未來已來?“城市大腦”交通系統深度研究

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智慧城管
億歐
嚴鵬健
2019-06-18 · 16:05
[ 億歐導讀 ] 2016年,“城市大腦”初次出現在公眾的眼前,短短三年時間里,它就從杭州市走到了全國乃至全世界的臺前。城市大腦做對了什么?本文將對該問題進行細致深入的探索。
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“城市大腦是杭州獻給整個世界的一個禮物,就像當年羅馬給了世界一個下水道,倫敦給了世界一個地鐵,紐約給了世界一個電網?!?/p>

—— 阿里技術委員會主席王堅

城市大腦不等于智慧城市,城市大腦和智慧城市的差異在于對數據的使用。智慧城市更強調基礎設施鋪設,通過硬件實現功能。城市大腦更多聚焦于數據的使用,希望利用數據創造新的價值。以交通為例,城市大腦重在挖掘現有攝像頭采集數據的價值,通過海量交通數據源的匯集、融合、存儲和分析,強化政府決策與資源配置能力,并實現異常告警、交通疏導和智慧調度等功能。

根據杭州市城市大腦規劃和阿里云公布信息,起初根植于交通領域的城市大腦,現已在交通以外的警務、旅游、醫療等多個領域進行了試點布局。未來,城市大腦計劃向更廣闊的城市治理領域擴張。

城市大腦發展歷程

  • 2016年3月,城市大腦在杭州啟動,由杭州市政府主導,包括阿里云在內的13家企業參與其中。城市大腦在誕生之初就已明確了它的使命,就是解決城市“四肢發達,頭腦簡單”的弊病。

  • 2016年10月,在杭州云棲大會上,城市大腦1.0版發布,引發了行業內外的廣泛熱議,當時各方關注的主要問題是城市大腦的作用、架構和它與智慧城市的差異。

  • 2017年11月,城市大腦與其余三家平臺一同入選“國家新一代人工智能開放創新平臺”名單,城市大腦在改善城市交通治理方面的成效得到官方認同。

  • 2018年5月,杭州市發布全國首個城市數據大腦規劃,時限為5年,規劃首次確定了城市大腦未來各階段的主要建設目標和應用領域(交通、平安城市、城管、旅游、醫療、環境、信用)。

  • 2018年9月,城市大腦發布2.0版。

  • 2018年12月,城市大腦(綜合版)發布,城市大腦步入3.0建設階段。

截至今日,城市大腦已覆蓋了杭州、通州、雄安、澳門、吉隆坡、蘇州、???、廣州、重慶、西安、福州、衢州、烏鎮等十余個城市。

杭州市城市大腦發展現狀

2019年5月23日,億歐智庫發布了《道阻且長,行則將至——2019年中國智慧城市發展研究報告》,報告聚焦于智慧安防、智慧交通和智慧社區落地應用情況,圍繞政策完整度、基礎設施與服務水平、應用落地實施進度三大標準,對北京、上海、廣州、深圳、杭州等智慧城市發展水平較高的城市進行了逐一評估。其中,杭州市以85.6分位居第二,在智慧交通領域應用落地排序中位居第一。

 中國智慧城市發展指數TOP5城市

相較于早在2011年就做好智慧城市發展規劃的上海市,杭州市在智慧城市建設規劃方面起步較晚,2015年杭州市經信委出臺了第一部智慧應用發展規劃:《杭州信息經濟智慧應用總體規劃(2015-2020 年)》。然而,在此后的短短幾年時間里,杭州市智慧城市建設水平就在城市大腦的輔助協同下,實現了高倍速增長。同時,城市大腦建設也由杭州市開始,向國內外的十余個城市擴散。

億歐智庫擬在智慧城市的報告基礎上,進一步拆分城市大腦深耕的杭州市交通系統,梳理關鍵技術要點,以解答一個重要問題,城市大腦是如何提高杭州市智慧城市發展水平的?

城市大腦背后的技術

2016年,源于王堅對城市數據治理的靈感,城市大腦雛形在杭州市誕生。參與城市大腦啟動階段建設的13家企業中,除去硬件廠商、運營商和政務信息化企業,其余企業表現出兩大共性,一是地域分布方面,以本地化企業為主;二是技術布局方面,企業在人工智能(視覺識別方向)領域擁有技術儲備。其余企業包括阿里云(杭州)、浙大中控(杭州)、??低暎ê贾荩?、大華股份(杭州)、依圖科技(上海)。

2019年,城市大腦開放生態吸引到的服務商數量進一步增加。據《城市大腦探索“數字孿生城市”白皮書》披露,全國范圍內參與城市大腦建設的企業中,人工智能獨角獸廠商即有數十家。除去上文提及企業外,還包括銀江股份、易華錄、上海電科、圖盟、商湯科技、東方網力、中興科創、浙大網新、泰瑞等主要企業,各企業基于在自身專長領域的經驗和技術儲備,紛紛投身于城市數據治理和公共服務改進浪潮。

其中,據杭州市數據資源局披露信息,在杭州市城市交通大腦建設中發揮了重要作用的單位包括:

  • 浙大中控:信號燈自動配時算法、綠波系統與重點車輛管控系統、交通大數據處理與分析。

  • 銀江股份:信號燈自動配時算法、城市交通畫像與交通健康狀況素描。

  • 大華股份:人車視頻結構化處理。

  • 數源科技:公交及新能源出租車物聯網設備供應、車輛信息處理與分析。

  • ??低暎?/strong>圖像視頻監控及存儲設備供應、編解碼算法、Smart視頻監控技術。

  • 阿里云:Maxcompute計算平臺、數據采集平臺、數據交換平臺、開放算法平臺、數據應用平臺。

  • 高德地圖:數據底盤(路網信息、人流軌跡、實時路況、政府開放數據等)、大數據處理與分析、公共服務系統。

為刻畫上述單位機器視覺能力,億歐智庫對榜單評測資料和相關學術論文資料進行了檢索整理。并從系統支撐角度上看,對底層阿里飛天云平臺架構進行了梳理。

KITTI榜單

KITTI榜單排序標準是計算機視覺技術在車載環境下識別立體圖像(stereo)、光流(optical flow)、視覺測距(visual odometry)、3D物體檢測(object detection)和3D跟蹤(tracking)等項目的性能。根據榜單項目成績排名,阿里巴巴iDST、AILabsX在行人識別、鳥瞰圖檢測項目表現突出,大華股份作為人車視頻結構化處理的主要單位,在2D汽車檢測、3D跟蹤、場景流量評估和景觀分割項目表現突出,二者技術方向相互補充,構成城市交通大腦強大的圖像和視頻分析能力。

KITTI榜單分項目排名

注:本文僅跟蹤iDST、AILabsX、DH-*名稱在榜單中的排序,原iDST已納入達摩院MIT機器智能技術研究院,未獲知其是否繼續參與KITTI數據集識別,以及其提交成績使用的名稱。

根據阿里云官方披露信息,上述行人檢測、車輛識別等技術已應用于城市交通大腦的建設之中。

機器視覺論文

億歐智庫對CVPR、AAAI、ACM-MM收錄的阿里系視覺識別相關論文進行了樣本搜集,論文研究方向主要是對車輛、行人的識別,以及識別效率及識別準確度的提升等方面。

阿里系視覺識別期刊論文

阿里飛天云平臺

阿里飛天云是阿里云開發的大型分布式計算系統,目前已發展至2.0階段。系統集成了阿里云在基礎設施、邊際網絡、系統適配、人工智能和公共云領域積蓄的全面技術能力,為城市交通大腦運行提供穩定、高效和安全的支撐。

阿里飛天云平臺系統架構

城市大數據具有多元匯聚、海量數據、大規模實時計算和數據敏感等特征,發展城市級大數據平臺的關鍵在于平臺的存儲、計算與安全能力。飛天云平臺在上述領域積累有豐富且擁有自主知識產權的技術儲備。

  • 盤古分布式存儲系統:EB級存儲,全球首個微秒級延遲,百億級IOPS公有云存儲集群。

  • Maxcompute大數據計算: EB級數據存儲,內建多種計算模型和服務接口,滿足廣泛的數據分析需求,一切服務“開通”即用。在速度、成本和存儲讀取能力方面均獲得過世界級競賽排序第一的成績,相較于Hive、Spark/SQL有巨大的速度領先優勢。

  • Blink流計算:實時數據洞察,關鍵性能指標為開源Flink的3-4倍,數據延遲降至亞秒~秒級,單個作業吞吐量達百萬(記錄/秒)級別,兼容各類云數據存儲系統。

  • 數據安全:超大規模的基礎防御能力,提供完善的數據加密、云防火墻、態勢感知等安全產品陣列,保護中國超過40%的網站,防御全國50%的大流量DDoS攻擊。

城市大腦四大能力

城市大腦將上述積累進行了落地應用,形成了以下四項核心競爭能力:

  • 城市感知能力:接入主流廠商的攝像頭、傳感設備和原有損壞較嚴重的SCATS配套地磁線圈等全量多維數據,依靠流計算能力和機器視覺能力,在不同視頻質量、光照、天氣、夜晚等條件下,對人、車、物和交通異常情況進行實時識別,形成對城市路況的全面認知。實現秒級報警、信號燈智能配時、智能誘導(高德地圖)等能力。

  • 全量數據平臺建設能力:實現上百PB數據的在線存儲和每日PB級別的計算吞吐能力,計算請求3S內響應,數據實時接入延遲低于200ms。打破數據孤島,實現多源數據融合分析,構建起了500多個指標的城市大腦指標體系,用以交通全局態勢刻畫,規律分析和精準管理。提升城市“數據密度”和“微粒管理”水平。

  • 城市交通協同和交通預測:根據全局實時路況預測未來交通網絡狀態。實現更優的城市管理、更高效的應急車輛導航、全局車輛調度和信號燈協同提供支撐。

  • 數據價值挖掘能力:基于彈性計算、數據底盤和開放生態,隨著數據的不斷累積,越來越多的企業和優秀人才得以加入,形成覆蓋視頻智能、數據智能和應用智能的城市大腦超市。

杭州市交通大腦收效

城市交通大腦應用于杭州市的效果直觀體現在效率的提升和服務的豐富上。

  • 信號燈智能配時:已覆蓋路口1300個,接入視頻4500路。路段通行速度提升15%。

  • 應急車輛一路護航:應急車輛到達時間節省50%。

  • 智能巡檢系統:覆蓋3400路監控球機,每2分鐘便對城市道路交通狀況進行一次掃描??筛檭芍匾晃\囕v,智能識別110種警情。主動報警,日均發現警情3萬余起,準確率95%以上。

  • 警力調配系統:通過手持終端,直接指揮杭州市200余名交警就近前往現場處置。

  • 公共交通工具調度:基于視頻、高德和運營商等數據,識別人群密集區域,測算所需運力,進行公交車班次規劃、出租車調度等,降低人群滯留率。

  • 人工智能公交線路:基于公交大數據,設計全新公交線路、包括站點設置、線路布置、首末班車時間、潛在客流分析、運營時間設定等。已開通兩路數據大公交。

  • 泊位全城共享:城市級共享泊位平臺,接入各類停車場庫泊位資源。市民通過支付寶或貼心城管應用即可預約停車,通過高德地圖獲得“車到位”的精確導航服務。

  • 武林智慧停車系統:包括智能停車誘導系統和無感支付系統,實時監測停車數量、空置率、周轉率,并基于數據智能預測下一時間段停車情況。

結語

城市大腦構想源于交通,但不會止于交通。多源數據融合和數據積累,必將引出更多奇妙的創想。除交通外,現在在杭州落地的還包括智慧警務(快感快知快處;天鷹全城檢索系統)、歡樂旅游(精準導流;在線一站式預定全流程旅游服務)、舒心就醫(先看病,后付錢)三大系統。同時,城市大腦還在人們看不見的地方,服務于城市的迭代規劃和轉型升級?;氐角拔膯栴},城市大腦是如何提高杭州市智慧城市發展水平的?綜合來看,城市大腦的競爭優勢在于全量多維數據融合、EB級數據存儲、高效與實時數據計算、領先的機器視覺能力、開放且易于接入的應用生態和豐富的用戶觸點(支付寶、高德地圖等)。

隨著《新型智慧城市評價指標(2018)》發布,各地城市大數據平臺部署擁有了具體明確的路徑。同時,各行業領軍企業如華為、騰訊、百度、京東、滴滴等在城市大數據平臺布局已陸續啟動,平臺建設預計將進一步加速。放眼未來,億歐智庫認為,秉持開放原則,熟知自身競爭優勢,并能夠將其應用落地的企業將會在城市大數據平臺競爭中勝出。

更多內容請下載完整版報告:《道阻且長,行則將至——2019年中國智慧城市發展研究報告》。

版權聲明

本文來源億歐,經億歐授權發布,版權歸原作者所有。轉載或內容合作請點擊轉載說明,違規轉載法律必究。

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