AI和智慧城市標準化與新技術(shù)

□ 文/本刊記者 何遙

在智慧城市建設(shè)中，除了一般的AI智能芯片、算法和產(chǎn)品等，存儲方案、機器聽覺等新技術(shù)也不容忽視；同時，對運營的重視也必須提高到智慧城市的整體層面上來。

在智慧城市建設(shè)中，除了一般的AI智能芯片、算法和產(chǎn)品等，存儲方案、機器聽覺等新技術(shù)也不容忽視；同時，對運營的重視也必須提高到智慧城市的整體層面上來。

怎樣按照國際標準進行運營？

目前，全球大多數(shù)的智慧城市項目仍處于初級階段，地方政府缺少對智慧城市具體建設(shè)運營的過程參照，建設(shè)和運營單位缺少規(guī)范的商務(wù)過程和最佳實踐參考，亟需一套商業(yè)運營和管理流程規(guī)范指導(dǎo)智慧城市建設(shè)和運營。而現(xiàn)有國際標準組織關(guān)注智慧城市標準體系框架和底層技術(shù)層面，未涉及商業(yè)過程，中國智慧城市標準體系覆蓋智慧城市規(guī)劃、建設(shè)、評價，但未涉及智慧城市運營過程。為完善國際智慧城市標準體系，浪潮集團結(jié)合智慧城市實踐，以電信管理論壇eTOM成熟框架為基礎(chǔ)，提出建立全球首個智慧城市運營領(lǐng)域國際標準——SCOM。

8月31日，2019中國500強企業(yè)高峰論壇 -- 大數(shù)據(jù)與新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)平行論壇在濟南隆重開幕。論壇舉行了全球首個智慧城市運營領(lǐng)域國際標準 ——《智慧城市運營框架》（Smart City Operations Map——SCOM）啟動儀式。

歷經(jīng)十幾年發(fā)展，智慧城市正從以建設(shè)為主轉(zhuǎn)向長效運營。浪潮集團2017年首次提出“智慧城市運營商”理念，以”云+數(shù)+AI”為基礎(chǔ)，通過市場化運營體制機制創(chuàng)新，聚合價值生態(tài)，賦智整合城市資源，面向公眾、企業(yè)、政府，提供綜合化、集約化、智能化的管理服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，拉動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展。

該框架是浪潮基于多年來智慧城市的運營實踐，參考TMF定義的eTOM最新19版本，擴展描述適用于智慧城市運營的商業(yè)流程規(guī)范。電信管理論壇（簡稱TM Forum 或 TMF）是一個非營利的全球著名數(shù)字經(jīng)濟協(xié)會和標準化組織，成員來自180多個國家超過850個會員單位，全球注冊專家超過95000名。TM Forum 提出的一系列標準框架，特別是eTOM商務(wù)過程框架已經(jīng)被國際主流電信運營商、IT設(shè)備商和軟件廠商廣泛接受，成為商業(yè)運營管理領(lǐng)域事實上的國際標準。

《智慧城市運營框架》國際標準主要包括：定義體系化的智慧城市運營全景視圖和智慧城市運營項目全生命周期過程；提出服務(wù)運營過程模型，面向公眾、企業(yè)、政府等相關(guān)方，明確主要端到端商業(yè)處理過程；描述智慧城市業(yè)務(wù)相關(guān)的全生態(tài)合作伙伴和供應(yīng)鏈管理，初步打通全生態(tài)價值鏈的商務(wù)過程。該標準將有助于政府和智慧城市運營方規(guī)范運營管理體系和商務(wù)過程，整合數(shù)字化城市資源，建立智慧城市合作生態(tài)體系，致力于向公眾、企業(yè)和政府提供有質(zhì)量保障的產(chǎn)品和服務(wù)。該標準對規(guī)范智慧城市運營流程，建立智慧城市運營生態(tài)體系起到關(guān)鍵支撐作用，為智慧城市、數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展注入新動能。

該國際標準已加入單位還包括中國信息通信研究院、中國移動研究院、北京郵電大學、中國城市科學研究會智慧城市聯(lián)合實驗室等。經(jīng)過TMF、ISO/IEC等國際專家評審，2019年7月23日SCOM立項獲得TMF正式確認，將于2019年底起發(fā)布第一個版本。

為智慧城市尋找最合適的存儲方案

攝像頭本身已成為智能計算設(shè)備，提供視頻分析和與不同系統(tǒng)和設(shè)備集成的能力。智能交通就是智慧城市應(yīng)用中將監(jiān)控和其他數(shù)據(jù)組合使用的潛在應(yīng)用之一。通過部署帶有目標監(jiān)測和識別分析功能的監(jiān)控攝像頭，交警可以自動檢測停滯的汽車、錯誤行駛和其他可能影響安全和行駛時間的事件。利用這種洞察力，城市管理部門可以利用交通管理或數(shù)字顯示系統(tǒng)提醒駕駛員注意潛在的事件，并引導(dǎo)他們繞路避開這些地點。

智慧城市更大的目標是提升效率、提高可持續(xù)性、推動經(jīng)濟發(fā)展，提高在城市生活和工作的人們的整體生活質(zhì)量。例如，政府相關(guān)部門可以使用在較長時間內(nèi)收集的交通數(shù)據(jù)來識別和緩解日常的出行瓶頸，減少擁堵時間和降低出對生活質(zhì)量的負面影響。而這些系統(tǒng)的核心是用于存儲所有這些數(shù)據(jù)的解決方案。

研究公司IDC預(yù)測，到2025年，全球累計的數(shù)據(jù)量將從2018年的33 ZB（33萬億千兆字節(jié)）增長到175 ZB。如上面的IHS Markit數(shù)據(jù)所示，這些數(shù)據(jù)很大部分將來自用于安全和商業(yè)智能目的IP監(jiān)控攝像機。因此，在很多情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供了將所有這些信息集成在一起的理想解決方案。由于人工智能強化了這項功能，如今的監(jiān)控解決方案能夠提供智慧城市所需的可行性見解和情報。

智慧城市應(yīng)用的核心是監(jiān)控存儲解決方案，這些解決方案能夠?qū)⑺羞@些數(shù)據(jù)整合到邊緣，以便進行即時分析和提供實時情報，并在后端環(huán)境中進行長期分析、總體趨勢和深度學習分析，使系統(tǒng)隨著時間的推移更加智能。這些強大的存儲解決方案旨在滿足智慧城市應(yīng)用的嚴苛要求，并提供許多其他有益于市政的功能。

在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能時代，設(shè)備生成比以往更多的數(shù)據(jù)，決策如何正確存儲所有這些數(shù)據(jù)至關(guān)重要。根據(jù)城市的需求，可用的存儲方式有不同的種類，例如邊緣存儲（靠近視頻或數(shù)據(jù)獲取的位置）、云（大型集中式后端存儲服務(wù)器或服務(wù)器），甚至兩者的組合，一些專家將最后這種方式稱為IT4.0。

對于擁有成百上千個攝像頭和物聯(lián)網(wǎng)傳感器的智慧城市，城市應(yīng)采用具有邊緣和云存儲雙重優(yōu)勢的多層存儲架構(gòu)。

這樣做的主要原因是，將大量視頻和數(shù)據(jù)不斷傳輸?shù)皆贫顺杀靖甙海⑶铱赡軙媾R嚴重的延遲問題。智慧城市的解決方案是在終端和邊緣部署整合、篩選和分析數(shù)據(jù)的技術(shù)，然后將相關(guān)警報發(fā)送到前端的視頻管理系統(tǒng)，以便進行審核和響應(yīng)。通過這種方式，數(shù)據(jù)可以快速處理、通知可以更及時地傳遞，從而提高公共安全水平。

例如，當市政攝像頭使用視頻分析或AI功能監(jiān)測到事件時，它可以向監(jiān)控或指揮中心發(fā)送警報，使警察能夠快速響應(yīng)。采用監(jiān)控優(yōu)化硬盤構(gòu)建的NVR設(shè)備允許指揮中心的調(diào)度員或操作員訪問事件視頻，以進一步評估狀況，并在警方前往該地點的途中，向其提供該事件的實時情報及可采取的行動信息。

對于提供更深入趨勢的存檔和分析，可以將視頻和數(shù)據(jù)上傳到云端，在那里云服務(wù)商利用高質(zhì)量的企業(yè)級和固態(tài)硬盤，確保來自城市物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的視頻和數(shù)據(jù)得到最完整的保護。例如，在集中式存儲環(huán)境中，通過分析從交通攝像頭收集的數(shù)周或數(shù)月的視頻和數(shù)據(jù)，可以識別整個城市的交通高峰時段和交通模式，使官員能夠做出能夠改善人們通勤狀況的決策，例如在某些交叉路口同步信號燈。

雖然這種多層的存儲方式很理想，但在某些情況下，它對于一個城市來說并不可行。網(wǎng)絡(luò)速度以及攝像機或傳感器與服務(wù)器之間的距離可能是阻礙云存儲的因素之一。網(wǎng)速慢和遙遠的距離可能會導(dǎo)致上傳或流化文件需要很長時間。此外，對于某些城市，月費也可能是阻礙采用云存儲的因素。因此，城市最終選擇的存儲模式不僅取決于應(yīng)用的目標，還取決于基礎(chǔ)設(shè)施和預(yù)算。

智慧城市應(yīng)用是全天候的，因此存儲解決方案必須始終以最佳方式運行。而且，硬盤確實會不時出現(xiàn)故障，因此城市必須做好應(yīng)對準備。嵌入式健康管理軟件可隨時監(jiān)測和分析硬盤運行狀況。這些解決方案應(yīng)用高級算法來監(jiān)測溫度、振動等異常，以限制性能降低情況并防止硬盤故障。通過部署這些解決方案，市政當局可以最大限度提升其硬盤的健康狀況和工作負載性能，以創(chuàng)建更高效的存儲解決方案，為改善城市運營提供更好的數(shù)據(jù)洞察。

即使擁有最可靠的健康監(jiān)測軟件解決方案，有時仍有意外事件可能導(dǎo)致硬盤故障。為做好應(yīng)對此類事件的準備，市政當局應(yīng)確保其系統(tǒng)存在冗余，并通過訂閱最多可以恢復(fù)2年數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)救援或恢復(fù)服務(wù)來擴大冗余。這些服務(wù)對于需要長時間存儲數(shù)據(jù)的執(zhí)法人員或其他相關(guān)人員尤其重要。

機器聽覺為智慧城市裝上“耳朵”

一直以來我們都在強調(diào)視覺系統(tǒng)在智慧城市中發(fā)揮的重要功能，如今，智能聽覺系統(tǒng)也將逐漸展開應(yīng)用。

智慧城市的感知神經(jīng)中，絕大部份來自于基于視頻監(jiān)控的視覺系統(tǒng)，聲音信息僅次于視覺信息量，將在智慧城市運營及管理的持續(xù)演進過程中承擔起不可或缺的角色。

相關(guān)政府職能部門對異聲檢測、城市噪音治理等方面的應(yīng)用有明顯的需求。比如交管部門對車輛鳴笛、改裝車噪音管控；城管部門對于城市噪音管理；住建部對建筑施工噪音的管理以及公安部門對于特殊人群聚集等這些都有很強的訴求。這些訴求將驅(qū)動聲學技術(shù)在實際應(yīng)用場景中作用方向，也蘊含著智慧城市、安防領(lǐng)域聲學技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

音頻雖然不是目前最主要的需求，但作為僅次于視頻的信息量最大的補充信息，智能音頻有望在未來3-5年內(nèi)成為第二大感知系統(tǒng)。

目前聲學技術(shù)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用仍然處于初步嘗試階段，市場上能夠提供相關(guān)技術(shù)方案的廠家并不多。深圳市微納感知計算技術(shù)有限公司（以下簡稱“微納感知”）是這方面的領(lǐng)先者。

現(xiàn)階段該公司主要先從交通領(lǐng)域的鳴笛管控著手，鳴笛抓拍系統(tǒng)可以通過專業(yè)聲學雷達，濾除環(huán)境干擾噪聲（車輛引擎聲、剎車聲、電動車鳴笛聲、建筑噪聲等），精準鎖定目標噪聲源位置，準確定位到違章鳴笛車輛，并將聲音可視化，為后臺智能管理系統(tǒng)提供直觀準確的車輛鳴笛執(zhí)法證據(jù)。

從成本角度來看，隨著安防整體解決方案日趨成熟，現(xiàn)在前端設(shè)備的成本已經(jīng)下降了很多。微納感知也在不斷嘗試，在保障產(chǎn)品和系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)TCO(擁有成本)的最優(yōu)化，即便是新建部署，也能讓用戶承受得起而不會成為負擔。

作為一家提供智能語音解決方案的企業(yè)，經(jīng)過六年左右的核心技術(shù)探索和積累，2018年微納感知正式進軍安防市場，目前已經(jīng)和部分安防廠家達成了合作，推出了包括公安監(jiān)所、交通管控、遠程教育、會議系統(tǒng)等細分領(lǐng)域的音視頻聯(lián)動產(chǎn)品和方案。

復(fù)雜場景下的聲音處理之所以此前一直沒有大規(guī)模應(yīng)用主要是因為技術(shù)實現(xiàn)上存在很大困難，首先要將聲音從復(fù)雜環(huán)境中清晰的采集下來，其次要分析聲音包含的信息，這些其實都非常困難。不過微納感知從2013年便一直專注于機器聽覺技術(shù)的研究，這其中的技術(shù)核心就包括麥克風陣列信號處理和基于AI技術(shù)的聲音內(nèi)容識別分析。

麥克風陣列信號處理技術(shù)主要包括回聲消除、噪聲&混響抑制等，將聲音清晰采集下來后傳送到后端人工智能引擎，然后基于AI技術(shù)展開聲音類型識別分析的應(yīng)用，比如識別槍聲、鳴笛聲、建筑工地施工噪音以及人聲聲紋檢測、連續(xù)語音識別等等。

現(xiàn)階段微納感知積累的技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)商用化，并在一些行業(yè)領(lǐng)域正在展開相關(guān)應(yīng)用。

聲音不同于視頻圖像信息，它是動態(tài)的且無形的，但是它跟視頻圖像的采集是類似方式，只不過視頻以幀為單位，而聲音是連續(xù)的。計算機視覺有典型的ImageNet數(shù)據(jù)集，聲紋數(shù)據(jù)集現(xiàn)在還比較少，主要是由像微納感知這樣的企業(yè)自主建設(shè)子集數(shù)據(jù)集，相信未來隨著業(yè)內(nèi)機器聽覺技術(shù)應(yīng)用的爆發(fā)，產(chǎn)業(yè)將會逐漸成熟。

而公安聲紋庫現(xiàn)階段也在逐步建設(shè)，還是會像視頻監(jiān)控人臉庫建設(shè)一樣分期進行，比如一期主要采集特殊人群的聲紋信息，二期才會建大量的常規(guī)聲紋信息庫，未來公民身份信息將會包含人像、指紋以及聲紋等。

聲學技術(shù)在智慧城市領(lǐng)域的應(yīng)用中，政府部門的需求引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)推動意義很大。目前相關(guān)落地應(yīng)用仍然依賴著產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用企業(yè)的推進，作為聲學技術(shù)方案提供商，微納感知已經(jīng)完成了技術(shù)研究的基礎(chǔ)工作，進入到應(yīng)用階段。人工智能和感知計算是我們國家的未來戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，聲學技術(shù)在智慧城市、安防、教育、金融等領(lǐng)域?qū)⒖赡塬@得大面積應(yīng)用，并以應(yīng)用促進產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的更為良性的發(fā)展。

視頻能夠完成城市監(jiān)控、特征識別、視覺獲取等方方面面的信息，而在眼睛看不到的地方，“聽覺”系統(tǒng)的補充將進一步豐富和完善城市感知系統(tǒng)的維度。從視聽交互、聲紋識別、聽覺判斷到語言學習，通過音視頻聯(lián)動，可以構(gòu)建起城市實時感知的“眼睛”“耳朵”，由此來進一步提升城市精細化管理水平。