近年來，我國人工智能產(chan) 業(ye) 發展迅猛，圖像識別、語音識別、視頻分析與(yu) 大數據處理等技術創新應用進入世界先進行列，我國人工智能發明專(zhuan) 利授權總量居全球第一，核心產(chan) 業(ye) 規模持續增長，已形成覆蓋技術層和應用層的完整產(chan) 業(ye) 鏈和應用生態，並不斷創造出新市場、新發展機會(hui) 。數據顯示，截至去年底，全球人工智能產(chan) 業(ye) 規模達1565億(yi) 美元，同比增長12.3%;我國產(chan) 業(ye) 規模為(wei) 434億(yi) 美元，同比增長13.75%，超過全球增速。在全球人工智能競爭(zheng) 格局中，中國已躋身第一梯隊。

　　人工智能的發展將給交通、金融、工業(ye) 、能源、媒體(ti) 等行業(ye) 帶來數字化升級的新思路和新解法，甚至已經開始重塑行業(ye) 麵貌，進而影響人類社會(hui) 的未來。人工智能的飛速發展，離不開產(chan) 、學、研、用各方的共同努力，尤其離不開學、研界的前瞻研究。

　　科研先行夯實產(chan) 業(ye) 發展學術根基

　　東(dong) 南大學自動化學院籌建於(yu) 1957年，是國內(nei) 最早設立自動化專(zhuan) 業(ye) 的院係之一，是國家“985工程”和“211工程”建設重點支持單位，曾於(yu) 2017年入選國家首批“雙一流”建設學科。學院開設有控製理論與(yu) 控製工程等國家重點學科專(zhuan) 業(ye) ，建有控製科學與(yu) 工程一級學科博士後流動站和長江學者特聘教授崗位，還設有“複雜工程係統測量與(yu) 控製”教育部重點實驗室，承擔了一大批國家級和省部級基礎研究和科技攻關(guan) 項目，在網絡控製、智能控製、集群控製、極地科考等領域已取得具有國際水平的研究成果，SCI、EI論文收錄均列全國前列，在國際和國內(nei) 控製界具有較大影響，有力地夯實了產(chan) 業(ye) 發展的學術根基。

　　近年來，隨著AI技術的加速發展，安防監控、無人機、手機終端等大量以圖片視頻為(wei) 主的數據量激增，視頻分析與(yu) 大數據處理是成為(wei) 人工智能的重點發展方向。

　　緊跟產(chan) 業(ye) 發展趨勢，在公共安全領域，東(dong) 南大學自動化學院針對網絡監控視頻分析、車載監控視頻分析、無人機航拍視頻分析等關(guan) 鍵技術，麵向網絡監控視頻、車載監控視頻、無人機航拍監控視頻、多型號飛機試飛視頻等，進行海量視頻智能分析與(yu) 環境感知的基礎研究與(yu) 工程應用工作。

　　科研高性能大數據平台建設麵臨(lin) 重重挑戰

　　基於(yu) 視頻大數據分析的基礎研究與(yu) 工程應用離不開高性能的計算平台支持，高性能的計算平台是助推學科快速發展及產(chan) 業(ye) 結合的關(guan) 鍵。此外，上述項目多為(wei) 與(yu) 國內(nei) 多家重點單位合作的國家級重點科研項目，數據量已超過100TB，且對數據保密的剛性要求極高，須使用網絡隔離的專(zhuan) 用的獨立計算平台。

　　東(dong) 南大學自動化學院副教授、碩士研究生導師夏思宇教授表示，科研高性能大數據平台不僅(jin) 要提供滿足科研任務需求的算法支撐，還要提供一整套包括數據安全存儲(chu) 、數據分析，數據管理的解決(jue) 方案。

　　大數據分析平台作為(wei) 係統建設的核心，承擔著對指定視頻文件進行基於(yu) 內(nei) 容的快速分析比對，從(cong) 海量標簽化、內(nei) 容特征化的視頻片段庫中快速分析、搜索、比對、匹配出相似內(nei) 容特征的視頻文件，為(wei) 大並發場景提供強大的計算分析能力的任務。以和國網合作進行視頻分析與(yu) 大數據處理項目為(wei) 例，數據通常先由GPU節點對視頻實現切片、特征提取、標注、入庫工作。同時標注後的視頻數據將為(wei) AI算法模型的構建、學習(xi) 、迭代提供數據集支撐。訓練完成後的模型將部署在GPU節點，為(wei) 實時視頻接入時的在線推理、分析處理提供算法支撐;而大數據分析節點作為(wei) 核心，將對數據存儲(chu) 中的數據進行讀取、比對分析、處理、回寫(xie) 等操作，為(wei) 大並發場景提供強大的計算分析能力。該項目因數據為(wei) 分辨率不低於(yu) 1200萬(wan) 像素的高清原始視頻及分析後的切片等，要求大數據平台還須提供海量存儲(chu) 空間及高性能的IO訪問能力。

　　同樣的需求廣泛存在於(yu) 智能製造、醫療、體(ti) 育運動、健康等行業(ye) ，需要對數據進行全生命周期的管理，夏思宇補充到。

　　浪潮K1 Power以三高一強特性打造高性能大數據平台

　　簡而言之，東(dong) 南大學科研高性能大數據平台首先要具備強大的計算能力和大內(nei) 存容量，以實現毫秒級的快速響應，高主頻、多線程的處理器有利於(yu) 縮短計算時間，提升並發處理能力;此外，還須具備TB級或者PB級的海量存儲(chu) 能力，且須保證較大的IO帶寬;最重要的，該大數據平台還須滿足長時間7×24不間斷穩定運行，特別是核心計算設備，需要保證單機的可靠性達到5個(ge) 9，每年計劃外宕機不超過5分鍾。

　　通過綜合選型，東(dong) 南大學最終確定了以浪潮K1 Power服務器打造科研高性能大數據平台。

　　在該科研高性能大數據平台解決(jue) 方案中，配備了1台浪潮K1 Power FP5280G2作為(wei) 整個(ge) 集群管理節點，同時部署國產(chan) 浪潮InsightHD大數據管理平台;配備了2台浪潮K1 Power FP5280G2作為(wei) 業(ye) 務管理節點，並采用Master/Slave主備模式部署Namenode(HDFS元數據)，HBase Master/Standby，ResourceManager(YARN資源管理)等業(ye) 務管理組件。

　　值得一提的是，該大數據平台解決(jue) 方案對計算及存儲(chu) 資源采用了分層、分區設計，針對在線數據分析計算過程對內(nei) 存容量、存儲(chu) IO帶寬有較高要求，采用計算存儲(chu) 融合模式，配備12台浪潮IPS FP5280G2節點，既作為(wei) 計算分析節點，同時也作為(wei) 高速HDFS(SSD)存儲(chu) 節點，提供23TB可用存儲(chu) 空間，可對15個(ge) 左右的鐵塔1天的視頻數據進行在線分析。針對大容量數據的存儲(chu) 需求，配備3台浪潮IPS FP5466G2分布式存儲(chu) 節點，構建海量存儲(chu) 空間，為(wei) SPARK，MR，HBASE提供不低於(yu) 192TB存儲(chu) 空間，可以與(yu) 在線數據間實現分級存儲(chu) ，同時采用雙口100G網絡，為(wei) 數據訪問提供20GB/s的前端接口，防止數據瓶頸。利用HDFS分層策略，保證數據主副本在計算存儲(chu) 融合節點SSD高速存儲(chu) HDFS空間，其他副本在存儲(chu) 節點提供大容量HDFS空間，並根據SSD使用率自動完成數據向後端遷移。

　　在平台軟件層麵則采用浪潮IsightHD大數據平台軟件，包含Hadoop生態、Spark生態、全文檢索生態等主要組件，提供海量數據的采集、存儲(chu) 、計算、分析挖掘、數據操作、管理監控、和數據安全等能力，以滿足用戶高性能大數據運算平台的需求。

　　經投產(chan) 實踐檢驗，采用浪潮K1 Power架構的高性能大數據平台憑借其高性能、高IO帶寬及每核的多線程等優(you) 勢，保證了海量視頻數據的實時存儲(chu) 與(yu) 分析，高可靠、高安全特性亦滿足了業(ye) 務7×24的不間斷運行;無限拓展的容量滿足了海量視頻庫的PB級存儲(chu) 需要，並實現了在線數據間的存儲(chu) 分級。此外，還兼容了平台既有的Linux操作係統、C/C++開發語言及編譯環境，不限於(yu) HDFS，YARN，SPARK，MR，HBASE等大數據生態組件和基礎環境，滿足科研需求的同時，培養(yang) 了大量科研人才，並建立起完整的科研隊伍，促進了學科和產(chan) 業(ye) 界的良性發展。