視頻識別在智能建筑中的應用

摘 ?要：文章主要是通過對視頻識別的應用闡述，與實際功能相結合，明確視頻識別在智能建筑中的應用。文章從視頻識別系統的AI云架構、系統拓撲和視頻識別系統最終達到的效果等方面進行了較為全面的描述，其主要實現客流量統計、車輛管理、周界防范等功能。最后將視頻識別應用在具體的案例項目中，證明視頻識別在智能建筑中的可用性。

關鍵詞：智能化建筑;視頻識別;AI

中圖分類號：TP391.41;TU243 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）15-0108-03

Abstract：This paper is mainly through the application of video recognition，combined with the actual function，clear the application of video recognition in intelligent buildings. This paper describes the AI cloud architecture，system topology and the final effect of the video recognition system. It mainly realizes the functions of passenger flow statistics，vehicle management and perimeter prevention. Finally，video recognition is applied to a specific case project to prove the usability of video recognition in intelligent buildings.

Keywords：intelligent building;video recognition;AI

0 ?引 ?言

工業和信息化部印發的《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃（2018—2020年）》中提出目標，到2020年，我國視頻圖像識別、智能語音、智能翻譯等產品要達到國際先進水平。視頻識別系統，主要是將生物特征識別、視頻內容理解與其他檢測技術相融合、創新，實現視頻監控、圖像搜索等典型應用，拓展其在智能建筑中的應用范圍，有效地提高社會智能化程度。

杭州元年科技有限公司的經營范圍：電子與智能化工程、智慧城市系統工程、計算機信息系統集成工程、信息通信工程、消防工程、施工（憑資質證書經營）;計算機軟硬件、數據處理技術、信息技術的技術開發、技術咨詢、技術服務。監控系統為經營范圍中智能化工程和信息工程的主要組成部分;隨著社會需求的變化，視頻監控慢慢地向視頻識別AI轉化。

杭州元年科技有限公司在多個工程項目中都實現了視頻識別功能，比如在“杭州市西岸花園小區”“德清縣新市旅游集散中心”等項目中，公司都不同程度地采用了一種或者多種視頻識別方案。

1 ?視頻識別AI云架構

近年來，隨著人工智能技術的不斷發展，物聯網產業被越來越多地提及。利用視頻識別挖掘出海量物聯數據的價值，以實現物聯數據、業務數據、互聯網數據的融合并孵化出更豐富的智能應用，因此，杭州元年科技有限公司搭建了公司特有的AI云。基于“云邊融合”理念為基礎的AI云，即通過對圖片的學習，加上深度算法，可以實現對圖片進行識別的云端服務器。架構提出了“聚邊到域、域為中場、數據入云”新主線，通過邊緣節點、邊緣域和云中心來實現智能建筑的彼此互聯以及演化。

AI云架構由邊緣節點（攝像頭）、邊緣域和云中心組成，系統如圖1所示。

邊緣節點：實現精準的感知，并完成實時響應，通過對視頻、圖片的數據結構化及對其他物聯數據的精準感知，完成數據采集。

邊緣域：通過對業務的局部感知，實現對業務的局部認知，同時完成對域內數據的自治處理和及時響應。

云中心：完成跨域數據的統一、整合和處理，通過大數據分析實現全局感知，通過對跨域數據的碰撞和多維數據的分析，進行全局把控和態勢分析。

2 ?視頻識別在智慧建筑中的應用

基于“AI云”理念，將整合視頻監控系統、人臉識別系統、客流分析統計系統、車輛管理系統、防區監管系統等，結合GIS地圖發揮邊緣計算的優勢，實現數據的綜合管理和分析應用。通過智能化建設，實現全節點、全地域的數字化;并在數字化的基礎上，融合多種系統應用實現統一管理，不但使管理的粒度更精細，也使管理更全面、更方便、更可靠、更簡單。

2.1 ?系統拓撲

系統拓撲如圖2所示。

在設計方案時，要充分考慮邊緣計算分布式部署、靈活化處理和敏捷響應的優勢，邊緣域具備局部感知、局部認知、及時響應的能力，基于物聯數據池、物聯計算存儲資源池、智能算法倉庫、物聯智能綜合平臺，來構建物聯智能視頻識別應用。在系統架構規劃設計時，采用全網絡的架構，各個子系統最終通過網絡連接到中心，通過綜合管理平臺進行統一集成與管理。

系統包括總控中心、分控中心和監控前端，總控中心是指服務器（包含中心存儲、中心管理服務器、監控管理終端、核心交換機），分控中心是連接總控中心和監控前端的橋梁，包括包括NVR、交換機、客戶端，監控前端就是各種攝像頭監控。

2.2 ?人臉識別系統

在場地開闊、人員復雜的環境下，兒童和老人走失、走散事件經常發生，因此人臉識別技術被提出并應用到實際社會生活中。人臉識別可以通過采集走失人員的人臉照片，檢測照片中的人臉，并利用人臉面部特征對人臉照片進行建模。將完成的建模提供到智能建筑群中內各點位人臉抓拍相機進行行人檢測，人臉抓拍相機抓拍清晰的人臉圖像，將形成的圖片庫與建模進行人臉檢索、比對，實時識別人員身份，快速地確定走失人員，并提取走失人員的人臉特征、衣著顏色、背包配件、身高體型等結構化數據和識別信息，及時尋找出走失人員最后出現的地點，并實時通知附近的巡邏人員。視頻識別技術可全自動地實現人臉識別、檢索及找人，提升巡邏人員的工作效率。

視頻監控人臉識別技術，還可以與公安機構聯動，將數據信息與公安信息相關聯，有效地識別出可疑人員，特別是在一些人員密度比較大的區域，可以有效地提高區域安全性。

2.3 ?客流分析統計系統

客流分析統計系統主要由人臉抓拍機、雙目客流攝像機、密度分析相機等組成，其通過網絡連接各設備，將數據及信號上傳到監控中心進行存儲及管理。

客流高峰期往往存在人員聚集的情況，容易發生安全事故。實時監測重點區域的人群密度是實現安全管理的重要保障。系統需實現出入口客流實時統計分析，統計進入量、離開量和保有量，確保人員的快速分流，做好流控管理，實現自行分流和安全疏散。客流密度分析界面如圖3所示。

景區流控管理密度分析主要采用密度分析相機對景區重要出入口和人員密集區域實施對人員密度情況的檢測。

游客興趣點分析是通過對各個出入口實時抓拍的游客人臉照片，記錄游客游玩時長。根據兩次抓拍時間計算出游客在景區和各個景點內的駐留時間并分析其興趣。

2.4 ?車輛管理系統

對車輛車位的管理主要針對出入口、停車場實現智能化管理、數據統計。車位管理監控畫面如圖4所示，白線區塊為一個車位，如果在紅色區塊內識別有車輛，并認為車位被占用。

其中對出入口車輛的管理主要是通過門禁攝像頭實現對車輛車牌信息的自動識別、開閘閉閘、自助繳費以及車輛分析統計。對于停車場車位的管理主要通過車位相機實現固定車停臨時車位報警、訪客車預約車位、車位信息實時同步等功能。

2.5 ?防區監管系統

周界入侵檢測可結合采用多種智能分析以提高預警的準確性，如區域徘徊檢測+絆線檢測。通過區域徘徊檢測可以在指定布防區域內對長時間在某一區域逗留徘徊的人員等目標實現預警，起到預防不良事件的作用。周界防范示意圖如圖5所示，白線設置為防區，一旦有人員進入防區就會觸發警報。

通過視頻監控的智能分析功能，可以對景觀湖等危險區域設計多級防區，提前告警，防止人員進入危險區域。系統還可以設置布防、撤防時間，如白天有人靠近不產生報警，僅有人落入湖里才發生報警;晚上有人靠近湖岸就報警，提前做好安全防范。景觀湖防落水監控畫面如圖6所示，白線設置為防區，一旦有人員進入防區就會觸發警報。

3 ?視頻識別實際應用案例

杭州元年科技有限公司針對不同的應用場景和不同的客戶需求提供不同的解決方案，利用視頻識別技術可以提高現場的服務能力、減少人員的配置，高效可靠地完成安防、數據統計、人員分析等任務。接下來介紹兩個由杭州元年科技有限公司設計并已實際投入使用的視頻識別方案。

3.1 ?杭州市西岸花園小區案例

該項目位于杭州市拱宸橋橋西歷史文化街區、運河西北角，由一千多戶高層、多層及排屋組成，其位置離運河碼頭200米，周邊有大型的商場、影院及歷史街區，出入人員較為復雜;小區于2019年底改造并完善了安防監控，人臉識別監測系統投入運行。

該系統實現了對進入小區主出入大門人員的實時人臉圖像的抓拍和留存，基于網絡傳輸與人臉識別技術，將前端采集數據接入區公安系統，提供實時對比布控、歷史數據查詢、軌跡分析等服務，為公安機關調查取證提供有效的數據，保障小區安全。

3.2 ?德清縣新市旅游集散中心案例

本項目位于浙江省德清縣新市鎮，是一座歷史文化名城、千年古鎮，2019年啟動古鎮的修復重建工程，前期游客中心已建成。為收集旅游數據，在景區外圍三叉出入口處、旅游集散中心廣場入口處等安裝人流量監測設備，實現視頻識別系統對以上區域的人流數量的監測;通過關聯設備的聯動算法實現對人流數量的實時計算以及對出入口客流的實時統計分析，分別統計景區進入量、景區離開量和景區保有量，做好流控管理，實現自行分流和安全疏散，針對客流量定制化改善服務，為景區管理人員提供數據支撐和決策依據。

4 ?結 ?論

隨著視頻識別技術的發展，其為智能化建筑提供了越來越多的智能化服務，與智能化建筑形成了不可分割的整體。杭州元年科技有限公司掌握了最新的視頻識別技術，并將其應用到智能化建筑工程中，在提高公司業務水平的同時，也提升了社會的智能化水平，形成了一種良性循環。

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作者簡介：周曉青（1975.10—），男，漢族，浙江杭州人，總經理，工程師，研究方向：智能建筑設計與施工。