柳州市城市物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營管理支撐平臺(tái)設(shè)計(jì)

蔡翾

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);智慧城市;泛在接入;大數(shù)據(jù)

【中圖分類號(hào)】TP39 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）08-0028-03

1 建設(shè)目標(biāo)與主要建設(shè)內(nèi)容

基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、融合通信、數(shù)字孿生等新技術(shù)，按照“智慧城市”建設(shè)模式，通過“五系統(tǒng)一中心”建設(shè)，到2020年底基本建成全市統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營支撐平臺(tái)。著力構(gòu)建感知實(shí)時(shí)化、預(yù)警智能化、監(jiān)管可視化、決策科學(xué)化的物聯(lián)網(wǎng)體系;著力建設(shè)“看得清、查得到、聯(lián)得起、調(diào)得動(dòng)”的高效物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系;著力健全社會(huì)治理、民生服務(wù)、防災(zāi)減災(zāi)、安全監(jiān)管、應(yīng)急救援信息化管理體系;著力打造物聯(lián)網(wǎng)智慧城市建設(shè)支撐體系;實(shí)現(xiàn)智慧城市態(tài)勢感知“事前、事發(fā)、事中、事后”全面感知，形成與城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展相適應(yīng)的智慧城市建設(shè)新格局[1]。

2 總體設(shè)計(jì)

城市物聯(lián)運(yùn)營管理支撐平臺(tái)建設(shè)包括感知設(shè)備的管理、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓芾怼⒎涸诮尤牍芾?、?shù)據(jù)中心、共享服務(wù)、物聯(lián)應(yīng)用和物聯(lián)展示，總體架構(gòu)圖如圖1所示。

3 模塊設(shè)計(jì)

3.1 統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)

本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括多個(gè)系統(tǒng)，平臺(tái)整合政務(wù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)各子系統(tǒng)的信息資源，為平臺(tái)支撐的各應(yīng)用提供統(tǒng)一接入認(rèn)證服務(wù)。同時(shí)，未來需要對(duì)全市各委辦局信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，身份認(rèn)證管理將成為未來運(yùn)行管理中的重中之重。因此，在本項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)中特別引入統(tǒng)一身份認(rèn)證管理機(jī)制。

統(tǒng)一身份認(rèn)證微服務(wù)組件包括用戶身份認(rèn)證、會(huì)話管理、證書管理、策略管理等功能，實(shí)現(xiàn)用戶身份的統(tǒng)一校驗(yàn)，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供單點(diǎn)登錄服務(wù)。統(tǒng)一身份認(rèn)證微服務(wù)組件兼容已有的身份認(rèn)證體系，包括基于用戶名及密碼、CA證書等方式，通過制定接口規(guī)范，提供可信的安全認(rèn)證功能。

3.2 總線服務(wù)建設(shè)

建設(shè)市級(jí)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目服務(wù)總線，柳州市范圍內(nèi)物聯(lián)應(yīng)用平臺(tái)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)跨層級(jí)的服務(wù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，將應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)的注冊(cè)、路由、適配等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同的統(tǒng)一服務(wù)。支撐業(yè)務(wù)系統(tǒng)基于SOA架構(gòu)的服務(wù)需求和基于開發(fā)工具類的服務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)既可直接調(diào)用服務(wù)總線的服務(wù)，又可以根據(jù)服務(wù)總線的服務(wù)進(jìn)行報(bào)表、界面等功能的開發(fā)。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)需要的通用組件功能和共性組件功能，統(tǒng)一由服務(wù)總線提供服務(wù)支撐，同時(shí)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)可開放的服務(wù)也由服務(wù)總線統(tǒng)一管理和共享。

服務(wù)總線滿足所有服務(wù)的注冊(cè)、編排、路由、適配、監(jiān)控等全生命周期的統(tǒng)一管理，保證所有服務(wù)能夠安全可控、高效有序的調(diào)度，主要包括服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)編排、服務(wù)路由、協(xié)議適配、事務(wù)管理、服務(wù)監(jiān)控等建設(shè)內(nèi)容。

3.3 數(shù)據(jù)支撐建設(shè)

建設(shè)數(shù)據(jù)支持功能，將物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入到數(shù)據(jù)治理體系中進(jìn)行數(shù)據(jù)融合治理，對(duì)數(shù)據(jù)資源全生命周期進(jìn)行過程控制和質(zhì)量監(jiān)督，形成可滿足數(shù)據(jù)應(yīng)用需要的數(shù)據(jù)資源，為上層業(yè)務(wù)應(yīng)用及外部業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)治理平臺(tái)采用主流成熟的技術(shù)，平臺(tái)能力主要包括數(shù)據(jù)接入能力、數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)管控能力、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算能力和數(shù)據(jù)服務(wù)能力。

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)提供包括元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢、檢索、腳本編輯工具等功能;提供數(shù)據(jù)庫運(yùn)行情況監(jiān)控。

提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移工具，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)傳遞;提供內(nèi)容訪問服務(wù)、內(nèi)容處理服務(wù)及內(nèi)容存儲(chǔ)服務(wù)。面向業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入提供開發(fā)工具包。主要包括HTTP接口、文件異步上傳接口2種方式。

3.4 感知設(shè)備管理系統(tǒng)

3.4.1 編碼賦碼系統(tǒng)

編碼賦碼服務(wù)實(shí)現(xiàn)管理對(duì)象和感知設(shè)備唯一標(biāo)識(shí)碼碼段的統(tǒng)一管理和服務(wù)，為感知設(shè)備和管理對(duì)象建立唯一的“身份證”。面向示范應(yīng)用部門提供編碼申請(qǐng)、管理對(duì)象和感知設(shè)備注冊(cè)、查詢服務(wù)，面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)管理人員提供部門申請(qǐng)的審核、管理和查詢檢索服務(wù)等，主要包括編碼申請(qǐng)、編碼審核、管理對(duì)象和管理對(duì)象基礎(chǔ)信息管理、編碼查詢、規(guī)則管理、查詢檢索、編碼解析、編碼轉(zhuǎn)換等組件。

為感知設(shè)備和管理對(duì)象建立唯一的“身份證”。面向示范應(yīng)用部門提供編碼申請(qǐng)、管理對(duì)象和感知設(shè)備注冊(cè)、查詢服務(wù)，面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)管理人員提供部門申請(qǐng)的審核、管理和查詢檢索服務(wù)等組件。

3.4.2 物聯(lián)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)

物聯(lián)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全市各部門開展物聯(lián)管理對(duì)象、物聯(lián)感知設(shè)備基礎(chǔ)信息登記管理。面向各部門業(yè)務(wù)人員，提供物聯(lián)管理對(duì)象、物聯(lián)感知設(shè)備登記，以及物聯(lián)管理對(duì)象、物聯(lián)感知設(shè)備查詢等;面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)管理人員，提供物聯(lián)管理對(duì)象、物聯(lián)感知設(shè)備信息的審核;主要包括信息登記、信息審核、信息發(fā)布、數(shù)據(jù)導(dǎo)航、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等組件。

面向各部門業(yè)務(wù)人員，提供物聯(lián)管理對(duì)象、物聯(lián)感知設(shè)備登記，以及物聯(lián)管理對(duì)象、物聯(lián)感知設(shè)備查詢等;面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐組件。

3.5 泛在接入系統(tǒng)

泛在接入管理系統(tǒng)的建設(shè)重點(diǎn)解決傳感器、集中器的接入標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，簡化傳感設(shè)備的接入，同時(shí)減少各委辦局使用傳感器數(shù)據(jù)的復(fù)雜度。感知設(shè)備接入系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括兩個(gè)方面。

一是建設(shè)感知設(shè)備接入管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有統(tǒng)一安全管理、狀態(tài)管理、共享傳感器原始數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)管理和控制、傳感位置信息獲取等主要功能。

二是升級(jí)改造移動(dòng)電子政務(wù)平臺(tái)，提高移動(dòng)電子政務(wù)平臺(tái)的可靠性和安全性，并使移動(dòng)電子政務(wù)平臺(tái)具備物聯(lián)數(shù)據(jù)接入的功能。統(tǒng)一接入多種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)，統(tǒng)一進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一對(duì)接委辦局自建設(shè)備接口，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗與轉(zhuǎn)換[2]。

物聯(lián)信息編解碼插件是物聯(lián)網(wǎng)信息接入服務(wù)系統(tǒng)可以調(diào)用的軟件模塊，該模塊可以將傳感器數(shù)值與二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式互相轉(zhuǎn)換。傳感器編解碼管理需要對(duì)傳感器類型、型號(hào)對(duì)應(yīng)的插件進(jìn)行管理。

3.6 物聯(lián)應(yīng)用系統(tǒng)

建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市物聯(lián)網(wǎng)中重要傳感器設(shè)備運(yùn)營監(jiān)控、城市運(yùn)行體征分析、重點(diǎn)地區(qū)敏感人群管理、燈光消防管理統(tǒng)一化和專業(yè)化，同時(shí)根據(jù)各委辦局管理需要，依權(quán)限對(duì)其開放功能。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)主要包括兩個(gè)方面的應(yīng)用子系統(tǒng)，一是城市物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營管理支撐平臺(tái)自身搭建的應(yīng)用子系統(tǒng)，二是各個(gè)委辦局基于支撐平臺(tái)所搭建的管理應(yīng)用子系統(tǒng)。在本次信息化建設(shè)中，支撐平臺(tái)將建設(shè)3個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)，分別是市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)支撐門戶、物聯(lián)信息時(shí)空基準(zhǔn)平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)公共設(shè)施管理示范系統(tǒng)[3]。

3.7 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)門戶系統(tǒng)概述

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)門戶是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)的各類功能服務(wù)的集中獲取和展示窗口，從服務(wù)組織展現(xiàn)層面提供各類平臺(tái)應(yīng)用功能、數(shù)據(jù)、信息和各部門物聯(lián)應(yīng)用、物聯(lián)信息的集成服務(wù)，并在此基礎(chǔ)上提供信息、數(shù)據(jù)、功能、應(yīng)用等各類資源的綜合組織和服務(wù)封裝功能，提供面向服務(wù)展示的授權(quán)、監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)審計(jì)功能，提供靈活個(gè)性的服務(wù)展示組織功能，最終通過自助服務(wù)定制面向包括政務(wù)領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)、部門工作人員和平臺(tái)管理人員的服務(wù)門戶，通過整合到柳州市物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)為各類用戶提供服務(wù)。

3.8 物聯(lián)信息時(shí)空基準(zhǔn)平臺(tái)系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)為柳州市政務(wù)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)平臺(tái)的各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的一張“地理地圖”，該“地理地圖”除了傳統(tǒng)的航空影像、政務(wù)電子地圖、地址等基礎(chǔ)內(nèi)容，還包括街景及物聯(lián)設(shè)備、感知設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)專題圖層。

基于位置服務(wù)系統(tǒng)，柳州市政務(wù)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)平臺(tái)的各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的查詢?yōu)g覽、移動(dòng)設(shè)備軌跡監(jiān)控、物聯(lián)設(shè)備標(biāo)繪與空間查詢分析、專題應(yīng)用模型分析等功能。

位置服務(wù)系統(tǒng)主要包括應(yīng)用展示、物聯(lián)圖層管理與發(fā)布、空間信息服務(wù)三大功能模塊。

4 物聯(lián)網(wǎng)公共設(shè)施管理示范系統(tǒng)概述

對(duì)柳州市公共物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)施及使用情況進(jìn)行有效管理，一期接入電梯監(jiān)控、智能照明、橋梁監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，包括水利、環(huán)保、消防、城管、應(yīng)急等各局委辦已建或在建的物聯(lián)網(wǎng)，有條件的都可以接入物聯(lián)網(wǎng)公共設(shè)施管理平臺(tái)。對(duì)于多供應(yīng)商分標(biāo)段中標(biāo)的市政服務(wù)采購項(xiàng)目的設(shè)備管理，統(tǒng)一平臺(tái)管理的效用意義更大。二期建議對(duì)類似安全監(jiān)管與應(yīng)急處置聯(lián)動(dòng)，建立“街鄉(xiāng)吹哨、部門報(bào)到”等部門間協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

4.1 電梯物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理

柳州市質(zhì)量監(jiān)督管理部門在室內(nèi)的2 000部電梯開展了物聯(lián)網(wǎng)電梯安全運(yùn)行管理工作，切實(shí)解決電梯應(yīng)急呼救、故障報(bào)警、運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測等問題，有效消除電梯事故隱患，及時(shí)開展應(yīng)急處理和解救被困群眾，保障人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，進(jìn)一步提升公共安全管理的總體水平。

實(shí)現(xiàn)對(duì)全市電梯的日常監(jiān)管、事故規(guī)避和預(yù)警、事故溯源、輔助救援等功能。滿足未來5年全市各類設(shè)備的數(shù)量增長和技術(shù)水平提升，最大限度地節(jié)約人員成本，提高管理效率。

從安全角度，需要掌握每部電梯的維修保養(yǎng)情況、定期檢驗(yàn)情況、故障情況、電梯內(nèi)部及周邊的實(shí)時(shí)畫面等信息;從應(yīng)急管理角度，需要掌握在出現(xiàn)緊急故障、火災(zāi)等情況時(shí)的及時(shí)定位、呼叫和救援信息;從運(yùn)營角度，需要實(shí)現(xiàn)物業(yè)、維保單位和政府監(jiān)管部門的聯(lián)動(dòng)與信息共享。

4.2 智慧城管

智慧城管是新一代信息技術(shù)、知識(shí)社會(huì)創(chuàng)新2.0環(huán)境下的城市管理再創(chuàng)新，它以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算為代表的新一代信息技術(shù)為支撐，通過全面透徹感知、寬帶泛在互聯(lián)、智能融合應(yīng)用，形成以市民為中心、城市社會(huì)為舞臺(tái)的用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新，將以人為本的價(jià)值實(shí)現(xiàn)提升到一個(gè)新的高度，實(shí)現(xiàn)城市管理者、市場、社會(huì)多方協(xié)同的公共價(jià)值塑造和獨(dú)特價(jià)值創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)城市管理從生產(chǎn)范式向服務(wù)范式的轉(zhuǎn)變。

通過加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)在城市管理中的應(yīng)用，旨在實(shí)現(xiàn)城市管理信息資源的全面整合共享和業(yè)務(wù)應(yīng)用的智能協(xié)同，形成統(tǒng)一事件處理閉環(huán)流程和智能化指揮機(jī)制，通過技術(shù)手段治理柳州市地域特性難題，破解基層管理“最后一公里”難題，為城市的規(guī)劃管理預(yù)警決策提供依據(jù)。

（1）加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。污水監(jiān)測：對(duì)接污水處理的進(jìn)場和出廠詳細(xì)數(shù)據(jù);防汛監(jiān)測：地道橋防汛水尺建設(shè);違建：通過無人機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)定期飛行，對(duì)比查看違建信息。道路潔凈度：收集關(guān)于道路潔凈度感知。樹木倒伏：通過攝像頭拍攝行道樹，設(shè)置模型，如果有樹木發(fā)生倒伏，攝像頭立即報(bào)警到平臺(tái)，并進(jìn)行派遣處理。智能井蓋（井下液位）：在現(xiàn)有智能井蓋下增加水位監(jiān)測傳感器，實(shí)時(shí)獲取井下水位并顯示在系統(tǒng)中，設(shè)置水位預(yù)警值，做到井下水位先行感知。

（2）城市管理智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。①通過攝像頭直接抓取違法圖像，并結(jié)合公安數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)，可以直接顯示違法人員詳細(xì)信息，同時(shí)與數(shù)字化城管平臺(tái)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場喊話、人車識(shí)別、短信發(fā)送、自動(dòng)派遣、智能核查等功能。②違法案件直接派發(fā)到屬地單位或二級(jí)中心，將數(shù)據(jù)與各區(qū)城管局共享，資源共用。③與公安和交警進(jìn)行監(jiān)控資源共享，公安和交警現(xiàn)有的智能化攝像頭直接對(duì)接使用。

（3）渣土車智能管控系統(tǒng)。建筑工地綜合管理系統(tǒng)借助GPS車載終端、視頻監(jiān)控探頭等先進(jìn)的前端信息采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工地的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控，業(yè)務(wù)處理流程依托數(shù)字城管工作流實(shí)現(xiàn)對(duì)工地問題的科學(xué)、精細(xì)化管理，完善的統(tǒng)計(jì)分析模塊為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。利用視頻和車載GPS、RFID設(shè)備等手段進(jìn)行監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)問題后經(jīng)渣土辦領(lǐng)導(dǎo)討論后對(duì)車輛進(jìn)行禁運(yùn)、警告等相關(guān)處理。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]羅振.智慧城市公共支撐平臺(tái)體系架構(gòu)研究[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2013（4）：10-13.

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[3]黃海昆，鄧佳佳.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)技術(shù)與應(yīng)用[J].電信科學(xué)，2010（4）：20-24.