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华为助力“治水”,半个姑苏的水都清了

作者: 发布日期:2020-04-09 10:49

  “东方水城”的治水难题 

  “黄鹂巷口莺欲语,乌鹊河头冰欲销。绿浪东西南北水,红栏三百九十桥。” 

  就像白居易写的,去过苏州的游客,应该都对古城里的小桥流水人家流连忘返。这个有着2500多年历史的古城河港交错、湖荡密布,拥有大小湖泊384个,各级河道2万多条;城市中心区约80平方公里范围,河道共计有177条,总长约226公里。 

  众多的河流当中,历史最悠久的是平江河。它位于苏州古城的轴心——平江历史街区,南起干将路,北至东北街,全长1740米,河道两岸住户、店铺林立,游人如织。 

  伍子胥建苏州城时,平江河就被定位成苏州城的主干水道,相当于现在的人民路。当时,很多达官贵人在附近买地建宅,拙政园、狮子林、耦园、太平天国忠王府等被列入世界文化遗产的园林古建都在此地。 

  如今,平江河所在的平江区则是苏州市控保建筑最多的城区。难怪有人说,平江河就是半个姑苏城。 

  作为江南水乡的代表,平江河最佳的游玩方法自然是坐游船。这一点,文人墨客们都留下了名诗句。比如唐朝张继的“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”,再比如白居易在另外一首诗中写到,“阊门晓严旗鼓出,皋桥夕闹船舫回。”

  古诗词中的姑苏城美丽如画,但现实中的平江河却污染严重。因为部分商家、游客环保意识不强,向河内乱扔垃圾、乱倒污水等不文明行为时有发生、屡禁不止,严重影响平江河的水文环境和游客的游览体验。每天由4条保洁船、8位保洁员打捞出的白色垃圾等污染物,平均多达500多斤。当地水务部门每隔一段时间就要进行一次集中清理。  

  循环往复的治水难题,让苏州水务部门头疼不已,如何才能更高效地治水? 

  答案是智慧水务。 

  “云上”平江河

  2014年,党中央提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时代治水思路。水利部明确“水利工程补短板,水利行业强监管”的新时代水利改革发展总基调,在全国开展智慧水利城市试点,并将苏州定位试点城市。  

  作为苏州古城的核心区域,平江河自然是重中之重。

  过去,平江河也曾经搞过一些信息化项目,但并不系统,没有形成体系,传统模式导致烟囱式系统,数据共享融合使用困难,智能化水平不足。  

  打个比方,有人在A点扔垃圾,被摄像头拍摄到,但处于B点的执法人员并不能很快得到信息,从而前去处理和教育。更无法通过数据分析出,哪些人是“惯犯”,哪里是“肇事”高发地,进行提前预判。  

  因此智能化、资源和数据整合能力便成了核心评判指标,建立一套可感知、能预警,在调度与控制方面表现出色的智能化系统则是战略目标所在。 

  基于多方面的因素考虑,苏州市水务局最终决定和华为进行合作。对于为什么是华为,苏州市水务局局长王国荣,向包括虎嗅网在内的媒体介绍——  首先,华为具有丰富的行业数字化转型经验,全球500强中有约50%的企业选择华为作为数字化转型合作伙伴。在水务行业,华为深度参与了国内很多城市的数字化转型;其次,华为新的“数字平台+微服务”架构理念支持总体规划和分阶段实施。其中,华为数字平台是业界唯一能够横向融合云、AI、IoT、大数据、融合通信,视频、GIS等New ICT技术,纵向打通端边网云的平台,具备融合、智能、可继承的特色。而微服务基于业务的需求将各应用拆分为可重复调用的粒度,确保相关业务应用不重复开发,提高服务的可重用性,降低智慧应用开发难度,缩短智慧应用上线周期;第三,华为能发挥ISV资源整合能力,引入多厂家竞争机制和流程,快速迭代水利业务应用开发和创新。

  合作达成之后,双方在平江河上建设了高清视频监控系统。系统的技术架构分为四层:感知层、网络层、平台层和应用层。  

  具体工作流程是,高清摄像头采集获取视频图像后,通过网络层把视频数据传平台层,经过人工智能分析和云计算技术,从而分析出不文明行为,最后把结果上报到应用层,一旦检测到发生异常情况立刻显示并进行警示,通知相应的机构、人员进行处理。  

  相比过去烟囱式系统,数据分散,智能化水平低,新的系统完全打通了数据,构建了视频输入—算法识别—取证录入—工单派发—处理反馈的完整闭环,让治水真正具备了感知、决策、预警、调度与控制能力。 

  目前,平江河视频监控摄像机全天24小时定点信息采集,从上线开始,已经抓拍到大量不文明行为,包括倒水、洗拖把、洗衣服、抛物。数据显示,算法识别准确率已经从刚上线测试时的 15%提升到 81%,基本满足业务的准确率要求。  

  在智能精准识别、记录取证后,后台系统将视频和截图推送至相关工作人员终端,由工作人员上门执法和宣传,完成后通过系统上报处理结果。  

  王国荣表示,有了这套系统,平江河实现了对商家、个人违法违规行为的监管取证、执法处理,减少了垃圾污水入河的数量,提升了水环境面貌。  

  一切看起来顺风顺水,但鲜为人知的是,实际落地过程中遇到了重重困难。最大的难点是,如何通过人工智能技术,准确高效识别不文明行为——  首先,河道存在水面倒影、水面树叶、夜间灯光、水面反光、降雨波纹等等众多因素干扰,城市河道的光污染复杂强烈;其次,虽然不文明行为时有发生,但相对于24小时不间断监控而言,发生不文明行为属于小概率事件,在大量光污染噪音的影响下,信噪比很低,这些都给识别增加了难度;最后,抛洒垃圾和倾倒污水等不文明行为形式多样难以定义,很难直接转化为人工智能问题进行区分,算法既要考虑不文明行为带来的水面变化,也要综合岸边人员的行为等多种因素进行判断。  

  解决难点的关键,在于数据价值的发掘。也就是,让数据会“说话”、会“分析”、会“思考”、会“预判”。  

  为此,苏州水务局和华为公司,一方面将分散在各业务系统的数据整合起来,完全打通,再通过数据链的支撑,精确分析预测变化趋势,从而用大概率思维防范小概率事件,做到精准治理和应对;  

  另一方面建立起开放生态,引入希格玛(应用软件平台)、中威电子(视频管理软件)等合作伙伴在华为数字平台进行业务开发,再通过华为生态资源整合,避免传统的数据封锁和固化。  

  在整个过程中,华为在不同场景下广泛应用人工智能技术,减少了人工,大幅提高了监管效率。  

  就像王国荣所说,华为的优势体现在智能化、数字化以及资源整合方面。这样的优势,不仅仅打动了苏州水务局,还得到了深圳、泰州、吕梁、徐州等地水务部门的青睐,协助这些城市构建的智慧水务工程。  

  云上“治水”  

  平江河智慧水务项目的成功,也不仅仅让苏州古城的河水更清澈了,更为其他城市的治水工程带来了可供挖掘潜力的资产。  

  首先,虽然平江河项目只是对抛物、倾倒污水等轻度违规行为进行智能识别和处理,但计算机视觉技术、人工智能、大数据技术却可以在很多水务场景发挥作用。  

  比如,内涝积水测量、排口偷排检测、水体违法占用、蓝藻监测、无人机巡河两期比对、智慧闸站泵站管理等。具备一定条件和基础后,还能开展水的全生命周期管理,拓展在精细化供水方面的应用。  

  其次,沉淀下来的数据,通过后续的分析、利用,还能继续发挥价值。  

  第三,华为构建平台+生态模式,后续再通过开展技术攻关合作,设立创新研究院等形式,还能不断提高水治理新技术孵化和突破能力。  

  水是生命之源,绿水青山就是金山银山。中国自古以来就是水利大国强国,大禹治水、李冰修都江堰、京杭大运河、南水北调、三峡大坝、葛洲坝等项目举世瞩目、鬼斧神工,让人叹为观止。  

  人工智能、大数据、5G等新技术,正在将中国带入“智慧水务”的时代,数字版、“云上”版的治水正在徐徐上演。苏州平江河项目,只是这场大戏的开篇表演。

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来源: 编辑:李楠