工业互联网边缘计算 课件 任务2.2 工业智慧园区规划

——工业互联网边缘计算——模块2部署MEC服务器和端侧感知设备目录CONTENTSMEC服务器和端侧感知设备选型任务2.1工业智慧园区规划任务2.2边缘计算设备的硬件选型任务2.3MEC服务器及端侧设备的硬件部署任务2.4边缘计算设备的软件部署任务2.5端侧设备的数据采集和预处理任务2.6MEC服务器上的模型部署和推理任务2.7任务2.2工业智慧园区规划导入随着人工智能技术的成熟及应用，将人工智能与5G相结合应用于工业智慧园区的建设，能够实现园区管理的智能化、运营的高效化。近几年来，我国工业智慧园区无论从数量和规模上都具有显著的提升。随着工业智慧园区规模的扩大、经济产出的提高，园区的进出口增多，人员结构复杂。工作人员，外来访客等出入频繁。火灾、爆炸、盗窃等案件屡有发生，甚至给企业带来了重大的人员伤亡和财产损失。传统的工业园区主要存在安全隐患、通行效率、日常管理三个方面的问题。基于以上问题，本项目从人像和车辆数据的采集、传输、处理、分析、应用、安全等各个层面节点进行总体规划设计，制定高可靠性、高实用性、高经济性的业内领先的工业智慧园区方案，能够全面提升工业园区的安防保障，给管理者、员工提供高质量通行体验，实现对员工、工区、数据的精细化管理。2.2.1传统工业园区存在的问题我国的工业园区近二十年无论从数量和规模上都具有显著的提升，随着工业园区规模的扩大、经济产出的提高，园区的进出口增多，人员结构复杂。工作人员、外来访客等出入频繁。火灾、爆炸、盗窃等案件屡有发生，甚至给企业带来了重大的人员伤亡和财产损失。传统的工业园区从安全隐患、通行效率、日常管理三个方面有不同的痛点。因此，现代化企业工业园区越来越重视安防及视频监控系统的建设，重视工业园区的智能化改造，提升工业园区运营管理效率。2.2.1传统工业园区存在的问题1．安全有隐患传统园区管理存在的安全隐患表现为如下几个方面：（1）传统园区管理通过保安检查工卡或刷IC卡作为身份识别的凭证，这些系统可以基本有效的防止非授权人员进出。但是，使用者需要频繁进行刷卡操作，还会存在卡片被复制、被冒名顶替等安全风险。特别是对于员工工卡借出，让无权限的人员进入某些重点、高危区域的行为无法监控，容易造成安全隐患。（2）访客通行管理采用发放“访客卡”的方式，虽然可以记录访客的基本信息，但对于一些安防等级要求严格的企业，无法得知访客实际进入的区域，也无法设置访客卡的有效时间，存在安全风险。（3）进出园区的车辆无法与驾驶人员身份绑定，推销员、小偷等通过翻越工业园区围墙闯入园区的行为无法被提前识别和预警。存在监管漏洞。2.2.1传统工业园区存在的问题2．通行效率低传统工业园区在通行表现上也很差强人意，尤其是高峰出行或突发事件时，具体通行效率低的表现举例如下：（1）访客登记需前台人员人工核对身份信息、手工录入、发卡，效率较低。部分园区仍采用手写纸质访客条的方式进行访客登记，不仅效率低下还可能存在难以辨认证件真伪、手写字迹潦草、保存不当丢失、被篡改等等问题。（2）上下班高峰，员工排队打卡考勤，降低了人员通行效率和便捷性。（3）员工双手拿物或携带物品较多时，会有刷卡不便的问题。（4）员工忘记带卡由保安代刷卡，造成通行管理不规范，也会带来安全隐患。2.2.1传统工业园区存在的问题3．管理难度大在管理方面，传统园区也表现出管理方面的诸多问题，比如如下几个方面：（1）用IC卡考勤，无法杜绝代刷卡现象。员工忘记打卡，导致一系列繁琐的补打卡手续；考勤机器有限，一旦出现问题，造成无法有效打卡。以上问题都会带来企业考勤管理问题和企业劳资损失。（2）员工IC卡遗失补办，不同的单位手续不一样。有的需要多层审批，此期间增加运营管理成本，员工本身也因为卡的丢失，无法正常工作，还可能面临赔偿，造成工作效率低，增加隐形的管理成本。（3）工业园区人员身份复杂。有正式员工、外包员工、访客、VIP、推销员、小偷等，对不同人员需要分类和分权限管理。传统园区采用安保人员人工管理的方式，不仅管理成本高，还可能因为安保人员间信息没及时共享，无法进行有效管理。（4）车辆停在消防通道或主干道上，造成交通不便甚至有安全隐患。（5）工业园区发生安全事件后，只能靠人工查看历史视频。如需查看一个人员的轨迹，要回放大量不同监控的视频，费时费力，且不一定能得到有效结果。2.2.2工业智慧园区项目总体设计根据工业园区的特点，在建设或改造时将以“保护业主现有投资、系统可扩展性”为原则开展设计。1．保护业主现有投资保护现有投资主要从以下几个方面予以考量与保留。（1）原有的普通高清摄像机：摄像机若满足支持RTSP/ONVIF协议、200万像素、1080P、H.264编码，即可利用并接入人脸识别系统用于人脸识别、人体检测、车辆检测等。（2）原有的闸机/门禁：人脸识别终端与闸机/门禁控制器能对接，人脸识别比对成功后发送命令给控制器进行控制开关门，原系统可继续使用。（3）原有的人事考勤系统：人脸识别系统开放API传递数据给已有的人事考勤系统，实现对接，可继续使用。（4）原有的车牌识别系统：可由集成商在应用层做人车关联，可继续使用。2．保持系统可扩展性系统的可扩展性主要从以几个方面考量。（1）设备可扩展：根据业主的容量需求，可支持摄像机、人脸识别终端的扩容，人脸识别服务器支持从单机到多机分布式集群的扩展。（2）算法可扩展：根据多元业务场景的需求，从只支持人脸识别算法扩展到支持人体检测、车辆检测的算法，未来可以支持人群、行为、烟火等算法的扩展。（3）功能可扩展：随着应用的丰富，需要从只支持人脸通行布控相关的应用扩展到支持周界告警、区域闯入告警、车辆违停告警等相关应用，未来可以支持人群密度过大告警、打架告警、烟火告警等新功能的扩展。1.项目方案设计思路2.2.2工业智慧园区项目总体设计在本项目中，根据项目方案设计思路开展架构设计。智能化前端设备负责采集视频图像并完成部分预处理工作。由边缘设备提取目标图片、特征码和属性进行智能分析，满足工业园区安防、管理需求，并且边缘设备可向中心转发结构化数据。中心平台完成数据检索、分析和应用。这样的端边云协同的架构，不仅能满足对事件处理的及时性，更能降低数据流量，有效减轻网络传输及数据转发、跨网压力，具体项目架构如图所示。图中，可以看到该架构整体可以划分成采集终端、硬件、平台软件、应用软件、现有系统五个层级。2.工业智慧园区项目架构设计2.2.2工业智慧园区项目总体设计2.工业智慧园区项目架构设计1.采集终端多样化的终端实现视频图像数据的采集。前端设备层视频监控摄像机和人像智能抓拍机实现视频、图片数据的采集。人证核验一体机实现人员和身份证一致性的比对。门禁人脸识别机、闸机人脸识别机实现刷脸通行、签到考勤等智能化前端应用。2.硬件工业智慧园区项目部署的边缘计算服务器和智能边缘节点，用于连接采集终端与运中心。3.平台软件多种引擎提供基础平台软件服务。提供接入服务、视频解析、人脸检测、特征提取、人脸属性、人脸比对、人体检测、人体属性、机动车检测、机动车属性、非机动车检测、非机动车属性、图片质量检测、人像入库、设备管理、人像库管理、用户管理、角色管理、任务管理、地图管理、日志管理等功能。2.2.2工业智慧园区项目总体设计2.工业智慧园区项目架构设计4.应用软件（1）基于软件引擎生成人脸、人体、车辆的多样化应用，自带Web界面可查看。包含视频预览。其中，人脸应用包含黑名单告警、陌生人识别、以图搜图、人员轨迹查询、访客管理、考勤管理、VIP迎宾、闸机通行、门禁通行、无感通行。人体应用包含周界告警、非授权区域闯入告警、人体属性检测。车辆应用包含机动车通行记录，非机动车通行记录、机动车违停告警。（2）可回溯记录，查看事件抓怕大图、小图、数据看板展示设备总量、设备状态、今日抓拍量、事件告警信息、库容占用等信息。（3）开放API接口，给业务应用拓展。对于工业园区细分场景开发的用户可通过调用算法引擎层提供的标准API接口，实现多样化的人工智能算法，如访客管理系统、通行管理系统、人事考勤系统、智能安防系统等其他业务系统。5.现有系统接收数据后，可以拓展更多应用，如大屏展示，实时查看业务情况，监控预警，驱动内部快速相应。2.2.2工业智慧园区项目总体设计3.组网拓扑实施根据项目方案设计思路和项目架构设计，设计了实施组网拓扑图，如图所示，包括终端设备、智能边缘节点、相机管理和AI服务器。2.2.2工业智慧园区项目总体设计3.组网拓扑实施1．终端设备多样化的智能终端将智能应用及数据采集延伸到各种场景，安装在工业出入口、各楼层中的主要人员出入口，重点监控区域。通过路由器接到局域网内，接入AI服务器。2．智能边缘节点接入AI服务器，将视频流转化为图片流。AI服务器可对智能边缘节点实现的管理包括有相机管理、人像库（图片）同步、抓拍和比对记录上传、远程升级。3．AI服务器具有2U标准高度，可安装在现有机房。部署高效算法，为系统提供计算与优化服务。2.2.2工业智慧园区项目总体设计4.软件开放式接口项目采用标准化设计，AI赋能平台架构、协议遵循行业标准，确保系统的可互通性，提供标准、简洁、易用的接口，主要的接口及功能介绍如下。1．基础接入能力，能满足基本设备接入需求。设备接入接口：提供设备及设备分组的增、删、改、查接口，提供设备状态检测接口。2．基础服务接入，对基础的服务模块进行抽象后接入。（1）人像库接口：提供目标库和目标人脸的增、删、改、查接口。（2）日志管理接口：提供系统操作日志的查询和导出接口。（3）结果推送接口：人脸抓拍比对结果采用Websocke或Http推送方式，包括抓拍图片、比对图片、相似度值等信息的推送。（4）比对记录接口：提供比对记录查询、筛选、人工研判的操作接口。（5）系统信息接口：提供系统信息获取接口，提供lo