目建設(shè)，主要實現(xiàn)以下場景算法：街面違規(guī)經(jīng)營事件發(fā)現(xiàn)、市容垃圾未清理事件發(fā)現(xiàn)、城市煙火事件發(fā)現(xiàn)、機動車違規(guī)停放事件發(fā)現(xiàn)、非機動車違規(guī)停放事件發(fā)現(xiàn)、違規(guī)廣告發(fā)現(xiàn)、安保區(qū)域人員異常行為事件發(fā)現(xiàn)等。

　　(3)智能視覺中樞綜合應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)項目同時建設(shè)一套視覺中樞綜合應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)各類視頻源分類管理、智能場景算法任務(wù)管理、感知告警信息管理等功能。

　　二、需求描述

　　1. 現(xiàn)狀及問題分析

　　當(dāng)前，雖然已具備了良好的視頻監(jiān)控、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)等智能視覺建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施，但在智能視覺建設(shè)中，普遍還存在以下問題：

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

　　(2)多數(shù)業(yè)務(wù)部門在智能視覺應(yīng)用上缺少積累，需要持續(xù)探索創(chuàng)新。

　　(3)各業(yè)務(wù)部門智能視覺應(yīng)用場景靈活多變，對多場景算法要求高。

　　2. 功能需求分析

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

　　(1)城市數(shù)萬路各類視頻監(jiān)控的兼容與接入需求

　　智能視覺中樞需要能夠兼容城市各類視頻監(jiān)控資源接入，包括高清攝像機、人像抓拍機、結(jié)構(gòu)化抓拍機等，具備良好的設(shè)備兼容性：

　　能夠支持ONVIF、GB/T28181、GA/T1400 等主流視頻監(jiān)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(jiān)控平臺接入等接入方式。

　　由于城市視頻監(jiān)控越來越多，作為智慧城市智能視覺中樞，還需要具備足夠的接入能力，能夠支持十萬路級視頻監(jiān)控并發(fā)接入需求。

　　(2)各類場景智能算法實現(xiàn)與多算法的管理需求

　　智能視覺中樞需要滿足智慧城市各業(yè)務(wù)應(yīng)用的智能化需求，需要對各類智能場景算法進行管理。

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

　　支持場景算法的新增、更新迭代等操作;

　　支持場景算法的激活、解析任務(wù)下達等應(yīng)用操作。

　　(3)多場景算法的并發(fā)解析與任務(wù)調(diào)度需求

　　智能視覺中樞需支持多個場景算法并發(fā)解析等需求，即可以同時運行垃圾檢測、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(diào)度策略。

　　解析任務(wù)支持時間和監(jiān)控點配置;

　　解析任務(wù)支持優(yōu)先級配置;

　　場景算法識別結(jié)果可向外推送預(yù)警信息。

　　(4)與智慧城市各業(yè)務(wù)應(yīng)用集成對接需求

　　智能視覺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(tǒng)的視覺智能化應(yīng)用，智能視覺中樞提供對外服務(wù)接口，滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用的對接需求，主要接口包括：

　　場景算法查看及調(diào)用接口，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)可查看視覺中樞提供的場景算法清單;

　　解析任務(wù)下達接口，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可通過選擇場景算法，設(shè)置運行時間，運行的監(jiān)控點列表等參數(shù)，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(tǒng)推送報警信息;

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

　　(5)智能視覺中樞的運行管理與監(jiān)控需求

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

　　提供系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)資源、硬件資源、服務(wù)資源的狀態(tài)監(jiān)控功能;

　　提供智能解析任務(wù)運行狀態(tài)監(jiān)控，解析任務(wù)暫停、啟動等操作功能;

　　提供系統(tǒng)運行的硬件、服務(wù)、任務(wù)的故障告警功能;

　　提供系統(tǒng)運行日志管理功能;

　　提供系統(tǒng)用戶管理功能。

　　3. 非功能需求分析

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

　　具備大規(guī)模集群能力，可支持十萬路級視圖源的解析處理，滿足大規(guī)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(gòu)設(shè)計，各服務(wù)可獨立部署，可根據(jù)需求獨立擴容，可支持在服務(wù)正常運行的情況下，在線擴容硬件及服務(wù);

　　具備高可用性，支持集群單節(jié)點故障的自動恢復(fù)能力，保障系統(tǒng)運行穩(wěn)定;

　　具備高可靠性，關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持三副本存儲，單節(jié)點故障數(shù)據(jù)自動恢復(fù)，保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全;

　　支持開放可擴展的架構(gòu)，可兼容通用服務(wù)器、通用存儲設(shè)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(yīng)用場景的橫向擴展，具備新算法擴展能力。

　　三、系統(tǒng)架構(gòu)

　　1. 設(shè)計原則

　　新型智慧城市智能視覺中樞建設(shè)，遵循“統(tǒng)籌集約、共享共用、以人為本、需求導(dǎo)向”的思路，聚焦智能視覺在城市治理、公共服務(wù)、生態(tài)宜居等方面的應(yīng)用，遵從全市統(tǒng)一部署，推動新型智慧城市建設(shè)，支持接口對接原則，進行系統(tǒng)的互聯(lián)互通，避免出現(xiàn)信息孤島和重復(fù)投資，提高資源利用。全市從服務(wù)社會發(fā)展大局出發(fā)，按照平臺先行，應(yīng)用分步的建設(shè)思路，統(tǒng)籌新型智慧城市智能視覺中樞建設(shè)。

　　2. 系統(tǒng)架構(gòu)

　　圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

　　智能視覺中樞由基礎(chǔ)層、平臺層、應(yīng)用層及安全保障體系、運行管理體系、標準規(guī)范體系幾部分組成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1。

　　基礎(chǔ)層主要包括基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)、存儲、計算等硬件設(shè)施，同時包括城市各類前端視頻監(jiān)控資源以及為整合視頻監(jiān)控需打通政務(wù)外網(wǎng)、公安視頻專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源。

　　平臺層實現(xiàn)視頻監(jiān)控的智能化解析，包括視圖資源的接入、多場景算法解析等智能化能力實現(xiàn)，同時包括大規(guī)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(diào)度服務(wù)等支撐服務(wù)。應(yīng)用層向智慧城市各業(yè)務(wù)應(yīng)用提供智能化賦能支撐，包括共性應(yīng)用服務(wù)，即向各業(yè)務(wù)應(yīng)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(chǔ)的綜合性業(yè)務(wù)應(yīng)用，實現(xiàn)智能視覺中樞基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的管理與展示;包括各類解析任務(wù)的管理、智能告警事件管理、綜合數(shù)據(jù)的展示分析等基礎(chǔ)應(yīng)用功能。

　　四、系統(tǒng)功能

　　1. 自動化運維

　　視圖智能分析平臺提供一套獨立的自動運維子系統(tǒng)，主要用于監(jiān)控系統(tǒng)部署的服務(wù)運行情況與系統(tǒng)硬件使用情況，并可進行系統(tǒng)運行參數(shù)設(shè)置及系統(tǒng)用戶管理等，自動運維服務(wù)包括：運行監(jiān)控、系統(tǒng)服務(wù)、系統(tǒng)告警、系統(tǒng)設(shè)置、系統(tǒng)日志、用戶中心等功能。

　　2. 系統(tǒng)分布式調(diào)度

　　系統(tǒng)分布式調(diào)度服務(wù)是提供系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)服務(wù)組件，是保障系統(tǒng)高可用、高可靠、高并發(fā)、高擴展性的基礎(chǔ)支撐服務(wù)，也是實現(xiàn)服務(wù)與任務(wù)的動態(tài)調(diào)度、負載均衡和故障切換的關(guān)鍵組件。分布式調(diào)度服務(wù)主要包括以下功能：

　　(1)服務(wù)動態(tài)調(diào)度

　　(2)任務(wù)動態(tài)調(diào)度

　　(3)故障自動切換

　　3. 接口網(wǎng)關(guān)

　　接口網(wǎng)關(guān)服務(wù)根據(jù)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(jiān)控聯(lián)網(wǎng)共享平臺等視頻平臺，接入后的視頻轉(zhuǎn)發(fā)到視頻流解析服務(wù)進行解析，也可支持向上層業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)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(jié)果通過消息服務(wù)發(fā)送到時空庫、布控庫等進行后續(xù)應(yīng)用。

　　五、子系統(tǒng)設(shè)計

　　智能視圖綜合應(yīng)用系統(tǒng)是基于視覺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(yīng)用，封裝視覺中樞對外服務(wù)能力，實現(xiàn)視覺中樞基礎(chǔ)業(yè)務(wù)應(yīng)用的管理與展示。包括解析任務(wù)統(tǒng)一管理、告警事件統(tǒng)一管理、警情態(tài)勢統(tǒng)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(tǒng)提供智能化服務(wù)支撐。

　　智能視圖綜合應(yīng)用系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)看板、智慧應(yīng)用、系統(tǒng)管理等功能模塊。

　　1. 數(shù)據(jù)看板

　　系統(tǒng)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)動展現(xiàn)形式輔助用戶動態(tài)分析數(shù)據(jù)。以全局視角切入，在GIS地圖上按照業(yè)務(wù)主題、地理空間、時間周期等不同粒度直觀展示警情數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，快速準確地發(fā)現(xiàn)城市治理過程中面臨的問題，掌握城市治理的薄弱環(huán)節(jié)，讓決策變得“有據(jù)可依”。

　　2. 智慧城管應(yīng)用

　　面向城市不同細分領(lǐng)域提供智能化分析的綜合應(yīng)用，統(tǒng)一封裝場景算法對外服務(wù)能力，未來可以實現(xiàn)全面基礎(chǔ)業(yè)務(wù)應(yīng)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/ 視頻源名稱、設(shè)備狀態(tài)、告警類型、任務(wù)狀態(tài)篩選解析任務(wù)，并查看任務(wù)詳情。

　　支持預(yù)覽原始視頻，調(diào)閱查看實時視頻。

　　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(shè)置事件參數(shù)信息。

　　告警管理

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

　　支持對新產(chǎn)生的告警事件進行消息提醒，提示用戶及時查看。

　　3. 系統(tǒng)管理

　　系統(tǒng)管理模塊提供視頻源管理、用戶管理、系統(tǒng)設(shè)置等功能。

　　視頻源管理

　　提供視頻源設(shè)備的增刪改查、分組管理等操作。

　　視頻源類型既可對接視頻監(jiān)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(qū)劃設(shè)置分組，比如省份、地市、區(qū)縣、街道(鄉(xiāng)鎮(zhèn))、社區(qū)(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行關(guān)聯(lián)。

　　視頻源區(qū)塊既可按照交通樞紐、辦公寫字樓、商場、金融、娛樂、醫(yī)院、政府機關(guān)、住宅小區(qū)、學(xué)校、其他設(shè)置區(qū)塊，也可自定義區(qū)塊，將視頻源與指定區(qū)塊進行關(guān)聯(lián)。

　　視頻源信息包括設(shè)備名稱、設(shè)備ID、設(shè)備地址、所屬分組等。

　　用戶管理

　　提供組織機構(gòu)中各級部門的增刪改查操作，以及對各級部門中使用系統(tǒng)的用戶進行賬號創(chuàng)建、修改、刪除、密碼重置操作。

　　系統(tǒng)設(shè)置

　　提供系統(tǒng)基本信息查看、系統(tǒng)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(jiān)控平臺。

　　六、系統(tǒng)特點

　　智能視覺中樞建設(shè)，具有以下特色亮點：

　　1.共建共享共用基礎(chǔ)設(shè)施與共性平臺，避免重復(fù)建設(shè)、重復(fù)投資

　　智能視覺中樞定位于新型智慧城市的公共支撐服務(wù)，其基本建設(shè)模式為新型智慧城市建設(shè)方統(tǒng)一建設(shè)，各業(yè)務(wù)部門共享應(yīng)用。智能視覺中樞通過共建算力資源、算法資源及智能分析平臺，實現(xiàn)共性資源的共享共用，為各智慧城市業(yè)務(wù)板塊提供智能視覺應(yīng)用的基礎(chǔ)條件，各業(yè)務(wù)部門只需專注自身業(yè)務(wù)應(yīng)用，降低業(yè)務(wù)部門智能化建設(shè)難度，降低政府總體建設(shè)成本。

　　2. 開放性智能視覺中樞，滿足城市智能化持續(xù)發(fā)展需求

　　本次建設(shè)智能視覺中樞采用最前沿的人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)的技術(shù)架構(gòu)，具有持續(xù)的可擴展性、高可靠、高可用的特性，平臺可支持十萬路級大規(guī)模視頻智能應(yīng)用，并具有軟件、硬件、算法的持續(xù)擴容能力，可滿足未來城市智能化持續(xù)發(fā)展的需要。

　　3. 城市場景算法倉，滿足城市持續(xù)發(fā)展的各類場景智能化需求

　　人工智能算法與城市各業(yè)務(wù)部門工作場景相結(jié)合，形成了大量的場景智能化需求，如人行道違章停車感知、工程車拋灑感知、違規(guī)占道經(jīng)營感知、共享單車雜亂擺放感知等，利用計算機視覺算法自動感知城市問題/ 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與智慧城市新的結(jié)合點，面對復(fù)雜多變的城市場景，靈活高效的算法生產(chǎn)、使用能力成為必須，城市場景算法倉設(shè)計，解決復(fù)雜多樣場景算法的管理、生產(chǎn)、更新、應(yīng)用問題，滿足城市智能化持續(xù)發(fā)展需求。

　　4. 城市級視頻大數(shù)據(jù)融合分析，為城市管理提供科學(xué)決策支撐

　　智能視覺中樞提供城市級視頻數(shù)據(jù)處理能力，對視頻做統(tǒng)一匯聚、解析、分析和應(yīng)用，同時也提供了城市級視頻大數(shù)據(jù)融合分析的能力。視覺智能中樞持續(xù)構(gòu)建全場景、全要素感知能力，實現(xiàn)對城市數(shù)據(jù)的全天候、全時空自動采集，通過視圖非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的融合，視圖非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的融合，為城市問題的分析提供了豐富的數(shù)據(jù)支撐，提升城市治理的科學(xué)決策能力。