如何用智能有效感知城市？城市大脑三大AI产品来了

2018 年 5 月 3 日 阿里技术 华先胜

阿里妹导读：在近期举办的云栖大会南京峰会上，达摩院机器智能技术实验室副主任华先胜发表了《城市数字化转型——城市大脑》的主题演讲，公开了城市大脑三大AI产品，并分享了他对城市大脑未来的三大思考。下面让我们一起来回顾。

华先胜：城市大脑经过两年多的发展，连续克服了很多技术的困难和非技术的困难，积累了大量的技术、产品和解决方案。城市大脑解决的是什么问题？除了城市的数字化、数据的汇聚，更重要的是怎么挖掘城市大量数据的价值。今天的AI技术，计算能力，城市里不断增长的数据，给我们提供了这样的基础条件，使得我们可以充分挖掘这些数据的价值，改变这个城市的治理方式，从而改变我们的生活方式。

过去，城市有效感知存在三个问题

城市数字化转型的第一步就是对城市的有效感知。我们想用智能改变它，首先要对这个城市做一个合理的、有效的感知。过去的感知手段存在三个问题：

第一个，盲人摸象。现在有很多局部的感知手段，例如线圈，卡口相机、GPS轨迹等，但是这些感知手段都是局部的、残缺的。而视频数据，作为对整个城市的非常全面的感知数据，没有被充分利用起来。

第二个，我们虽然有了摄像头，但对城市的了解还是很有限的。城市里部署的摄像头里面，有非常大的一部分没有智能功能，即使是有智能的，受其计算能力和算法能力的局限，对城市的感知理解也非常有限。

第三个，对城市的感知无法发现事件背后形成的原因，所以我们称为雾里看花。实时的、全局的视频信息没有被运用起来，这是主要的原因。

城市中的视频数据跟其他数据不一样在于它是象素。

首先要分析、感知、了解我们的摄像头看到了什么，包括人、车、事、物。这些都知道后，我们就可以做下一步的决策和优化。例如事件、事故的快速报警。如果发生了交通事故，我们马上就可以感知到并进行处理。对于严重的交通事故，我们可以第一时间知道，并指派医疗资源到达现场，几分钟时间的节省可能就可以挽救生命。

接下来是决策和优化，有了对城市交通流量、交通事件等全面、实时的感知，让我们可以对整个的交通组织进行优化，提升通行效率。另外，全面实时的感知，可以使得城市里面的数字信息达到一个可搜索的级别，我们可以对特定的对象进行实时查找和搜索，如对肇事逃逸车辆的追踪，对失踪人员的查找。

最后是预测和干预。根据当前交通流态势以及其他大量多模态的数据，我们可以预测交通的变化趋势，比如说十分钟以后车流是什么样子？甚至可以做更长时间的预测，比如根据明天的天气状况和城市里的大型活动情况，可以对明天交通事件、事故的概率做一个预测，以及哪些路段拥堵的时间会超过1个小时，有了这些信息交通管理部门就可以做进一步的干预。比如针对某些情况可以做一些预先的资源分配，加大警力投入，也可预先对周边的交通流进行控制，不让这些坏的情况发生。

所有的这些就是利用AI的能力让城市具备智能，给城市装上会思考的大脑，这也是为什么我们叫城市大脑而不是叫智慧城市的原因。

城市大脑三大AI产品：天曜、天鹰、天机

城市大脑“天曜”：对城市里面的交通事件、事故进行全方位的实时感知，全时全域自动巡逻报警。天曜，曜是什么意思？日月金木水火土七星，代表一周的七天，一天24小时，全方位代替交警巡逻。它使用的是城市里面大量没有智能分析功能的摄像机，利用云计算、深度视觉等技术使得这些没有智能分析功能的相机具备了对城市交通事件、事故全方位的实时感知、报警的能力。

举个例子，有车和行人相撞的交通事故、或者路口交通拥堵，对于这些异常情况，“天曜”都可以及时发现并告警，交警指挥中心接到告警后可以快速的对异常交通情况进行有效处理。“天曜”不仅能发现空间维度的异常，也能发现时间维度的异常，比如有一个地方每天的报警次数非常多，实际上可能是某些交通组织或设施存在问题，比如车道设置不合理。“天曜”发现了很多这样的案例，线下交警做了处理，报警的次数明显下降。很有意思的是，每一项措施实施后，对交通的改善是否有效，我们马上就能知道。

这是在杭州城市数据大脑做的一个实践，用机器视觉技术代替交警巡逻，而且是全天24小时不间断地工作，这样就可以节省大量的警力，释放的警力可以放到更有价值的工作上去，进一步提升警务效率，比如对大量警情的处置，对交通异常状况的快速排除等。

“天曜”里面使用的物体检测技术具备非常高的精度，即使是标清模拟设备或夜间低照度下，也能正常工作。这里面使用的技术，在KITTI比赛上拿到了第一名，包括车辆的检测、行人的检测一直保持在第一名的位置。另外，异常事件发现的技术，也是公开发表的，大家有兴趣可以看我们在ACM MM上发表的论文，这个也是我们实践产品中的一个秘密武器。

城市大脑“天鹰”：96%+，世界第一的行人识别准确率。对于城市的视觉信息，我们有非常丰富的经验，差不多20年的图像搜索经验，包括通用图像搜索，电商图像搜索和城市大规模视觉搜索等。“天鹰”这个产品里面有两大核心问题：一是怎么处理这个城市的海量数据？二是怎么描述我们索引的对象，比如怎么描述一个人？这个产品的学术名字叫做“渐进式视频搜索引擎”，通过人和机器的交互，快速实现对特定对象的定位。比如查找失踪人口，追踪肇事逃逸车辆等。

其中的基础技术是行人识别，今年年初我们也拿到了世界上这个方面一个知名数据集上第一名的成绩（行人重识别数据集 Market 1501），达到了比人还要强的识别能力。人的能力是94%，我们可以做到96%以上。例如，如果有人走丢了，我们可以用这套系统，快速定位出他的行动轨迹。

城市大脑“天机”：预测城市车辆、行人流量。这是一个产品预告，还没有正式发布，和江苏有关系，因为这个产品是在苏州做出来的，是实时车流以及人流的预测。有了这套系统，我们就可以知道十分钟、二十分钟、一个小时以后车流是什么样子，我们可以做更好的导航、管控和预警。我们命名叫做“天机”，可以通过这套技术知道未来发生的趋势。

城市大脑未来的三大思考

刚才讲的是三个基于视觉和视觉大数据的产品，我稍微拉回来一点，再讲讲城市大脑的整体想法。

第一个是，城市大脑的核心是使用不断发展的AI技术和计算能力，去挖掘城市里面不断增加的大量的数据的价值，这是它的核心。

第二个是，它做的事情是人类无法完成的，因为计算的复杂度、问题的复杂度、数据的复杂度和数据量，是无法通过人脑直接来完成的。所以，我们有时候也可以把它叫做“机器智能”，来实现人力不可完成的任务。

第三个是，我们相信这样的系统将来会成为城市的基础设施，就像水、电一样，成为城市不可缺少、不可替代的一部分。

正因为这样的特点，城市大脑也被科技部选中为国家首批四个人工智能开放创新平台之一。这个平台包括了底层计算平台，数据智能，智能应用，以及各行业应用，包括交通、安全、甚至将来有环境、医疗、通讯、工业等等。我们既搭建这个舞台，也有部分优秀的演员在这个台子上表演，同时这里有更广阔的空间，图上这个大三角中浅色的部分就是指整个平台的开放部分，我们希望有更多的第三方、各行各业的合作伙伴一起来共同建造城市大脑，为城市的变革提供更多的智能、更多的惊喜。谢谢大家。