張百珂　王麗　何敬明

摘? 要：近些年，隨著大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，新型智慧城市的建設取得了一定的成效。作為智慧城市的重要組成部分，視頻資源的應用給城市管理帶來了極大的便利，智能感知視頻云的應用更是使新型智慧城市的建設進入一個全新的階段，但當前對視頻資源的應用總體上還處于一個較低的水平。文章研究智能感知視頻云系統(tǒng)架構及其在新型智慧城市中的具體應用，以期為新型智慧城市的精細化治理提供借鑒參考。

關鍵詞：新型智慧城市；智能感知視頻；視頻云

中圖分類號：TP391.4? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）19-0113-04

Research on Application of Intelligent Perception Video Cloud in New Smart City

ZHANG Baike1， WANG Li2， HE Jingming1

（1.Jining Big Data Center， Jining? 272000， China; 2.Jiaxiang County Vocational Secondary Vocational School， Jining? 272000， China）

Abstract： In recent years， with the rapid development of big data， the construction of new smart cities has achieved certain results. As an important component of smart cities， the application of video resources has brought great convenience to urban management. The application of intelligent perception video clouds has also entered a new stage in the construction of new smart cities. However， the current application of video resources is still at a relatively low level. This paper studies the architecture of intelligent perception video cloud system and its specific application in new smart cities， with the aim of providing reference for the refined governance of new smart cities.

Keywords： new smart city; intelligent perception video; video cloud

0? 引? 言

隨著經濟、社會的高速發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代已經到來，城市管理對信息化的依賴程度逐漸增多，傳統(tǒng)的、被動式的城市管理模式已經難以滿足信息化社會的需求，城市管理工作所面臨的壓力也越來越大。城市管理手段和管理方式上的不足，很大程度上制約了城市管理工作的高效運轉。由于常規(guī)管理手段難以較為全面的覆蓋，導致管理上存在一定的盲區(qū)，城市管理上較為被動。近年來，隨著新型智慧城市建設的推進，城市管理的各方面都有了很大程度的提高，同時，也改善了城市居民的生活方式、生活質量。新型智慧城市是集感知、分析、判斷、處理于一體的智能型城市綜合體[1]。目前，城市管理中視頻資源的智能應用水平還不高，普遍存在對視頻資源僅存儲和查看的狀態(tài)，缺乏對視頻資源的綜合分析和場景應用。然而，智能視頻云則能夠有效地解決上述問題，能夠充分利用視頻資源之間的共享和視頻能力的開放，通過相關的信息資源服務平臺進行視頻資源的應用支撐。智能感知視頻云則是新型智慧城市的一雙眼睛，在城市的發(fā)展過程中扮演著舉足輕重的作用，能夠將其所看到的內容進行不斷的分析、研判，對出現(xiàn)的問題進行及時的預警，尤其對于常規(guī)管理的一些盲區(qū)，能夠發(fā)揮更加有力的作用，提升城市運行的感知力、基層資源的配置力、異常情形的預測力和突發(fā)事件的干預力，最終提升新型智慧城市智慧監(jiān)管能力。在智慧城市建設中，要想更好地發(fā)揮智能視頻云的作用，就需要考慮智能視頻云的規(guī)劃：要構建智能感知視頻云平臺的基礎平臺和應用平臺。除此之外，還要考慮智能感知視頻云系的統(tǒng)架構，主要包括信息采集層、網絡傳輸層、基礎服務層、系統(tǒng)應用層四個層級以及安全保障和運維管理兩個體系。所以，為了更好地利用視頻資源解決城市治理問題，本文對智能感知視頻云平臺進行介紹和應用分析。

1? 城市智能感知視頻云定位

目前，視頻資源已經應用在了城市管理中，但是多為對視頻的簡單查看和存儲，現(xiàn)階段對于視頻資源的智能應用還處于低水平狀態(tài)，缺乏一些強大的視頻資源分析手段，沒有較強的信息共享應用手段。智能感知視頻云通過將視頻圖像資源與其他信息資源服務平臺進行信息資源的共享交換，能實現(xiàn)對眾多視頻資源應用能力的開發(fā)，從而支撐智慧城市建設中對城市管理以及社會治理的智能化。實際上，在智慧城市建設中，城市大腦是智慧城市的指揮中樞也是核心內容，而視頻資源就是城市大腦的一雙“眼睛”，能夠感知城市的狀態(tài)和各種事件。智能感知視頻云平臺就是智慧城市重要的視頻感知部分，在目前視頻應用規(guī)模逐漸擴大的趨勢下，就要求智能感知視頻云要具備視頻大數(shù)據(jù)信息的采集、分析以及綜合分析能力，及時為城市管理提供大量的視頻應用支撐。

2? 平臺總體應用框架

本文所介紹的智能感知視頻云平臺主要由四個基礎平臺和兩個應用平臺組成。其中，四個基礎平臺包括：基礎視頻應用平臺、視頻資產管理平臺、視圖智能引擎平臺和視圖智能應用平臺。這四個基礎平臺組成的基礎部分為應用平臺提供算力、算法支撐。兩個應用平臺包括資產管理平臺和能力開放平臺，分別對視頻資產和視頻能力進行應用。城市智能感知視頻云平臺的總體架構如圖1所示。

2.1? 基礎視頻應用平臺

基礎視頻應用平臺主要負責提供視頻資源的接入能力，完成接入視頻資源與視頻網視頻平臺的對接，并提供視頻存儲能力、轉發(fā)能力、存儲服務、視頻標簽等。包括一些人員卡口視頻資源接入、電子圍欄數(shù)據(jù)接入、報警資源聯(lián)動、視頻轉發(fā)、視頻存儲及地圖聯(lián)動，可以根據(jù)不同的需要場景將所需要的視頻資源部署和應用。

2.2? 視頻資產管理平臺

視頻資產管理平臺分為運維平臺和一機一檔平臺兩部分，負責視頻標準化治理、場景化管理，以及在離線狀態(tài)、視頻質量運維等。包括視頻設備的規(guī)劃、設備的管理、設備的接入以及視頻資源質量的管理和運維，從而實現(xiàn)視頻設備全生命周期的管理。

2.3? 視圖智能引擎平臺

視頻智能引擎平臺主要包括管理GPU分析服務器，管理各種算法，對算法進行編排和管理，該平臺為智能視頻感知視頻云平臺的核心平臺。算法倉庫負責提供各種算法算力，提供算法調度功能和算法編排功能，完成具體的任務調度和視頻資源的調度。

2.4? 視圖智能應用平臺

視圖智能應用平臺：主要是對各種視頻資源進行智能化應用，包括人像應用、車輛應用及結構化應用功能。

2.5? 資源管理平臺

資源管理平臺：主要是統(tǒng)籌管理各種資源，實現(xiàn)各種資源的統(tǒng)一管理。包括設備管理、智能應用管理、智能算法管理、用戶管理、組織管理、權限管理、日志中心、運維中心等。

2.6? 能力開放平臺

能力開放平臺：對所有數(shù)據(jù)進行綜合應用展示，提供基礎視頻應用能力，具有視頻申請審批流程、算力申請審批流程、解析任務管理、事件預警等功能，并能夠提供視頻資源運營中，統(tǒng)一展示全市視頻資源點位分布、接入情況、算法目錄、解析任務、算力資源、支撐業(yè)務等全局概況。

3? 平臺系統(tǒng)架構

智能感知視頻云系統(tǒng)架構是基于智慧城市的體系構建，以國家和地方相關規(guī)范、標準體系為基礎，以運行維護和安全保障體系為支撐的層級架構，整體架構自下而上包括信息采集層、網絡傳輸層、基礎服務層、系統(tǒng)應用層四個層級。另外，還包括安全保障和運維管理兩個體系[2-4]。具體架構如圖2所示。

3.1? 信息采集層

信息采集層由各種感知設備及無線傳感網組成，包括移動監(jiān)控視頻、公安機關掌握的視頻資源以及社會層面的各種資源。通過對視頻資源的采集，實現(xiàn)了對城市數(shù)據(jù)的匯聚及分類。信息采集層能夠充分利用各種傳感設備實現(xiàn)對城市進行全方位實時監(jiān)測監(jiān)控[5，6]，并通過視頻傳輸網絡將視頻、圖像數(shù)據(jù)匯聚并上傳到數(shù)據(jù)中心平臺。

3.2? 網絡傳輸層

網絡傳輸層支撐著前端視頻采集設備的接入以及數(shù)據(jù)的傳輸，是連接信息采集層與基礎服務層，并且承載監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)、控制信令的重要通道。網絡傳輸層的建設目標是在現(xiàn)有網絡資源的基礎之上不斷地進行視頻資源的優(yōu)化升級，建設一個支持多終端設備接入的、信息安全的、有QoS保障的、互聯(lián)互通的、技術先進的網絡傳輸層。

3.3? 基礎服務層

基礎服務層是智能感知視頻云平臺的服務支撐層，包括系統(tǒng)管理、用戶管理、資源管理、視聯(lián)網平臺等?；A服務層為上面系統(tǒng)應用層提供數(shù)據(jù)支撐服務，同時對接下面的信息采集層的監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)。智能感知視頻云平臺的所有數(shù)據(jù)都會在該層上進行統(tǒng)一的存儲、建模、檢索、分析以及發(fā)布和管理，并可以為不同的業(yè)務之間提供數(shù)據(jù)共享交換。同時，該層還能夠在應用系統(tǒng)層實現(xiàn)業(yè)務的連貫性以及訪問的統(tǒng)一性，主要是通過為應用層提供地理信息服務、工作流服務、數(shù)據(jù)訪問服務、視頻解碼服務以及統(tǒng)一權限管理服務等來完成的。

3.4? 系統(tǒng)應用層

系統(tǒng)應用層是直接面向最終用戶的，是城市感知的全能平臺。由多個應用系統(tǒng)組成的綜合性層次，主要是基于應用支撐平臺層服務的。該應用層中包含視頻綜合治理平臺、智能AI分析中心、視頻云匯聚平臺以及人像對比服務等系統(tǒng)，能夠滿足政府各部分對城市治理的需求。

3.5? 安全保障體系

安全保障體系為智能感知視頻云平臺提供安全保障，主要包括應用安全、云安全、數(shù)據(jù)安全以及網絡安全，通過先進的安全技術架構，形成能夠覆蓋虛擬化安全、云管理安全、網絡安全、數(shù)據(jù)安全以及應用安全等多個維度的立體式安全防護模型。

3.6? 運維管理體系

建立智能感知視頻云平臺的運維管理體系，包括資產管理、用戶管理、終端管理、網絡管理、應用管理、數(shù)據(jù)管理及安全管理等。通過項目審核、指導，規(guī)范城市公共安全視頻建設、聯(lián)網和應用工作，保障全市公共安全視頻圖像信息資源的“全時可用”。

4? 應用及測試結果

智能感知視頻云平臺是基于計算機視覺技術對所獲取的視頻圖像內容進行智能分析，提取場景中的關鍵信息，并形成相應事件和告警的監(jiān)控方式，是新一代基于視頻內容分析的監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)、自動告警、行為預警等智能化識別[7-9]?；谝陨蠈Τ鞘兄悄芨兄曨l云平臺的設計，本文利用該平臺對城市管理中的流動攤販管控、機動車違停檢測以及電瓶車違規(guī)入梯場景進行實際的測試與驗證，具體的測試結果如下。

4.1? 流動攤販管控場景

在城市已劃定禁止擺攤設點的區(qū)域，當有商販在該區(qū)域內擺攤設點時如果超出系統(tǒng)設定報警時間就會自動預警，并以報警的方式通知平臺，現(xiàn)場抓拍的照片、人臉照片、視頻以及報警記錄都將匯總成證據(jù)鏈，以備查證。通過對已掌握的無照攤販進行建庫，結合人臉識別技術，對攤販人臉抓拍，進行預警并提供身份、軌跡信息，明確屢犯人員，為執(zhí)法提供指導。圖3為流動商販占道經營檢測結果。

4.2? 機動車違停檢測

在城市中已劃定禁止停放車輛的區(qū)域，當有車輛在該區(qū)域內停車時如果超出系統(tǒng)設定報警時間就會自動預警，并以報警的方式通知平臺，現(xiàn)場抓拍的照片、車牌信息、視頻以及報警記錄都將匯總成證據(jù)鏈，以備查證，極大地方便了對機動車亂停亂放的管理，圖4為機動車違停檢測結果。

4.3? 電瓶車違規(guī)入梯

城市中電瓶車充電具有極大的安全隱患，瞬間會發(fā)生爆燃，后果非常嚴重，當平臺檢測到電瓶車進入電梯后前端攝像機白光閃爍預警，并聯(lián)動語音進行告警，播放阻止電瓶車進入的語音[10，11]。保安在值班室發(fā)現(xiàn)有電瓶車進入后，也可以立即發(fā)起遠程對講，提醒相關人員，有效制止電瓶車入梯。事后可以根據(jù)前端通道、錄像類型、時間，快速檢索相關的圖片或錄像，回溯報警事件。圖5為電瓶車違規(guī)入梯檢測結果。

4.4? 平臺及APP應用

城市智能視頻云感知平臺提供報警實時彈窗、視頻復核、遠程對講，同時APP實現(xiàn)遠程報警推送（電話、短信服務選配），方便隨時隨地查看報警情況及快速處置。系統(tǒng)將記錄所有的報警信息，方便事后追溯。應用界面如圖6所示。

5? 結? 論

綜合上述內容，智能感知視頻云系統(tǒng)能夠通過所感知的城市各類信息，針對不同的場景進行綜合分析、研判，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，及時推送預警消息。通過采用云計算大數(shù)據(jù)智能視頻分析等最新的技術，凸顯出智能感知視頻在智慧城市建設中作為城市視頻感官系統(tǒng)的智能化應用，能夠為城市管理和民生服務提供更好的服務，讓城市更加的智慧化，為新型智慧城市的建設提供強有力的支撐。

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作者簡介：張百珂（1986—），男，漢族，山東濟寧人，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)工程師，碩士研究生，主要研究方向：大數(shù)據(jù)、電子信息、智慧城市建設；王麗（1989—），女，漢族，山東臨沂人，助理講師，碩士研究生，主要研究方向：計算機、數(shù)學等方面；何敬明（1989—），男，漢族，山東濟寧人，系統(tǒng)集成項目管理工程師，本科，主要研究方向：大數(shù)據(jù)、信息化、智慧城市建設。

收稿日期：2023-06-15