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面向智慧城市的AI视频分析平台建设与运维智能化研究

张君捷
  
天韵媒体号
2025年46期
上海信产管理咨询有限公司 200090

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摘要:本文分析了智慧城市AI视频分析平台建设的背景和意义,并对平台的运维智能化做了进一步研究。同时借用上海市崇明区视频数据资源管理平台信息化建设项目,验证了智慧城市的AI视频分析平台建设与运维智能化的可行性。另外还结合项目监理实践,从风险控制、质量保障与进度管理三方面,提出了智慧城市项目中技术与管理的融合策略,验证了监理工作在技术合规性、成本优化及资源协调中的关键价值。为其他智慧城市建设同类平台提供了经验。

关键词:视频数据平台 AI分析技术 信息化监理 智慧城市

0 引言

近年来随着我国城市化规模的不断扩大,各城市经济迅速发展。随之而来的,是越来越多的应用数据带来的管理不足的弊端。尽管在国家和相关政策的驱动下,视频监控、智能安防和计算机视觉等相关行业发展迅猛。但是传统视频监控系统存在显著瓶颈:资源分散,各政府部门独立建设系统,形成数据孤岛,跨区域调取困难;各项标准都不一,设备厂商庞杂,协议私有化问题突出,导致联网接入复杂化;运维低效,依赖人工巡检和故障上报,一些视频质量异常的问题难以及时发现,难以满足城市治理实时性需求。这些问题均加剧了管理成本,制约了视频数据的共享价值与应急响应。

本文以上海市崇明区视频数据资源理平台项目为研究对象,该项目通过建设区级视频数据资源管理平台,汇聚本区各乡镇、各委办局视频资源,为全区提供视频数据资源共享服务。然而,智慧城市的概念并非能一言概之,特别是本项目的复杂性要求技术实施与全流程管理深度融合。故作为项目监理方,需在技术方案可行性评估、供应商资质审查、风险预警等环节发挥专业化制衡作用,避免因架构缺陷或合同漏洞导致项目延期或成本失控。

1 项目概况

本项目为上海市崇明区视频数据资源管理平台,此平台用于满足乡镇、委办局等单位的已有视频监控资源的接入和管理。新建视频数据资源管理平台设计支持全区的8万路视频接入理能力、1000路并发的能力,其中400路非国标码流转国标码流的转码能力。该平台建设完毕后先期接入约54家单位的34014路视频,后期随着崇明区各单位新建视频图像资源的增加而分批接入该平台。

该平台为了将公安、政法委、教育局和水务局等二级视频汇聚平台和各乡镇NVR的公共区视频资源接入到区级视频数据资源管理平台,实现视频资源共享统一管理,计划实现以下五大目标:

1、建设崇明区视频数据资源管理平台。

2、保护已有投资,实现视频资源“应归尽归”的整体目标。

3、实现视频编码标准化的目标。

4、实现视频质量全量、定时监测的目标。

5、实现安全等保二级防护的目标。

2 平台建设架构与关键技术

2.1 视频数据资源管理平台架构

视频数据资源管理平台的分层设计主要包括接入层、数据层、服务层和展现层,如图1所示。

设备、平台的接入层主要负责国标设备接入服务、非标设备接入服务、RTSP接入服务、监控平台接入服务等。数据层的主要作用是通过数据库存储平台内的节点数据、用户数据、资源数据、权限数据等,通过存储文件系统实现视频数据存储;此外数据层也支持存储定时录像,报警录像等数据。服务层的功能有:中心管理服务,此项服务支持标准信令传输;另外还有诸如统一配置服务、统一认证服务、权限控制服务、媒体转发服务、国标转码服务、视频存储服务、视频点播等服务。展现层则负责应用接口服务,支持的接口有国标接口、HTTP接口、SDK等。

视频数据资源管理平台建设完成后可接入管理8万路公共区域视频资源能力、1000路视频并发能力、400路非国标码流转国标码流能力和10套小众视频监控品牌通过SDK方式对接接入的能力。其核心模块包括视频管理、流媒体转发、非国标转码、安全防护等。

2.2 基于AI的视频分析技术实现

本项目在视频数据资源管理平台建设中,AI视频分析技术的核心目标是通过智能化手段解决传统视频监控系统在质量检测、场景化应用及数据标准化中的痛点。具体实现路径如下:

1、视频质量智能诊断算法:针对视频资源调用过程中频繁出现的黑屏、卡顿、画面模糊等问题,此平台引入了基于深度学习的视频质量诊断算法。通过构建多任务卷积神经网络模型,平台能实现对视频流进行实时分析,同时检测信号丢失、亮度异常、对比度失衡、画面冻结等常见故障。目前平台关于此功能,已实现对13092路非国标视频的全量、定时监测,确保能够通过平台调用共享视频资源时不卡顿、不黑屏和不丢失。

2、多维度分析场景开发:此部分主要通过以下几个部分实现。重点区域行为识别,通过目标检测与轨迹追踪算法,对交通卡口、水务设施、校园周边等公共区域的人员聚集、车辆违停、异常入侵等行为实时预警。经对崇明区水务局的调研,目前水务局通过分析330路并发视频,已实现对各重点水域、河道的非法排污行为的自动识别与联动处置。视频结构化分析,通过提取视频关键信息,并与公安、城运中心数据库联动,可支持案件追溯与应急调度。传统监控系统可储存30天录像,现在结合AI检索技术可将查询效率提升80%。

3、智能视频分析:如图2所示,此功能的实现可分为应用端、能力调用服务、数据同步服务和视频处理服务四大部分。首先通过在中心和边缘集群分布式部署的视频处理服务,对前端摄像头回传的视频流数据进行解码和抽帧,将采集到的待识别图片存入redis集群,同时将分析任务的关键信息存入rabbitMQ等待处理。数据同步服务将待执行的任务和图像实时同步至主节点,然后通过能力调用服务完成智能视频分析。

3 运维智能化研究与实现

此平台以“全量感知、精准诊断、自动响应”为建设目标,故运维智能化基于大数据与AI技术构建多层架构,覆盖设备监控、故障诊断、日志分析及自动化处置全流程。智能运维系统架构设计分为四层:数据采集层、数据分析层、决策相应层、展示层。

数据采集层:此部分通过代理与免代理方式,实时采集平台侧与分支侧设备的运行状态数据,平台侧包括376台网络设备,分支侧的设备有8万路摄像机、530套NVR。采集的数据包括在线率、CPU/内存负载、带宽占用率、视频流质量参数等。

数据分析层:这个部分需要实现的功能为,部署视频诊断系统与网络运维管理系统。前者基于规则引擎与机器学习模型分析视频质量异常,后者通过拓扑映射与流量探针监测网络链路健康状态。

决策相应层:可通过预设阈值与历史数据训练预测模型,自动生成告警并触发修复动作。

展示层:此部分与视频平台的展现层类似,功能是通过可视化大屏与移动端,呈现设备在线率、故障分布、修复进度等关键指标。

4 项目监理与实施保障

除了上述平台相关实现技术外,这个过程信息化监理的工作也不容忽视。在本项目的建设中,监理工作贯穿项目全生命周期,通过风险控制、质量保障与资源协调三大核心策略,确保技术方案落地与合规性目标的实现。本节内容结合上海市崇明区视频数据资源管理平台项目,系统阐述监理工作的实施路径与成效。

4.1 风险控制与合规保障

监理方在项目初期即介入技术方案评审与供应商资质审查,识别潜在风险并提出针对性解决方案。例如,针对崇明区视频平台需接入8万路异构视频资源的挑战,监理方发现非国标设备占比高于预期,存在协议兼容性风险。为此,提出“转码服务器+SDK混合接入”方案,通过400路非国标码流转码能力与10套小众品牌SDK对接,既保护了既有设备投资,又实现了全区视频资源的标准化整合。

此外,为确保此项目符合国家信息安全标准,以及保证数据隐私法规和行业规范合法合规。监理方通过核查数据存储是否满足国产化要求,来规避法律风险。具体做法为,监理联合技术团队,部署综合日志审计系统与漏洞扫描模块;并通过技术、流程、合规的多维度监督,弥补用户单位技术能力不足,以达到专业化制衡的目的。

4.2 质量与成本的动态平衡

技术把关与成本控制是监理实现质量与成本的动态平衡的核心手段。

技术把关方面,在崇明区视频平台项目中,监理方通过代码审查大大提升了单元测试覆盖率,并对流媒体转发模块进行1000路并发压力测试。测试通过模拟高并发场景,发现峰值负载下存在CPU占用率超标的隐患。故监理方要求技术团队优化负载均衡算法,最终大大提升了系统的稳定性。

成本控制方面,监理则通过严格监控变更流程,防止需求随意变化。例如驳回部分委办局随意增加功能的请求,此举成功避免开发成本超过预期合同价,实现了质量与成本的双重优化。

4.3 进度与资源的科学管控

监理方采用甘特图与燃尽图实时跟踪项目里程碑节点,建立风险预警机制。此举不仅能预警延期风险,还能实现全过程进度把控。例如,在公安监控系统接入阶段,发现因端口冲突导致数据局平台无法调取实时视频流,监理方紧急启用政务云备选方案,保障了“一网统管”场景的如期上线。此外,通过整合全区376台网络设备的监控权限至统一运维平台,减少重复采购成本,并优化存储资源配置,针对200路重点视频节点设计260.2TB存储系统,较传统方案大大节约了存储空间,显著提升资源利用效率,确保投资转化为实际效益。

5 应用效果

这个面向智慧城市的AI视频分析平台建设与运维智能化的建设,在上海市崇明区顺利完成。其成效主要体现在社会效益与经济效益两方面。

社会效益:平台成功接入全区54家单位共计34,014路公共区域视频资源,覆盖公安、政法委、教育局、水务局等二级分平台及乡镇NVR设备,应归尽归,实现了“全网共享”目标。此外平台还通过政务外网与专线网络,城运中心、水务局等单位可分别调用400路、330路并发视频,支撑“一网统管”场景化应用,显著提高了突发事件响应效率。

部署视频诊断系统后,平台能全量定时监测8万路视频质量,对信号丢失、画面模糊等13类故障实时告警,实现故障修复周期压缩至5个工作日内。此举解决了以往跨部门调用卡顿、黑屏问题,确保“视频不卡顿、不丢失”的承诺兑现。另外平台还通过等保二级防护体系,实现网络入侵检测、运维操作溯源等功能,满足了《公共安全视频监控联网信息安全技术要求》中对数据安全的核心要求。

经济效益:通过监理方的动态成本控制与资源协调,这个平台利用现有4家二级分平台,即公安、政法委、教育局、水务局,以及622台NVR设备建成,避免了重复建设,大大节省了项目的设备改造费用。并通过相关国标协议对接与400路非标转码能力,节省了大量设备改造费用。网络运维管理系统则实现了全区376台设备的统一监控。存储资源也进行了优化,平台针对200路重点视频节点,设计了260.2TB存储系统,支持30天全时段录像追溯,减少冗余存储投入,大量节约了成本。

6 结论

本文主要针对智慧城市对AI视频分析平台建设需求与运维智能化需求,进行了探讨。文中提出了此类平台的建设架构与关键技术,并创新性的提出了智能化管理此平台的运维思路。全文通过崇明区视频数据资源管理平台信息化项目,验证了技术的可行性与智能运维的实践价值。

研究证明,智慧城市项目的成功不仅依赖技术创新,更需通过专业监理实现风险可控、质量达标与资源高效配置。监理工作的多维度制衡机制,技术评审、合规审查、进度管控等为AI视频分析平台的可靠运行提供了底层保障,使得项目从勉强交付变为精准交付,并在全生命周期种持续释放价值。希望能为此类平台推广至其他智慧城市提供参考。

参考文献

[1] 黄凯奇,陈晓棠,康运锋,等. 智能视频监控技术综述[J]. 计算机学报,2015,(6): 1093-1118.

[2] 叶逢春,杨兴浩. 基于视频智能化分析的智慧城管平台[J]. 电子技术与软件工程,2021,(12): 154-155.

[3] 张传刚,梁秉豪,袁明明,等. 视频AI分析平台大规模视频分析技术研究[J]. 计算机科学与应用,2023,(12): 2447-2453.

[4] 史锋,张航,徐能健,等. 视频智能分析系统在城市管理领域的应用[J]. 物联网技术,2019,9(6): 65-67,70.

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