智能感知视频云在新型智慧城市中的应用研究

张百珂　王丽　何敬明

摘  要：近些年，随着大数据的快速发展，新型智慧城市的建设取得了一定的成效。作为智慧城市的重要组成部分，视频资源的应用给城市管理带来了极大的便利，智能感知视频云的应用更是使新型智慧城市的建设进入一个全新的阶段，但当前对视频资源的应用总体上还处于一个较低的水平。文章研究智能感知视频云系统架构及其在新型智慧城市中的具体应用，以期为新型智慧城市的精细化治理提供借鉴参考。

关键词：新型智慧城市；智能感知视频；视频云

中图分类号：TP391.4  文献标识码：A  文章编号：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

随着经济、社会的高速发展，大数据时代已经到来，城市管理对信息化的依赖程度逐渐增多，传统的、被动式的城市管理模式已经难以满足信息化社会的需求，城市管理工作所面临的压力也越来越大。城市管理手段和管理方式上的不足，很大程度上制约了城市管理工作的高效运转。由于常规管理手段难以较为全面的覆盖，导致管理上存在一定的盲区，城市管理上较为被动。近年来，随着新型智慧城市建设的推进，城市管理的各方面都有了很大程度的提高，同时，也改善了城市居民的生活方式、生活质量。新型智慧城市是集感知、分析、判断、处理于一体的智能型城市综合体[1]。目前，城市管理中视频资源的智能应用水平还不高，普遍存在对视频资源仅存储和查看的状态，缺乏对视频资源的综合分析和场景应用。然而，智能视频云则能够有效地解决上述问题，能够充分利用视频资源之间的共享和视频能力的开放，通过相关的信息资源服务平台进行视频资源的应用支撑。智能感知视频云则是新型智慧城市的一双眼睛，在城市的发展过程中扮演着举足轻重的作用，能够将其所看到的内容进行不断的分析、研判，对出现的问题进行及时的预警，尤其对于常规管理的一些盲区，能够发挥更加有力的作用，提升城市运行的感知力、基层资源的配置力、异常情形的预测力和突发事件的干预力，最终提升新型智慧城市智慧监管能力。在智慧城市建设中，要想更好地发挥智能视频云的作用，就需要考虑智能视频云的规划：要构建智能感知视频云平台的基础平台和应用平台。除此之外，还要考虑智能感知视频云系的统架构，主要包括信息采集层、网络传输层、基础服务层、系统应用层四个层级以及安全保障和运维管理两个体系。所以，为了更好地利用视频资源解决城市治理问题，本文对智能感知视频云平台进行介绍和应用分析。

1  城市智能感知视频云定位

目前，视频资源已经应用在了城市管理中，但是多为对视频的简单查看和存储，现阶段对于视频资源的智能应用还处于低水平状态，缺乏一些强大的视频资源分析手段，没有较强的信息共享应用手段。智能感知视频云通过将视频图像资源与其他信息资源服务平台进行信息资源的共享交换，能实现对众多视频资源应用能力的开发，从而支撑智慧城市建设中对城市管理以及社会治理的智能化。实际上，在智慧城市建设中，城市大脑是智慧城市的指挥中枢也是核心內容，而视频资源就是城市大脑的一双“眼睛”，能够感知城市的状态和各种事件。智能感知视频云平台就是智慧城市重要的视频感知部分，在目前视频应用规模逐渐扩大的趋势下，就要求智能感知视频云要具备视频大数据信息的采集、分析以及综合分析能力，及时为城市管理提供大量的视频应用支撑。

2  平台总体应用框架

本文所介绍的智能感知视频云平台主要由四个基础平台和两个应用平台组成。其中，四个基础平台包括：基础视频应用平台、视频资产管理平台、视图智能引擎平台和视图智能应用平台。这四个基础平台组成的基础部分为应用平台提供算力、算法支撑。两个应用平台包括资产管理平台和能力开放平台，分别对视频资产和视频能力进行应用。城市智能感知视频云平台的总体架构如图1所示。

2.1  基础视频应用平台

基础视频应用平台主要负责提供视频资源的接入能力，完成接入视频资源与视频网视频平台的对接，并提供视频存储能力、转发能力、存储服务、视频标签等。包括一些人员卡口视频资源接入、电子围栏数据接入、报警资源联动、视频转发、视频存储及地图联动，可以根据不同的需要场景将所需要的视频资源部署和应用。

2.2  视频资产管理平台

视频资产管理平台分为运维平台和一机一档平台两部分，负责视频标准化治理、场景化管理，以及在离线状态、视频质量运维等。包括视频设备的规划、设备的管理、设备的接入以及视频资源质量的管理和运维，从而实现视频设备全生命周期的管理。

2.3  视图智能引擎平台

视频智能引擎平台主要包括管理GPU分析服务器，管理各种算法，对算法进行编排和管理，该平台为智能视频感知视频云平台的核心平台。算法仓库负责提供各种算法算力，提供算法调度功能和算法编排功能，完成具体的任务调度和视频资源的调度。

2.4  视图智能应用平台

视图智能应用平台：主要是对各种视频资源进行智能化应用，包括人像应用、车辆应用及结构化应用功能。

2.5  资源管理平台

资源管理平台：主要是统筹管理各种资源，实现各种资源的统一管理。包括设备管理、智能应用管理、智能算法管理、用户管理、组织管理、权限管理、日志中心、运维中心等。

2.6  能力开放平台

能力开放平台：对所有数据进行综合应用展示，提供基础视频应用能力，具有视频申请审批流程、算力申请审批流程、解析任务管理、事件预警等功能，并能够提供视频资源运营中，统一展示全市视频资源点位分布、接入情况、算法目录、解析任务、算力资源、支撑业务等全局概况。

3  平台系统架构

智能感知视频云系统架构是基于智慧城市的体系构建，以国家和地方相关规范、标准体系为基础，以运行维护和安全保障体系为支撑的层级架构，整体架构自下而上包括信息采集层、网络传输层、基础服务层、系统应用层四个层级。另外，还包括安全保障和运维管理两个体系[2-4]。具体架构如图2所示。

3.1  信息采集层

信息采集层由各种感知设备及无线传感网组成，包括移动监控视频、公安机关掌握的视频资源以及社会层面的各种资源。通过对视频资源的采集，实现了对城市数据的汇聚及分类。信息采集层能够充分利用各种传感设备实现对城市进行全方位实时监测监控[5，6]，并通过视频传输网络将视频、图像数据汇聚并上传到数据中心平台。

3.2  网络传输层

网络传输层支撑着前端视频采集设备的接入以及数据的传输，是连接信息采集层与基础服务层，并且承载监测数据、视频数据、业务数据、控制信令的重要通道。网络传输层的建设目标是在现有网络资源的基础之上不断地进行视频资源的优化升级，建设一个支持多终端设备接入的、信息安全的、有QoS保障的、互联互通的、技术先进的网络传输层。

3.3  基础服务层

基础服务层是智能感知视频云平台的服务支撑层，包括系统管理、用户管理、资源管理、视联网平台等。基础服务层为上面系统应用层提供数据支撑服务，同时对接下面的信息采集层的监测监控数据。智能感知视频云平台的所有数据都会在该层上进行统一的存储、建模、检索、分析以及发布和管理，并可以为不同的业务之间提供数据共享交换。同时，该层还能够在应用系统层实现业务的连贯性以及访问的统一性，主要是通过为应用层提供地理信息服务、工作流服务、数据访问服务、视频解码服务以及统一权限管理服务等来完成的。

3.4  系统应用层

系统应用层是直接面向最终用户的，是城市感知的全能平台。由多个应用系统组成的综合性层次，主要是基于应用支撑平台层服务的。该应用层中包含视频综合治理平台、智能AI分析中心、视频云汇聚平台以及人像對比服务等系统，能够满足政府各部分对城市治理的需求。

3.5  安全保障体系

安全保障体系为智能感知视频云平台提供安全保障，主要包括应用安全、云安全、数据安全以及网络安全，通过先进的安全技术架构，形成能够覆盖虚拟化安全、云管理安全、网络安全、数据安全以及应用安全等多个维度的立体式安全防护模型。

3.6  运维管理体系

建立智能感知视频云平台的运维管理体系，包括资产管理、用户管理、终端管理、网络管理、应用管理、数据管理及安全管理等。通过项目审核、指导，规范城市公共安全视频建设、联网和应用工作，保障全市公共安全视频图像信息资源的“全时可用”。

4  应用及测试结果

智能感知视频云平台是基于计算机视觉技术对所获取的视频图像内容进行智能分析，提取场景中的关键信息，并形成相应事件和告警的监控方式，是新一代基于视频内容分析的监控系统。实现自动发现、自动告警、行为预警等智能化识别[7-9]。基于以上对城市智能感知视频云平台的设计，本文利用该平台对城市管理中的流动摊贩管控、机动车违停检测以及电瓶车违规入梯场景进行实际的测试与验证，具体的测试结果如下。

4.1  流动摊贩管控场景

在城市已划定禁止摆摊设点的区域，当有商贩在该区域内摆摊设点时如果超出系统设定报警时间就会自动预警，并以报警的方式通知平台，现场抓拍的照片、人脸照片、视频以及报警记录都将汇总成证据链，以备查证。通过对已掌握的无照摊贩进行建库，结合人脸识别技术，对摊贩人脸抓拍，进行预警并提供身份、轨迹信息，明确屡犯人员，为执法提供指导。图3为流动商贩占道经营检测结果。

4.2  机动车违停检测

在城市中已划定禁止停放车辆的区域，当有车辆在该区域內停车时如果超出系统设定报警时间就会自动预警，并以报警的方式通知平台，现场抓拍的照片、车牌信息、视频以及报警记录都将汇总成证据链，以备查证，极大地方便了对机动车乱停乱放的管理，图4为机动车违停检测结果。

4.3  电瓶车违规入梯

城市中电瓶车充电具有极大的安全隐患，瞬间会发生爆燃，后果非常严重，当平台检测到电瓶车进入电梯后前端摄像机白光闪烁预警，并联动语音进行告警，播放阻止电瓶车进入的语音[10，11]。保安在值班室发现有电瓶车进入后，也可以立即发起远程对讲，提醒相关人员，有效制止电瓶车入梯。事后可以根据前端通道、录像类型、时间，快速检索相关的图片或录像，回溯报警事件。图5为电瓶车违规入梯检测结果。

4.4  平台及APP应用

城市智能视频云感知平台提供报警实时弹窗、视频复核、远程对讲，同时APP实现远程报警推送（电话、短信服务选配），方便随时随地查看报警情况及快速处置。系统将记录所有的报警信息，方便事后追溯。应用界面如图6所示。

5  结  论

综合上述内容，智能感知视频云系统能够通过所感知的城市各类信息，针对不同的场景进行综合分析、研判，及时发现存在的问题，及时推送预警消息。通过采用云计算大数据智能视频分析等最新的技术，凸显出智能感知视频在智慧城市建设中作为城市视频感官系统的智能化应用，能够为城市管理和民生服务提供更好的服务，让城市更加的智慧化，为新型智慧城市的建设提供强有力的支撑。

参考文献：

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作者简介：张百珂（1986—），男，汉族，山东济宁人，大数据系统开发工程师，硕士研究生，主要研究方向：大数据、电子信息、智慧城市建设；王丽（1989—），女，汉族，山东临沂人，助理讲师，硕士研究生，主要研究方向：计算机、数学等方面；何敬明（1989—），男，汉族，山东济宁人，系统集成项目管理工程师，本科，主要研究方向：大数据、信息化、智慧城市建设。

收稿日期：2023-06-15