柳州市城市物聯網運營管理支撐平臺設計

蔡翾

【關鍵詞】物聯網;智慧城市;泛在接入;大數據

【中圖分類號】TP39 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）08-0028-03

1 建設目標與主要建設內容

基于物聯網、大數據、人工智能、融合通信、數字孿生等新技術，按照“智慧城市”建設模式，通過“五系統一中心”建設，到2020年底基本建成全市統一的物聯網運營支撐平臺。著力構建感知實時化、預警智能化、監管可視化、決策科學化的物聯網體系;著力建設“看得清、查得到、聯得起、調得動”的高效物聯網應用體系;著力健全社會治理、民生服務、防災減災、安全監管、應急救援信息化管理體系;著力打造物聯網智慧城市建設支撐體系;實現智慧城市態勢感知“事前、事發、事中、事后”全面感知，形成與城市經濟社會高質量發展相適應的智慧城市建設新格局[1]。

2 總體設計

城市物聯運營管理支撐平臺建設包括感知設備的管理、網絡傳輸的管理、泛在接入管理、數據中心、共享服務、物聯應用和物聯展示，總體架構圖如圖1所示。

3 模塊設計

3.1 統一認證服務

本項目建設內容包括多個系統，平臺整合政務物聯網應用支撐平臺各子系統的信息資源，為平臺支撐的各應用提供統一接入認證服務。同時，未來需要對全市各委辦局信息系統提供數據支持，身份認證管理將成為未來運行管理中的重中之重。因此，在本項目總體設計中特別引入統一身份認證管理機制。

統一身份認證微服務組件包括用戶身份認證、會話管理、證書管理、策略管理等功能，實現用戶身份的統一校驗，為業務應用系統提供單點登錄服務。統一身份認證微服務組件兼容已有的身份認證體系，包括基于用戶名及密碼、CA證書等方式，通過制定接口規范，提供可信的安全認證功能。

3.2 總線服務建設

建設市級物聯網項目服務總線，柳州市范圍內物聯應用平臺及大數據應用平臺實現跨層級的服務共享和業務協同，將應用服務、數據服務的注冊、路由、適配等內容進行統一管理，實現應用開發、數據共享和業務協同的統一服務。支撐業務系統基于SOA架構的服務需求和基于開發工具類的服務需求，實現業務系統既可直接調用服務總線的服務，又可以根據服務總線的服務進行報表、界面等功能的開發。各業務系統建設需要的通用組件功能和共性組件功能，統一由服務總線提供服務支撐，同時各業務系統可開放的服務也由服務總線統一管理和共享。

服務總線滿足所有服務的注冊、編排、路由、適配、監控等全生命周期的統一管理，保證所有服務能夠安全可控、高效有序的調度，主要包括服務注冊、服務編排、服務路由、協議適配、事務管理、服務監控等建設內容。

3.3 數據支撐建設

建設數據支持功能，將物聯網相關的業務系統數據接入到數據治理體系中進行數據融合治理，對數據資源全生命周期進行過程控制和質量監督，形成可滿足數據應用需要的數據資源，為上層業務應用及外部業務系統提供統一的數據支撐。數據治理平臺采用主流成熟的技術，平臺能力主要包括數據接入能力、數據處理能力、數據管控能力、數據存儲計算能力和數據服務能力。

關系型數據庫的管理系統提供包括元數據管理、數據查詢、檢索、腳本編輯工具等功能;提供數據庫運行情況監控。

提供數據轉移工具，實現與傳統數據庫之間的數據傳遞;提供內容訪問服務、內容處理服務及內容存儲服務。面向業務系統接入提供開發工具包。主要包括HTTP接口、文件異步上傳接口2種方式。

3.4 感知設備管理系統

3.4.1 編碼賦碼系統

編碼賦碼服務實現管理對象和感知設備唯一標識碼碼段的統一管理和服務，為感知設備和管理對象建立唯一的“身份證”。面向示范應用部門提供編碼申請、管理對象和感知設備注冊、查詢服務，面向物聯網應用支撐平臺管理人員提供部門申請的審核、管理和查詢檢索服務等，主要包括編碼申請、編碼審核、管理對象和管理對象基礎信息管理、編碼查詢、規則管理、查詢檢索、編碼解析、編碼轉換等組件。

為感知設備和管理對象建立唯一的“身份證”。面向示范應用部門提供編碼申請、管理對象和感知設備注冊、查詢服務，面向物聯網應用支撐平臺管理人員提供部門申請的審核、管理和查詢檢索服務等組件。

3.4.2 物聯基礎信息管理系統

物聯基礎信息管理系統實現對全市各部門開展物聯管理對象、物聯感知設備基礎信息登記管理。面向各部門業務人員，提供物聯管理對象、物聯感知設備登記，以及物聯管理對象、物聯感知設備查詢等;面向物聯網應用支撐平臺管理人員，提供物聯管理對象、物聯感知設備信息的審核;主要包括信息登記、信息審核、信息發布、數據導航、數據統計、數據關聯等組件。

面向各部門業務人員，提供物聯管理對象、物聯感知設備登記，以及物聯管理對象、物聯感知設備查詢等;面向物聯網應用支撐組件。

3.5 泛在接入系統

泛在接入管理系統的建設重點解決傳感器、集中器的接入標準化、規范化，簡化傳感設備的接入，同時減少各委辦局使用傳感器數據的復雜度。感知設備接入系統建設內容包括兩個方面。

一是建設感知設備接入管理系統，該系統具有統一安全管理、狀態管理、共享傳感器原始數據、傳感器數據轉發管理和控制、傳感位置信息獲取等主要功能。

二是升級改造移動電子政務平臺，提高移動電子政務平臺的可靠性和安全性，并使移動電子政務平臺具備物聯數據接入的功能。統一接入多種物聯網設備數據，統一進行協議轉換，統一對接委辦局自建設備接口，統一進行數據清洗與轉換[2]。

物聯信息編解碼插件是物聯網信息接入服務系統可以調用的軟件模塊，該模塊可以將傳感器數值與二進制數據格式互相轉換。傳感器編解碼管理需要對傳感器類型、型號對應的插件進行管理。

3.6 物聯應用系統

建設物聯網專項應用系統，實現城市物聯網中重要傳感器設備運營監控、城市運行體征分析、重點地區敏感人群管理、燈光消防管理統一化和專業化，同時根據各委辦局管理需要，依權限對其開放功能。

物聯網應用系統主要包括兩個方面的應用子系統，一是城市物聯網運營管理支撐平臺自身搭建的應用子系統，二是各個委辦局基于支撐平臺所搭建的管理應用子系統。在本次信息化建設中，支撐平臺將建設3個應用子系統，分別是市物聯網應用服務支撐門戶、物聯信息時空基準平臺和物聯網公共設施管理示范系統[3]。

3.7 物聯網應用支撐平臺門戶系統概述

物聯網應用支撐平臺門戶是物聯網應用支撐平臺的各類功能服務的集中獲取和展示窗口，從服務組織展現層面提供各類平臺應用功能、數據、信息和各部門物聯應用、物聯信息的集成服務，并在此基礎上提供信息、數據、功能、應用等各類資源的綜合組織和服務封裝功能，提供面向服務展示的授權、監控和統計審計功能，提供靈活個性的服務展示組織功能，最終通過自助服務定制面向包括政務領域領導、部門工作人員和平臺管理人員的服務門戶，通過整合到柳州市物聯網應用支撐平臺為各類用戶提供服務。

3.8 物聯信息時空基準平臺系統概述

該系統為柳州市政務物聯網信息服務平臺的各業務應用系統提供統一的一張“地理地圖”，該“地理地圖”除了傳統的航空影像、政務電子地圖、地址等基礎內容，還包括街景及物聯設備、感知設備等物聯網專題圖層。

基于位置服務系統，柳州市政務物聯網信息服務平臺的各業務應用系統可實現基礎地理空間數據的查詢瀏覽、移動設備軌跡監控、物聯設備標繪與空間查詢分析、專題應用模型分析等功能。

位置服務系統主要包括應用展示、物聯圖層管理與發布、空間信息服務三大功能模塊。

4 物聯網公共設施管理示范系統概述

對柳州市公共物聯網設備實施及使用情況進行有效管理，一期接入電梯監控、智能照明、橋梁監測等物聯網項目，包括水利、環保、消防、城管、應急等各局委辦已建或在建的物聯網，有條件的都可以接入物聯網公共設施管理平臺。對于多供應商分標段中標的市政服務采購項目的設備管理，統一平臺管理的效用意義更大。二期建議對類似安全監管與應急處置聯動，建立“街鄉吹哨、部門報到”等部門間協同物聯網系統。

4.1 電梯物聯網設備管理

柳州市質量監督管理部門在室內的2 000部電梯開展了物聯網電梯安全運行管理工作，切實解決電梯應急呼救、故障報警、運行狀態實時監測等問題，有效消除電梯事故隱患，及時開展應急處理和解救被困群眾，保障人民群眾的生命和財產安全，進一步提升公共安全管理的總體水平。

實現對全市電梯的日常監管、事故規避和預警、事故溯源、輔助救援等功能。滿足未來5年全市各類設備的數量增長和技術水平提升，最大限度地節約人員成本，提高管理效率。

從安全角度，需要掌握每部電梯的維修保養情況、定期檢驗情況、故障情況、電梯內部及周邊的實時畫面等信息;從應急管理角度，需要掌握在出現緊急故障、火災等情況時的及時定位、呼叫和救援信息;從運營角度，需要實現物業、維保單位和政府監管部門的聯動與信息共享。

4.2 智慧城管

智慧城管是新一代信息技術、知識社會創新2.0環境下的城市管理再創新，它以物聯網、云計算為代表的新一代信息技術為支撐，通過全面透徹感知、寬帶泛在互聯、智能融合應用，形成以市民為中心、城市社會為舞臺的用戶創新、開放創新、大眾創新、協同創新，將以人為本的價值實現提升到一個新的高度，實現城市管理者、市場、社會多方協同的公共價值塑造和獨特價值創造，實現城市管理從生產范式向服務范式的轉變。

通過加強物聯網在城市管理中的應用，旨在實現城市管理信息資源的全面整合共享和業務應用的智能協同，形成統一事件處理閉環流程和智能化指揮機制，通過技術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，為城市的規劃管理預警決策提供依據。

（1）加強物聯網基礎設施建設。污水監測：對接污水處理的進場和出廠詳細數據;防汛監測：地道橋防汛水尺建設;違建：通過無人機，可以實現定期飛行，對比查看違建信息。道路潔凈度：收集關于道路潔凈度感知。樹木倒伏：通過攝像頭拍攝行道樹，設置模型，如果有樹木發生倒伏，攝像頭立即報警到平臺，并進行派遣處理。智能井蓋（井下液位）：在現有智能井蓋下增加水位監測傳感器，實時獲取井下水位并顯示在系統中，設置水位預警值，做到井下水位先行感知。

（2）城市管理智能視頻監控系統。①通過攝像頭直接抓取違法圖像，并結合公安數據庫進行比對，可以直接顯示違法人員詳細信息，同時與數字化城管平臺結合，實現現場喊話、人車識別、短信發送、自動派遣、智能核查等功能。②違法案件直接派發到屬地單位或二級中心，將數據與各區城管局共享，資源共用。③與公安和交警進行監控資源共享，公安和交警現有的智能化攝像頭直接對接使用。

（3）渣土車智能管控系統。建筑工地綜合管理系統借助GPS車載終端、視頻監控探頭等先進的前端信息采集設備實現對建筑工地的全面、實時監控，業務處理流程依托數字城管工作流實現對工地問題的科學、精細化管理，完善的統計分析模塊為領導決策提供科學的數據支持。利用視頻和車載GPS、RFID設備等手段進行監管，發現問題后經渣土辦領導討論后對車輛進行禁運、警告等相關處理。

參 考 文 獻

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

[2]周孝信，陳樹勇，魯宗相.電網和電網技術發展的回顧與展望——試論三代電網[J].中國電機工程學報，2013，33（22）：1-11，22.

[3]黃海昆，鄧佳佳.物聯網網關技術與應用[J].電信科學，2010（4）：20-24.