AI和智慧城市標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)方案、機(jī)器聽(tīng)覺(jué)等新技術(shù)也不容忽視；同時(shí)，對(duì)運(yùn)營(yíng)的重視也必須提高到智慧城市的整體層面上來(lái)。

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(chǔ)方案、機(jī)器聽(tīng)覺(jué)等新技術(shù)也不容忽視；同時(shí)，對(duì)運(yùn)營(yíng)的重視也必須提高到智慧城市的整體層面上來(lái)。

怎樣按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)？

目前，全球大多數(shù)的智慧城市項(xiàng)目仍處于初級(jí)階段，地方政府缺少對(duì)智慧城市具體建設(shè)運(yùn)營(yíng)的過(guò)程參照，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)單位缺少規(guī)范的商務(wù)過(guò)程和最佳實(shí)踐參考，亟需一套商業(yè)運(yùn)營(yíng)和管理流程規(guī)范指導(dǎo)智慧城市建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。而現(xiàn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織關(guān)注智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系框架和底層技術(shù)層面，未涉及商業(yè)過(guò)程，中國(guó)智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系覆蓋智慧城市規(guī)劃、建設(shè)、評(píng)價(jià)，但未涉及智慧城市運(yùn)營(yíng)過(guò)程。為完善國(guó)際智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系，浪潮集團(tuán)結(jié)合智慧城市實(shí)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(gè)智慧城市運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)——SCOM。

8月31日，2019中國(guó)500強(qiáng)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(jì)南隆重開(kāi)幕。論壇舉行了全球首個(gè)智慧城市運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ——《智慧城市運(yùn)營(yíng)框架》（Smart City Operations Map——SCOM）啟動(dòng)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(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)。浪潮集團(tuán)2017年首次提出“智慧城市運(yùn)營(yíng)商”理念，以”云+數(shù)+AI”為基礎(chǔ)，通過(guò)市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)體制機(jī)制創(chuàng)新，聚合價(jià)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(shí)現(xiàn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，拉動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

該框架是浪潮基于多年來(lái)智慧城市的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐，參考TMF定義的eTOM最新19版本，擴(kuò)展描述適用于智慧城市運(yùn)營(yíng)的商業(yè)流程規(guī)范。電信管理論壇（簡(jiǎn)稱TM Forum 或 TMF）是一個(gè)非營(yíng)利的全球著名數(shù)字經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)和標(biāo)準(zhǔn)化組織，成員來(lái)自180多個(gè)國(guó)家超過(guò)850個(gè)會(huì)員單位，全球注冊(cè)專家超過(guò)95000名。TM Forum 提出的一系列標(biāo)準(zhǔn)框架，特別是eTOM商務(wù)過(guò)程框架已經(jīng)被國(guó)際主流電信運(yùn)營(yíng)商、IT設(shè)備商和軟件廠商廣泛接受，成為商業(yè)運(yùn)營(yíng)管理領(lǐng)域事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

《智慧城市運(yùn)營(yíng)框架》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要包括：定義體系化的智慧城市運(yùn)營(yíng)全景視圖和智慧城市運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目全生命周期過(guò)程；提出服務(wù)運(yùn)營(yíng)過(guò)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(guò)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(jià)值鏈的商務(wù)過(guò)程。該標(biāo)準(zhǔn)將有助于政府和智慧城市運(yùn)營(yíng)方規(guī)范運(yùn)營(yíng)管理體系和商務(wù)過(guò)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)規(guī)范智慧城市運(yùn)營(yíng)流程，建立智慧城市運(yùn)營(yíng)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(jì)的發(fā)展注入新動(dòng)能。

該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已加入單位還包括中國(guó)信息通信研究院、中國(guó)移動(dòng)研究院、北京郵電大學(xué)、中國(guó)城市科學(xué)研究會(huì)智慧城市聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等。經(jīng)過(guò)TMF、ISO/IEC等國(guó)際專家評(píng)審，2019年7月23日SCOM立項(xiàng)獲得TMF正式確認(rèn)，將于2019年底起發(fā)布第一個(gè)版本。

為智慧城市尋找最合適的存儲(chǔ)方案

攝像頭本身已成為智能計(jì)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(guò)部署帶有目標(biāo)監(jiān)測(cè)和識(shí)別分析功能的監(jiān)控?cái)z像頭，交警可以自動(dòng)檢測(cè)停滯的汽車、錯(cuò)誤行駛和其他可能影響安全和行駛時(shí)間的事件。利用這種洞察力，城市管理部門(mén)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(kāi)這些地點(diǎn)。

智慧城市更大的目標(biāo)是提升效率、提高可持續(xù)性、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)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(mén)可以使用在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)收集的交通數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別和緩解日常的出行瓶頸，減少擁堵時(shí)間和降低出對(duì)生活質(zhì)量的負(fù)面影響。而這些系統(tǒng)的核心是用于存儲(chǔ)所有這些數(shù)據(jù)的解決方案。

研究公司IDC預(yù)測(cè)，到2025年，全球累計(jì)的數(shù)據(jù)量將從2018年的33 ZB（33萬(wàn)億千兆字節(jié)）增長(zhǎng)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(lái)自用于安全和商業(yè)智能目的IP監(jiān)控?cái)z像機(jī)。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(qiáng)化了這項(xiàng)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(jiàn)解和情報(bào)。

智慧城市應(yīng)用的核心是監(jiān)控存儲(chǔ)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(jìn)行即時(shí)分析和提供實(shí)時(shí)情報(bào)，并在后端環(huán)境中進(jìn)行長(zhǎng)期分析、總體趨勢(shì)和深度學(xué)習(xí)分析，使系統(tǒng)隨著時(shí)間的推移更加智能。這些強(qiáng)大的存儲(chǔ)解決方案旨在滿足智慧城市應(yīng)用的嚴(yán)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(shí)代，設(shè)備生成比以往更多的數(shù)據(jù)，決策如何正確存儲(chǔ)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(chǔ)方式有不同的種類，例如邊緣存儲(chǔ)（靠近視頻或數(shù)據(jù)獲取的位置）、云（大型集中式后端存儲(chǔ)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(duì)于擁有成百上千個(gè)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(chǔ)雙重優(yōu)勢(shì)的多層存儲(chǔ)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?huì)面臨嚴(yán)重的延遲問(wèn)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(bào)發(fā)送到前端的視頻管理系統(tǒng)，以便進(jìn)行審核和響應(yīng)。通過(guò)這種方式，數(shù)據(jù)可以快速處理、通知可以更及時(shí)地傳遞，從而提高公共安全水平。

例如，當(dāng)市政攝像頭使用視頻分析或AI功能監(jiān)測(cè)到事件時(shí)，它可以向監(jiān)控或指揮中心發(fā)送警報(bào)，使警察能夠快速響應(yīng)。采用監(jiān)控優(yōu)化硬盤(pán)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(wèn)事件視頻，以進(jìn)一步評(píng)估狀況，并在警方前往該地點(diǎn)的途中，向其提供該事件的實(shí)時(shí)情報(bào)及可采取的行動(dòng)信息。

對(duì)于提供更深入趨勢(shì)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(jí)和固態(tài)硬盤(pán)，確保來(lái)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(hù)。例如，在集中式存儲(chǔ)環(huán)境中，通過(guò)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(shí)別整個(gè)城市的交通高峰時(shí)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(hào)燈。

雖然這種多層的存儲(chǔ)方式很理想，但在某些情況下，它對(duì)于一個(gè)城市來(lái)說(shuō)并不可行。網(wǎng)絡(luò)速度以及攝像機(jī)或傳感器與服務(wù)器之間的距離可能是阻礙云存儲(chǔ)的因素之一。網(wǎng)速慢和遙遠(yuǎn)的距離可能會(huì)導(dǎo)致上傳或流化文件需要很長(zhǎng)時(shí)間。此外，對(duì)于某些城市，月費(fèi)也可能是阻礙采用云存儲(chǔ)的因素。因此，城市最終選擇的存儲(chǔ)模式不僅取決于應(yīng)用的目標(biāo)，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(chǔ)解決方案必須始終以最佳方式運(yùn)行。而且，硬盤(pán)確實(shí)會(huì)不時(shí)出現(xiàn)故障，因此城市必須做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。嵌入式健康管理軟件可隨時(shí)監(jiān)測(cè)和分析硬盤(pán)運(yùn)行狀況。這些解決方案應(yīng)用高級(jí)算法來(lái)監(jiān)測(cè)溫度、振動(dòng)等異常，以限制性能降低情況并防止硬盤(pán)故障。通過(guò)部署這些解決方案，市政當(dāng)局可以最大限度提升其硬盤(pán)的健康狀況和工作負(fù)載性能，以創(chuàng)建更高效的存儲(chǔ)解決方案，為改善城市運(yùn)營(yíng)提供更好的數(shù)據(jù)洞察。

即使擁有最可靠的健康監(jiān)測(cè)軟件解決方案，有時(shí)仍有意外事件可能導(dǎo)致硬盤(pán)故障。為做好應(yīng)對(duì)此類事件的準(zhǔn)備，市政當(dāng)局應(yīng)確保其系統(tǒng)存在冗余，并通過(guò)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(lái)擴(kuò)大冗余。這些服務(wù)對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的執(zhí)法人員或其他相關(guān)人員尤其重要。

機(jī)器聽(tīng)覺(jué)為智慧城市裝上“耳朵”

一直以來(lái)我們都在強(qiáng)調(diào)視覺(jué)系統(tǒng)在智慧城市中發(fā)揮的重要功能，如今，智能聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)也將逐漸展開(kāi)應(yīng)用。

智慧城市的感知神經(jīng)中，絕大部份來(lái)自于基于視頻監(jiān)控的視覺(jué)系統(tǒng)，聲音信息僅次于視覺(jué)信息量，將在智慧城市運(yùn)營(yíng)及管理的持續(xù)演進(jìn)過(guò)程中承擔(dān)起不可或缺的角色。

相關(guān)政府職能部門(mén)對(duì)異聲檢測(cè)、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(mén)對(duì)車輛鳴笛、改裝車噪音管控；城管部門(mén)對(duì)于城市噪音管理；住建部對(duì)建筑施工噪音的管理以及公安部門(mén)對(duì)于特殊人群聚集等這些都有很強(qiáng)的訴求。這些訴求將驅(qū)動(dòng)聲學(xué)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中作用方向，也蘊(yùn)含著智慧城市、安防領(lǐng)域聲學(xué)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(bǔ)充信息，智能音頻有望在未來(lái)3-5年內(nèi)成為第二大感知系統(tǒng)。

目前聲學(xué)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(chǎng)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(jì)算技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)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(guò)專業(yè)聲學(xué)雷達(dá)，濾除環(huán)境干擾噪聲（車輛引擎聲、剎車聲、電動(dòng)車?guó)Q笛聲、建筑噪聲等），精準(zhǔn)鎖定目標(biāo)噪聲源位置，準(zhǔn)確定位到違章鳴笛車輛，并將聲音可視化，為后臺(tái)智能管理系統(tǒng)提供直觀準(zhǔn)確的車輛鳴笛執(zhí)法證據(jù)。

從成本角度來(lái)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(shí)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(huì)成為負(fù)擔(dān)。

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

復(fù)雜場(chǎng)景下的聲音處理之所以此前一直沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用主要是因?yàn)榧夹g(shù)實(shí)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(lái)，其次要分析聲音包含的信息，這些其實(shí)都非常困難。不過(guò)微納感知從2013年便一直專注于機(jī)器聽(tīng)覺(jué)技術(shù)的研究，這其中的技術(shù)核心就包括麥克風(fēng)陣列信號(hào)處理和基于AI技術(shù)的聲音內(nèi)容識(shí)別分析。

麥克風(fēng)陣列信號(hào)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(lái)后傳送到后端人工智能引擎，然后基于AI技術(shù)展開(kāi)聲音類型識(shí)別分析的應(yīng)用，比如識(shí)別槍聲、鳴笛聲、建筑工地施工噪音以及人聲聲紋檢測(cè)、連續(xù)語(yǔ)音識(shí)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(kāi)相關(guān)應(yīng)用。

聲音不同于視頻圖像信息，它是動(dòng)態(tài)的且無(wú)形的，但是它跟視頻圖像的采集是類似方式，只不過(guò)視頻以幀為單位，而聲音是連續(xù)的。計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(lái)隨著業(yè)內(nèi)機(jī)器聽(tīng)覺(jué)技術(shù)應(yīng)用的爆發(fā)，產(chǎn)業(yè)將會(huì)逐漸成熟。

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

聲學(xué)技術(shù)在智慧城市領(lǐng)域的應(yīng)用中，政府部門(mén)的需求引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)推動(dòng)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(jìn)，作為聲學(xué)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(jìn)入到應(yīng)用階段。人工智能和感知計(jì)算是我們國(guó)家的未來(lái)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，聲學(xué)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(jìn)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(shí)別、視覺(jué)獲取等方方面面的信息，而在眼睛看不到的地方，“聽(tīng)覺(jué)”系統(tǒng)的補(bǔ)充將進(jìn)一步豐富和完善城市感知系統(tǒng)的維度。從視聽(tīng)交互、聲紋識(shí)別、聽(tīng)覺(jué)判斷到語(yǔ)言學(xué)習(xí)，通過(guò)音視頻聯(lián)動(dòng)，可以構(gòu)建起城市實(shí)時(shí)感知的“眼睛”“耳朵”，由此來(lái)進(jìn)一步提升城市精細(xì)化管理水平。