阿里云ET城市大脑成为国家项目，中国AI换道超车

Posted 2020-10-14

2017年11月15日，在科技部新一代人工智能发展规划暨重大科技项目启动会上，科技部长万钢强调要把发展人工智能作为当前乃至未来一项战略性任务来抓。要全面推进人工智能的技术突破、产业发展以及经济社会深度应用，把握好人工智能发展的机会窗口，为世界人工智能发展做出中国贡献。

本次启动会公布了首批四个国家新一代人工智能开放创新平台，依托BAT和科大讯飞公司，建设城市大脑、自动驾驶、医疗影像和智能语音等国家新一代人工智能开放创新平台。其中，阿里云入选了城市大脑国家新一代人工智能开放创新平台，这也就意味着阿里云ET城市大脑正式升级为国家级平台。

在国家新一代人工智能开放创新平台的四大方向中，自动驾驶、医疗影像和智能语音在国外都已经有了相同的方向，但“城市大脑”却是“另类”，可以说是最具中国特色的人工智能方向。马云在世界智能大会上说，在人工智能技术方面，弯道超车不如换道超车，为未来制定标准，走出中国自己独特的道路。

"城市大脑"：世界级的挑战

自从2016年10月首次提出“城市大脑”以来，阿里云就大力推广“城市大脑”并积极在合作城市中落地。杭州作为首个尝鲜的城市，自去年10年开始与阿里云合作，如今杭州“城市大脑”每15分钟就能根据摄像头数据调节红绿灯资源，对道路和时间资源再次分配，让老百姓早一点回家。

2017年10月，阿里云与杭州合作一年的“城市大脑”项目成果，城市大脑1.0正式发布并交出成绩单：接管杭州128个信号灯路口，试点区域通行时间减少15.3%，高架道路出行时间节省4.6分钟；在主城区，城市大脑日均事件报警500次以上，准确率达92%；在萧山，120救护车到达现场时间缩短一半。

很多人认为“城市大脑”是智慧城市的升级版，但其实不然。智慧城市可以理解为城市的信息化建设，包括为各个交通路口安装摄像头并将图像和视频数据回传到城市的数据中心里存储并用于人工分析。但随着数据量的激增，已经突破了人工分析的极限，这就需要机器智能来自动化分析并提供辅助决策。

在2017年10月的阿里杭州云栖大会上，阿里云机器智能首席科学家闵万里解释了“城市大脑”的挑战：到目前为止的人脸识别、智能语音对话、图像与视频识别等人工智能技术都已经高度成熟，但仍是分散的解决单个问题的单体智能，如何把这些分散的技术有机结合在一起形成单体多能？当多个多能单体在一起竞争的时候，如何形成系统智能？这些都是世界级的挑战。

以交通治理为例，当出现救护车的场景时，道路上有私家车、公交车、电瓶车甚至闯红灯的行人在争抢，那么如何及时协调附近的红绿灯，让机器自动计算出一条“生命之道”？从单体单能到单体多能再到多体多能之间的有机协调，可行吗？

“这条路很难”, 通过在杭州萧山的一年摸索，“至少我们证明一件事情：可行性、可达性。”闵万里如今也入选了新一代人工智能战略咨询委员会，是27名专家成员之一。

通往“城市大脑”之路

“这一条路怎么走过来的？千里之行始于足下，肯定首先在基础性的功能做到极致。视觉、视频、人脸识别已经在城市大脑当中用起来，精准量化每一个路口左转车辆有多少、右转车辆有多少、直行车辆有多少。精准的识别车辆类型，帮助城市做交通政策研判、实时排堵等，这些都已经做到了。”闵万里回顾一年的“城市大脑”历程时如是表示。

车流量大、路网复杂、路面立体，是城市交通的主要特点。阿里云ET城市大脑通过一个普通的摄像头，就能读懂车辆运行状态和轨迹，同时实时分析来自交通局、气象、公交、高德等13家机构的海量交通数据，这一视频数据处理规模在全范围来说也属罕见，因此也催生一系列世界级技术。

首先，为完成复杂场景下的车辆检测，阿里云ET城市大脑的视觉计算团队提出基于区域融合决策和上下文相关的多任务深度神经网络，解决多视角、多姿态及车辆遮挡等问题，这一技术成果打破了全球权威视觉算法测评平台KITTI的世界纪录，将车辆检测率拉升至90.55%。

其次，针对交通事故识别、人流轨迹判断、交通数据样本研究等场景挑战，阿里云ET城市大脑团队提出了相应的技术解决方案，形成了3篇技术论文并入选国际顶级学术会议——第25届国际多媒体会议ACM Multimedia。

例如，在针对交通事故识别方面，阿里云ET城市大脑团队设计了一种时空自编码进行视频异常检测，同时提出一种权重递减的预测误差计算方法，让机器可以自动识别交通事故，该算法在重要指标上已经超过了此前的最好方法。再比如人流轨迹判断方面，通过机器识别同一人出现的时间、位置来判断人流轨迹，进行红绿灯、公交站点等调整，阿里云ET城市大脑团队提出的算法，目前精确度已达业内最高水平。

然而，这仅仅才是开始。以协调120救护车为例，怎么从全局的角度让最有优先级的救护车及时通过拥堵的道路，重点在于中间的环节，即让每一个路口的信号灯提前几十秒开通绿色通道，这就要精准知道救护车几点几分到达哪个路口，做提前规划。

为此，阿里云ET城市大脑团队调动了120实时NLP智能语音分析，用机器自动解析救护车要去的医院以及沿途路径，然后解析出沿途每一个关键节点到达时间并据此调整信号灯，最后就是把指令下达到急救车司机、交通信号灯指挥中心以及医院急救室，整个过程是自动化和智能化的人机联动协调的结果。

阿里云ET城市大脑在萧山区试点120救护车等特种车辆的优先调度，通过事件报警、信号控制与交通勤务快速联动，一旦急救点接到电话，城市大脑就会实时计算，自动调配沿线信号灯配时，把120救护车到达现场时间缩短一半。

交通治理仅仅是“城市大脑”的开始，社会治理和公共安全保障，同样是“城市大脑”的重要功能。结合视频分析技术，“城市大脑”能够对整个城市进行索引，通过精细定位、全局视频分析、营运数据，分析车辆主题关系和行为模式，萧山区精准管控“两客一危”及违法处禁车辆，实现了交通分层治理。

有中国特色的机器智能

“城市大脑”的一项基础能力是用机器对全城数万路摄像头进行实时分析，做出全局的判断，如果换成人类交警，仅仅是去看这些视频就需要十几万人。所以，马云所说的在人工智能技术方面走出中国自己独特的道路，强调机器智能的重要性，在很大程度上是因为中国的特色场景。

在城镇化方面，我国城市规模不断扩大，城镇化水平持续提高。国家统计局数据显示，2016年末，我国城市数量达到657个，市辖区户籍人口超过100万的城市已经到了147个。而2015年，京津冀、长江三角洲、珠江三角洲三大城市群，以5.2%的国土面积集聚了23%的人口，创造了39.4%的国内生产总值。

在商业方面，阿里天猫创造的双11购物节在全球也是首创。2017天猫双11全球狂欢节总成交额超1682亿元人民币。其中，无线成交占比高达90%；支付宝支付笔数达到了14.8亿笔，同比增长41%；支付峰值达到25.6万笔/秒，是去年的2.1倍，再次刷新去年创下的峰值纪录；产生的物流订单量达到8.12亿单；参与双11的全球网民覆盖了225个国家和地区。

仅以物流来看，根据国家邮政局公布的统计数据，2016年我国快递业务量突破300亿件、同比增长53%，继续稳居世界第一。2017年1-10月，全国快递服务企业业务量累计完成311.4亿件，同比增长29.1%。2017年双11期间，根据国家邮政局监测数据显示，主要电商企业全天共产生快递物流订单8.5亿件，同比增长29.4%；全天各邮政、快递企业共处理3.31亿件，同比增长31.5%。

简单从上述数据，可以看出机器智能对于整个社会经济的普惠价值更高。2017年7月9日在全球人工智能高峰论坛上，阿里巴巴技术委员会主席王坚指出，“互联网发展到今天，我们要做的是用机器解决人类解决不了的问题。在这个意义上，比起人工智能，机器智能这个词更加准确。……城市大脑不但能造福百姓，也会像登月计划一样，成为机器智能未来10年最重要的研究平台。”

四个国家新一代人工智能开放创新平台，标志着我国新一代人工智能发展规划和重大科技项目进入全面启动实施阶段。尽管目前我国的人工智能技术基础研究方面还相对薄弱，但有了我国的世界级规模业务场景，以应用带动基础研发，从有中国特色的“城市大脑”方向换道超车，不是没有可能。（文/宁川）

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