如何用智能有效感知城市？城市大腦三大AI產品來了

阿里妹導讀：在近期舉辦的雲棲大會南京峰會上，達摩院機器智能技術實驗室副主任華先勝發表了《城市數字化轉型——城市大腦》的主題演講，公開了城市大腦三大AI產品，並分享了他對城市大腦未來的三大思考。下面讓我們一起來回顧。

華先勝：城市大腦經過兩年多的發展，連續克服了很多技術的困難和非技術的困難，積累了大量的技術、產品和解決方案。城市大腦解決的是什麼問題？除了城市的數字化、數據的匯聚，更重要的是怎麼挖掘城市大量數據的價值。今天的AI技術，計算能力，城市裡不斷增長的數據，給我們提供了這樣的基礎條件，使得我們可以充分挖掘這些數據的價值，改變這個城市的治理方式，從而改變我們的生活方式。

過去，城市有效感知存在三個問題

城市數字化轉型的第一步就是對城市的有效感知。我們想用智能改變它，首先要對這個城市做一個合理的、有效的感知。過去的感知手段存在三個問題：

第一個，盲人摸象。現在有很多局部的感知手段，例如線圈，卡口相機、GPS軌跡等，但是這些感知手段都是局部的、殘缺的。而視頻數據，作為對整個城市的非常全面的感知數據，沒有被充分利用起來。

第二個，我們雖然有了攝像頭，但對城市的了解還是很有限的。城市裡部署的攝像頭裡面，有非常大的一部分沒有智能功能，即使是有智能的，受其計算能力和演算法能力的局限，對城市的感知理解也非常有限。

第三個，對城市的感知無法發現事件背後形成的原因，所以我們稱為霧裡看花。實時的、全局的視頻信息沒有被運用起來，這是主要的原因。

城市中的視頻數據跟其他數據不一樣在於它是象素。

首先要分析、感知、了解我們的攝像頭看到了什麼，包括人、車、事、物。這些都知道後，我們就可以做下一步的決策和優化。例如事件、事故的快速報警。如果發生了交通事故，我們馬上就可以感知到並進行處理。對於嚴重的交通事故，我們可以第一時間知道，並指派醫療資源到達現場，幾分鐘時間的節省可能就可以挽救生命。

接下來是決策和優化，有了對城市交通流量、交通事件等全面、實時的感知，讓我們可以對整個的交通組織進行優化，提升通行效率。另外，全面實時的感知，可以使得城市裡面的數字信息達到一個可搜索的級別，我們可以對特定的對象進行實時查找和搜索，如對肇事逃逸車輛的追蹤，對失蹤人員的查找。

最後是預測和干預。根據當前交通流態勢以及其他大量多模態的數據，我們可以預測交通的變化趨勢，比如說十分鐘以後車流是什麼樣子？甚至可以做更長時間的預測，比如根據明天的天氣狀況和城市裡的大型活動情況，可以對明天交通事件、事故的概率做一個預測，以及哪些路段擁堵的時間會超過1個小時，有了這些信息交通管理部門就可以做進一步的干預。比如針對某些情況可以做一些預先的資源分配，加大警力投入，也可預先對周邊的交通流進行控制，不讓這些壞的情況發生。

所有的這些就是利用AI的能力讓城市具備智能，給城市裝上會思考的大腦，這也是為什麼我們叫城市大腦而不是叫智慧城市的原因。

城市大腦三大AI產品：天曜、天鷹、天機

城市大腦「天曜」：對城市裡面的交通事件、事故進行全方位的實時感知，全時全域自動巡邏報警。天曜，曜是什麼意思？日月金木水火土七星，代表一周的七天，一天24小時，全方位代替交警巡邏。它使用的是城市裡面大量沒有智能分析功能的攝像機，利用雲計算、深度視覺等技術使得這些沒有智能分析功能的相機具備了對城市交通事件、事故全方位的實時感知、報警的能力。

舉個例子，有車和行人相撞的交通事故、或者路口交通擁堵，對於這些異常情況，「天曜」都可以及時發現並告警，交警指揮中心接到告警後可以快速的對異常交通情況進行有效處理。「天曜」不僅能發現空間維度的異常，也能發現時間維度的異常，比如有一個地方每天的報警次數非常多，實際上可能是某些交通組織或設施存在問題，比如車道設置不合理。「天曜」發現了很多這樣的案例，線下交警做了處理，報警的次數明顯下降。很有意思的是，每一項措施實施後，對交通的改善是否有效，我們馬上就能知道。

這是在杭州城市數據大腦做的一個實踐，用機器視覺技術代替交警巡邏，而且是全天24小時不間斷地工作，這樣就可以節省大量的警力，釋放的警力可以放到更有價值的工作上去，進一步提升警務效率，比如對大量警情的處置，對交通異常狀況的快速排除等。

「天曜」裡面使用的物體檢測技術具備非常高的精度，即使是標清模擬設備或夜間低照度下，也能正常工作。這裡面使用的技術，在KITTI比賽上拿到了第一名，包括車輛的檢測、行人的檢測一直保持在第一名的位置。另外，異常事件發現的技術，也是公開發表的，大家有興趣可以看我們在ACM MM上發表的論文，這個也是我們實踐產品中的一個秘密武器。

城市大腦「天鷹」：96%+，世界第一的行人識別準確率 。對於城市的視覺信息，我們有非常豐富的經驗，差不多20年的圖像搜索 經驗，包括通用圖像搜索，電商圖像搜索和城市大規模視覺搜索等。「天鷹」這個產品裡面有兩大核心問題：一是怎麼處理這個城市的海量數據？二是怎麼描述我們索引的對象，比如怎麼描述一個人？這個產品的學術名字叫做「漸進式視頻搜索引擎」，通過人和機器的交互，快速實現對特定對象的定位。比如查找失蹤人口，追蹤肇事逃逸車輛等。

其中的基礎技術是行人識別，今年年初我們也拿到了世界上這個方面一個知名數據集上第一名的成績（行人重識別數據集 Market 1501），達到了比人還要強的識別能力。人的能力是94%，我們可以做到96%以上。例如，如果有人走丟了，我們可以用這套系統，快速定位出他的行動軌跡。

城市大腦「天機」：預測城市車輛、行人流量。這是一個產品預告，還沒有正式發布，和江蘇有關係，因為這個產品是在蘇州做出來的，是實時車流以及人流的預測。有了這套系統，我們就可以知道十分鐘、二十分鐘、一個小時以後車流是什麼樣子，我們可以做更好的導航、管控和預警。我們命名叫做「天機」，可以通過這套技術知道未來發生的趨勢。

城市大腦未來的三大思考

剛才講的是三個基於視覺和視覺大數據的產品，我稍微拉回來一點，再講講城市大腦的整體想法。

第一個是，城市大腦的核心是使用不斷發展的AI技術和計算能力，去挖掘城市裡面不斷增加的大量的數據的價值，這是它的核心。

第二個是，它做的事情是人類無法完成的，因為計算的複雜度、問題的複雜度、數據的複雜度和數據量，是無法通過人腦直接來完成的。所以，我們有時候也可以把它叫做「機器智能」，來實現人力不可完成的任務。

第三個是，我們相信這樣的系統將來會成為城市的基礎設施，就像水、電一樣，成為城市不可缺少、不可替代的一部分。

正因為這樣的特點，城市大腦也被科技部選中為國家首批四個人工智慧開放創新平台之一。這個平台包括了底層計算平台，數據智能，智能應用，以及各行業應用，包括交通、安全、甚至將來有環境、醫療、通訊、工業等等。我們既搭建這個舞台，也有部分優秀的演員在這個檯子上表演，同時這裡有更廣闊的空間，圖上這個大三角中淺色的部分就是指整個平台的開放部分，我們希望有更多的第三方、各行各業的合作夥伴一起來共同建造城市大腦，為城市的變革提供更多的智能、更多的驚喜。謝謝大家。