“互聯(lián)網(wǎng)+古城保護(hù)”在麗江古城的應(yīng)用

浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司 李步沛

世界文化遺產(chǎn)是被聯(lián)合國(guó)教科文組織和世界遺產(chǎn)委員會(huì)確認(rèn)的、人類(lèi)罕見(jiàn)的而且目前無(wú)法替代的財(cái)富，是全人類(lèi)公認(rèn)的具有突出意義和普世價(jià)值（Outstanding Universal Values ）的文物古跡和自然景觀。它是不可再生資源，它具有脆弱性和易破壞性，給古城保護(hù)工作帶來(lái)很大的困難，城市的發(fā)展和古城保護(hù)的矛盾實(shí)時(shí)困擾著麗江古城的管理者。“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)融合發(fā)展的新經(jīng)濟(jì)形態(tài)，其可以使傳統(tǒng)企業(yè)借助互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，提高創(chuàng)新力。麗江古城從遺產(chǎn)保護(hù)和古城管理出發(fā)，應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+古城保護(hù)”管理理念，結(jié)合麗江古城實(shí)際需求，探索麗江古城的保護(hù)和發(fā)展全新道路，為麗江古城保護(hù)管理局提供全新的管理方式升級(jí)。

一、項(xiàng)目建設(shè)背景

為了充分發(fā)揮科技創(chuàng)新在麗江經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的支撐引領(lǐng)作用，世界文化遺產(chǎn)麗江古城保護(hù)管理局將《麗江古城保護(hù)數(shù)字化管理技術(shù)及應(yīng)用》項(xiàng)目列為重點(diǎn)科研項(xiàng)目。項(xiàng)目從麗江古城實(shí)際出發(fā)對(duì)古城的遺產(chǎn)本體：建筑、橋梁、河道、廣場(chǎng)、古樹(shù)名木、噪音、游客流量、水質(zhì)、水流量等監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)對(duì)麗江古城的電力監(jiān)控、照明管控、視頻行為分析、人員定位、準(zhǔn)營(yíng)證管理、修繕管理等日常管理采用“互聯(lián)網(wǎng)+”方式對(duì)麗江古城保護(hù)進(jìn)行常態(tài)化管理。

圖1 軟件架構(gòu)圖

二、需求分析

麗江古城保護(hù)數(shù)字化管理技術(shù)集成及應(yīng)用的建設(shè)目標(biāo)是：采用全新互聯(lián)網(wǎng)思維方式，綜合集成管理平臺(tái)以古城各類(lèi)信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將各子系統(tǒng)上的各類(lèi)信息有機(jī)的融合到一個(gè)統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)下，構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度的信息資源集成管理平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)信息資源的高度共享，為智慧麗江古城保護(hù)和管理建立大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.建立一套基于麗江古城的GIS地理信息系統(tǒng)：利用地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)麗江古城的地理信息互聯(lián)網(wǎng)化。

2.建立一套符合世界文化遺產(chǎn)監(jiān)測(cè)的信息系統(tǒng)：系統(tǒng)通過(guò)各種監(jiān)測(cè)手段對(duì)麗江古城的遺產(chǎn)本體、水體、游客流量、噪音等監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)警管理。

3.建立一套適應(yīng)古城保護(hù)的信息平臺(tái)：從古城保護(hù)出發(fā)建立電力監(jiān)控、照明管控、視頻行為分析、人員定位、準(zhǔn)營(yíng)證管理、修繕管理等系統(tǒng)，為麗江古城保護(hù)提供技術(shù)保障和決策支持。

三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)基于私有云計(jì)算，通過(guò)虛擬化技術(shù)集成服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供基于硬件基礎(chǔ)的服務(wù)，使用云計(jì)算技術(shù)，把內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力集中起來(lái)作為一個(gè)虛擬的資源池，為用戶提供私有云服務(wù)（如圖1所示）。

PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）為麗江古城構(gòu)建一個(gè)后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)可以將應(yīng)用設(shè)計(jì)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、應(yīng)用測(cè)試、應(yīng)用部署于該平臺(tái)，幫助用戶構(gòu)建多元化的平臺(tái)服務(wù)和產(chǎn)品定制需求。

SaaS（軟件即服務(wù)）為用戶提供獲取軟件服務(wù)的新形勢(shì)，是通過(guò)某種服務(wù)水平協(xié)議（SLA）直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向?qū)ｉT(mén)的平臺(tái)獲取自己所需要的軟件功能服務(wù)。

用戶端展現(xiàn)的方式有PC端應(yīng)用和移動(dòng)端應(yīng)用。

2.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)前端監(jiān)測(cè)，后端數(shù)據(jù)分析功能。在前端監(jiān)測(cè)設(shè)備包括：游客流量、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水流量監(jiān)測(cè)、噪音監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、照明管控、電力管控通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接至數(shù)據(jù)中心交換機(jī)；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過(guò)虛擬軟件（VM）建立私有云，為前端采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，使網(wǎng)絡(luò)形成統(tǒng)一管理和統(tǒng)一交換的平臺(tái)；在數(shù)據(jù)交換中，交換機(jī)通過(guò)虛擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速尋址功能（如圖2所示）。

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

3.系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

（1）基于Web Server的GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

基于web server的GIS系統(tǒng)需要向用戶提供數(shù)據(jù)接口，包含基礎(chǔ)信息接口、功能接口、數(shù)據(jù)接口和應(yīng)用接口。

GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能：

地圖瀏覽功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)麗江古城的地圖放大、縮小、漫游等功能。

地圖查詢功能：是位置查詢、圖層查詢、屬性查詢等功能。

地圖分析功能：通過(guò)設(shè)置緩沖半徑實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)域分析，通過(guò)地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩點(diǎn)之間的距離測(cè)量和多點(diǎn)間的面積測(cè)量。

（2）遺產(chǎn)保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)

麗江古城保護(hù)主要實(shí)現(xiàn)遺產(chǎn)本體信息監(jiān)測(cè)，遺產(chǎn)本體是遺產(chǎn)概念的載體。世界文化遺產(chǎn)麗江古城是從歷史、藝術(shù)、科學(xué)角度看在建筑式樣、分布均勻或與環(huán)境景色結(jié)合方面具有突出的普遍價(jià)值的單立或連接的建筑群；遺產(chǎn)本體信息包含：建筑信息、橋梁信息、街道信息、廣場(chǎng)信息、河道信息、水體信息、商鋪信息、古樹(shù)名木信息等。通過(guò)測(cè)量、定位、監(jiān)控、調(diào)查登記等手段實(shí)現(xiàn)對(duì)遺產(chǎn)本體信息的采集和錄入。

影響遺產(chǎn)本體的因素很多，包括自然因素和人為因素，對(duì)于影響遺產(chǎn)本體因素的事前監(jiān)測(cè)能夠很好的降低對(duì)遺產(chǎn)本體的破壞。我們通過(guò)高科新技術(shù)手段對(duì)麗江古城的大氣、溫度、降雨、風(fēng)力、噪音、水質(zhì)、水流量、游客流量等進(jìn)行前端數(shù)據(jù)采集，后端數(shù)據(jù)分析并實(shí)時(shí)預(yù)警，真正做到事前預(yù)警的功能（如表1所示）。

（3）古城管理功能實(shí)現(xiàn)

城市管理是個(gè)開(kāi)放復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)，涉及基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)、公共事務(wù)和城市保護(hù)等多維度管理。系統(tǒng)將以城市基本信息流為基礎(chǔ)，從電力監(jiān)控、照明管控、線路防盜、視頻行為分析、執(zhí)法人員定位、準(zhǔn)營(yíng)證管理、房屋修繕管理等麗江古城實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，為麗江古城打造一個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+古城保護(hù)”和管理的管理模式。

電力監(jiān)控從電量采集自動(dòng)化方式出發(fā)，實(shí)現(xiàn)古城商鋪實(shí)時(shí)用電的監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程抄表、線路負(fù)荷分析、用電異常報(bào)警、能耗節(jié)能分析。

照明管控實(shí)現(xiàn)了古城路燈和景觀燈的遠(yuǎn)程自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈功能，通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備能實(shí)時(shí)了解路燈開(kāi)關(guān)狀態(tài)，線路電壓、電流以及用電負(fù)荷。配置線路的阻抗值設(shè)定，增加線路末端電阻檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈線路的防盜功能。

人的行為在一定程度上反映某些事件發(fā)生的概率，視頻的行為分析將分布在城市不同角落的攝像頭通過(guò)智能分析軟件，分析出可能會(huì)發(fā)生的城市公共安全。諸如人員聚集就容易發(fā)生公共事件；快速移動(dòng)可能就有事件在發(fā)生；徘徊檢測(cè)區(qū)域進(jìn)入就容易發(fā)生偷盜現(xiàn)象；物品遺留能很好的提示值班人員；停車(chē)檢測(cè)能夠很好的解決古城內(nèi)亂停車(chē)現(xiàn)象。

執(zhí)法人員定位能夠很好的將執(zhí)法人員的實(shí)時(shí)定位信息傳至指揮中心，方便指揮中心實(shí)時(shí)調(diào)度，同時(shí)線路軌跡查詢、越界報(bào)警能夠約束執(zhí)法人員的行為。

準(zhǔn)營(yíng)證登記管理和房屋修繕登記管理能夠很好的管理麗江古城商鋪的經(jīng)營(yíng)行為，規(guī)范商鋪的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。

四、結(jié)論

城市管理是一項(xiàng)繁瑣復(fù)雜的工作，應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的管理方式，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)了解麗江古城的城市日常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，為城市管理提供決策支持。項(xiàng)目運(yùn)行幾個(gè)月來(lái)采集了大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有效解決了麗江古城路燈遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)燈，不同時(shí)令開(kāi)關(guān)燈時(shí)間在線更改問(wèn)題；實(shí)時(shí)掌控古城用電情況，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)提高古城供電局工作效率；視頻行為分析和游客流量監(jiān)測(cè)為古城管理局提供大數(shù)據(jù)預(yù)警，為古城安全保駕護(hù)航；水質(zhì)、水流量監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)了解古城污染情況，為水域調(diào)度提供數(shù)據(jù)支持；對(duì)建筑、橋梁、街道、廣場(chǎng)、古樹(shù)名木等遺產(chǎn)本體以及影響本體的人為自然環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，探索出一條適合麗江古城保護(hù)的發(fā)展之路，使世界文化遺產(chǎn)麗江古城能夠得到有效的保護(hù)和利用。

表1 影響本體因素閥值設(shè)置