海纳云:基于人工智能的物联网平台场景化解决方案
作者 | 山东省物联网协会2022-11-25

一.企业简介

海纳云,数字城市物联科技平台。依托海纳云星海数字平台,公司打造城市大脑、数字应急与城市生命线、数字市政、数字孪生BIM/CIM、数字城市治理、数字社区/园区和数字安全多个应用场景,赋能城市生活数字化、经济数字化和治理数字化转型,目前已成长为数字城市、新城建、“AIoT”领域的优秀企业。

二.案例概述

基于人工智能的物联网平台场景化解决方案紧密结合物联网领域的重大应用需求和系统特性,以构建感知、安全和智能的物联网平台为目标,针对物联网平台海量物联网设备差异化、数据多源化、应用场景多样化等特点和需求,以物联网非确定、高混杂和强关联特征为出发点,围绕海量设备高效泛在接入、多源数据集成融合与目标精准检测等关键问题展开研究,构建基于人工智能的物联网平台,并通过智慧社区/园区/城市等典型示范应用,为用户提供便捷服务以及安全治理。

(1)针对传统物联网平台在海量异构设备跨业务接入时存在效率与安全性问题,基于边缘计算技术和区块链技术,提出一种具有普适性和高效的物联网平台开放框架,构建可支持海量设备无缝安全接入的高泛化平台。

(2)针对物联网多模态数据信息孤岛、无法满足无缝化场景服务联动需求的问题,提出物联网多源信息(文本/图形/视频/音频)的数据集成融合与数据特征提取方法,可根据行为偏好、用户画像、周边环境等各类信息构建人-事-物-情的知识图谱,形成自学习、自适应、主动与用户交互的能力。

(3)针对物联网数据在智能化分析方面缺乏高精度算法、无法适应特定场景服务需求的问题,研究基于全局特征与深度学习技术的高泛化性目标检测算法。

(4)针对场景服务与治理的应用效能不高、用户体验亟需增强的问题,通过创新的应用场景和服务模式,提供便捷的物联网服务能力以及安全的社区综合治理能力,并在多个中等规模社区展开示范应用。

海尔云谷数字园区平台

图1 海尔云谷数字园区平台

智慧社区平台

图2 智慧社区平台

三.应用成效

(1)设计并提出具有普适性和高效的物联平台框架,已建成一套物联网开放平台,已经集成200+种设备品类,接入终端设备280万+,集成生态伙伴100+;

(2)已构建涉及人员、车辆、事件在内10个应用场景的人工智能分析算法;

(3)面向室内外、小人脸等特殊场景,人脸自动识别正确率可达85%;

(4)平台已拥有在多个场景下快速接入不同厂家设备的能力,实现接入成本降低60%,开发周期减少30%,实现城市级跨场景设备的互联互通,节省企业研发成本和开发周期。

本项目的建设,从政府治理的角度出发,将会带动当地基础公共服务能力的极大提升。本项目以突破关键技术问题为目标,将推动青岛市在智慧社区、智慧住区、智慧城市、物联网、人工智能等领域的突破,进而从场景出发,提供高效专业化、智能化的公共服务能力。

四.应用场景

智慧桥梁场景:首先,平台的引入提高了青岛市桥梁管理信息化水平。其次,提高了桥梁管养工作效率和科技水平。最后,能够监测结构病害,保障桥梁运营安全。

智慧桥梁平台

图3 智慧桥梁平台

智慧社区场景:在青岛各智慧社区,依托本项目构建起智慧安全、智慧车库、智慧服务等多个智慧社区场景解决方案,实时掌控社区人、事、物全景状态;运用大数据分析,优化资源,快速响应,实现能源消耗降低35%、报修率降低80%、人工成本降低20%、运维成本降低35%,达到社区的最佳运营,让业主的生活更加安全、便捷、科技,让物业管理更加智能、高效。在胶州老旧社区改造方面,截至目前海纳云已参与24个社区的改造,共覆盖227栋楼,受益户数8066户,受益居民2.6万人。改造后, 居民生活、物业服务和政府管理效率显著提升,实现物业等运维管理人员成本降低50%、安全风险降低90%、服务满意度提升90%、公共安全事件追溯率100%、消防隐患100%预警、社区应急响应提升100%。

胶州智慧社区平台

图4 胶州智慧社区平台

智慧镇街场景:5G+王台全域视联网暨智慧镇街监控服务平台则秉承了数据融合、资源共享、分权分域的原则,构建了王台街道统一的智慧城市治理与服务平台,实现了一个平台城管、应急、国土、水利、综治等多部门协同办公、资源共享。自2021年8月底试运行以来,王台街道通过该平台成功研判、预警了30余起违法焚烧事件、700余起占道经营事件、3000余起违法乱停事件、50起乱倒垃圾事件以及多余起其他违法事件,极大提高了工作效率,为王台街道减少了近2000万元不必要的损失。同时,也通过视频监管的方式,加大宣传力度,对居民违法行为起到一个警示作用,从源头上减少违法行为的产生。

五.主要创新点

物联网平台,不仅是开发一个简单的软件系统,而是一个以该平台为载体,打通智能硬件与应用软件、连接用户与设备、创新业务服务和管理,进而构建和管理场景生态的智能化平台。

1.技术创新

(1)针对硬件设备数量多、种类各异、接口规范不统一等特点,研发支撑大规模海量异构物联网设备泛在接入的智能网关,突破传统物联网平台在设备接入时效率低、智能化分析精度差等瓶颈问题,为上层数据的高效汇聚及应用的高效执行奠定坚实基础。

(2)提供跨媒体统一感知能力是智能信息处理的一个核心和热点问题。本项目从多媒体数据中提取包括时间、地点、人物、时序、关系等方面的特征,并借助知识图谱等技术,自动构建用户画像,快速发现突发事件和预测发展态势,实现安全隐患的预警预报。

(3)为实现对目标的精准检测,突破大范围动态场景的高精度三维重建难题,将场景动态建模和多目标跟踪的大范围动态场景高层语义理解相融合,减小数据采集噪声、数据压缩及传输失真、光照和遮挡等因素对于目标检测性能的影响。同时,针对大范围动态场景下人群复杂的聚集变化问题,实现视觉感知环境下的聚集群体发现、人群规模和密度估计、人群属性、行为和标语文字内容识别,研究物理空间视频监控数据中敏感人物和车辆的识别和跨场景跟踪、敏感人群行为关系的类型/强度和动态更新建模。

2、管理创新

物联网开放平台的用户,往往会涉及到多个主体,如政府、物业、软硬件服务提供商、终端用户等。为确保多个主体在物联网数据使用上和业务协同上的顺畅,通过在物联网平台引入区块链技术来打造去中心化、安全可靠、数据无法篡改、行为不可逆的互信体系。

3、模式创新

围绕所打造的物联网开放平台,通过把实际的决策权、用人权、分配权让渡给不同角色的用户,让每个人都可以在此平台上围绕智慧社区/园区/城市的痛点问题,与各资源方共创,让每位用户创造价值的同时,也能实现高分享高增值,让每个人都拥有获得“股、权”合一的机会。

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