人工智能

1 人工智能 助力产业数字化转型实践 白皮书 商汤智能产业研究院出品 2 目录 一、人工智能助力高铁养护开启“智能时代” 二、人工智能助力服务业创新升级 三、人工智能助力城市治理不再依靠“铁脚板” 四、人工智能助力打造AI教育“徐汇模式” 五、人工智能助力城市治理从“人海管理”转向“精细化智治” 1 一、人工智能助力高铁养护开启“智能时代” 京沪铁路，简称京沪线，是连接北京、上海，客货共线的国铁I级双线电气化铁路，沿线有许多重要工业城市、粮棉集中产区和鱼米之乡，是中国最繁忙的铁路干线之一。作为客货共线的南北大动脉，京沪铁路既承载了钢铁、煤炭、木材、机械、仪表、布匹等货物，同时，也满载着在外奔波之人的梦想、憧憬和乡情。 自2011年6月开通以来，京沪铁路累计安全运送旅客超过13.5亿人次，累计行程超过15.8亿公里，单日开行旅客列车最高达到666列，单日最高发送旅客达到79.8万人次，成为中国铁路安全稳定运行的典范。 安全稳定运行背后的秘密 提升交通基础设施智能化水平、推广应用智能检测监测和运维技术，已经成为我国交通强国战略的重要内容。建设智慧铁路、推进智能识别系统等智能产品设计与制造成为“十四五规划”的重点领域。 在铁路运行体系中，接触网是牵引供电系统（为列车运行提供动力）的关键组成部分。因此，做好接触网运行状态检测、减少接触网故障的发生，是保障列车动力装置稳定运行、列车安全稳定运行的前提条件。 目前，铁路供电系统检修已经从单纯人工巡检、简单工具巡检，进入到机械化巡检阶段。其中，接触网悬挂状态检测监测装置（即4C）是机械化巡检系统的重要组成部分，主要用于对接触网悬挂系统的零部件实施高精度成像检测，并基于数据分析结果，指导接触网维修。简言之，拍照、分析、指导维修。 图1 4C接触网悬挂状态检测监测系统 2 人工铁路运维：每人每天8千张图，一“眼”难尽的痛 2013年，京沪高铁在济南维管段引入4C检测设备，并于2016年底，全线列装4C检测装置，实现4C检测常态化。在京沪高铁全程的4C检测运维中，每季度采集的设备图片可达300万张，每人每天要判定8000张图片，约30万个零部件，20余人加班加点需要20天才能完成。而且，高度依赖个人经验，检测标准也因人而异——据相关测试，同样300公里4C数据，两组人分别分析重复率不超过15%。 海量数据、人工分析周期长、判定标准差异性大、质量无法保证，成为纯人工分析过程中难以解决的痛点。 图2 高铁接触网零部件示例 京沪高铁走在时代前沿 为解决上述问题，中铁电气化局集团有限公司京沪高铁维管公司携手商汤科技组建联合研发团队（以下简称“联合团队”），成功开发出“4C智能分析系统”（以下简称“系统”）。 系统基于视觉分析技术实现检测智能分析，可以大大提高图像监测分析的效率和质量。简单来说，系统可以实现： 一是自动分析、检出率高；自动对导入照片进行分析检测，查出缺陷目标及缺陷识别率高，误判率低。 二是永不疲倦、效率极高；系统可以7*24连续工作，永不疲倦，检测速度≥5张/秒，一天可分析500条公里接触网4C设备采集的图片。 三是标准统一，持续提升；整体检测标准一致，输出结果无波动，并且判断准确率高，特别是在小微物体缺陷检测方面，大幅优于传统检测。 在使用系统后，京沪铁路每季度采集的300万张图片仅需2名技术人员，用时10天便可轻松完成分析，效率提升了20倍。此外，系统大大降低了4C检测对经验累积的依赖 3 程度；在智能分析的支撑下，新员工也能做到专家水平的准确分析。不仅如此，通过人工智能建立分析多维度的信息，可以实现对每个零部件的“溯源”，由此可数据追溯、研究零件缺陷演变过程，为早发现、早维修提供可能。 图3 4C智能分析系统 智能系统开启铁路检修“智能时代” 目前，系统已分析20余条高铁，累计分析超过3.8万公里，7.9亿个零部件，累计发现缺陷11万个，反哺修正算法570余万次。 联合团队基于高效算法仓，针对无缺陷样本数据采用练兵场方式模拟故障进行机器学习，并针对不同缺陷设计不同的检出方案，零部件检出覆盖较全面，筛除掉99%的正常零部件以后，由人工和系统对剩余1%的零部件进行协同分析，降低作业人员劳动强度，提升整体分析质量。 图4 京沪高铁4C智能分析系统作业流程 4 智能分析系统较人工，检出缺陷数量提高了3~8倍，基本实现即时分析、智能研判、及时反馈状态信息的目标。目前，系统可识别缺陷已涵盖不同制式高铁514类接触网零部件，2160类缺陷种类，并基于安全影响严重程度进行分级。 图5 缺陷检测样图 4C智能检测在京沪高铁线路的部署，大大降低了检测分析的劳动强度，提高了接触网维管的智能化水平和检测效率，开启了高铁供电维管“智能时代”，为铁路智能维管提供样板和标杆。基于京沪高铁的实践经验，按照2020年底的铁路运营数据保守估计，完成一次对我国在营电气化铁路的4C巡检将产生1.7亿张图像，单纯依靠人工经验完成对这些数据的准确分析，将需要耗费大量的人力和时间。“4C智能分析系统”在京沪高铁的成功应用，对全国电气化铁路的电网检测具有示范引领作用，预计“十四五”时期，我国4C智能检测业务将呈现规模化发展态势，而4C检测的智能化发展也将进一步推动我国轨道交通维管模式的转型升级。 5 二、人工智能助力服务业创新升级 当千帆过后，又见昔日歌后邓丽君“重返”舞台，如歌岁月会在谁的心中激荡铺陈？ 近日，虚拟邓丽君与周深同台演唱《小城故事》《漫步人生路》和《大鱼》，跨时空的歌声相融下，几代人回忆交织；此前，国内首个可在APP内互动的超写实明星数字人正式上线，可语音交互并提供搜索服务；数字宇航员小诤自由穿梭于各大空间站，承担中国重要航天工程的相关报道任务；数字人博主AYAYI一夜爆红，与娇兰、保时捷等众多品牌达成商业合作；万科首位数字人员工崔筱盼拿下最佳新人奖......技术迭代与元宇宙大爆炸的时代背景下，柳夜熙、MERROR、翎、哈酱等数字人已悄然走进我们的生活，给文化、服务、金融等各行各业带来了新的想象空间。 数字人：当交互技术披上人的皮囊 简而言之，数字人是基于人工智能技术，在多种媒介上实现与用户可视化交互的数字拟态形象。数字人交互技术，采用3D建模技术构造3D卡通虚拟形象，并通过深度学习神经网络、计算机图形学等多学科融合，通过文本或语音驱动3D虚拟形象，让数字人能够理解语音内容并生成对话，精细驱动虚拟形象作出符合语境的表情及动作，最终赋予数字人智能化、拟人化的交互能力。相比传统交互方式，数字人交互技术可以增强服务过程中的趣味性，提升用户驻留时间，有效提升用户使用体验及效率。 基于数字人交互技术开发的数字人产品具备视觉分析，语音识别，语义理解，语音合成等能力，可与用户进行自然真实的交互，能够开展的业务形式多样，包括：形象代言、主动招揽；自然语言交互；问候接待；免唤醒、免打扰对话；信息推荐等等。 目前，数字人产品已在金融、消费、文旅等众多领域得到实际应用、取得良好效果，并且日益成熟。其中，在消费性服务领域，数字人产品切实、精准地解决了该领域的一系列难题，在智慧商场、金融服务等场景中得到了广泛应用。 顽疾新治：数字人在消费性服务领域精准发力 当前，我国消费市场正处于个性化、高端化的发展阶段，消费规模快速增长，服务型消费需求持续增长。为适应消费升级的大趋势，服务业企业正不断加快数字化转型步伐，创新体验式消费等新型消费模式和消费场景，不断引入智慧化服务等新型服务模式，积极满足消费者碎片化和个性化消费需求、持续提升消费者的体验感和幸福感。 但在推进数字化转型、创新服务供给的过程中，消费性服务领域长期面临三个老大难问题。一是传统客服人力成本高；不仅人员管理和培训成本高，服务质量也无法得到稳定保障，导致客服触达困难。二是缺乏互动和主动营销；商家急需从被动式服务向主动营销转变，否则缺少人力与媒介让顾客感知将导致促销活动效果差。三是对外服务科技创新不足；传统人工处理仍占据主导，亟待通过先进技术推动服务创新。 6 基于数字人交互技术开发的数字人产品以其可定制化、可复制化的能力推动改善传统环节流程、提升效能、降低成本，能够精准化解消费性服务领域数字化转型中的痛点难点，为相关行业拓展了新的成长空间。 数字人客服：“无人化”咨询赋能消费体验升级 在消费服务领域，广州新塘的永旺梦乐城与商汤携手打造了全国首位商场咨询台数字客服人员。经过快速的算法迭代和系统升级，永旺数字客服人员已经能够流畅地与顾客进行互动娱乐，对话整体回答正确率达到91.6%。面对大型商场场内门店众多、路线复杂、顾客找寻时间长导致满意度下降等问题，数字客服人员通过语音识别能够提供比人工客服更加准确、快速、立体的室内导航服务，为顾客带来更加轻松便捷的消费体验。 图1 数字人客服提供“无人化”咨询服务 目前，数字客服人员凭借其智慧的交互能力和满满的科技感，已经成为永旺梦乐城（广州新塘店）的个性标签，吸引周围城市乃至全国的顾客上门体验。同时，随着数字客服人员的上岗，永旺梦乐城正在策划打造全国首个“无人化”咨询台，预计将节约50%左右的人力成本。 数字人经理：合力探索可定制化的贴身金融服务 在金融服务领域，某银行委托商汤科技定制化打造可视化交互的数字人大堂经理和线上数字人客服经理。商汤科技结合银行客户的数字化进程特点以及总体需求，设计了专门迎合用户客群的数字人方案。基于数字人线上方案，采用云端算力构建数字人形象后，通过推流的形式将数字人显示在客户端，AI生成表情、口型、动作，共享银行金融知识库。数字人大堂经理能够自动识别前来办理业务的客户，主动接待问好，并能够进行专业亲切的互动，智能完成客流的业务疏导和分流，实现1对1引导服务。 7 同时，针对银行官方APP，商汤科技采用数字人移动端解决方案，以趣味的卡通3D虚拟形象为客户提供全程“贴身服务”，提升其掌上银行的网络交互操作性，进而提升用户驻留时间，有效提升了用户对于相关产品的使用体验及效率。 图2 数字人在移动端提供“贴身服务” 目前，在消费市场升级转型的关键时期，数字人为消费性服务领域的数字化转型提出了切实可行的解决方案。未来，在服务业加快创新升级的时代背景下，数字人有望在更多领域、更广范围、更深层次承担标准型、重复性工作，解放真人劳动力，创新服务模式、拓展服务业态。 8 三、人工智能助力城市治理不再依靠“铁脚板” 党的十九大以来，中央提出“加快推进市域社会治理现代化”，江苏省委也明确指出加快建设科技强省，以人工智能等先进技术为支撑，打造新型智慧城市和数字乡村，提升市域社会治理、安全生产等智能化水平。南京创新名城建设快速推进，环保标准日益提高，对市容建设在内城市治理提出更高的要求。 一、智慧城市建设中的“冷资源”和“铁脚板” 随着城市规模和人口的持续扩张，在城市公共区域，各类车辆乱停停放、占道经营屡禁不止、工程建设破坏环境等违法违规行为日益增多。传统的人工监管手段，行政命令手段，无法杜绝，及时预警和识别类似事件发生，城市治理亟需技术创新、工具创新和模式创新。 建邺区作为浙江省主要的科技创新产业基地，在推进城市治理过程中，主要面临以下两项挑战： 一是数据资源利用不足。随着建邺区“雪亮工程”等基础设施建设的深入推进，建邺区视频监控图像资源不断增长，但传统的人工查看视频图像的方式对视频数据的利用率较低，导致大量数据资源闲置，成为城市中的“冷资源”。 二是治理效能亟待提升。随着建邺区经济的快速发展，城市管理业务压力和复杂程度持续上升，而在缺少足够技术手段的情况下，只能采取不断增加城市治理“网格员”，依靠“铁脚板”的人海战术。然而，这种模式不仅导致各机构人员日益臃肿，且事件处理效率低下，治理效果难如人意。 二、智能识别与分析开启城市治理“共治模式” 为应对上述两项挑战，南京市建邺区委托商汤科技基于人工智能视觉分析技术建设“图像智能分析平台及应用系统”。 经过深入调研，双方选定水源地钓鱼监管、工地未戴安全帽监管、交通