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苏州平江河:借助华为AI让治水不再难

杭泉范 发表于 2020-05-06 19:37:49 05-06 19:37
杭泉范 发表于 2020-05-06 19:37:49 2020/05/06
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【摘要】 苏州城的美在于水,她因水而生,因水而居。公元前514年,伍子胥“象天法地,相土尝水”,兴建了吴国的阖闾城,即今苏州。 2500多年过去了,苏州古城依然河网密布,“小桥流水人家”是苏州特有的风景。诗云:“君到姑苏见,人家尽枕河;古宫闲地少,水巷小桥多”。其中苏州历史最悠久的河要算是平江河了,是世界文化遗产京杭大运河的分支。平江路是苏州的一条历史老街,沿平江河而建,该街区是苏州古城迄今为止保存最...

苏州城的美在于水,她因水而生,因水而居。公元前514年,伍子胥“象天法地,相土尝水”,兴建了吴国的阖闾城,即今苏州。

2500多年过去了,苏州古城依然河网密布,“小桥流水人家”是苏州特有的风景。诗云:君到姑苏见,人家尽枕河;古宫闲地少,水巷小桥多。其中苏州历史最悠久的河要算是平江河了,是世界文化遗产京杭大运河的分支。

平江路是苏州的一条历史老街,沿平江河而建,该街区是苏州古城迄今为止保存最为完整的一个区域,堪称古城缩影,是中外游客来苏州旅游必选之地。

   

 以上图片均来自互联网 

作为旅游景区,街区长约2公里,平江河河道两岸餐饮商户、居民集中,存在大量商户随意向河道抛洒垃圾、倾倒废水、私自撒网捕鱼等行为,由于取证比较困难,一直是破坏平江河水质的主要原因。

水环境质量问题,根源在岸上,提升河道水质要注重源头治理。当前都是事后管理,发现垃圾了派人去捞,无法处罚,做不到从源头上控制。仅仅依靠城管部门日常巡查已显得力不从心。

对于苏州来说,已经到了从规划、建设到管理提升的阶段,向管理要效率。管理提升最重要的一点就是信息化的融合。

当前业界最常见的方案就是通过河道监控来治水,但传统的河道监控,存在诸多问题,比如:人工无法7*24小时不间断的盯着监控屏幕,会存在问题遗漏,问题发现不及时的情况;视频画面太多,消耗大量人力也做不到逐一细看,监控不到位等等。

此时,华为云EI水智能体挺身而出,通过AI人工智能来识别,不但效果好,而且不需要休息,别说9967*24小时都没问题。

鉴于此,苏州市水务局联合华为云EI水智能体团队共同试点打造平江河实时监控系统,借助AI人工智能,7*24小时自动识别抓拍非法撒网抓鱼、漂洗衣物、清洗拖把、抛洒垃圾、倾倒污水等污损河道行为,并实时推送到监管人员,协助执法,落实长效管理措施。从源头上有效控制了污损河道行为,让治水不再难。

----------------------------------------华为云EI水智能体是怎么做的呢?--------------------------------

重点区域布控,全方位覆盖无监控盲区

据了解,华为云EI水智能体团队结合对平江河历史违法抛洒行为数据的分析,在河道两岸选择重点区域安装60个高清监控摄像头,实时监控抛洒等违法行为。相较于以往的监控系统,此次安装的智能视频监控系统(以下简称“系统”),利用率和智能化程度更高,重点区域监控无盲区,并且该系统具备自动识别抓拍、人脸识别等功能。

AI人工智能自动识别违法行为,7*24小时全天候自动抓拍

系统会进行7*24小时全天候河道监控,基于AI人工智能算法自动识别违法行为并进行分析。实时抓拍进入监控区域的人脸和行为并进行存储,为违法行为的调查取证提供有力依据。

 

抛洒垃圾

漂洗衣物

清洗拖把

倾倒垃圾

违法行为实时自动推送,有效协助监管执法

此外,该系统可以将识别出的违法行为实时自动推送到监管人员,让监管人员能够第一时间获取信息进行执法。违法行为全部自动通过短视频的方式保持在系统中,作为证据可随时调阅查询,为河道治污追源提供及时便捷的追查手段,对排污等违法行为提供监控预警和取证,有效震慑违法行为人员。

 

撒网捕鱼

 

-----------------------------------基于AI治水是业界创新方案,在实施过程中也存在着诸多难点----------------------

不文明行为形式多样定义难

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。AI又是怎么识别出来哪种行为是不文明的呢?

华为云EI水智能体团队通过长期观察商家、游客、住户、租户的各类不文明行为,抽象出了相关特征,并不断进行算法模型训练。通过大量的“数据”训练,让AI自动学习,正确掌握识别不文明行为的能力。

AI算法模型在识别过程中,既需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。

船只的频繁经过也会产生波浪和遮挡,此时还需要设置规则进行误报排除。为了满足业务目标,需要同时兼顾准确率和漏检率,显著增加了实现难度。

AI识别受天气光线等各种因素干扰大

相比园区、道路的智能抓拍系统,河道、湖面的违法行为识别受外部影响因素更多,技术难度更大。要将人和违法行为智能关联并完整的抓取出来需要克服大量现实问题,如:雨天水波纹会影响抛洒事件的判断;岸边物体倒影、水面反光非常严重,会产生误判;黑夜弱光问题;树叶飘落问题等等。

 

                                                                                                                  

雨天水波纹

                                                                                                            

水面倒影


水面反光


夜间弱光

                        

对于以上这些困难,业界并没有成熟的解决方案。华为云EI水智能体通过对AI图像增强技术的不断突破,包括对水面倒影调优、水面反射光调优、雨天水波纹调优、强光抑制、对比度调优、图像降噪、图像去雾等算法模型的不断迭代优化,利用华为云强大的算力资源和计算资源,逐步克服解决了上述难题。

摄像头建设选点难

摄像头的选点建设也有很多难点在内,如何选择摄像头的点位可以尽量降低光污染,如何调整摄像头的角度可以使后续的视频理解更容易,也要避免树叶遮挡、摄像头移位等现象出现。

针对景区道路、居民道路、商户后窗、居民后窗等不同场景,摄像头的布控要求也是不一样的,要分别进行处理。

-----------------------------------------------------------效果怎么样?-------------------------------------------------------

据悉,目前平江河监控系统基于华为AI技术可以准确识别抓取到非法撒网抓鱼、漂洗衣物、清洗拖把、抛洒垃圾、倾倒污水等行为,让不文明行为无处藏身。在自然环境下违法识别准确率能达到80%

试运行一段时间以来,各种破坏平江河水质的违法行为大大减少,将平江河水污染事件解决在初期,示范效应显著,极大的提升了管理效率,得到相关部门的大力赞许。

绿水青山就是金山银山。苏州因水而生、因水而兴、因水而美,因水而明。华为云EI水智能体团队通过掌握的关键大数据和AI技术将进一步参与“智水苏州”工程,助力苏州水利水务智慧转型,为苏州的水安全、水资源、水环境、水生态和水文化保驾护航。


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