城市園林綠化智慧化管理體系及平臺(tái)建設(shè)初探
——以山東省東營(yíng)市為例

孫學(xué)明

（東營(yíng)市濕地城市建設(shè)推進(jìn)中心，山東 東營(yíng) 257091）

0 引言

山東省東營(yíng)市是國(guó)家生態(tài)園林城市，為打造“養(yǎng)護(hù)科學(xué)、監(jiān)測(cè)智能、監(jiān)管有效”的智慧園林管理體系，東營(yíng)市開展了智慧園林項(xiàng)目建設(shè)。智慧園林管理系統(tǒng)是對(duì)東營(yíng)市園林建設(shè)進(jìn)行的科學(xué)化、智慧化管理。根據(jù)園林綠化智慧化管理體系及平臺(tái)的概念與特點(diǎn)，結(jié)合東營(yíng)市園林管理現(xiàn)狀，東營(yíng)市智慧園林管理系統(tǒng)能夠滿足日常業(yè)務(wù)管理和服務(wù)社會(huì)的需求。同時(shí)，系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)具有合理性、開放性、可擴(kuò)展性，便于用戶后期對(duì)軟件的自主維護(hù)［1］。

1 技術(shù)路線

1.1 邏輯架構(gòu)

為滿足管理部門業(yè)務(wù)需求、各權(quán)屬單位的應(yīng)用需要，根據(jù)項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)和建設(shè)內(nèi)容，系統(tǒng)采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA），將各部分以松耦合的方式進(jìn)行結(jié)合，通過服務(wù)間良好的接口和契約聯(lián)系起來。

1.2 開發(fā)架構(gòu)

系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用SOA 框架，建立標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)層、邏輯層和表現(xiàn)層3 個(gè)不同的應(yīng)用層次。①數(shù)據(jù)層：采用Oracle 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息、基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和管理。②邏輯層：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯，如空間數(shù)據(jù)的存取、表現(xiàn)和操作等。③表現(xiàn)層：智慧園林系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)相關(guān)資源展示和管理。

1.3 運(yùn)行架構(gòu)

東營(yíng)市智慧園林系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)劃分為4 個(gè)層次。

（1）物聯(lián)網(wǎng)感知層：通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸操作。

（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸、解析，最終存儲(chǔ)到MogoDB 數(shù)據(jù)庫中；系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)在Oracle 數(shù)據(jù)庫中；物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的配置緩存等信息存儲(chǔ)在Redis數(shù)據(jù)庫中。

（3）基礎(chǔ)支撐層：基礎(chǔ)支撐層構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)采集主體，主要包括3 個(gè)支撐平臺(tái)，分別為時(shí)空信息管理平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)接入和管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)。數(shù)據(jù)庫是所有決策管理的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)；物聯(lián)網(wǎng)接入后，管理系統(tǒng)為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)信息提供配置管理；時(shí)空信息管理平臺(tái)為地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）提供數(shù)據(jù)服務(wù)。3 個(gè)平臺(tái)的先進(jìn)性、高效性、可靠性、安全性決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能，為系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)支撐。

（4）平臺(tái)應(yīng)用層：智慧園林系統(tǒng)基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)，融合了園林相關(guān)的各類信息，形成一套全方位、一體化的綜合監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)，具備精確的響應(yīng)能力。為實(shí)現(xiàn)良好的系統(tǒng)交互，智慧園林系統(tǒng)做到了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，功能完整實(shí)用，操作方便易用，具有充分的擴(kuò)展性和前瞻性［2］。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.1 接口設(shè)計(jì)

2.1.1 無線數(shù)據(jù)傳輸接口

無線數(shù)據(jù)傳輸主要指無線數(shù)據(jù)城管通與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。使用無線數(shù)據(jù)采集工具，將采集到的城市事（部件）的相關(guān)信息，包括事（部）件的類型、相關(guān)圖片、錄音資料及位置坐標(biāo)等信息通過中國(guó)移動(dòng)的通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service，GPRS）傳至服務(wù)器。

無線終端與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)該支持超文本傳輸協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP），能夠?qū)崿F(xiàn)文本、圖形、圖像及聲音等信息的傳輸。應(yīng)滿足以下要求：①支持HTTP 超文本傳輸協(xié)議；②支持?jǐn)?shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)；③支持傳輸數(shù)據(jù)加密功能；④無線實(shí)際通信速率不低于30 kbps；⑤在網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量穩(wěn)定情況下，信息傳遞成功率在99.9%以上；⑥與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和傳輸?shù)牟l(fā)用戶數(shù)應(yīng)能保證系統(tǒng)正常工作；⑦單次數(shù)據(jù)無線交換和傳輸時(shí)間小于30 s。

2.1.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)接口

數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)接口指物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、解析、存儲(chǔ)到系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新過程中涉及的接口。

2.2 詳細(xì)功能設(shè)計(jì)

東營(yíng)市智慧園林管理系統(tǒng)基于城市管理的實(shí)際需求，全方面考慮園林相關(guān)行業(yè)重要指標(biāo)數(shù)據(jù)，綜合篩選布局，將園林相關(guān)行業(yè)管理內(nèi)容數(shù)據(jù)合理布局展示，主要包括土壤監(jiān)測(cè)、智慧苗木、養(yǎng)護(hù)管理、人員管理、統(tǒng)計(jì)分析、車輛管理、視頻監(jiān)控、視圖顯示8大功能模塊。東營(yíng)市智慧園林管理系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 東營(yíng)市智慧園林管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

2.2.1 視圖顯示

包括地圖放大、地圖縮小、地圖漫游、清除圖層、全圖顯示、圖層控制等功能。

2.2.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲?。簩?shí)時(shí)獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)的變化（土壤濕度和PH 值），并動(dòng)態(tài)地改變前端所展示的數(shù)據(jù)的值。

報(bào)警數(shù)據(jù)獲取：實(shí)時(shí)獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤濕度和pH 值報(bào)警信息，并動(dòng)態(tài)地改變前端所展示的數(shù)據(jù)的值。在系統(tǒng)中以懸浮窗體的方式，直觀展示土壤濕度、PH值監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提醒處理人員及時(shí)處理報(bào)警信息。

2.2.3 信息查詢

苗木點(diǎn)擊查詢：系統(tǒng)中苗木以點(diǎn)的形式在地圖中展示，點(diǎn)擊需要查看詳情的點(diǎn)，便可以查詢?cè)擖c(diǎn)對(duì)應(yīng)的苗木基本信息。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)擊查詢：系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)點(diǎn)以點(diǎn)的形式在地圖中展示，不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣泡窗口顯示相對(duì)應(yīng)的土壤濕度、PH 值，單擊地圖上監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可以查看監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本信息和關(guān)聯(lián)視頻。

園林工人動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：利用智能終端，每隔一段時(shí)間上報(bào)一次園林工人位置；每天固定時(shí)間對(duì)園林工人進(jìn)行考勤，點(diǎn)擊人員標(biāo)注彈出人員具體信息。

2.2.4 智慧苗木

苗木基礎(chǔ)信息查看：對(duì)苗木信息進(jìn)行管理，主要包括苗木編號(hào)、苗木名稱、所屬科目、種植年限、養(yǎng)護(hù)單位、健康狀態(tài)（健康、病蟲害、死亡）、最后養(yǎng)護(hù)時(shí)間、生長(zhǎng)狀態(tài)（購買、種植、驗(yàn)收、養(yǎng)護(hù)）等基本信息，并提供添加、查詢、查看、編輯、刪除、定位等基本操作。

苗木聚合：對(duì)地圖上所標(biāo)示的苗木進(jìn)行聚合顯示，根據(jù)不同比例尺設(shè)置不同聚合效果，實(shí)現(xiàn)苗木聚合可視化。

日常養(yǎng)護(hù)管理：對(duì)苗木進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，主要為養(yǎng)護(hù)提醒功能，根據(jù)巡檢人員上報(bào)的養(yǎng)護(hù)案件，顯示苗木編號(hào)、最后養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)部門、養(yǎng)護(hù)人、養(yǎng)護(hù)原因、養(yǎng)護(hù)內(nèi)容（灌溉、噴藥、施肥、修建、松土）、養(yǎng)護(hù)狀態(tài)等信息，并提供查詢、報(bào)表、新增、查看、編輯、定位、刪除等基本操作，同時(shí)提供批量養(yǎng)護(hù)操作。

2.2.5 視頻監(jiān)控

可查看所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的視頻數(shù)據(jù)，可以定位視頻點(diǎn)的位置，顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻。

2.2.6 車輛管理

車輛實(shí)時(shí)查看：可以實(shí)時(shí)接收應(yīng)急指揮車的位置并且在系統(tǒng)地圖上標(biāo)示出來，顯示車輛的詳細(xì)信息，具體包括實(shí)時(shí)GIS位置、地址、速度等信息，并且系統(tǒng)可以與車輛實(shí)時(shí)語音對(duì)講。

車輛軌跡回放：實(shí)現(xiàn)綠化車輛歷史作業(yè)軌跡查詢和回放，系統(tǒng)通過圖形化方式在地圖上回放車輛作業(yè)全過程，便于對(duì)車輛的監(jiān)管。

車輛油耗監(jiān)控：將查詢時(shí)間段內(nèi)的車輛里程、油耗、加油量等數(shù)據(jù)以表格形式展示。

車輛視頻監(jiān)控：對(duì)綠化車輛安裝實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控探頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛實(shí)時(shí)作業(yè)畫面監(jiān)控。

2.2.7 統(tǒng)計(jì)分析

土壤濕度統(tǒng)計(jì)：可以根據(jù)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間等條件進(jìn)行過濾，以圖表和曲線形式顯示一段時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)土壤濕度變化情況。

土壤pH 值統(tǒng)計(jì)：可以根據(jù)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間等條件進(jìn)行過濾，以圖表和曲線形式顯示一段時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)pH 值變化情況。

報(bào)警統(tǒng)計(jì)：對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的土壤濕度和PH 值的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢分析，可以根據(jù)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間等條件進(jìn)行過濾，顯示報(bào)警記錄［3］。

考勤月報(bào)：利用智能終端實(shí)現(xiàn)園林工人考勤，以月份為單位統(tǒng)計(jì)園林工人每天考勤記錄，利用柱狀圖顯示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

2.2.8 人員管理

人員信息管理：對(duì)人員進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，主要包括員工編號(hào)、姓名、性別、年齡、部門、職務(wù)、聯(lián)系電話等基本信息，提供查詢、新增、查看、編輯、定位、軌跡回放、刪除等基本操作。同時(shí)可修改相關(guān)聯(lián)的智能終端。

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

2.3.1 邏輯設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫按照面向?qū)ο蟮姆绞?，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)實(shí)體類，由實(shí)體類對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的表，數(shù)據(jù)表中的關(guān)系對(duì)應(yīng)了對(duì)象之間的關(guān)系。

根據(jù)系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)庫以物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫IotCoreDB 為中心存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)，連接其他行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，如供水的壓力和流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，防汛排澇的泵站、閘站等液位點(diǎn)。

2.3.2 物理設(shè)計(jì)

物理設(shè)計(jì)就是根據(jù)所選擇的數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)對(duì)邏輯模型進(jìn)行存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要涉及內(nèi)容包括定義數(shù)據(jù)庫、表及字段的命名規(guī)范，為表中的字段選擇合適的數(shù)據(jù)類型并建立數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)體包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)體和權(quán)限數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)及監(jiān)測(cè)項(xiàng)類型和配置表數(shù)據(jù)等，權(quán)限數(shù)據(jù)包括用戶信息、角色信息及授權(quán)信息等。

2.3.3 數(shù)據(jù)庫命名規(guī)則設(shè)計(jì)

主鍵外鍵關(guān)系、表間關(guān)系、表中字段是不可再分的屬性。

表的表示：描述單一信息，功能簡(jiǎn)單實(shí)用、命名規(guī)范合理。

數(shù)據(jù)庫命名采用駝峰式命名規(guī)則，如本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫名為OnMap。

數(shù)據(jù)庫表命名：物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫相關(guān)表以smart_kylin 開頭，后跟相關(guān)信息英文縮寫，全部以小寫命名，如監(jiān)測(cè)項(xiàng)配置表命名為smart_kylin_config；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)配置以smart_aqyxpg 開頭，如供水風(fēng)險(xiǎn)表命名為smart_aqyxpg_gs。

3 結(jié)語

智慧化管理體系是綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，對(duì)城市園林綠化管理問題發(fā)現(xiàn)形式實(shí)現(xiàn)全方位、全時(shí)空、全覆蓋的管理。智慧園林信息管理系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括智慧苗木管理系統(tǒng)、土壤濕度和PH 值檢測(cè)、園林工人動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、園林工程管理系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)6 項(xiàng)內(nèi)容?！爸腔?”讓幸福感和獲得感縈繞在城市的每個(gè)角落，為建設(shè)高品質(zhì)和諧宜居生活城市提供了技術(shù)支撐。