【摘要】 2021年浙江省數(shù)字化改革是在“最多跑一次” 改革基礎上的迭代深化，是政府字化轉(zhuǎn)型的一次拓展和升級，是浙江立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構建新發(fā)展格局的重大戰(zhàn)略舉措。安吉縣廣播電視網(wǎng)絡有限公司以數(shù)字化改革建設部署為指導，構建人機一體的全矩陣智算中心的人工智能應急廣播體系,踐行“創(chuàng)新技術手段、提升AI賦能” 樹立科學技術發(fā)展理念，推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，利用互聯(lián)網(wǎng)新技術新應用對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行全方位、全角度、全產(chǎn)業(yè)鏈的改造，提高生產(chǎn)率，釋放數(shù)字產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟發(fā)展的放大、疊加、倍增作用。推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和網(wǎng)絡公司傳統(tǒng)實體經(jīng)濟相融合，加快服務數(shù)字化、網(wǎng)絡扁平化化、產(chǎn)品智能化的演進模式。

【關鍵字】智算中心  多終端投放 多算法平臺 多源融播

一．項目背景

根據(jù)國家與省級相關規(guī)劃明確要求：推進國家應急廣播體系建設，升級改造傳輸覆蓋網(wǎng)絡，布置應急廣播IP終端，提高容災抗毀能力；完善應急信息采集與發(fā)布機制，實現(xiàn)與突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)的有效對接，健全國家應急廣播體系運行制度和相關標準規(guī)范，提升面向公眾的突發(fā)事件應急信息傳播能力。隨安吉縣廣播電視網(wǎng)絡有限公司研發(fā)了基于智算中心的應急廣播系統(tǒng)。

安吉縣地域廣寬、人口較多，大山、大河、水網(wǎng)縱橫、地形復雜、自然災害、突發(fā)事件常有發(fā)生，縣黨委、縣政府歷來十分重視關注提高危機處置和風險管理的應急能力。但傳統(tǒng)的廣播存在模擬信號易受干擾，信號質(zhì)量差，線路維護難度大，無法達到應急廣播系統(tǒng)所需要的“應急優(yōu)先、安全可靠、區(qū)域可選、平戰(zhàn)結合、可管可控”這樣的要求。我縣自然災害比較多，水、旱、雹、風、凍、雪、霜等氣象災害經(jīng)常發(fā)生，山區(qū)山體滑坡、水土流失等地質(zhì)災害不少，森林火災也時有發(fā)生。為了最大限度的降低災害損失，建立應急廣播體系，及時有效發(fā)布災害預警預報信息極具重要性和緊迫性。另外，當前社會突發(fā)事件、公共衛(wèi)生與社會安全等突發(fā)公共危機偶有發(fā)生，應急廣播結合終端的推送，能方便黨和政府及時下達政令，釋疑解惑，減少事故和危機帶來的損失，更好的維護社會穩(wěn)定。安吉縣廣播電視網(wǎng)絡有限公司有效利用前期建設的基礎，創(chuàng)新破難，使應急廣播系統(tǒng)專網(wǎng)建設持續(xù)穩(wěn)定高效，不斷提升廣電在社會發(fā)展中的地位，增強與整個社會成員之間的黏合度。從2008年開始，安吉廣電先后投入近3億元，完成網(wǎng)絡雙向化改造，鋪設光纖1萬多千米，安裝光電轉(zhuǎn)換傳輸設備3.7萬多臺，每11戶用戶配置一套光終端設備，確保用戶電視接入帶寬1000M，上網(wǎng)點播帶寬1000M，成為縣域內(nèi)帶寬最寬、最安全、覆蓋最廣的雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。從2012年起，安吉廣電在全縣186個行政村及社區(qū)建立了以縣應急指揮中心為核心，縣、鄉(xiāng)（街道）、行政村三級分層管理的應急廣播播控體系，建設前端廣播點位近2000個，實現(xiàn)了“村村通”、“村村響”；同時，在每個行政村分別布控10～12個高清攝像頭，實現(xiàn)全縣 “村村看”視頻監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)；并接入大量各縣級部門的監(jiān)控攝像頭，如縣氣象局、水利局、環(huán)保局、國土局和公安局等，實現(xiàn)不同部門間的應急聯(lián)動。截止目前，在全縣 “村村看”視頻監(jiān)控平臺系統(tǒng)內(nèi)，已接入高清攝像頭3萬余個，獲得當?shù)卣c人民群眾的認可和支持。

二．系統(tǒng)架構

安吉縣廣播電視網(wǎng)絡有限公司研發(fā)的基于智算中心的工智能應急廣播系統(tǒng)項目，以前端設備為依托，以云平臺算力資源為支撐，完善智算中心算法模型，建成了跨廠家、跨平臺、跨類型的基于智算中心的多算法融合人工智能應急廣播平臺、三網(wǎng)同屏視頻會議、文字廣告、多終端應急廣播。今后可擴展二次結構化、三次結構化、輔助結構化分析等算法為核心的應急廣播系統(tǒng)增值服務，達到 “以播養(yǎng)播、長盛不衰”的理念，實現(xiàn)用戶從“聽廣播” 到“用廣播”的跨越，參照浙江省數(shù)字化改革提出的“四橫四縱”體系，構建基于智算中心的工智能應急廣播總體框架。 

“基于智算中心的工智能應急廣播”，等同于為應急廣播這張“嘴巴”配上了視頻監(jiān)控的“眼睛”和人工智能的“大腦”，AI賦能的應急廣播在無人值守的情況下，根據(jù)不同場景、事件的情況下自主播發(fā)所對應的信息內(nèi)容，及時發(fā)聲、精準發(fā)聲。可實現(xiàn)單場景多告警，多場景單告警，多場景多告警等功能。該系統(tǒng)充分利用安吉廣電大數(shù)據(jù)中心優(yōu)勢及不同廠家不同算法的補充及同類算法選優(yōu)的目的，更好地用最精準的算法、更多的輔助手段完成對現(xiàn)有的應急廣播系統(tǒng)服務做出跨越式的提升。以智算中心的工智能應急廣播平臺為核心，將AI視頻分析系統(tǒng)，圖像結構化平臺、物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)感知分析平臺，安吉智慧旅游大數(shù)據(jù)等系統(tǒng)平臺融合成為一套具有安吉特色的，基于智算中心的人工智能應急廣播系統(tǒng)，系統(tǒng)在部署后減輕基層治理人員的工作強度，實現(xiàn)了“人員智慧+人工智能”兩智融合1+1>2的實際效果。項目立足于廣播的公益屬性，同時借助安吉廣電主流媒體的地位，在疫情防控、自然災害預防等基層治理方面產(chǎn)生了良好社會效益，同時也為政府節(jié)省了應急狀況下大量的設備和基礎設施投資，實現(xiàn)了政府、公眾、企業(yè)三者之間的共贏。

三．功能實現(xiàn)

突發(fā)事件的智能檢測和識別

隨著監(jiān)控攝像頭的逐年增加，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯現(xiàn)出一些弊端。首先，在需要對非涉密公共場景進行實時監(jiān)控的情況下，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)采用人眼方式進行監(jiān)看，需要耗費大量的人力物力對相應區(qū)域的情況進行實時觀察，并且長時間觀察會產(chǎn)生視覺疲勞，進而注意力下降，導致工作效率低下。其次，隨著視頻監(jiān)控設備型號的逐漸增多，產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)也呈爆發(fā)式增長，對于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)而言，己經(jīng)超過了人工所能處理視頻數(shù)據(jù)的能力，很難從海量的視頻數(shù)據(jù)中提取有效的信息。再有，目前很多視頻監(jiān)控系統(tǒng)只進行視頻記錄，不進行視頻檢測預判，在發(fā)生異常突發(fā)事件或緊急事故時只能事后取證，缺乏事前防范、事中指揮，遠程制止語音威懾等功能，具有相對的滯后性，無法有效降低異常事件發(fā)生后的損失。因此，如何實現(xiàn)智能化的監(jiān)控視頻突發(fā)事件的檢測和識別，以彌補傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，是構建基于智算中心的人工智能應急廣播系統(tǒng)的基礎。 

2．突發(fā)事件的自動語義描述與語音合成

在檢測到視頻中某個突發(fā)事件之后，比較直接的做法是由人力對其進行判斷和分析，并將其事件描述和指揮命令等通過應急廣播人工傳達，也就是需要人為處理數(shù)據(jù)，費時費力。但是，正如前文所述，突發(fā)事件和出現(xiàn)的問題具有多樣性，視頻只能展現(xiàn)發(fā)生的過程，不能分析現(xiàn)場的危險物、環(huán)境因素以及危險擴展方向等多方面內(nèi)容。人工發(fā)現(xiàn)問題后處理具有相對的危險性，聯(lián)系專業(yè)人員來處理，在等待過程中可能會失去最佳搶險機會，造成更嚴重的后果。另外，如果監(jiān)控人員因某些不可抗因素暫時離崗，未能及時發(fā)現(xiàn)視頻中的突發(fā)事件并發(fā)出警報，那么，可能會導致比較嚴重的后果。智能視頻語義描述技術同時利用計算機視覺和自然語言處理算法，通過對視頻內(nèi)容進行語義層次的理解，實現(xiàn)視覺信息到文本信息的跨模態(tài)轉(zhuǎn)換，最終生成文本語句來描述視頻內(nèi)容，進而可用語音合成技術來生成聲音信號，自動廣播播出。可見，用準確的語言自動對視頻突發(fā)事件進行語義描述并生成高質(zhì)量的語音播出是基于智算中心的人工智能應急廣播系統(tǒng)系統(tǒng)進一步智能化的關鍵。 

3．可視化與人機交互驅(qū)動的視播融合優(yōu)化 

監(jiān)控視頻突發(fā)事件的智能檢測和應急廣播中的自動語音合成雖然能夠?qū)崿F(xiàn)基本的“看得見喊得出”，但是這個過程如果完全讓機器控制也難免會出錯。當面向復雜特征智能檢測及其文本描述局限的同時需要融合人腦智能和機器智能，面向特定的場景開展分析問題、解決問題。可視分析技術發(fā)展迅速，已經(jīng)成為圖形學與可視化領域的重要研究分支，通過集成數(shù)據(jù)挖掘方法及模型，結合人機交互可視化界面，幫助用戶探索式地獲取原始數(shù)據(jù)中隱含特征信息，廣泛應用于數(shù)據(jù)科學與知識發(fā)現(xiàn)等領域。例如通過可視化的方式直觀地呈現(xiàn)檢測模型的中間結果，同時輔以人機交互來優(yōu)化檢測結果，以減少突發(fā)事件的誤識率；對于自動語義描述生成的文本，進行交互式的語言表達優(yōu)化等操作，來獲取更加準確的事件表達。可見整個系統(tǒng)流程中人的參與必不可少。因此，充分發(fā)揮可視化和人機接口的直觀交互式探索作用，通過圖形圖像等視覺形式將檢測事件的內(nèi)容多角度有機表達出來，輔助用戶構建和優(yōu)化模型，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)中潛在的規(guī)律和模式的分析與表示；并且在用戶經(jīng)驗知識庫的引導下，基于可視化界面的設定假設、讀取事實、分析對比、觀察變化等操作，來循環(huán)調(diào)節(jié)模型參數(shù)，驗證模型效果，有效輔助用戶實現(xiàn)模型參數(shù)的優(yōu)化設計，對視播應急融合系統(tǒng)為各級政府部門全面了解民情、更好地協(xié)調(diào)指揮、制定政策法規(guī)服務具有重要意義。綜上所述，根據(jù)應急廣播系統(tǒng)的“應急優(yōu)先、安全可靠、區(qū)域可選、平戰(zhàn)結合、可管可控”以及“全域覆蓋、全網(wǎng)共享、全時可用、全程可控”的公共安全視頻監(jiān)控建設聯(lián)網(wǎng)應用的需求，項目結合安吉廣電的優(yōu)勢，將應急廣播體系與視頻監(jiān)控AI賦能相結合，通過應用大數(shù)據(jù)中心的冗余算力，研究開發(fā)基于智算中心的人工智能應急廣播及AI可視分析系統(tǒng)，融合所有視頻平臺、廣播平臺的接入、管理、配置，實現(xiàn)視頻和廣播的統(tǒng)一管理、聯(lián)動操作；并基于深度學習、計算機視覺和自然語言處理等技術，擴展、增添更多智能化實用性功能，可針對監(jiān)控到的情況，實現(xiàn)自動場景識別和自主語音播報，同步發(fā)出干預、制止、疏散等指令。及時、有效應對各種突發(fā)事件、自然災害、緊急情況或群體性案件，同時利用交互式協(xié)同可視分析，通過調(diào)整參數(shù)實現(xiàn)檢測模型構建、語音文本生成的進一步優(yōu)化，在加強治安防控、優(yōu)化交通出行、服務城市管理、創(chuàng)新社會治理等方面取得顯著成效。

四．創(chuàng)新應用

基于智算中心的人工智能應急廣播系統(tǒng)由自主研發(fā)系統(tǒng)平臺及擁有自主知識產(chǎn)權的”智慧廣播播出軟件”組建而成，是一套基于智算中心、AI視頻分析中心、算力中心與傳統(tǒng)應急廣播相結合的新型AI賦能應急廣播系統(tǒng)，在物理結構上與標準IP網(wǎng)絡完全融合，并且可與其他終端設備平臺通過標準API接口對接，以播放點位為軸，在呼叫平臺所屬廣播的同時，可將廣播內(nèi)容推送到所在指定范圍內(nèi)的音柱終端，通過推送機制強制接收應急廣播信息，使用文本或音頻的方式觸發(fā)指令，不僅能夠完全取代傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)功能，更有傳統(tǒng)廣播所沒有的準確定位，突破了傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)的空間局限、播放設備局限和投放對象局限等，為傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)的應用提供了更廣闊的空間。傳統(tǒng)廣播的架構瓶頸在于只能播放到連網(wǎng)廣播終端設備，如需要將播出內(nèi)容投放到其他類型設備終端時，需要通過第三方平臺進行工作，并且無法準確定位，導致通知效果不明顯，應急通知效果差。該系統(tǒng)每臺服務器接入終端節(jié)點數(shù)目可達到千級數(shù)量，其核心設備能提供較高的交換性和豐富的云計算，能夠勝任大規(guī)模統(tǒng)一平臺的大數(shù)據(jù)處理量的要求，并為應急廣播提供安全、可視、可監(jiān)管的運行環(huán)境。平臺基于業(yè)界領先的虛擬化基礎架構，大大降低應急廣播建設和運維的總成本，并且為更多更豐富的業(yè)務能容提供了可能。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的機密性和完整性上采用國家級加密算法保護，對播放系統(tǒng)中的相關播放數(shù)據(jù)可以進行加密與解密、簽名、源鑒別、組鑒別等處理，設計有多重安全策略，確保嚴格可靠的加密安全播出。在市場應用方面，不僅可以滿足政務的應急需求，也可以有商業(yè)化用途，比如學校，智慧鄉(xiāng)村、風景區(qū)等音柱使用比較多的單位都可以使用該系統(tǒng)，實現(xiàn)實時、安全、可靠的基于安吉廣電優(yōu)質(zhì)傳輸網(wǎng)絡的AI智能應急廣播服務。

五．結束語

基于智算中心的人工智能應急廣播系統(tǒng)結合視頻AI結構化分析平臺，聚集算力生產(chǎn)供應、數(shù)據(jù)開放共享、智慧生態(tài)建設、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集聚四大功能于一體，智算中心運營團隊通過高效普惠的智能計算服務，提升智算中心的人工智能應急廣播系統(tǒng)生產(chǎn)力水平，降低智算中心的人工智能應急廣播系統(tǒng)應用成本，構筑人工智能產(chǎn)業(yè)新生態(tài)體系，促進安吉智慧產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。實現(xiàn)治理與防范高效管理。視頻結構化分析平臺采用“共享前端點位+新建后臺識別”的模型，對安吉縣內(nèi)視頻圖像中的社會治理問題事件進行結構化提取，形成社會治理事件數(shù)據(jù)資源庫，依托大數(shù)據(jù)、云計算等關鍵技術實現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的融合、碰撞、分析、應用。通過智能AI視頻分析系統(tǒng)，實現(xiàn)縣域管理問題、安全防范問題的主動發(fā)現(xiàn)、快速判斷和精準定位；利用采集的數(shù)據(jù)，通過不斷地訓練、學習，不斷提高“視頻AI智能分析系統(tǒng)”的識別率，在數(shù)據(jù)不斷累積的同時，形成趨勢預測和全域分析，利用所有的分析數(shù)據(jù)勾勒出完整、生動、全面的“全域畫像”。B&P