【摘要】 2021年浙江省数字化改革是在“最多跑一次” 改革基础上的迭代深化，是政府字化转型的一次拓展和升级，是浙江立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局的重大战略举措。安吉县广播电视网络有限公司以数字化改革建设部署为指导，构建人机一体的全矩阵智算中心的人工智能应急广播体系,践行“创新技术手段、提升AI赋能” 树立科学技术发展理念，推动产业数字化，利用互联网新技术新应用对传统产业进行全方位、全角度、全产业链的改造，提高生产率，释放数字产业对经济发展的放大、叠加、倍增作用。推动互联网、大数据、人工智能和网络公司传统实体经济相融合，加快服务数字化、网络扁平化化、产品智能化的演进模式。
【关键字】智算中心 多终端投放 多算法平台 多源融播
一．项目背景
根据国家与省级相关规划明确要求：推进国家应急广播体系建设，升级改造传输覆盖网络，布置应急广播IP终端，提高容灾抗毁能力；完善应急信息采集与发布机制，实现与突发事件预警信息发布系统的有效对接，健全国家应急广播体系运行制度和相关标准规范，提升面向公众的突发事件应急信息传播能力。随安吉县广播电视网络有限公司研发了基于智算中心的应急广播系统。
安吉县地域广宽、人口较多，大山、大河、水网纵横、地形复杂、自然灾害、突发事件常有发生，县党委、县政府历来十分重视关注提高危机处置和风险管理的应急能力。但传统的广播存在模拟信号易受干扰，信号质量差，线路维护难度大，无法达到应急广播系统所需要的“应急优先、安全可靠、区域可选、平战结合、可管可控”这样的要求。我县自然灾害比较多，水、旱、雹、风、冻、雪、霜等气象灾害经常发生，山区山体滑坡、水土流失等地质灾害不少，森林火灾也时有发生。为了最大限度的降低灾害损失，建立应急广播体系，及时有效发布灾害预警预报信息极具重要性和紧迫性。另外，当前社会突发事件、公共卫生与社会安全等突发公共危机偶有发生，应急广播结合终端的推送，能方便党和政府及时下达政令，释疑解惑，减少事故和危机带来的损失，更好的维护社会稳定。安吉县广播电视网络有限公司有效利用前期建设的基础，创新破难，使应急广播系统专网建设持续稳定高效，不断提升广电在社会发展中的地位，增强与整个社会成员之间的黏合度。从2008年开始，安吉广电先后投入近3亿元，完成网络双向化改造，铺设光纤1万多千米，安装光电转换传输设备3.7万多台，每11户用户配置一套光终端设备，确保用户电视接入带宽1000M，上网点播带宽1000M，成为县域内带宽最宽、最安全、覆盖最广的双向数据网络。从2012年起，安吉广电在全县186个行政村及社区建立了以县应急指挥中心为核心，县、乡（街道）、行政村三级分层管理的应急广播播控体系，建设前端广播点位近2000个，实现了“村村通”、“村村响”；同时，在每个行政村分别布控10～12个高清摄像头，实现全县 “村村看”视频监控大联网；并接入大量各县级部门的监控摄像头，如县气象局、水利局、环保局、国土局和公安局等，实现不同部门间的应急联动。截止目前，在全县 “村村看”视频监控平台系统内，已接入高清摄像头3万余个，获得当地政府与人民群众的认可和支持。
二．系统架构
安吉县广播电视网络有限公司研发的基于智算中心的工智能应急广播系统项目，以前端设备为依托，以云平台算力资源为支撑，完善智算中心算法模型，建成了跨厂家、跨平台、跨类型的基于智算中心的多算法融合人工智能应急广播平台、三网同屏视频会议、文字广告、多终端应急广播。今后可扩展二次结构化、三次结构化、辅助结构化分析等算法为核心的应急广播系统增值服务，达到 “以播养播、长盛不衰”的理念，实现用户从“听广播” 到“用广播”的跨越，参照浙江省数字化改革提出的“四横四纵”体系，构建基于智算中心的工智能应急广播总体框架。
“基于智算中心的工智能应急广播”，等同于为应急广播这张“嘴巴”配上了视频监控的“眼睛”和人工智能的“大脑”，AI赋能的应急广播在无人值守的情况下，根据不同场景、事件的情况下自主播发所对应的信息内容，及时发声、精准发声。可实现单场景多告警，多场景单告警，多场景多告警等功能。该系统充分利用安吉广电大数据中心优势及不同厂家不同算法的补充及同类算法选优的目的，更好地用最精准的算法、更多的辅助手段完成对现有的应急广播系统服务做出跨越式的提升。以智算中心的工智能应急广播平台为核心，将AI视频分析系统，图像结构化平台、物联网大数据感知分析平台，安吉智慧旅游大数据等系统平台融合成为一套具有安吉特色的，基于智算中心的人工智能应急广播系统，系统在部署后减轻基层治理人员的工作强度，实现了“人员智慧+人工智能”两智融合1+1>2的实际效果。项目立足于广播的公益属性，同时借助安吉广电主流媒体的地位，在疫情防控、自然灾害预防等基层治理方面产生了良好社会效益，同时也为政府节省了应急状况下大量的设备和基础设施投资，实现了政府、公众、企业三者之间的共赢。
三．功能实现
突发事件的智能检测和识别
随着监控摄像头的逐年增加，传统的视频监控系统显现出一些弊端。首先，在需要对非涉密公共场景进行实时监控的情况下，传统的监控系统采用人眼方式进行监看，需要耗费大量的人力物力对相应区域的情况进行实时观察，并且长时间观察会产生视觉疲劳，进而注意力下降，导致工作效率低下。其次，随着视频监控设备型号的逐渐增多，产生的视频数据也呈爆发式增长，对于传统的视频监控系统而言，己经超过了人工所能处理视频数据的能力，很难从海量的视频数据中提取有效的信息。再有，目前很多视频监控系统只进行视频记录，不进行视频检测预判，在发生异常突发事件或紧急事故时只能事后取证，缺乏事前防范、事中指挥，远程制止语音威慑等功能，具有相对的滞后性，无法有效降低异常事件发生后的损失。因此，如何实现智能化的监控视频突发事件的检测和识别，以弥补传统视频监控系统的不足，是构建基于智算中心的人工智能应急广播系统的基础。
2．突发事件的自动语义描述与语音合成
在检测到视频中某个突发事件之后，比较直接的做法是由人力对其进行判断和分析，并将其事件描述和指挥命令等通过应急广播人工传达，也就是需要人为处理数据，费时费力。但是，正如前文所述，突发事件和出现的问题具有多样性，视频只能展现发生的过程，不能分析现场的危险物、环境因素以及危险扩展方向等多方面内容。人工发现问题后处理具有相对的危险性，联系专业人员来处理，在等待过程中可能会失去最佳抢险机会，造成更严重的后果。另外，如果监控人员因某些不可抗因素暂时离岗，未能及时发现视频中的突发事件并发出警报，那么，可能会导致比较严重的后果。智能视频语义描述技术同时利用计算机视觉和自然语言处理算法，通过对视频内容进行语义层次的理解，实现视觉信息到文本信息的跨模态转换，最终生成文本语句来描述视频内容，进而可用语音合成技术来生成声音信号，自动广播播出。可见，用准确的语言自动对视频突发事件进行语义描述并生成高质量的语音播出是基于智算中心的人工智能应急广播系统系统进一步智能化的关键。
3．可视化与人机交互驱动的视播融合优化
监控视频突发事件的智能检测和应急广播中的自动语音合成虽然能够实现基本的“看得见喊得出”，但是这个过程如果完全让机器控制也难免会出错。当面向复杂特征智能检测及其文本描述局限的同时需要融合人脑智能和机器智能，面向特定的场景开展分析问题、解决问题。可视分析技术发展迅速，已经成为图形学与可视化领域的重要研究分支，通过集成数据挖掘方法及模型，结合人机交互可视化界面，帮助用户探索式地获取原始数据中隐含特征信息，广泛应用于数据科学与知识发现等领域。例如通过可视化的方式直观地呈现检测模型的中间结果，同时辅以人机交互来优化检测结果，以减少突发事件的误识率；对于自动语义描述生成的文本，进行交互式的语言表达优化等操作，来获取更加准确的事件表达。可见整个系统流程中人的参与必不可少。因此，充分发挥可视化和人机接口的直观交互式探索作用，通过图形图像等视觉形式将检测事件的内容多角度有机表达出来，辅助用户构建和优化模型，进而实现数据中潜在的规律和模式的分析与表示；并且在用户经验知识库的引导下，基于可视化界面的设定假设、读取事实、分析对比、观察变化等操作，来循环调节模型参数，验证模型效果，有效辅助用户实现模型参数的优化设计，对视播应急融合系统为各级政府部门全面了解民情、更好地协调指挥、制定政策法规服务具有重要意义。综上所述，根据应急广播系统的“应急优先、安全可靠、区域可选、平战结合、可管可控”以及“全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控”的公共安全视频监控建设联网应用的需求，项目结合安吉广电的优势，将应急广播体系与视频监控AI赋能相结合，通过应用大数据中心的冗余算力，研究开发基于智算中心的人工智能应急广播及AI可视分析系统，融合所有视频平台、广播平台的接入、管理、配置，实现视频和广播的统一管理、联动操作；并基于深度学习、计算机视觉和自然语言处理等技术，扩展、增添更多智能化实用性功能，可针对监控到的情况，实现自动场景识别和自主语音播报，同步发出干预、制止、疏散等指令。及时、有效应对各种突发事件、自然灾害、紧急情况或群体性案件，同时利用交互式协同可视分析，通过调整参数实现检测模型构建、语音文本生成的进一步优化，在加强治安防控、优化交通出行、服务城市管理、创新社会治理等方面取得显著成效。
四．创新应用
基于智算中心的人工智能应急广播系统由自主研发系统平台及拥有自主知识产权的”智慧广播播出软件”组建而成，是一套基于智算中心、AI视频分析中心、算力中心与传统应急广播相结合的新型AI赋能应急广播系统，在物理结构上与标准IP网络完全融合，并且可与其他终端设备平台通过标准API接口对接，以播放点位为轴，在呼叫平台所属广播的同时，可将广播内容推送到所在指定范围内的音柱终端，通过推送机制强制接收应急广播信息，使用文本或音频的方式触发指令，不仅能够完全取代传统广播系统功能，更有传统广播所没有的准确定位，突破了传统广播系统的空间局限、播放设备局限和投放对象局限等，为传统广播系统的应用提供了更广阔的空间。传统广播的架构瓶颈在于只能播放到连网广播终端设备，如需要将播出内容投放到其他类型设备终端时，需要通过第三方平台进行工作，并且无法准确定位，导致通知效果不明显，应急通知效果差。该系统每台服务器接入终端节点数目可达到千级数量，其核心设备能提供较高的交换性和丰富的云计算，能够胜任大规模统一平台的大数据处理量的要求，并为应急广播提供安全、可视、可监管的运行环境。平台基于业界领先的虚拟化基础架构，大大降低应急广播建设和运维的总成本，并且为更多更丰富的业务能容提供了可能。系统在数据的机密性和完整性上采用国家级加密算法保护，对播放系统中的相关播放数据可以进行加密与解密、签名、源鉴别、组鉴别等处理，设计有多重安全策略，确保严格可靠的加密安全播出。在市场应用方面，不仅可以满足政务的应急需求，也可以有商业化用途，比如学校，智慧乡村、风景区等音柱使用比较多的单位都可以使用该系统，实现实时、安全、可靠的基于安吉广电优质传输网络的AI智能应急广播服务。
五．结束语
基于智算中心的人工智能应急广播系统结合视频AI结构化分析平台，聚集算力生产供应、数据开放共享、智慧生态建设、产业创新集聚四大功能于一体，智算中心运营团队通过高效普惠的智能计算服务，提升智算中心的人工智能应急广播系统生产力水平，降低智算中心的人工智能应急广播系统应用成本，构筑人工智能产业新生态体系，促进安吉智慧产业转型和数字经济高质量发展。实现治理与防范高效管理。视频结构化分析平台采用“共享前端点位+新建后台识别”的模型，对安吉县内视频图像中的社会治理问题事件进行结构化提取，形成社会治理事件数据资源库，依托大数据、云计算等关键技术实现全网数据的融合、碰撞、分析、应用。通过智能AI视频分析系统，实现县域管理问题、安全防范问题的主动发现、快速判断和精准定位；利用采集的数据，通过不断地训练、学习，不断提高“视频AI智能分析系统”的识别率，在数据不断累积的同时，形成趋势预测和全域分析，利用所有的分析数据勾勒出完整、生动、全面的“全域画像”。B&P
