崔国刚

摘 要：研究以GIS平台为基础建设智慧社区的方法，结合胜利油田实际情况，借助于二、三维及移动地理信息系统平台，在水、电、气、暖物业管理，重要车辆监控与管理、社区安防，便民服务等方面展开研究，探讨建立基于GIS平台的胜利油田智慧社区方案，以满足胜利油田提出的建设“智慧社区”的目标和油田居民现代化生活需求。

关键词：GIS；智慧社区；数据服务；油田信息化

中图分类号：TP316 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）03-00-04

0 引 言

随着信息技术的飞速发展和油田信息化水平的不断提升，胜利油田提出了建设“智慧社区”的目标，“智慧社区”既是社区建设的一种理念思考，也是新形势下探索、提升油田居民幸福感的一种新模式。它以智能、人文、服务为理念，以“管理精细化、服务人文化、运行专业化、操作信息化”为建设思路，以统筹各类服务资源为切入点，以满足油田居民在房屋维修、环卫、绿化、安保、助老、托幼、水电气暖、物业管理、房产、社区经营管理等方面的需求。基于地理信息系统（GIS）平台将各个独立运行的应用系统整合起来，能够提高系统间的协调能力，增强社区管理水平，例如：利用地理信息系统查看视频监控是否存在盲区，并提供优化方案等。

1 智慧社区的发展

1.1 智慧社区

智慧社区是指充分借助物联网、传感网等网络通信技术把物业管理、安防、通信等系统集成在一起，充分利用多种信息资源，为小区住户提供一个安全、舒适、便利的现代生活环境，重要涉及社区便民、社区安防、环卫绿化、医疗卫生、学前教育等领域。

1.2 智慧社区的发展

2010年，国内兴起智慧社区建设潮流，上海、深圳、南京、宁波提出“以数字化、网络化、智能化、互动化、协同化为基本特征，构建科学、智能、人本、协调的城市居住系统”，将城市管理、政府职能及社会服务“智慧化”[1]。

智慧社区本身代表了一种较现代的生活方式，受建设成本和消费水平影响较大，因此，发展还很不平衡，许多大中等城市如青岛等都走到了社区发展的前列，国家大型企业方面，长庆油田、克拉玛依油田等也在智慧社区建设方面做了大量的工作，取得了很多成功的经验，走在了智慧社区发展的前面。

2 智慧社区总体设计

以“平台化、模块化、集成化、开放式”为原则，按照统一设计、统一技术架构、统一程序接口、统一安全认证的思路进行建设。整体架构为四层结构，数据层、服务层、应用层、用户层。地理信息系统和数据服务作为平台为专业应用提供空间数据支持，数据服务为各专业应用提供属性数据支持，专业应用系统可按照系统平台提供的接口不断扩展，系统整体架构如图1所示。

图1 系统架构

3 地理信息系统平台建设

3.1 地理信息系统在智慧社区建设中的作用

（1）地理信息系统技术是“智慧社区”信息基础设施的重要组成部分。

根据工业和信息化部电信研究院《物联网白皮书（2011年）》，物联网发展的网络构架包括感知、网络和应用三层。其中，感知层主要实现物体感应和识别，涉及物理世界中的信号转换、物体标识和位置信息的获取。这些分别由相应的传感器、智能标签、定位设备等信息基础设施来完成，而要实现定位功能固然离不开地理信息中的影像获取和位置基准。

（2）地理信息系统技术是“智慧社区”业务化运行不可缺少的信息资源支撑。

地理信息系统技术作为一个具有显著空间特征的信息资源，具备融合80%以上信息资源的特点，为此，其对于实现“智慧社区”的集约建设、共建共享，特别是部门间的各专业信息的共享与整合至关重要。

（3）地理信息系统技术是“智慧社区”智能服务不断拓展的有力工具[2]。

3.2 地理信息系统平台建设

地理信息系统平台的建设主要包括：二维地理信息系统、三维地理信息系统和移动地理信息系统，三者优势互补，能够大幅度提升地理信息系统技术在智慧社区中的作用。

二维地理信息系统的优势在于能够直观直接展示复杂的地形地物，同时具有强大的空间分析功能，其缓冲区分析、最优路径分析等功能，可以应用到社区水、电、气、暖管线断网分析、公共设施管理、车辆监控等方面。

相比于二维地理信息系统，三维地理信息系统具有以下优势，空间信息的展示更为直观；多维度空间分析功能更加强大，在社区中可以应用到社区视频监控、地下管线管理、房屋管理、智能巡查等多个这方面，利用三维地理信息系统进行社区设施管理。

使用移动地理信息系统用户能够通过各种移动终端（智能手机、平板电脑等）访问社区的各种应用，并且通过移动终端所带的GPS实现位置定位，可广泛应用在社区水、电、气、暖管线定位、外出工作人员（巡线、维修、保洁）管理、社区安保、助老助残等方面。

3.2.1 基本功能

地图基本功能包括：放大、缩小、平移、上一视图、下一视图、测量、全图、输出打印等功能。

3.2.2 高级功能

地图高级功能包括：多边形查询、拉框查询、穿跨越以及标注编辑功能。

3.2.3 系统导航

社区专业系统导航分为地面导航、单位导航两种方式。地面导航按照专业系统可以分为：居民房屋系统、供水系统、供电系统、供气系统、供暖系统、雨污排系统，并根据社区要素之间的拓扑关系进行导航，导航模式如下：

房屋系统：社区→小区→建筑物；

供水系统：社区→小区总阀→区域断阀→楼宇阀→建筑物；

供电系统：社区→变电站→环网柜→箱式变（配电室）→配电箱→建筑物；

供暖系统：社区→锅炉房（首站）→换热站→小区主管线→分支管线→建筑物；

供气系统：社区→配气站→调压箱→小区主管线→楼前盘管→建筑物；

雨（污）排系统：社区→污水泵房→化粪池→检查井；

单位导航：社区→物业公司→物业站→小区→建筑物。

4 基于GIS平台的社区专业系统建设

二、三维及移动地理信息系统都是社区专业应用的基础平台，但应用范围与支持的应用各有侧重，图2展示了二、三维及移动地理信息平台与专业应用之间的关系：

图2 系统平台与专业应用关系图

应用系统以二三维及移动地理信息系统平台为基础，数据服务为手段，其他专业子系统充分以地理信息系统平台为线索形成有机整体，利用数据服务的方式集成、共享、交换数据。

4.1 社区车辆监控管理系统

该管理系统有效解决对车辆监控、指挥、调度、防盗等问题，其界面如图3所示。主要功能如下：

（1）实时监控功能与调度

显示车辆的即时状态信息，以便于随时掌握车辆的使用情况，合计安排调度车辆，延长车辆的使用寿命，节省油费开支。

图3 基于地理信息系统（GIS）的车辆监控平台

（2）轨迹回放功能

可随时查任何车辆某一段时间的全部轨迹记录，以便于监控管理。

（3）电子围栏功能

根据需要设定车的行使活动范围，当超出服务范围时，系统便开始报警，这样可及时地发现车辆的异常情况。

（4）超速报警功能

实现辖区内车辆超速报警。

4.2 水电气暖管网管理系统

利用三维地理信息系统可对社区四供一排设施进行有效管理，实现水电气暖管网的信息化、数字化运营管理，具体体现在以下几个方面：

（1）分类查询：在地图上圈定某一范围，查询该区域的用水、用电、用气情况，并可以实现分系统（住户、办公、商品等）用水、用电、用气统计，辅助社区规划设计；

（2）线路损耗展示：将损耗严重的水管线、气管线，电力线在地图上进行预警显示，方便用户到现场查看；

（3）移动GIS提高管件更换等维修效率；

（4）可视化的异常报警；

（5）应急处理。

对于爆管的事故，用户指定爆管位置，系统能够通过计算影响用户数、能源消耗量等，自动做到最优分析，制定出合理的处理方案。

4.3 社区便民服务

4.3.1 物业报修

当居民拨打440报修电话时， GIS系统可提供准确的位置定位，大幅提高调度人员的工作效率，更有利于调度对维修人员的监督考核。根据维修历史记录在GIS系统中生成维修地点专题图，能够及时发现经常出事地区，提前对设备进行维修和保养，降低维修事故发生率。

4.3.2 助老助残

建立老、幼、残、孤、寡居民电子档案，为每位受助对象家庭建立了服务台帐，以便及时跟进服务。

（1）针对老人

比如老年痴呆症患者、健忘老人等，在征得家属同意情况下，可以利用手机定位、跟踪患者，防止老人丢失。

（2）针对病患

地理信息系统中显示患者的位置，以便如果需要医疗服务中可以快速、准确到达患者家里。

（3）困难家庭

展示困难家庭分布图，提供最优路线走访帮扶路线，自动生成帮扶对象安排表，提醒为受助对象提供帮助，提高帮扶走访效率。

4.3.3 避灾疏散

在坚持预防为主、以人为本的防灾基本原则下，合理的灾前避震疏散区划是保证受灾人群安全快速地疏散转移的重要措施，可以在以下几个方面提供帮助，降低居民自行避难的盲目性：

（1）避难适宜场所、疏散最佳路线的选择；

（2）设施容量计算：以避难服务覆盖人数最大化为目标建立疏散区划方程，以距离短优先原则求出最优解，确定每个疏散单元的避难归属。

4.4 社区安防服务

4.4.1 安防监控

利用GIS系统把监控位置、可监控范围、当前显示范围和报警位置显示在地图中，提高监控能力，如图4所示。

（1）方便监控

在地理信息系统中显示摄像机的位置以及可监控范围，处于监控状态的摄像机用亮色图标表示，关机或者设备故障的摄像机用“”表示。

（2）监控优化

在三维地理信息系统中可以进行通视分析，优化摄像机的位置。

图4 通视分析

4.4.2 事故点报警

针对各种危险发出报警信号， GIS平台实时显示出报警位置等信息，以便迅速对报警采取相应的措施。

4.4.3 社区巡查

基于二、三维以及移动地理信息系统平台，建立基于地理信息系统的社区巡查空间决策支持系统，实现根据小空间实体位置优化巡查记录点和巡查路线，提高小区巡查的管理水平。主要包括：优选巡查记录点和线路；巡更人员实时监测；辅助警情处理。

4.5 环卫绿化

对小区内绿化带、树木等绿化信息进行资料建档，相关位置、边界等信息通过GIS平台进行直观展示，将维护计划等信息通过民声服务平台进行公示，使小区居民了解相关信息，监督相关维护。

4.6 医疗卫生

GIS技术在社区公共卫生领域主要有以下方面的应用：

（1）医疗指挥急救调度

利用GIS技术进行应急响应决策、调度，最大限度减少人员伤亡及财产损失。

（2）资源分配评估与卫生监督

优化配置当地公共卫生资源，并有利于医疗卫生活动和社会服务的开展。

（3）疾病的监测与预警

了解疾病的高发地区、高危人群，探索疾病的病因或危险因素，进而可以预测疾病发生趋势，流行强度。

4.7 学前教育

及时、准确掌握油田学前教育信息，为学前教育管理、决策和重大项目实施提供数据支撑，监测各社区学前教育发展状况，实现对学前教育的动态监管。

（1）统计分析，利用地理信息系统平台可以展示油田幼儿园所在位置及幼儿园的划片范围，同时还可以根据学生居住地制作学生分布专题图，结合计生数据等信息计算每个幼儿园片区的入园率等信息；

（2）入院划片查询；

（3）学生分布专题图；

（4）入园率专题图，结合计生及学生信息，制作入园率专题图，对入园率较低区域进行原因分析，为领导决策提供数据支持，如图5所示。

（5）划片优化，利用GIS平台，结合幼儿数量，幼儿园容量等数据，对幼儿园的划片范围进行优化。

图5 入园率专题图

5 结 语

GIS平台建设智慧社区的方法，可充分发挥地理信息系统技术在设施位置定位、轨迹跟踪、信息查询等方面的优势，并可有效集成社区房产、供水、供电、供气、供暖、雨（污）排、物业收费、车辆管理等多源数据，按照统一模式开发建设GIS平台的专业应用系统，使社区的管理模式和服务模式发生重大转变，大幅提高社区服务和社区管理的智能化、现代化水平，提高社区劳动效率和服务质量，促进社区服务向人文化，居民生活向智能化发展，推动油田社区向智慧社区持续迈进。

参考文献

[1]熊伟. 关于测绘地理信息助力“智慧中国”建设的思考[J]. 测绘与空间地理信息，2013，36（3）：139-141.

[2]谭华，陈宇华，李颖，等. 广东省物联网应用孵化基地应用分析[C]. 泛在网技术与发展论坛， 2012.

[3]丁峰.Webservice和Asp.net在GIS中的应用探讨[J]. 微计算机信息，2005，21（1）：162-163.