北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系框架研究

高順尉，楊冬菊，何可文

（1.北京市信息資源管理中心 北京 100101；2.北方工業(yè)大學(xué)云計算研究中心 北京 100041；3.太極計算機(jī)股份有限公司 北京 100083）

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后引發(fā)的新一輪信息產(chǎn)業(yè)浪潮的核心領(lǐng)域。一般的，人們認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)向物理世界的延伸，通過傳感設(shè)備感知物品狀態(tài)，并對感知的信息實(shí)施智能分析與處理，從而實(shí)現(xiàn)對物品行為的反饋控制。其中，“感知”是基礎(chǔ)，“智能”是核心，“反饋控制”是重要目標(biāo)。

經(jīng)過近幾年的發(fā)展，北京市已經(jīng)逐漸在農(nóng)業(yè)、交通、應(yīng)急等多個領(lǐng)域建設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用系統(tǒng)，并初見成效。在“十二五”的開局之年，北京市提出物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的總體規(guī)劃與藍(lán)圖，將用5年時間，初步建立起政府部門有效感知、安全傳輸、數(shù)據(jù)共享、智能處理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)支撐體系，完成基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并在關(guān)鍵領(lǐng)域和行業(yè)建立示范應(yīng)用。同時，針對目前北京市物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)“自發(fā)為主，尚未規(guī)范，有所應(yīng)用，未成體系，監(jiān)測類多，智能類少”的特點(diǎn)，結(jié)合數(shù)據(jù)實(shí)時獲取、預(yù)測預(yù)警、智能研判、信息共享、應(yīng)急聯(lián)動和輔助決策等需求，提出北京市城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用“1+1+N”的總體框架，即一個市應(yīng)急指揮平臺、一個市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺、多個由部門和區(qū)縣建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用管理系統(tǒng)和平臺，規(guī)范全市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)，實(shí)現(xiàn)城市日常管理與應(yīng)急管理的有機(jī)結(jié)合。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈長，涵蓋面廣，參與的主體眾多，在大量物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涌現(xiàn)的情況下，由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的缺失且缺乏協(xié)調(diào)統(tǒng)一，行業(yè)內(nèi)、行業(yè)間互聯(lián)互通的程度較低，凸顯出難以形成產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、研究成本過高、資源利用率過低、無序重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重的問題，阻礙了物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步規(guī)模化應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)的顯著優(yōu)勢無法充分地發(fā)揮出來。

從近期物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)任務(wù)來看，“1+1+N”方案的落實(shí)和實(shí)施迫切需要制定相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，一方面為了實(shí)現(xiàn)物聯(lián)信息在各個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之間的無縫流轉(zhuǎn)，另一方面為了規(guī)范指導(dǎo)各部門（區(qū)縣）獨(dú)立建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)之間及與應(yīng)用支撐平臺之間的對接與數(shù)據(jù)流動。從物聯(lián)網(wǎng)的長遠(yuǎn)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)推動來看，需要實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的頂層設(shè)計，制定物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的藍(lán)圖，為標(biāo)準(zhǔn)的制定提供路徑和依據(jù)。

結(jié)合北京市的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)實(shí)際需求，著手設(shè)計北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范發(fā)展的體系框架，準(zhǔn)確梳理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)過程中需要遵循和具有指導(dǎo)作用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，發(fā)現(xiàn)缺失的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)定建設(shè)的優(yōu)先級，這些工作對于推進(jìn)北京市物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展顯得尤為重要。

2 相關(guān)工作

目前，國內(nèi)外對物聯(lián)網(wǎng)的研究尚處于探索階段，主要集中在兩個方面：一方面是對物聯(lián)網(wǎng)概念內(nèi)涵及體系結(jié)構(gòu)的研究[1～5]，在重點(diǎn)研究物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及架構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，分析物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的必要性及重要性；另一方面工作集中在對物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的研究方面[6～8]，全面分析國內(nèi)外相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化組織、標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，并對我國的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提出建議。目前專注于物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定的主要的國際標(biāo)準(zhǔn)組織有國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、國際電信聯(lián)盟（ITU-T）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ETSI）、美國電氣及電子工程師學(xué)會（IEEE）、3GPP、3GPP2 等，這些標(biāo)準(zhǔn)組織在物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)、感知技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)等方面制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中，ITU-T及ETSI主要從總體框架方面制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，前者從泛在網(wǎng)的角度出發(fā)，后者主要從M2M的角度出發(fā)；ISO和IEEE主要針對感知技術(shù)，特別是無線傳感網(wǎng)方面研制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；3GPP和3GPP2主要從M2M業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)的需求方面研究，特別關(guān)注移動網(wǎng)絡(luò)層面；在應(yīng)用技術(shù)方面，各標(biāo)準(zhǔn)組織都有一些研究，主要集中于特定應(yīng)用制定標(biāo)準(zhǔn)[6]。

在我國，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作還處于起步階段，但發(fā)展迅速。目前，我國已經(jīng)有涉及物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)、無線傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層面的眾多標(biāo)準(zhǔn)正在制訂中，并且有一部分的標(biāo)準(zhǔn)項目已在相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)組織立項[7,8]。

國內(nèi)外關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架的相關(guān)工作比較少。結(jié)合我國的信息化技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀，參考文獻(xiàn)[9]從應(yīng)用需求出發(fā)，按照技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用子集兩個層次，提出引用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、裁剪現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)或制定新規(guī)范的策略，形成了包括體系架構(gòu)、組網(wǎng)通信協(xié)議、協(xié)同處理組件、網(wǎng)絡(luò)安全、編碼標(biāo)識、骨干網(wǎng)接入與服務(wù)等技術(shù)基礎(chǔ)規(guī)范和產(chǎn)品、應(yīng)用類規(guī)范的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，從而指導(dǎo)系統(tǒng)化的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，為我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用開發(fā)中對標(biāo)準(zhǔn)的采用提供重要的支持。參考文獻(xiàn)[10]則在分析EPC系統(tǒng)基本組成、標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過EPC系統(tǒng)與傳感網(wǎng)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)的對比與分析，探討了物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建和技術(shù)實(shí)現(xiàn)策略，提出物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建首先需要注重通用原則和總體需求，讓不同行業(yè)有一個構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的基本平臺，然后針對不同場景構(gòu)建不同技術(shù)模式的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。參考文獻(xiàn)[11]則重點(diǎn)結(jié)合感知層的共性需求和特定需求，提出物聯(lián)網(wǎng)感知層的標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)。此外，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域[12]、電子政務(wù)領(lǐng)域[13]和節(jié)能減排領(lǐng)域[14]，都在探討制訂相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系框架，對于避免該領(lǐng)域的管理模式混亂、低水平重復(fù)建設(shè)和信息“孤島”現(xiàn)象的出現(xiàn)具有巨大的應(yīng)用價值。以上標(biāo)準(zhǔn)體系框架為本文的工作提供了借鑒和參考。

相比目前已有的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，北京市的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架以應(yīng)用和落地為導(dǎo)向，突出應(yīng)用和應(yīng)用支撐部分，重落實(shí)和實(shí)效，共性技術(shù)部分則參照和遵循國家物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。所以，北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架是在遵照國家物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系基礎(chǔ)上的補(bǔ)充和落實(shí)。

3 北京市物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)及現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)向物理世界的延伸，通過傳感設(shè)備感知物品狀態(tài)，并對感知的信息實(shí)施智能分析與處理，從而實(shí)現(xiàn)對物品行為的反饋控制。此過程包括“感、傳、知、用”4個環(huán)節(jié)。其中，“感”是獲取物聯(lián)信息的基礎(chǔ)和手段，是伸向物理世界的觸角；“傳”是物聯(lián)信息的交換和傳輸；“知”負(fù)責(zé)物聯(lián)信息的智能分析，是物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”；“用”實(shí)現(xiàn)對物體的智能控制，是目標(biāo)和價值體現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)是從物聯(lián)網(wǎng)的“大腦”建起，一方面利用“后端智能”，利用應(yīng)用之間的共享、協(xié)作，達(dá)到單一系統(tǒng)所不具有的群體協(xié)作而產(chǎn)生涌現(xiàn)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“事件驅(qū)動的智能互聯(lián)”；另一方面為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)提供必要的“服務(wù)”，從而簡化應(yīng)用搭建。

基于以上認(rèn)識，北京市提出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、支撐層和應(yīng)用層以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和信息安全體系，并將支撐層和應(yīng)用層確定為北京市物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)重點(diǎn)。具體如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)各個層次的劃分及銜接，要解決的本質(zhì)問題是物聯(lián)信息在縱向?qū)哟危ㄖ父兄獙?、網(wǎng)絡(luò)層等多個層次之間）及橫向應(yīng)用（指多個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用）之間的無縫流轉(zhuǎn)，而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正是在上述各環(huán)節(jié)中充當(dāng)“粘合劑”作用。

同時，北京市將以智慧城市建設(shè)的具體需求為導(dǎo)向，以城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理應(yīng)用為突破口，以解決制約城市發(fā)展的瓶頸問題為重點(diǎn)，在10個領(lǐng)域建設(shè)應(yīng)用示范。

（1）城市應(yīng)急管理領(lǐng)域

圍繞城市運(yùn)行生命線檢查等開展應(yīng)用示范建設(shè)，提升城市應(yīng)急管理水平。

（2）社會安全領(lǐng)域

加強(qiáng)重點(diǎn)地區(qū)的安全監(jiān)控管理，提高社區(qū)管理和安防能力。

（3）交通領(lǐng)域

建設(shè)和完善新一代智能交通服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)各類交通信息的動態(tài)監(jiān)測。

（4）市政市容管理應(yīng)用領(lǐng)域

逐步實(shí)現(xiàn)城市生命體征監(jiān)測及市政市容設(shè)施管理的智能化，提升城市管理綜合行政執(zhí)法能力和水平。

（5）環(huán)境監(jiān)測監(jiān)管領(lǐng)域

針對重點(diǎn)監(jiān)測對象，構(gòu)建多元化智慧感知網(wǎng)絡(luò)，提升環(huán)境機(jī)動執(zhí)法能力。

（6）水資源管理領(lǐng)域

對各類城市用排水的水質(zhì)、水量以及安防等進(jìn)行全面監(jiān)測。

（7）安全生產(chǎn)監(jiān)管領(lǐng)域

針對煤礦等重點(diǎn)行業(yè)，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)與安全監(jiān)管平臺的信息共享和業(yè)務(wù)聯(lián)動。

（8）節(jié)能減排領(lǐng)域

加強(qiáng)對重點(diǎn)用能企業(yè)運(yùn)行情況的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)能源的可靠、安全利用。

（9）醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域

構(gòu)建智能醫(yī)療體系。

（10）農(nóng)產(chǎn)品和食品監(jiān)管領(lǐng)域

實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的規(guī)?；图s化種植，推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品可靠配送、保險管理和可視化跟蹤應(yīng)用。

“需求導(dǎo)向、統(tǒng)一框架、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、分建共享”是指導(dǎo)整個“1+1+N”物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)的基本原則，其具體含義是：詳細(xì)分析業(yè)務(wù)需求，重視物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的頂層設(shè)計，遵循統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架，建立統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，遵從并采用各項相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，依托統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺，按照分建共享的機(jī)制，逐步建立各類領(lǐng)域和行業(yè)應(yīng)用，最終形成整個物聯(lián)網(wǎng)體系。

4 北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系框架

4.1 標(biāo)準(zhǔn)體系框架的建設(shè)原則

遵循“需求導(dǎo)向、統(tǒng)一框架、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、分建共享機(jī)制”建設(shè)北京市物聯(lián)網(wǎng)體系的過程中，保障物聯(lián)網(wǎng)信息在各環(huán)節(jié)之間的無縫流轉(zhuǎn)成為一項關(guān)鍵任務(wù)，建立全市統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系則是保證物聯(lián)網(wǎng)信息有效共享的必要條件。

以面向領(lǐng)域業(yè)務(wù)應(yīng)用作為導(dǎo)向，以物聯(lián)網(wǎng)的層次化觀點(diǎn)和流程化需求作為出發(fā)點(diǎn)，以保障各類信息在物聯(lián)網(wǎng)中的正確流轉(zhuǎn)、共享和使用作為落腳點(diǎn)，北京市物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架設(shè)計的基本原則包括以下4方面。

（1）分離通用共性各層參照

對于“感、傳、知、用”各層次都會涉及和使用的通用標(biāo)準(zhǔn)和共性標(biāo)準(zhǔn)，要將其分離出來，各層次共同參照，避免重復(fù)建設(shè)。

（2）利用已有標(biāo)準(zhǔn),避免重建

物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架覆蓋范圍廣，特別是不同領(lǐng)域、不同行業(yè)已經(jīng)建了許多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)優(yōu)先利用，避免重建。

（3）針對難點(diǎn)問題重點(diǎn)突破

緊緊抓住物聯(lián)信息流轉(zhuǎn)這個主要矛盾，結(jié)合各行業(yè)、各應(yīng)用的特點(diǎn)建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)有效共享。

（4）分清主次輕重,優(yōu)先建設(shè)

結(jié)合北京市物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃，優(yōu)先建設(shè)對當(dāng)前發(fā)展?fàn)顟B(tài)起到制約作用的“瓶頸”問題的相關(guān)規(guī)范。

4.2 構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系框架模型

標(biāo)準(zhǔn)體系框架是對標(biāo)準(zhǔn)體系的組成要素及其相互關(guān)系的描述。北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系框架的設(shè)計既要遵循標(biāo)準(zhǔn)體系框架的共有模型，又要體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)的核心內(nèi)容。參考文獻(xiàn)[15]中指出，標(biāo)準(zhǔn)體系可以由一個三維空間組成，包括性質(zhì)維、專業(yè)維和級別維。其中，級別維分為國際級、區(qū)域級、國家級、行業(yè)級、地方級、企業(yè)級；性質(zhì)維包含管理標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工作標(biāo)準(zhǔn)；專業(yè)維代表標(biāo)準(zhǔn)化活動的各種專業(yè)領(lǐng)域，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)、科研、教育等。

依照該模型對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)所需的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和映射，設(shè)計了北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架的四維模型（如圖2所示），包括級別維、性質(zhì)維、業(yè)務(wù)維和應(yīng)用維。

其中，級別維從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所屬級別進(jìn)行劃分，包括國際級、國家級、行業(yè)級和地方級。性質(zhì)維從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所屬性質(zhì)進(jìn)行劃分，包括管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)務(wù)維則從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)需求出發(fā)，分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)的各個層次。從本質(zhì)上來看，北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的建設(shè)離不開“感、傳、知、用”4個層次，需要傳感設(shè)備獲取物品的狀態(tài)，需要網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，需要支撐平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加工和整合，最終通過應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對物品的反饋和控制。所以，業(yè)務(wù)維包括感知層、傳輸層、應(yīng)用支撐層和應(yīng)用層，此外，還包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)的總體標(biāo)準(zhǔn)及各層涉及的共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用維則從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)的具體領(lǐng)域進(jìn)行劃分，包括北京市重點(diǎn)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的10大領(lǐng)域，包括農(nóng)產(chǎn)品和食品監(jiān)管、城市應(yīng)急管理、市政市容管理、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)管、水資源管理、安全生產(chǎn)監(jiān)管、節(jié)能減排監(jiān)測監(jiān)管、智能交通、社會安全維穩(wěn)和醫(yī)療衛(wèi)生。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)體系框架的主要內(nèi)容

依據(jù)前述北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系框架模型的設(shè)計，抽取與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)需求最為密切的業(yè)務(wù)維、性質(zhì)維與應(yīng)用維，進(jìn)行扁平化映射，并根據(jù)重點(diǎn)突出、層次清晰的原則設(shè)計了北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系框架。它依托于對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層面所做的“感、傳、知、用”的基本劃分，覆蓋了從底層感知設(shè)備（感知層）、網(wǎng)絡(luò)傳輸（傳輸層）、應(yīng)用支撐（智能層），直至頂層的領(lǐng)域和行業(yè)應(yīng)用（應(yīng)用層）?？蚣艿闹饕獌?nèi)容如圖3所示。

北京市物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架共包含7個部分，分別是：總體標(biāo)準(zhǔn)、共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、感知層標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用支撐層標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)。每個部分又分為若干子類，受篇幅限制，本文僅從整體上對這7個部分的作用進(jìn)行介紹。

（1）總體標(biāo)準(zhǔn)

總體標(biāo)準(zhǔn)對整個物聯(lián)網(wǎng)體系的架構(gòu)、各組成部分的關(guān)系以及使用的基本術(shù)語進(jìn)行規(guī)范化，具體包括3個部分：物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、體系結(jié)構(gòu)和參考模型、標(biāo)準(zhǔn)組成及關(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中需要遵循和參照的所有術(shù)語，在編制過程中可以參照傳感器術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、信息技術(shù)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)及電子政務(wù)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；體系結(jié)構(gòu)與參考模型則為所有的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)提供體系結(jié)構(gòu)指導(dǎo)及參考模型，可以參照信息技術(shù)、信息處理系統(tǒng)等一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?？傮w標(biāo)準(zhǔn)不僅是設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的參照性文件，也是各部門、各行業(yè)、各領(lǐng)域建設(shè)各自應(yīng)用時必須參照的標(biāo)準(zhǔn)性文件。

（2）共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中所需的共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由物聯(lián)網(wǎng)的各層次共同參考，主要包括安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)、QoS管理規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范、日志管理規(guī)范等方面的具體標(biāo)準(zhǔn)。

其中，安全標(biāo)準(zhǔn)從信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全、保密措施等不同的角度來保障物聯(lián)網(wǎng)的安全。目前，專屬物聯(lián)網(wǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)很少，在項目建設(shè)過程中，將更多地遵循和借鑒信息化標(biāo)準(zhǔn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，會出現(xiàn)更多的與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)體系框架會進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)包含網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中涉及的硬件、軟件、協(xié)議、存取控制和拓?fù)涞认嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)識解析標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了物聯(lián)網(wǎng)終端進(jìn)行唯一標(biāo)識、定位和解析的方法，并與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識機(jī)制結(jié)合，使感知層能夠快速接入傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（包括互聯(lián)網(wǎng)、專用網(wǎng)絡(luò)等）。

QoS管理規(guī)范定義了物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)移動性管理、網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、信令擁塞控制、群組通信管理等業(yè)務(wù)功能時需要提供的QoS管理服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范主要針對傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓臁o中心、終端獨(dú)立等特點(diǎn)，既包含傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)管理方面的故障管理、配置管理、計費(fèi)管理、性能管理和安全管理5大功能，也包含傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的生存、工作管理（包括電源工作情況等）；傳感網(wǎng)的自組織特性和傳感網(wǎng)的信息傳輸；傳感網(wǎng)拓?fù)渥兓捌涔芾?；自組織網(wǎng)絡(luò)的多跳和分級管理；自組織網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)管理等物聯(lián)網(wǎng)獨(dú)有功能。

日志管理規(guī)范規(guī)定了物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)行過程中涉及的日志的內(nèi)容、存儲、管理、分析等方法。

由于共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中需要共同遵循的共性技術(shù)，不涉及感知、智能等物聯(lián)網(wǎng)的一些獨(dú)有特征，所以此部分標(biāo)準(zhǔn)以參照和遵循國家、行業(yè)和北京市制定的物聯(lián)網(wǎng)、信息化等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等為主。

（3）管理標(biāo)準(zhǔn)

管理標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計主要覆蓋了物聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)的全生命周期涉及的所有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括項目管理、建設(shè)與實(shí)施、測評與驗(yàn)收、運(yùn)維管理、績效考核評價等各環(huán)節(jié)所需標(biāo)準(zhǔn)。管理標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置，一方面為了規(guī)范北京市物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，另一方面為了落實(shí)和實(shí)施北京市物聯(lián)網(wǎng)的各項標(biāo)準(zhǔn)。由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)包含在信息化建設(shè)范疇內(nèi)，所以管理標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容設(shè)計主要參照北京市信息化標(biāo)準(zhǔn)體系，在執(zhí)行中也以遵循、參照國家、行業(yè)和北京市的信息化管理標(biāo)準(zhǔn)為主。

（4）感知層標(biāo)準(zhǔn)

物聯(lián)網(wǎng)要感知各種各樣的物品對象信息，而種類繁多的物品信息則依賴不同類型的傳感器進(jìn)行采集，而且即使同一類型的傳感器也有多種品牌與型號。感知層標(biāo)準(zhǔn)對物聯(lián)網(wǎng)中使用的感知設(shè)備加以規(guī)范化，從而保證設(shè)備采集的信息能夠被各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所識別、共享和使用。感知層標(biāo)準(zhǔn)主要包括如下幾類：傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、射頻識別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)、各類傳感設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等。感知層標(biāo)準(zhǔn)主要借鑒并采納與設(shè)備相關(guān)的領(lǐng)域的通行標(biāo)準(zhǔn)。

（5）網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)

傳感設(shè)備采集的物品信息需要依賴網(wǎng)絡(luò)傳輸才能被應(yīng)用共享和使用，目前北京市已經(jīng)建成的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施就包括政務(wù)網(wǎng)、電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是物聯(lián)網(wǎng)體系的有機(jī)組成部分，因此它們所遵循的標(biāo)準(zhǔn)也是物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的一部分。從發(fā)展的角度出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了電信網(wǎng)增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)、互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、電信網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、下一代承載網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)等。此外，針對北京市物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)要求，網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)包括北京市物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)?？傊?，網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了現(xiàn)在或未來可能會用于物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)母黝惥W(wǎng)絡(luò)設(shè)施相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

（6）應(yīng)用支撐層標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)北京市物聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計，多個由部門和區(qū)縣建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用管理系統(tǒng)和平臺之間完成物聯(lián)信息的共享與交換時，要通過市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺進(jìn)行協(xié)調(diào)。為此，遵循物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計中的 “針對難點(diǎn)問題重點(diǎn)突破”原則，應(yīng)用支撐標(biāo)準(zhǔn)圍繞物聯(lián)網(wǎng)流轉(zhuǎn)與共享，涵蓋了信息編碼、接入、存儲、管理、分析、交換、服務(wù)等方面，具體包括物聯(lián)信息接入、物聯(lián)信息管理和物聯(lián)信息服務(wù)等幾個方面的標(biāo)準(zhǔn)，其中物聯(lián)信息接入標(biāo)準(zhǔn)包括平臺和應(yīng)用兩端的物聯(lián)實(shí)時信息接入標(biāo)準(zhǔn)及政務(wù)綜合信息接入標(biāo)準(zhǔn)；物聯(lián)信息管理標(biāo)準(zhǔn)包括物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)信息標(biāo)準(zhǔn)、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時信息和政務(wù)綜合信息的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、感知設(shè)備及對象的編碼標(biāo)準(zhǔn)及編碼賦碼管理標(biāo)準(zhǔn)、物聯(lián)信息的分類、編目及管理標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。物聯(lián)信息服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)對物聯(lián)信息的分析處理、信息交換、信息服務(wù)的梳理、封裝及管理等內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)范。同時為了規(guī)范支撐平臺的開發(fā)工作，支持市區(qū)等多級平臺的對接，還納入了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐體系架構(gòu)與參考模型以及平臺運(yùn)行支撐環(huán)境等方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不僅為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺的開發(fā)提供了參考依據(jù)，也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)的必要參照和支撐。

（7）應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

北京市“1+1+N”物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展框架將服務(wù)于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，參照北京市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會2011[16]號文中提出的率先在城市應(yīng)急管理、社會安全、交通、市政市容管理應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)管、水資源管理、安全生產(chǎn)監(jiān)管、節(jié)能減排監(jiān)測監(jiān)管、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)產(chǎn)品和食品監(jiān)管10個領(lǐng)域推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)的目標(biāo)，遵從物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計中“利用已有標(biāo)準(zhǔn)避免重建”原則，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架中明確提出各領(lǐng)域的應(yīng)用必須滿足該領(lǐng)域已有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。這樣指導(dǎo)各領(lǐng)域應(yīng)用建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也成為物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架的一個組成部分。

4.4 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè)思路

目前，北京市物聯(lián)網(wǎng)體系已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，特別是許多行業(yè)中已經(jīng)構(gòu)造了多種多樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，并取得了一定的效果。為此，在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的過程中，必須遵循“利用已有標(biāo)準(zhǔn)避免重建”、“分清主次輕重，優(yōu)先建設(shè)”的原則，對于已經(jīng)存在的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要充分引用和利用，將重點(diǎn)放在制約當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范上，優(yōu)先進(jìn)行建設(shè)。

共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)覆蓋“感、傳、知、用”各層次，與感知設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、領(lǐng)域與行業(yè)應(yīng)用相關(guān)的安全與共享技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將充分采用各自已有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，而與應(yīng)用支撐平臺相關(guān)的共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)，則需要和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐標(biāo)準(zhǔn)同時進(jìn)行優(yōu)先建設(shè)。

參照4.3節(jié)的分析，感知層、網(wǎng)絡(luò)層兩類標(biāo)準(zhǔn)涉及各類設(shè)備廠商、不同的運(yùn)營商以及多個行業(yè)和領(lǐng)域，而無論是廠商、運(yùn)營商還是行業(yè)和領(lǐng)域都自己成熟的產(chǎn)品、服務(wù)和業(yè)務(wù)，也已經(jīng)相應(yīng)地存在各種標(biāo)準(zhǔn)。因此，對于這兩類標(biāo)準(zhǔn)，將以充分利用已有標(biāo)準(zhǔn)為主。

面對北京市物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)所表現(xiàn)出來的“自發(fā)為主、尚未規(guī)范，有所應(yīng)用、未成體系”的現(xiàn)狀，北京市物聯(lián)網(wǎng)體系將促進(jìn)物聯(lián)信息的共享和服務(wù)作為核心目標(biāo)，期望通過一個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺，讓N個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)信息互動與智能處理。因此，與此目標(biāo)直接關(guān)聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)這兩類標(biāo)準(zhǔn)是將要優(yōu)先建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)以上分析，當(dāng)前北京市需要優(yōu)先建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要包括與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺相關(guān)的應(yīng)用支撐標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，具體包括北京市政務(wù)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)體編碼規(guī)范、北京市政務(wù)物聯(lián)網(wǎng)感知實(shí)時信息元數(shù)據(jù)規(guī)范、北京市政務(wù)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)信息規(guī)范、北京市政務(wù)物聯(lián)網(wǎng)信息接入規(guī)范、北京市示范工程物聯(lián)信息交換規(guī)范、北京市感知設(shè)備接入規(guī)范等多項內(nèi)容。

下面將以應(yīng)急領(lǐng)域?yàn)槔?，詳?xì)討論一下物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)時需要遵循及制定的標(biāo)準(zhǔn)。按照北京市物聯(lián)網(wǎng)的頂層設(shè)計，北京市各物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)生的物聯(lián)信息要通過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺實(shí)現(xiàn)規(guī)范接入與有效整合，并提供給市應(yīng)急指揮平臺，進(jìn)行整合處理、分析加工和綜合展現(xiàn)，提供全市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理的全貌，提供精細(xì)化動態(tài)信息服務(wù)和輔助決策支撐。為了全面支撐上述任務(wù)的落實(shí)，除了需要制定應(yīng)用支撐層標(biāo)準(zhǔn)外，還需要制定應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范應(yīng)用的建設(shè)、保障其與應(yīng)用支撐平臺的順利對接。所以，除了需要制定應(yīng)用建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)外，還需要對數(shù)據(jù)的格式、獲取接口、傳輸要求等進(jìn)行規(guī)范。按照自頂向下的分析原則，每個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都需要至少制定如下幾類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（1）針對各領(lǐng)域的監(jiān)控技術(shù)要求

主要規(guī)范監(jiān)控的總體技術(shù)要求，包括管理對象、監(jiān)控手段、監(jiān)控數(shù)據(jù)等基本要求，如汽車制造行業(yè)主要風(fēng)險點(diǎn)安全監(jiān)控技術(shù)要求、冶金行業(yè)主要風(fēng)險點(diǎn)安全監(jiān)控技術(shù)要求等規(guī)范。

（2）針對各領(lǐng)域的感知設(shè)備的技術(shù)要求

規(guī)范該領(lǐng)域中采用的感知設(shè)備的種類、數(shù)量、安裝方式、布控點(diǎn)等要求，如電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)采集設(shè)備技術(shù)要求及安裝和驗(yàn)收規(guī)范。

（3）該領(lǐng)域內(nèi)感知設(shè)備及管理對象的編碼規(guī)則

用于在領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)感知設(shè)備與監(jiān)控實(shí)體對象的唯一標(biāo)識，并與應(yīng)用支撐層的管理對象和感知設(shè)備編碼規(guī)范相符合，如電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)采集設(shè)備編碼規(guī)則。

（4）針對各領(lǐng)域的監(jiān)控信息的分類、數(shù)據(jù)格式、應(yīng)用接口基本要求

規(guī)范獲取的物聯(lián)信息的分類及數(shù)據(jù)格式，并規(guī)定數(shù)據(jù)獲取的接口，如電梯基礎(chǔ)信息分類、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)基本要求等規(guī)范。

（5）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求及傳輸協(xié)議

規(guī)定物聯(lián)信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)類型、協(xié)議等內(nèi)容，如電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)技術(shù)條件及要求。

（6）其他規(guī)范

包括監(jiān)控數(shù)據(jù)的存儲格式、質(zhì)量要求、存儲時間要求、管理終端技術(shù)要求等，此類規(guī)范一般根據(jù)領(lǐng)域的特點(diǎn)、實(shí)際需求及規(guī)模大小決定是否制定，如電梯攝像設(shè)備存儲圖像的格式、質(zhì)量及圖像存儲時間等內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)是世界信息化發(fā)展的第3次浪潮，是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。北京市針對當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，有組織、有計劃地提出物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)框架及重點(diǎn)發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域，以智慧城市建設(shè)需求為導(dǎo)向，以城市管理涉及的多個應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橥黄瓶冢诜纸ü蚕碓瓌t的指導(dǎo)下，沿著標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范先行的思路，推進(jìn)北京市物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)。本文在充分調(diào)研國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析北京市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，提出北京市物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架，并討論了北京市物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè)思路。

通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架的建立，能夠在城市安全運(yùn)行和應(yīng)急管理領(lǐng)域落實(shí)示范工程建設(shè)，初步建立本市應(yīng)急系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系，并逐漸發(fā)展成“N+1+N”的物聯(lián)網(wǎng)新型應(yīng)用服務(wù)模式，保障物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的互聯(lián)化，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的科學(xué)性與合理性，進(jìn)而提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，促進(jìn)并帶動產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。

在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架落實(shí)過程中，尚需考慮一些關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，包括物聯(lián)信息的接入與轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)、物聯(lián)信息服務(wù)封裝、管理、調(diào)用等效率和質(zhì)量的保障技術(shù)以及物聯(lián)信息智能融合等幾方面。只有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系框架與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的有效結(jié)合，才能真正推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的健康、規(guī)范、有序發(fā)展。

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