一、方案概況

　　1. 建設背景

　　上海首次提出的“兩張網”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“一網統管”工作推進大會明確必須以智能化為突破口。要讓這個系統高效、安全、有序地運轉，僅靠人力和傳統互聯網技術遠遠不夠，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、協同創新”的建設理念，強調城市智能設施統籌布局和共性平臺建設，智能視覺作為城市智能化重資產，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中樞。

　　2. 建設目標

　　根據新型智慧城市智能視覺中樞統籌布局、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，打造城市智能視覺底座

　　(2) 賦能政府各部門業務應用，創新城市管理模式

　　(3) 打造開放性視覺智能平臺，構建智能化持續發展機制

　　3. 建設內容

　　圍繞智能視覺中樞項目的建設，需要將分散在政府各部門的視頻資源進行整合，實現網絡的打通，將視頻監控匯聚到政府視頻監控平臺，智能視覺中樞通過與視頻監控平臺對接，進行視頻監控數據的接入、智能解析、異常告警等業務，智能視覺中樞項目建設包括以下內容：

　　(1)智能視覺中樞智能分析平臺建設建設一套智能視覺中樞解析平臺，實現視頻源的接入、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能力，支撐各領域的視覺智能化需求。

　　(2)智能視覺中樞場景算法建設智能視覺場景算法是一個持續建設的過程，平臺提供多算法的管理能力，能夠持續接入新算法，持續滿足不同業務部門的智能化需求，本次項目建設，主要實現以下場景算法：街面違規經營事件發現、市容垃圾未清理事件發現、城市煙火事件發現、機動車違規停放事件發現、非機動車違規停放事件發現、違規廣告發現、安保區域人員異常行為事件發現等。

　　(3)智能視覺中樞綜合應用系統建設項目同時建設一套視覺中樞綜合應用系統，實現各類視頻源分類管理、智能場景算法任務管理、感知告警信息管理等功能。

　　二、需求描述

　　1. 現狀及問題分析

　　當前，雖然已具備了良好的視頻監控、基礎網絡等智能視覺建設等基礎設施，但在智能視覺建設中，普遍還存在以下問題：

　　(1)城市視頻監控資源普遍分散在各業務部門，未能全面共享共用。

　　(2)多數業務部門在智能視覺應用上缺少積累，需要持續探索創新。

　　(3)各業務部門智能視覺應用場景靈活多變，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支撐平臺，承擔為智慧城市各業務應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，需要滿足以下功能需求。

　　(1)城市數萬路各類視頻監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 等主流編碼協議;

　　能夠支持網絡攝像機直接接入、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控并發接入需求。

　　(2)各類場景智能算法實現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務應用的智能化需求，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、解析任務下達等應用操作。

　　(3)多場景算法的并發解析與任務調度需求

　　智能視覺中樞需支持多個場景算法并發解析等需求，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，支持算法解析任務多靈活調度策略。

　　解析任務支持時間和監控點配置;

　　解析任務支持優先級配置;

　　場景算法識別結果可向外推送預警信息。

　　(4)與智慧城市各業務應用集成對接需求

　　智能視覺中樞作為智慧城市共性技術支撐平臺，需要支撐智慧城市各業務系統的視覺智能化應用，智能視覺中樞提供對外服務接口，滿足業務應用的對接需求，主要接口包括：

　　場景算法查看及調用接口，業務應用系統可查看視覺中樞提供的場景算法清單;

　　解析任務下達接口，業務系統可通過選擇場景算法，設置運行時間，運行的監控點列表等參數，向智能中樞下達算法解析任務;

　　報警推送接口，智能中樞運行的解析任務識別的異常報警可向下達任務的業務系統推送報警信息;

　　解析任務運行狀態接口，業務系統可查看下達的任務運行情況，報警記錄等信息。

　　(5)智能視覺中樞的運行管理與監控需求

　　智能視覺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、服務資源的狀態監控功能;

　　提供智能解析任務運行狀態監控，解析任務暫停、啟動等操作功能;

　　提供系統運行的硬件、服務、任務的故障告警功能;

　　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支撐平臺，還需要滿足大規模部署、高可靠運行等能力要求，主要包括：

　　具備大規模集群能力，可支持十萬路級視圖源的解析處理，滿足大規模城市全域視圖解析需求;

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

　　具備高可用性，支持集群單節點故障的自動恢復能力，保障系統運行穩定;

　　具備高可靠性，關鍵數據支持三副本存儲，單節點故障數據自動恢復，保障系統數據安全;

　　支持開放可擴展的架構，可兼容通用服務器、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，聚焦智能視覺在城市治理、公共服務、生態宜居等方面的應用，遵從全市統一部署，推動新型智慧城市建設，支持接口對接原則，進行系統的互聯互通，避免出現信息孤島和重復投資，提高資源利用。全市從服務社會發展大局出發，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中樞建設。

　　2. 系統架構

　　圖1 系統架構

　　智能視覺中樞由基礎層、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絡、存儲、計算等硬件設施，同時包括城市各類前端視頻監控資源以及為整合視頻監控需打通政務外網、公安視頻專網、互聯網等網絡資源。

　　平臺層實現視頻監控的智能化解析，包括視圖資源的接入、多場景算法解析等智能化能力實現，同時包括大規模集群化平臺運行所需的計算服務、存儲服務、分布式調度服務等支撐服務。應用層向智慧城市各業務應用提供智能化賦能支撐，包括共性應用服務，即向各業務應用提供的服務接口，如身份核驗服務、分析任務發布與管理服務、智能告警服務等;也包括基礎的綜合性業務應用，實現智能視覺中樞基礎業務的管理與展示;包括各類解析任務的管理、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，主要用于監控系統部署的服務運行情況與系統硬件使用情況，并可進行系統運行參數設置及系統用戶管理等，自動運維服務包括：運行監控、系統服務、系統告警、系統設置、系統日志、用戶中心等功能。

　　2. 系統分布式調度

　　系統分布式調度服務是提供系統運行的基礎服務組件，是保障系統高可用、高可靠、高并發、高擴展性的基礎支撐服務，也是實現服務與任務的動態調度、負載均衡和故障切換的關鍵組件。分布式調度服務主要包括以下功能：

　　(1)服務動態調度

　　(2)任務動態調度

　　(3)故障自動切換

　　3. 接口網關

　　接口網關服務根據業務對視圖智能分析需求抽象出一組通用接口。

　　4. 視頻流接入

　　視頻流接入服務可支持接入主流高清網絡攝像機及視頻監控聯網共享平臺等視頻平臺，接入后的視頻轉發到視頻流解析服務進行解析，也可支持向上層業務轉發適量視頻。

　　5. 視頻流解析

　　視頻流解析服務包括視頻流解析任務管理和視頻解析引擎，視頻解析服務獲取視頻接入服務發出的視頻流，對視頻流進行解碼、幀提取、質量檢測、特征及屬性提取等操作，將解析結果通過消息服務發送到時空庫、布控庫等進行后續應用。

　　五、子系統設計

　　智能視圖綜合應用系統是基于視覺中樞能力面向城市不同細分領域提供智能化分析的綜合應用，封裝視覺中樞對外服務能力，實現視覺中樞基礎業務應用的管理與展示。包括解析任務統一管理、告警事件統一管理、警情態勢統一展示等功能，并向智慧城市各業務單位業務系統提供智能化服務支撐。

　　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 電子地圖技術和豐富的Echarts 圖表樣式，采用多圖聯動展現形式輔助用戶動態分析數據。以全局視角切入，在GIS地圖上按照業務主題、地理空間、時間周期等不同粒度直觀展示警情數據的分析結果，快速準確地發現城市治理過程中面臨的問題，掌握城市治理的薄弱環節，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域提供智能化分析的綜合應用，統一封裝場景算法對外服務能力，未來可以實現全面基礎業務應用的管理與展示。

　　任務配置

　　提供智慧城管相關解析任務的查看、配置、重啟、終止等功能。

　　支持按照分組名稱/ 視頻源名稱、設備狀態、告警類型、任務狀態篩選解析任務，并查看任務詳情。

　　支持預覽原始視頻，調閱查看實時視頻。

　　支持重啟/終止解析任務，更改任務運行狀態。

　　支持配置解析任務，設置事件參數信息。

　　告警管理

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

　　支持對新產生的告警事件進行消息提醒，提示用戶及時查看。

　　3. 系統管理

　　系統管理模塊提供視頻源管理、用戶管理、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，也可按照其業務屬性自定義分組，將視頻源與指定分組進行關聯。

　　視頻源區塊既可按照交通樞紐、辦公寫字樓、商場、金融、娛樂、醫院、政府機關、住宅小區、學校、其他設置區塊，也可自定義區塊，將視頻源與指定區塊進行關聯。

　　視頻源信息包括設備名稱、設備ID、設備地址、所屬分組等。

　　用戶管理

　　提供組織機構中各級部門的增刪改查操作，以及對各級部門中使用系統的用戶進行賬號創建、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

　　智能視覺中樞建設，具有以下特色亮點：

　　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

　　智能視覺中樞定位于新型智慧城市的公共支撐服務，其基本建設模式為新型智慧城市建設方統一建設，各業務部門共享應用。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，實現共性資源的共享共用，為各智慧城市業務板塊提供智能視覺應用的基礎條件，各業務部門只需專注自身業務應用，降低業務部門智能化建設難度，降低政府總體建設成本。

　　2. 開放性智能視覺中樞，滿足城市智能化持續發展需求

　　本次建設智能視覺中樞采用最前沿的人工智能、云計算、大數據的技術架構，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，可滿足未來城市智能化持續發展的需要。

　　3. 城市場景算法倉，滿足城市持續發展的各類場景智能化需求

　　人工智能算法與城市各業務部門工作場景相結合，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、違規占道經營感知、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、科學決策能力成為智能視覺與智慧城市新的結合點，面對復雜多變的城市場景，靈活高效的算法生產、使用能力成為必須，城市場景算法倉設計，解決復雜多樣場景算法的管理、生產、更新、應用問題，滿足城市智能化持續發展需求。

　　4. 城市級視頻大數據融合分析，為城市管理提供科學決策支撐

　　智能視覺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，同時也提供了城市級視頻大數據融合分析的能力。視覺智能中樞持續構建全場景、全要素感知能力，實現對城市數據的全天候、全時空自動采集，通過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務數據的融合，為城市問題的分析提供了豐富的數據支撐，提升城市治理的科學決策能力。