智慧高速云邊協(xié)同解決方案

1、智慧高速云邊協(xié)同解決方案導(dǎo)讀：2020年9月15日，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC) &工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(All)啟動(dòng)“2020 邊緣計(jì)算十大解決方案”評(píng)選活動(dòng)。期間歷經(jīng)2個(gè)多月，經(jīng)過(guò)企業(yè)申報(bào)、資格審查、專家初 評(píng)、現(xiàn)場(chǎng)答辯+終評(píng)等環(huán)節(jié)，最終產(chǎn)生“2020邊緣計(jì)算十大解決方案”獲獎(jiǎng)名單，并在2020 邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)峰會(huì)(ECIS 2020)現(xiàn)場(chǎng)舉行頒獎(jiǎng)。近期，小編將為各位持續(xù)分享榮獲“2020邊緣計(jì)算十大解決方案”獎(jiǎng)的優(yōu)秀解決方案。希 望推動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用創(chuàng)新、促進(jìn)邊緣計(jì)算高價(jià)值可復(fù)制創(chuàng)新解決方案的快速孵 化、加速邊緣計(jì)算技術(shù)產(chǎn)品以及邊緣計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件在各應(yīng)用領(lǐng)域的示范推廣。1-目標(biāo)和概述-1.

2、1行業(yè)痛點(diǎn)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的大背景之下，高速公路越趨于四通八達(dá)，路網(wǎng)逐漸完善，高速公路的 征費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，比如載貨類汽車當(dāng)前是按按計(jì)重收費(fèi)方式征費(fèi)，轉(zhuǎn)變前是按照車輛 類型征費(fèi)。然而，即使征費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)在不斷的完善，逃費(fèi)的方式還是五花八門的，逃費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重， 通行費(fèi)用流失重大。另外，高速公路自從聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)以來(lái)，高速公路公司如何實(shí)現(xiàn)路段間的收 費(fèi)，如何監(jiān)管收費(fèi)情況，如何構(gòu)建一體化的稽核模式和管理服務(wù)等等問(wèn)題，都是目前工作重 點(diǎn)，是亟待解決的問(wèn)題。1.2主要目標(biāo)方案基于邊云協(xié)同、多流水融合路徑、大數(shù)據(jù)、AI、邊緣計(jì)算等智能化技術(shù)，構(gòu)建高速業(yè)務(wù) 稽核模型庫(kù)，豐富稽核管理的手段，提高稽核的效率與準(zhǔn)確性，通

3、過(guò)智能化的稽核手段，多 范圍打擊偷逃費(fèi)行為，實(shí)現(xiàn)高速計(jì)費(fèi)、收費(fèi)的公平公正，最大化減少高速費(fèi)流失。實(shí)現(xiàn)高速 公路自由流收費(fèi)稽核全閉環(huán)業(yè)務(wù)流。通過(guò)深度挖掘車輛抓拍圖像，多維度分析車輛結(jié)構(gòu)化、 通行軌跡、超時(shí)等方式，真實(shí)還原通行過(guò)程車輛信息，為偷逃費(fèi)稽核提供證據(jù)鏈判定。為高 速公路聯(lián)網(wǎng)計(jì)費(fèi)、設(shè)備物聯(lián)監(jiān)控、通行數(shù)據(jù)分析、稽核管理體系搭建、清分結(jié)算工作提供支 撐。大力推進(jìn)高速收費(fèi)清單“一張網(wǎng)”建設(shè)，增強(qiáng)高速運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力，構(gòu)建智慧高速系統(tǒng)。1.3方案概述拓維信息智慧高速邊云協(xié)同解決方案，基于邊緣計(jì)算+云計(jì)算協(xié)同，依托Atlas人工智能計(jì)算 平臺(tái)底座，結(jié)合多流水融合路徑、大數(shù)據(jù)、AI等智能化技術(shù)，構(gòu)建高速業(yè)

4、務(wù)稽核模型庫(kù)， 豐富稽核管理手段，提高效率與準(zhǔn)確性，多范圍打擊偷逃費(fèi)行為。方案基于云邊協(xié)同的部署 形式，通過(guò)邊緣計(jì)算、AI、大數(shù)據(jù)等新ICT技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速公路自由流收費(fèi)稽核全閉環(huán)業(yè)務(wù)流。 通過(guò)深度解析挖掘車輛抓拍圖像，多維度分析車輛特征、通行軌跡、超時(shí)等方式，真實(shí)還原 通行過(guò)程車輛信息，為偷逃費(fèi)稽核提供證據(jù)鏈判定。為高速公路聯(lián)網(wǎng)計(jì)費(fèi)、設(shè)備物聯(lián)監(jiān)控、 通行數(shù)據(jù)分析、稽核管理體系搭建、清分結(jié)算工作提供數(shù)據(jù)支撐，最大化減少高速通行費(fèi)損 失，保證高速計(jì)費(fèi)的公平公正。2-解決方案介紹-2.1系統(tǒng)架構(gòu)拓維智慧高速云邊協(xié)同解決方案涵蓋了 “云邊端”的全聯(lián)接服務(wù)，由端層、邊緣層、云層三 個(gè)部分組成。端層包含了各

5、種物聯(lián)設(shè)備和其他數(shù)據(jù)。其中終端設(shè)備包含RSU天線、攝像頭等設(shè)備。其他 數(shù)據(jù)中，源系統(tǒng)包含了車道系統(tǒng)、門架系統(tǒng)等源數(shù)據(jù)；外部系統(tǒng)包含了車管所、部中心等外 部源數(shù)據(jù)。邊緣層包含了拓維信息邊緣一體機(jī)以及華為側(cè)相關(guān)產(chǎn)品。擁有六大邊緣能力。包括邊緣實(shí)時(shí) 計(jì)算、業(yè)務(wù)協(xié)同網(wǎng)關(guān)、機(jī)電設(shè)備物聯(lián)、AI流量卸載、車輛特征分析、事件識(shí)別算法。其中 拓維信息邊緣一體機(jī)包含了設(shè)備物聯(lián)協(xié)議適配服務(wù)產(chǎn)品，通過(guò)出色的集成能力，向下鏈接物 聯(lián)端和設(shè)備端，能夠全方位使能設(shè)備物聯(lián)；以及多級(jí)圖片壓縮、傳輸、存儲(chǔ)處理服務(wù)產(chǎn)品， 實(shí)現(xiàn)云端傳輸時(shí)減少設(shè)備響應(yīng)時(shí)間，減少?gòu)脑O(shè)備到云端的數(shù)據(jù)流量。華為側(cè)包含了 Atlas 500、 Atlas 8

6、00、昇騰310處理器、鯤鵬920處理器等相關(guān)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算+AI+邊緣物聯(lián)的 組合出擊。云層包含了路網(wǎng)模型、標(biāo)簽體系、模型引擎、圖搜服務(wù)、路徑擬合及海量圖片在內(nèi)的六大云 端能力和常用的視頻云、大數(shù)據(jù)等新型ICT技術(shù)。上述同時(shí)向上對(duì)應(yīng)拓維信息稽核業(yè)務(wù)場(chǎng)景， 可全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備、數(shù)據(jù)、應(yīng)用之間的融合。2.2邊緣智慧AI邊緣AI 一體機(jī)采用atlas邊緣計(jì)算平臺(tái)，在收費(fèi)站通過(guò)取消省界收費(fèi)站項(xiàng)目國(guó)標(biāo)協(xié)議接入門 架，通過(guò)擴(kuò)展協(xié)議接入車道系統(tǒng)。在邊緣側(cè)通過(guò)邊緣稽核引擎實(shí)現(xiàn)AI圖片壓縮、AI圖片增 強(qiáng)分析、分級(jí)存儲(chǔ)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)門架、車道的流量卸載、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和邊 緣稽核基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的智能感知、

7、智能取證、圖片存儲(chǔ)等功能。采用國(guó)標(biāo)協(xié)議向省中心提供卸流 后的標(biāo)準(zhǔn)流水，采用稽核擴(kuò)展協(xié)議實(shí)現(xiàn)圖片AI處理后的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為省中心提供統(tǒng)一的稽 核基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。IEF通過(guò)站部鏈路對(duì)邊緣一體機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，提供配置、安裝、升級(jí)、運(yùn)行 狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能。（1）邊緣實(shí)時(shí)計(jì)算邊緣AI 一體機(jī)可將路段設(shè)備采集的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，辨別打車小標(biāo)、遮擋車牌、發(fā)行數(shù) 據(jù)不一致等異常行為，進(jìn)行實(shí)施稽核。同時(shí)可將省中心平臺(tái)在路網(wǎng)全量車中識(shí)別發(fā)現(xiàn)的可疑 車輛信息進(jìn)行接收，車道出口稽核隊(duì)員或監(jiān)控班班長(zhǎng)可以使用邊緣實(shí)時(shí)稽核系統(tǒng)快速掌握將 出現(xiàn)在或可能出現(xiàn)在改出口的可以車輛的信息。對(duì)于跨省車輛的聯(lián)合執(zhí)法，可以使用Pad 接收邊緣一體機(jī)

8、的稽核信息推送，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在途疑似車輛稽核。（2）業(yè)務(wù)協(xié)同網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)提供標(biāo)準(zhǔn)化接口協(xié)議，實(shí)現(xiàn)全流水接入。同時(shí)可接入圖片業(yè)務(wù)和運(yùn)行檢測(cè)業(yè)務(wù)的標(biāo) 準(zhǔn)擴(kuò)展協(xié)議。實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)與稽核業(yè)務(wù)協(xié)同處理。（3）機(jī)電設(shè)備物聯(lián)可通過(guò)機(jī)電一體化物聯(lián)平臺(tái)，將路段所有機(jī)電化設(shè)備進(jìn)行連接。采集全業(yè)務(wù)流水?dāng)?shù)據(jù)，并在 在云端提供統(tǒng)一的設(shè)備/應(yīng)用監(jiān)控、日志采集等運(yùn)維能力，提供完整的邊緣和云協(xié)同的一體 化服務(wù)能力。（4）AI流量卸載圖片的智能壓縮可以實(shí)現(xiàn)為滿足行業(yè)應(yīng)用中在百億級(jí)別圖片中快速查詢提供基礎(chǔ)，也將降低 圖片傳輸?shù)膸捫枨?，從而降低接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)投資成本。圖片壓縮采用基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的對(duì) 象檢測(cè)技術(shù)，將在圖片背景中自動(dòng)識(shí)別出主體對(duì)

9、象（如車牌或者人臉）并逐一定位，通過(guò)車 牌識(shí)別實(shí)現(xiàn)主體車輛對(duì)象和背景的分離。圖片壓縮流量卸載子系統(tǒng)將具備對(duì)圖片壓縮20-50 倍的能力，千萬(wàn)張級(jí)別的圖片文件數(shù)據(jù)量規(guī)模經(jīng)圖片壓縮流量卸載處理后，存儲(chǔ)空間大約占 TB級(jí)別，網(wǎng)絡(luò)帶寬需求也將為壓縮前的1/20-1/50。（5）車輛特征分析通過(guò)在AI圖片壓縮過(guò)程中，將圖片的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和信息輸出，包括車牌、車輛位置、存儲(chǔ)信 息等為稽核提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)通過(guò)AI增強(qiáng)處理，實(shí)現(xiàn)車輛擴(kuò)展信息分析、以圖搜索 特征向量索引，以及車輛Re-ID獲取，實(shí)現(xiàn)車輛特征分析。（6）事件識(shí)別算法通過(guò)構(gòu)建稽核引擎，建立高速路段異常事件模型。將路段流水?dāng)?shù)據(jù)及車輛特征分析數(shù)據(jù)進(jìn)行

10、 擬合比對(duì)，利用圖片AI增強(qiáng)識(shí)別能力，構(gòu)建事件識(shí)別算法。實(shí)現(xiàn)在邊緣側(cè)實(shí)時(shí)識(shí)別異常事 件。2.3省中心智慧大腦（1）路網(wǎng)模型對(duì)路網(wǎng)中的所有路徑、方向等路網(wǎng)元素建模，包括：岔路口、收費(fèi)站進(jìn)出口、門架、互通點(diǎn)、 橋梁、隧道等。根據(jù)到互通點(diǎn)的方向分別生成互通點(diǎn)的有向圖，根據(jù)節(jié)點(diǎn)在主路的位置來(lái)確 定節(jié)點(diǎn)之間是否有通路。通過(guò)省部HTTP/HTTPS REST接口直接對(duì)接路網(wǎng)模型生成子系統(tǒng)，實(shí) 現(xiàn)路網(wǎng)模型的快速接入。（2）標(biāo)簽體系 通過(guò)車輛用戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、歷史通行數(shù)據(jù)、稽查數(shù)據(jù)、信用數(shù)據(jù)等構(gòu)建標(biāo)簽體系，建立車輛逃 費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，通行指標(biāo)體系，支付指標(biāo)體系，異常通行指標(biāo)體系、近期行為指標(biāo)輔助逃 費(fèi)審查、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)

11、知。（3）模型引擎模型引擎包括計(jì)算模型管理和模型執(zhí)行服務(wù)兩部分。計(jì)算模型管理主要是提供稽核模型，稽 核模型除了基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)規(guī)則，也會(huì)包含一些負(fù)責(zé)的描述統(tǒng)計(jì)模型和預(yù)測(cè)模型，模型管理提供管 理這些模型文件和參數(shù)的功能。模型執(zhí)行服務(wù)主要是系統(tǒng)后臺(tái)提供的根據(jù)稽核計(jì)算模型中管 理模型文件，參數(shù)，來(lái)執(zhí)行模型的服務(wù)。（4）圖搜服務(wù)圖像搜索（ImageSearch）基于深度學(xué)習(xí)與圖像識(shí)別技術(shù)，結(jié)合不同應(yīng)用業(yè)務(wù)和行業(yè)場(chǎng)景， 利用特征向量化與搜索能力，幫助客戶從指定圖庫(kù)中搜索相同或相似的圖片。本方案采用云 邊結(jié)合的方案，在邊緣側(cè)采用atlas的AI推理能力處理圖片的特種向量化，在省中心索引所 有收費(fèi)站出入口和門架的圖

12、片數(shù)據(jù)提供搜索能力。（5）路徑擬合結(jié)合流水，圖片檢索、路網(wǎng)模型等多維信息，實(shí)現(xiàn)車輛路徑擬合，并提供車輛路徑的查詢數(shù) 據(jù)服務(wù)?？删珳?zhǔn)識(shí)別車輛實(shí)際行駛路徑，實(shí)現(xiàn)高速公路按實(shí)際行駛路徑收費(fèi)。（6）海量圖片根據(jù)高速業(yè)務(wù)需求需要實(shí)現(xiàn)省內(nèi)高速公路門架、收費(fèi)站入、出口所有車道（含MTC、ETC）的 高清車牌識(shí)別，高清車牌識(shí)別結(jié)果（車牌信息和圖片）的存儲(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)圖片數(shù)據(jù)查詢和管理便 捷、可靠、高效；完善現(xiàn)有多義性路徑識(shí)別系統(tǒng)、接入交警卡口識(shí)別數(shù)據(jù)輔助路徑識(shí)別建設(shè)， 識(shí)別點(diǎn)高清車牌識(shí)別圖片文件也需要高性能的查詢和方便的管理功能。針對(duì)海量圖片的存儲(chǔ)歸檔和快速查詢能力，采用大數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)做為存儲(chǔ)引擎，能夠?qū)D 片

13、小文件快速存儲(chǔ)歸檔，提供多副本容錯(cuò)機(jī)制，并向客服系統(tǒng)、稽核系統(tǒng)、站點(diǎn)系統(tǒng)、證據(jù) 調(diào)用等系統(tǒng)提供快速查詢定位的服務(wù)。2.4方案亮點(diǎn)（1）多路徑融合，還原行車軌跡前臺(tái)車牌和ETC/CPC標(biāo)示信息識(shí)別，中臺(tái)路徑還原融合，實(shí)現(xiàn)行車軌跡精準(zhǔn)還原。（2）邊緣一體，云邊協(xié)同利用邊緣計(jì)算+AI+邊緣物聯(lián)的組合，以綜合通行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)分析，提升稽 核效率與準(zhǔn)確性。（3）多流水?dāng)?shù)據(jù)融合，收費(fèi)稽核智能糾偏 通過(guò)端側(cè)數(shù)據(jù)與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的智能處理與融合，實(shí)現(xiàn)融合糾偏，得到最完整、最 有說(shuō)服力、最實(shí)時(shí)的收費(fèi)稽核證據(jù)鏈。（4）多維度AI稽核引擎，確保收費(fèi)安全可控方案具有4個(gè)特色及多維AI稽核模型庫(kù)，支

14、持N個(gè)稽核應(yīng)用場(chǎng)景，確保自由流收費(fèi)安全可 控。（5）海量圖片高效處理基于圖片處理的全流程，從圖片的產(chǎn)生、傳輸、存儲(chǔ)、應(yīng)用各個(gè)環(huán)節(jié)采用針對(duì)性的處理，保 障海量圖片的高效傳輸與便捷應(yīng)用；同時(shí)對(duì)海量圖片提供圖搜服務(wù)引擎，滿足圖找圖的搜索 功能。3-代表性及推廣價(jià)值-3.1社會(huì)價(jià)值黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視深化收費(fèi)公路制度改革、取消高速公路省界收費(fèi)站工作。2019年3 月，政府工作報(bào)告中提出“深化收費(fèi)公路制度改革，推動(dòng)降低過(guò)路過(guò)橋費(fèi)用，治理對(duì)客 貨運(yùn)車輛不合理審批和亂收費(fèi)、亂罰款，兩年內(nèi)基本取消全國(guó)高速公路省界收費(fèi)站，實(shí)現(xiàn)不 停車快捷收費(fèi)，減少擁堵、便利群眾”。隨著取消省界收費(fèi)站，高速公路的收費(fèi)方式將發(fā)生

15、 很大的改變。由于交通運(yùn)輸部“撤站”方案做出較大調(diào)整，ETC高調(diào)出場(chǎng)，這預(yù)示著，ETC 自由流收費(fèi)將成為高速公路取消省界站后收費(fèi)的主要趨勢(shì)。自由流收費(fèi)技術(shù)為取消省界站后 實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)改革提供了適合的技術(shù)解決方案。在開(kāi)放式自由流收費(fèi)新形勢(shì)下，分段計(jì)費(fèi)方式，交易場(chǎng)景碎片化、頻繁化，會(huì)誘發(fā)各種偷逃 通行費(fèi)情況。同時(shí)，漏收、錯(cuò)收異?？赡芤矔?huì)隨之增多。按照新的設(shè)計(jì)，自由流收費(fèi)將依托 ETC門架系統(tǒng)計(jì)費(fèi)和收費(fèi)，門架系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性是關(guān)鍵，但收費(fèi)環(huán)境多、情況復(fù)雜， 錯(cuò)漏風(fēng)險(xiǎn)變得難以把控。此外，收費(fèi)主責(zé)權(quán)分散，并回歸路段，主體增多后，收費(fèi)情況將變 得更復(fù)雜，如何幫助路段創(chuàng)造條件與省中心進(jìn)行精準(zhǔn)記賬、對(duì)賬校核管理變得更為迫切。高 速稽核是高速運(yùn)營(yíng)的“千里眼、順風(fēng)耳、啄木鳥”。在高速公路稽核查處治理車輛偷逃費(fèi)案 例中，如何在千萬(wàn)條交易數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)逃費(fèi)車輛，并追繳漏掉通行費(fèi)是必須深刻研究的重點(diǎn)課 題，也是如何做好高速公路“醫(yī)生”重要職責(zé)。3.2商業(yè)價(jià)值全國(guó)取消省界收費(fèi)站工作已全面鋪開(kāi)，基本已全部實(shí)現(xiàn)自由流收費(fèi)模式，而此情況下，計(jì)費(fèi) 不精準(zhǔn)、偷塔費(fèi)猖獗等負(fù)面效應(yīng)幾乎出現(xiàn)在每一個(gè)省份，如何解決這些問(wèn)題，成為每個(gè)省高 速公路管理機(jī)構(gòu)主要痛點(diǎn)。對(duì)此，湖南高速通過(guò)采用拓維智慧高速AI稽核及計(jì)費(fèi)增強(qiáng)解決 方案首創(chuàng)的多流水融合路徑、大數(shù)據(jù)、