本书以阿里云城市大脑为基础，以“交通”“城市管理”“旅游”为背景，

完成了智慧城市中“垃圾分类检测”“卡口车辆检测”“旅游景点入口人流量检

测”“火车站进站闸机人员检测”4 个典型场景的讲解。并以项目任务制的方式

，分别设计了不同的项目及其对应的任务模块。其中，项目1 介绍了智慧城市与

城市大脑的基础知识；项目2 以“城市管理”为背景，设计了城市大脑平台在垃圾分类场景中的应用；项目3 和项目5 以“交通”为背景的两个项目，分别设计了城市大脑平台在卡口车辆检测和火车站进站闸机人员检测两个不同场景中的应用。项目4 以“旅游”为背景，设计了城市大脑平台在旅游景点入口人流量检测

场景中的应用。本书旨在用这些熟悉的场景将读者带入人工智能技术的学习中。

　　本书可作为大中专院校计算机科学与技术专业、人工智能相关专业的教材，

也可作为相关科研人员、人工智能爱好者的参考用书。

前 言

P r e f a c e

当今世界已步入信息化时代，信息技术日益渗透到社会发展和日常生活的各个

领域，对城市的可持续发展起着不可估量的作用。城市的可持续发展离不开信息

化、智能化和智慧化。2020 年阿里云发布了城市大脑3.0 版本。阿里云城市大脑平

台是基于云计算、大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术构建的人工智能开

发创新和运营平台，旨在以城市大脑平台为“制高点”，助力智慧城市的建设，提

高城市的运行效率，解决城市运行中面临的复杂问题，推进城市治理能力的科学

化、精细化和智能化，实现城市的可持续化发展，最终为人类协同发展提供智能支撑

平台。

城市大脑是整个城市可持续发展的全新基础设施和智能中枢，可以对整个城市进

行全局实时分析，利用城市的数据资源优化调配公共资源，最终将进化成为治理城市

的超级智能手段。

本书遵循简明实用的宗旨进行编写，以《城市大脑平台应用与运维职业技能等级

要求（初级）》为依据，主要用于开展“城市大脑平台应用与运维（初级）1+X 证书”

相关的教学和培训工作。全书以项目的学习为依托，全面解析项目过程为特点，并配

套微课和练习题，理论与实践相结合，力求做到通俗易懂。内容按照读者学习规律和

知识点讲授的内在逻辑关系进行编写，难度逐级递进，循序渐进。

本书分为“认识智慧城市与城市大脑”“垃圾分类检测”“卡口车辆检测”“旅游

景点入口人流量检测”“火车站进站闸机人员检测”5 个项目，每个项目从项目场景、

学习目标、项目剖析、项目导图、任务分解、项目总结6 个方面进行阐释，其中，通

过项目导图将每个项目分解为多个任务，逐一解构项目内容，旨在让读者熟悉城市大

脑应用场景的同时，具备认识数据、获取数据以及使用人工智能平台的能力。

本书配套有视频、实验手册、实验代码等数字化学习资源，学习者可以扫描书中

二维码或登录“阿里云全球培训中心”网站进行学习。

II

城市大脑平台应用与运维（初级）

实验手册实验代码

感谢在本书出版过程中给予指导的各位老师和同仁，感谢出版社编辑的细心、专

业指导。由于编著者水平有限，书中难免出现疏漏之处，恳请广大读者批评、指正。

阿里云计算有限公司

2021 年4 月

目 录

C o n t e n t s

项目1　认识智慧城市与城市大脑 ………………………………………………………… 1

任务1-1 认识智慧城市及城市大脑 ……………………………………………………… 3

任务1-2 认识阿里云城市大脑平台 ……………………………………………………… 6

任务1-3 认识阿里云视觉智能开放平台 …………………………………………………11

项目总结 ………………………………………………………………………………… 14

练习题 …………………………………………………………………………………… 14

项目2　垃圾分类检测 ………………………………………………………………………15

任务2-1 项目数据准备 ……………………………………………………………………17

子任务2-1-2 数据的收集方式 ………………………………………………………… 17

子任务2-1-2 数据的准备 ……………………………………………………………… 18

任务2-2 创建OSS 实例 …………………………………………………………………21

任务2-3 PAI-DSW 实例创建 ……………………………………………………………24

任务2-4 项目API 讲解 ……………………………………………………………………27

子任务2-4-1 创建访问API 的账号 …………………………………………………… 28

子任务2-4-2 使用垃圾分类API ………………………………………………………… 30

任务2-5 实验运行及结果 …………………………………………………………………33

子任务2-5-1 上传压缩文件 …………………………………………………………… 34

子任务2-5-2 解压压缩文件 …………………………………………………………… 35

子任务2-5-3 运行实验程序文件 ……………………………………………………… 36

项目总结 ………………………………………………………………………………… 39

练习题 …………………………………………………………………………………… 39

IV

城市大脑平台应用与运维（初级）

项目3　卡口车辆检测 ………………………………………………………………………41

任务3-1 项目数据准备 ……………………………………………………………………43

子任务3-1-1 城市数据的来源 ………………………………………………………… 43

子任务3-1-2 准备数据 ………………………………………………………………… 45

任务3-2 创建OSS 实例 …………………………………………………………………49

任务3-3 PAI-DSW 实例的创建 …………………………………………………………52

子任务3-3-1 PAI-DSW 实例的创建步骤 ………………………………………………… 52

子任务3-3-2 使用PAI-DSW 预置的Notebook 案例 …………………………………… 53

任务3-4 项目API 讲解 ……………………………………………………………………54

子任务3-4-1 使用车牌识别API ………………………………………………………… 55

子任务3-4-2 使用车型识别API ………………………………………………………… 58

子任务3-4-3 使用驾驶证识别API ……………………………………………………… 61

任务3-5 实验运行及结果 …………………………………………………………………65

子任务3-5-1 上传压缩文件 …………………………………………………………… 65

子任务3-5-2 解压压缩文件 …………………………………………………………… 67

子任务3-5-3 运行实验程序文件 ……………………………………………………… 69

项目总结 ………………………………………………………………………………… 72

练习题 …………………………………………………………………………………… 73

项目4　旅游景点入口人流量检测 …………………………………………………………74

任务4-1 项目数据准备 ……………………………………………………………………76

子任务4-1-1 数据的准备 ……………………………………………………………… 76

子任务4-1-2 完成数据的智能标注 …………………………………………………… 77

子任务4-1-3 数据标注工具的使用 …………………………………………………… 81

任务4-2 OSS 实例创建 …………………………………………………………………83

任务4-3 PAI-DSW 实例创建 ……………………………………………………………85

任务4-4 项目API 讲解 ……………………………………………………………………86

子任务4-4-1 使用人体检测API ………………………………………………………… 87

子任务4-4-2 使用人体结构化属性检测API …………………………………………… 91

任务4-5 实验运行及结果 …………………………………………………………………95

子任务4-5-1 上传压缩文件 …………………………………………………………… 95

V

目 录

子任务4-5-2 解压压缩文件 …………………………………………………………… 97

子任务4-5-3 运行实验程序文件 ……………………………………………………… 97

项目总结 ……………………………………………………………………………… 101

练习题 ………………………………………………………………………………… 101

项目5　火车站进站闸机人员检测 ……………………………………………………… 102

任务5-1 项目数据准备 ………………………………………………………………… 104

子任务5-1-1 图像标注与文本标注 ………………………………………………… 104

子任务5-1-2 数据准备 ……………………………………………………………… 109

任务5-2 OSS 实例创建 ……………………………………………………………… 112

任务5-3 PAI-DSW 实例创建及SDK 安装 …………………………………………… 114

子任务5-3-1 PAI-DSW 实例创建步骤 ………………………………………………… 114

子任务5-3-2 使用Python SDK 的方式调用API …………………………………… 115

任务5-4 项目API 讲解 ………………………………………………………………… 117

子任务5-4-1 使用人脸口罩检测API ………………………………………………… 118

子任务5-4-2 使用身份证识别API …………………………………………………… 122

子任务5-4-3 使用火车票识别API …………………………………………………… 126

子任务5-4-4 使用人脸比对1∶1 API ……………………………………………… 129

任务5-5 实验运行及结果 ……………………………………………………………… 133

子任务5-5-1 上传压缩文件 ………………………………………………………… 133

子任务5-5-2 解压压缩文件 ………………………………………………………… 134

子任务5-5-3 运行实验程序文件 …………………………………………………… 135

项目总结 ……………………………………………………………………………… 138

练习题 ………………………………………………………………………………… 139

附录1　阿里云产品平台进入过程 …………………………………………… 140

附录2　URL 生成 ……………………………………………………………… 142

附录3　帮助文档 ……………………………………………………………… 146

参考文献………………………………………………………………………… 149

本书内容设计以《城市大脑平台应用与运维职业技能等级要求（初级）》为根据，重点讲述了城市大脑平台在智慧交通、智慧旅游及城市管理等真实场景的应用，帮助读者了解城市大脑的概况并学习城市大脑平台应用的知识与技能。并配有教学PPT、学习视频、电子实验手册、实验源代码、课后练习题答案，方便老师教学、学生学习使用。

阿里云计算有限公司,阿里云（www.alibabacloud.com）创立于2009年，为阿里巴巴集团的数字技术与智能骨干业务，向全球客户提供全方位云服务，包括弹性计算、数据库、存储、网络虚拟化服务、大规模计算、安全、管理和应用服务、大数据分析、机器学习平台以及物联网服务。IDC的资料显示，按2019年收入计算，阿里云是中国领先的公有云服务（包括PaaS和IaaS服务）提供商。而根据Gartner于2020年4月的报告提供的数据，按2019年收入计算，阿里巴巴集团是世界排名第三、亚太地区排名第一的基础设施即服务提供商。