華為助力“治水”,半個姑蘇的水都清了

華為助力“治水”,半個姑蘇的水都清了


“東方水城”的治水難題

“黃鸝巷口鶯欲語,烏鵲河頭冰欲銷。綠浪東西南北水,紅欄三百九十橋。”

就像白居易寫的,去過蘇州的遊客,應該都對古城裡的小橋流水人家流連忘返。這個有著2500多年曆史的古城河港交錯、湖蕩密佈,擁有大小湖泊384個,各級河道2萬多條;城市中心區約80平方公里範圍,河道共計有177條,總長約226公里。

眾多的河流當中,歷史最悠久的是平江河。它位於蘇州古城的軸心——平江歷史街區,南起干將路,北至東北街,全長1740米,河道兩岸住戶、店鋪林立,遊人如織。

伍子胥建蘇州城時,平江河就被定位成蘇州城的主幹水道,相當於現在的人民路。當時,很多達官貴人在附近買地建宅,拙政園、獅子林、耦園、太平天國忠王府等被列入世界文化遺產的園林古建都在此地。

如今,平江河所在的平江區則是蘇州市控保建築最多的城區。難怪有人說,平江河就是半個姑蘇城。

作為江南水鄉的代表,平江河最佳的遊玩方法自然是坐遊船。這一點,文人墨客們都留下了名詩句。比如唐朝張繼的“姑蘇城外寒山寺,夜半鐘聲到客船”,再比如白居易在另外一首詩中寫到,“閶門曉嚴旗鼓出,皋橋夕鬧船舫回。”

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古詩詞中的姑蘇城美麗如畫,但現實中的平江河卻汙染嚴重。因為部分商家、遊客環保意識不強,向河內亂扔垃圾、亂倒汙水等不文明行為時有發生、屢禁不止,嚴重影響平江河的水文環境和遊客的遊覽體驗。每天由4條保潔船、8位保潔員打撈出的白色垃圾等汙染物,平均多達500多斤。當地水務部門每隔一段時間就要進行一次集中清理。

循環往復的治水難題,讓蘇州水務部門頭疼不已,如何才能更高效地治水?

答案是智慧水務。

“雲上”平江河

2014年,黨中央提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的新時代治水思路。水利部明確“水利工程補短板,水利行業強監管”的新時代水利改革發展總基調,在全國開展智慧水利城市試點,並將蘇州定位試點城市。

作為蘇州古城的核心區域,平江河自然是重中之重。

過去,平江河也曾經搞過一些信息化項目,但並不系統,沒有形成體系,傳統模式導致煙囪式系統,數據共享融合使用困難,智能化水平不足。

打個比方,有人在A點扔垃圾,被攝像頭拍攝到,但處於B點的執法人員並不能很快得到信息,從而前去處理和教育。更無法通過數據分析出,哪些人是“慣犯”,哪裡是“肇事”高發地,進行提前預判。

因此智能化、資源和數據整合能力便成了核心評判指標,建立一套可感知、能預警,在調度與控制方面表現出色的智能化系統則是戰略目標所在。

基於多方面的因素考慮,蘇州市水務局最終決定和華為進行合作。對於為什麼是華為,蘇州市水務局局長王國榮,向包括虎嗅網在內的媒體介紹——

首先,華為具有豐富的行業數字化轉型經驗,全球500強中有約50%的企業選擇華為作為數字化轉型合作伙伴。在水務行業,華為深度參與了國內很多城市的數字化轉型;

其次,華為新的“數字平臺+微服務”架構理念支持總體規劃和分階段實施。其中,華為數字平臺是業界唯一能夠橫向融合雲、AI、IoT、大數據、融合通信,視頻、GIS等New ICT技術,縱向打通端邊網雲的平臺,具備融合、智能、可繼承的特色。而微服務基於業務的需求將各應用拆分為可重複調用的粒度,確保相關業務應用不重複開發,提高服務的可重用性,降低智慧應用開發難度,縮短智慧應用上線週期;

第三,華為能發揮ISV資源整合能力,引入多廠家競爭機制和流程,快速迭代水利業務應用開發和創新。


合作達成之後,雙方在平江河上建設了高清視頻監控系統。系統的技術架構分為四層:感知層、網絡層、平臺層和應用層。

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具體工作流程是,高清攝像頭採集獲取視頻圖像後,通過網絡層把視頻數據傳平臺層,經過人工智能分析和雲計算技術,從而分析出不文明行為,最後把結果上報到應用層,一旦檢測到發生異常情況立刻顯示並進行警示,通知相應的機構、人員進行處理。

相比過去煙囪式系統,數據分散,智能化水平低,新的系統完全打通了數據,構建了視頻輸入—算法識別—取證錄入—工單派發—處理反饋的完整閉環,讓治水真正具備了感知、決策、預警、調度與控制能力。

目前,平江河視頻監控攝像機全天24小時定點信息採集,從上線開始,已經抓拍到大量不文明行為,包括倒水、洗拖把、洗衣服、拋物。數據顯示,算法識別準確率已經從剛上線測試時的 15%提升到 81%,基本滿足業務的準確率要求。

在智能精準識別、記錄取證後,後臺系統將視頻和截圖推送至相關工作人員終端,由工作人員上門執法和宣傳,完成後通過系統上報處理結果。

王國榮表示,有了這套系統,平江河實現了對商家、個人違法違規行為的監管取證、執法處理,減少了垃圾汙水入河的數量,提升了水環境面貌。

一切看起來順風順水,但鮮為人知的是,實際落地過程中遇到了重重困難。最大的難點是,如何通過人工智能技術,準確高效識別不文明行為——

首先,河道存在水面倒影、水面樹葉、夜間燈光、水面反光、降雨波紋等等眾多因素干擾,城市河道的光汙染複雜強烈;

其次,雖然不文明行為時有發生,但相對於24小時不間斷監控而言,發生不文明行為屬於小概率事件,在大量光汙染噪音的影響下,信噪比很低,這些都給識別增加了難度;

最後,拋灑垃圾和傾倒汙水等不文明行為形式多樣難以定義,很難直接轉化為人工智能問題進行區分,算法既要考慮不文明行為帶來的水面變化,也要綜合岸邊人員的行為等多種因素進行判斷。

解決難點的關鍵,在於數據價值的發掘。也就是,讓數據會“說話”、會“分析”、會“思考”、會“預判”。

為此,蘇州水務局和華為公司,一方面將分散在各業務系統的數據整合起來,完全打通,再通過數據鏈的支撐,精確分析預測變化趨勢,從而用大概率思維防範小概率事件,做到精準治理和應對;

另一方面建立起開放生態,引入希格瑪(應用軟件平臺)、中威電子(視頻管理軟件)等合作伙伴在華為數字平臺進行業務開發,再通過華為生態資源整合,避免傳統的數據封鎖和固化。

在整個過程中,華為在不同場景下廣泛應用人工智能技術,減少了人工,大幅提高了監管效率。

就像王國榮所說,華為的優勢體現在智能化、數字化以及資源整合方面。這樣的優勢,不僅僅打動了蘇州水務局,還得到了深圳、泰州、呂梁、徐州等地水務部門的青睞,協助這些城市構建的智慧水務工程。

雲上“治水”

平江河智慧水務項目的成功,也不僅僅讓蘇州古城的河水更清澈了,更為其他城市的治水工程帶來了可供挖掘潛力的資產。

首先,雖然平江河項目只是對拋物、傾倒汙水等輕度違規行為進行智能識別和處理,但計算機視覺技術、人工智能、大數據技術卻可以在很多水務場景發揮作用。

華為助力“治水”,半個姑蘇的水都清了

比如,內澇積水測量、排口偷排檢測、水體違法佔用、藍藻監測、無人機巡河兩期比對、智慧閘站泵站管理等。具備一定條件和基礎後,還能開展水的全生命週期管理,拓展在精細化供水方面的應用。

其次,沉澱下來的數據,通過後續的分析、利用,還能繼續發揮價值。

第三,華為構建平臺+生態模式,後續再通過開展技術攻關合作,設立創新研究院等形式,還能不斷提高水治理新技術孵化和突破能力。

水是生命之源,綠水青山就是金山銀山。中國自古以來就是水利大國強國,大禹治水、李冰修都江堰、京杭大運河、南水北調、三峽大壩、葛洲壩等項目舉世矚目、鬼斧神工,讓人歎為觀止。

人工智能、大數據、5G等新技術,正在將中國帶入“智慧水務”的時代,數字版、“雲上”版的治水正在徐徐上演。蘇州平江河項目,只是這場大戲的開篇表演。


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