蔡翾

【关键词】物联网;智慧城市;泛在接入;大数据

【中图分类号】TP39 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）08-0028-03

1 建设目标与主要建设内容

基于物联网、大数据、人工智能、融合通信、数字孪生等新技术，按照“智慧城市”建设模式，通过“五系统一中心”建设，到2020年底基本建成全市统一的物联网运营支撑平台。着力构建感知实时化、预警智能化、监管可视化、决策科学化的物联网体系;着力建设“看得清、查得到、联得起、调得动”的高效物联网应用体系;着力健全社会治理、民生服务、防灾减灾、安全监管、应急救援信息化管理体系;着力打造物联网智慧城市建设支撑体系;实现智慧城市态势感知“事前、事发、事中、事后”全面感知，形成与城市经济社会高质量发展相适应的智慧城市建设新格局[1]。

2 总体设计

城市物联运营管理支撑平台建设包括感知设备的管理、网络传输的管理、泛在接入管理、数据中心、共享服务、物联应用和物联展示，总体架构图如图1所示。

3 模块设计

3.1 统一认证服务

本项目建设内容包括多个系统，平台整合政务物联网应用支撑平台各子系统的信息资源，为平台支撑的各应用提供统一接入认证服务。同时，未来需要对全市各委办局信息系统提供数据支持，身份认证管理将成为未来运行管理中的重中之重。因此，在本项目总体设计中特别引入统一身份认证管理机制。

统一身份认证微服务组件包括用户身份认证、会话管理、证书管理、策略管理等功能，实现用户身份的统一校验，为业务应用系统提供单点登录服务。统一身份认证微服务组件兼容已有的身份认证体系，包括基于用户名及密码、CA证书等方式，通过制定接口规范，提供可信的安全认证功能。

3.2 总线服务建设

建设市级物联网项目服务总线，柳州市范围内物联应用平台及大数据应用平台实现跨层级的服务共享和业务协同，将应用服务、数据服务的注册、路由、适配等内容进行统一管理，实现应用开发、数据共享和业务协同的统一服务。支撑业务系统基于SOA架构的服务需求和基于开发工具类的服务需求，实现业务系统既可直接调用服务总线的服务，又可以根据服务总线的服务进行报表、界面等功能的开发。各业务系统建设需要的通用组件功能和共性组件功能，统一由服务总线提供服务支撑，同时各业务系统可开放的服务也由服务总线统一管理和共享。

服务总线满足所有服务的注册、编排、路由、适配、监控等全生命周期的统一管理，保证所有服务能够安全可控、高效有序的调度，主要包括服务注册、服务编排、服务路由、协议适配、事务管理、服务监控等建设内容。

3.3 数据支撑建设

建设数据支持功能，将物联网相关的业务系统数据接入到数据治理体系中进行数据融合治理，对数据资源全生命周期进行过程控制和质量监督，形成可满足数据应用需要的数据资源，为上层业务应用及外部业务系统提供统一的数据支撑。数据治理平台采用主流成熟的技术，平台能力主要包括数据接入能力、数据处理能力、数据管控能力、数据存储计算能力和数据服务能力。

关系型数据库的管理系统提供包括元数据管理、数据查询、检索、脚本编辑工具等功能;提供数据库运行情况监控。

提供数据转移工具，实现与传统数据库之间的数据传递;提供内容访问服务、内容处理服务及内容存储服务。面向业务系统接入提供开发工具包。主要包括HTTP接口、文件异步上传接口2种方式。

3.4 感知设备管理系统

3.4.1 编码赋码系统

编码赋码服务实现管理对象和感知设备唯一标识码码段的统一管理和服务，为感知设备和管理对象建立唯一的“身份证”。面向示范应用部门提供编码申请、管理对象和感知设备注册、查询服务，面向物联网应用支撑平台管理人员提供部门申请的审核、管理和查询检索服务等，主要包括编码申请、编码审核、管理对象和管理对象基础信息管理、编码查询、规则管理、查询检索、编码解析、編码转换等组件。

为感知设备和管理对象建立唯一的“身份证”。面向示范应用部门提供编码申请、管理对象和感知设备注册、查询服务，面向物联网应用支撑平台管理人员提供部门申请的审核、管理和查询检索服务等组件。

3.4.2 物联基础信息管理系统

物联基础信息管理系统实现对全市各部门开展物联管理对象、物联感知设备基础信息登记管理。面向各部门业务人员，提供物联管理对象、物联感知设备登记，以及物联管理对象、物联感知设备查询等;面向物联网应用支撑平台管理人员，提供物联管理对象、物联感知设备信息的审核;主要包括信息登记、信息审核、信息发布、数据导航、数据统计、数据关联等组件。

面向各部门业务人员，提供物联管理对象、物联感知设备登记，以及物联管理对象、物联感知设备查询等;面向物联网应用支撑组件。

3.5 泛在接入系统

泛在接入管理系统的建设重点解决传感器、集中器的接入标准化、规范化，简化传感设备的接入，同时减少各委办局使用传感器数据的复杂度。感知设备接入系统建设内容包括两个方面。

一是建设感知设备接入管理系统，该系统具有统一安全管理、状态管理、共享传感器原始数据、传感器数据转发管理和控制、传感位置信息获取等主要功能。

二是升级改造移动电子政务平台，提高移动电子政务平台的可靠性和安全性，并使移动电子政务平台具备物联数据接入的功能。统一接入多种物联网设备数据，统一进行协议转换，统一对接委办局自建设备接口，统一进行数据清洗与转换[2]。

物联信息编解码插件是物联网信息接入服务系统可以调用的软件模块，该模块可以将传感器数值与二进制数据格式互相转换。传感器编解码管理需要对传感器类型、型号对应的插件进行管理。

3.6 物联应用系统

建设物联网专项应用系统，实现城市物联网中重要传感器设备运营监控、城市运行体征分析、重点地区敏感人群管理、灯光消防管理统一化和专业化，同时根据各委办局管理需要，依权限对其开放功能。

物联网应用系统主要包括两个方面的应用子系统，一是城市物联网运营管理支撑平台自身搭建的应用子系统，二是各个委办局基于支撑平台所搭建的管理应用子系统。在本次信息化建设中，支撑平台将建设3个应用子系统，分别是市物联网应用服务支撑门户、物联信息时空基准平台和物联网公共设施管理示范系统[3]。

3.7 物联网应用支撑平台门户系统概述

物联网应用支撑平台门户是物联网应用支撑平台的各类功能服务的集中获取和展示窗口，从服务组织展现层面提供各类平台应用功能、数据、信息和各部门物联应用、物联信息的集成服务，并在此基础上提供信息、数据、功能、应用等各类资源的综合组织和服务封装功能，提供面向服务展示的授权、监控和统计审计功能，提供灵活个性的服务展示组织功能，最终通过自助服务定制面向包括政务领域领导、部门工作人员和平台管理人员的服务门户，通过整合到柳州市物联网应用支撑平台为各类用户提供服务。

3.8 物联信息时空基准平台系统概述

该系统为柳州市政务物联网信息服务平台的各业务应用系统提供统一的一张“地理地图”，该“地理地图”除了传统的航空影像、政务电子地图、地址等基础内容，还包括街景及物联设备、感知设备等物联网专题图层。

基于位置服务系统，柳州市政务物联网信息服务平台的各业务应用系统可实现基础地理空间数据的查询浏览、移动设备轨迹监控、物联设备标绘与空间查询分析、专题应用模型分析等功能。

位置服务系统主要包括应用展示、物联图层管理与发布、空间信息服务三大功能模块。

4 物联网公共设施管理示范系统概述

对柳州市公共物联网设备实施及使用情况进行有效管理，一期接入电梯监控、智能照明、桥梁监测等物联网项目，包括水利、环保、消防、城管、应急等各局委办已建或在建的物联网，有条件的都可以接入物联网公共设施管理平台。对于多供应商分标段中标的市政服务采购项目的设备管理，统一平台管理的效用意义更大。二期建议对类似安全监管与应急处置联动，建立“街乡吹哨、部门报到”等部门间协同物联网系统。

4.1 电梯物联网设备管理

柳州市质量监督管理部门在室内的2 000部电梯开展了物联网电梯安全运行管理工作，切实解决电梯应急呼救、故障报警、运行状态实时监测等问题，有效消除电梯事故隐患，及时开展应急处理和解救被困群众，保障人民群众的生命和财产安全，进一步提升公共安全管理的总体水平。

实现对全市电梯的日常监管、事故规避和预警、事故溯源、辅助救援等功能。满足未来5年全市各类设备的数量增长和技术水平提升，最大限度地节约人员成本，提高管理效率。

从安全角度，需要掌握每部电梯的维修保养情况、定期检验情况、故障情况、电梯内部及周边的实时画面等信息;从应急管理角度，需要掌握在出现紧急故障、火灾等情况时的及时定位、呼叫和救援信息;从运营角度，需要实现物业、维保单位和政府监管部门的联动与信息共享。

4.2 智慧城管

智慧城管是新一代信息技术、知识社会创新2.0环境下的城市管理再创新，它以物联网、云计算为代表的新一代信息技术为支撑，通过全面透彻感知、宽带泛在互联、智能融合应用，形成以市民为中心、城市社会为舞台的用户创新、开放创新、大众创新、协同创新，将以人为本的价值实现提升到一个新的高度，实现城市管理者、市场、社会多方协同的公共价值塑造和独特价值创造，实现城市管理从生产范式向服务范式的转变。

通过加强物联网在城市管理中的应用，旨在实现城市管理信息资源的全面整合共享和业务应用的智能协同，形成统一事件处理闭环流程和智能化指挥机制，通过技术手段治理柳州市地域特性难题，破解基层管理“最后一公里”难题，为城市的规划管理预警决策提供依据。

（1）加强物聯网基础设施建设。污水监测：对接污水处理的进场和出厂详细数据;防汛监测：地道桥防汛水尺建设;违建：通过无人机，可以实现定期飞行，对比查看违建信息。道路洁净度：收集关于道路洁净度感知。树木倒伏：通过摄像头拍摄行道树，设置模型，如果有树木发生倒伏，摄像头立即报警到平台，并进行派遣处理。智能井盖（井下液位）：在现有智能井盖下增加水位监测传感器，实时获取井下水位并显示在系统中，设置水位预警值，做到井下水位先行感知。

（2）城市管理智能视频监控系统。①通过摄像头直接抓取违法图像，并结合公安数据库进行比对，可以直接显示违法人员详细信息，同时与数字化城管平台结合，实现现场喊话、人车识别、短信发送、自动派遣、智能核查等功能。②违法案件直接派发到属地单位或二级中心，将数据与各区城管局共享，资源共用。③与公安和交警进行监控资源共享，公安和交警现有的智能化摄像头直接对接使用。

（3）渣土车智能管控系统。建筑工地综合管理系统借助GPS车载终端、视频监控探头等先进的前端信息采集设备实现对建筑工地的全面、实时监控，业务处理流程依托数字城管工作流实现对工地问题的科学、精细化管理，完善的统计分析模块为领导决策提供科学的数据支持。利用视频和车载GPS、RFID设备等手段进行监管，发现问题后经渣土办领导讨论后对车辆进行禁运、警告等相关处理。

参 考 文 献

[1]罗振.智慧城市公共支撑平台体系架构研究[J].电信网技术，2013（4）：10-13.

[2]周孝信，陈树勇，鲁宗相.电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网[J].中国电机工程学报，2013，33（22）：1-11，22.

[3]黄海昆，邓佳佳.物联网网关技术与应用[J].电信科学，2010（4）：20-24.