基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧行業(yè)應(yīng)用與共享平臺的研究與實現(xiàn)

劉惠靈 蔡延光 邱旭勤 劉志勇

【摘要】智慧城市就是運用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。其實質(zhì)是利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實現(xiàn)城市智慧式管理和運行，進(jìn)而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進(jìn)城市的和諧、可持續(xù)發(fā)展，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】智慧城市;物聯(lián)網(wǎng);云計算;信息技術(shù);公共服務(wù)平臺

Research and implementation of Wisdom Industries and Sharing Platform based on internet of things

LIU Hui-ling，CAI Yan-guang，QIU Xu-qin，LIU Zhi-yong

（School of Automation，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China）

Abstract：Smart City is the sense of the use of information and communication technologies means test，analyze，integrate the key information about the city to run the core system，and thus the various needs，including people's livelihood，environmental protection，public safety，city services，including industrial and commercial activities to make intelligent response.Its essence is the use of advanced information technology，management and operation of urban wisdom，thus creating a better life for people in cities to promote the harmonious cities，sustainable development，has a very important practical significance.

Key words：Smart City;internet of things;cloud computation;information technology;public service platform

引言

工業(yè)化帶動城鎮(zhèn)化，使人口膨脹、交通擁堵、環(huán)境污染等“城市病”日益嚴(yán)重。在中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速后[1-3]，傳統(tǒng)的城市發(fā)展模式難以為繼，信息化日益成為化解城市發(fā)展難題的突破口。因此，智慧城市的出現(xiàn)為城市發(fā)展提供了全新的模式，它通過綜合運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、整合信息資源、統(tǒng)籌信息應(yīng)用，以加強城市的規(guī)劃、建設(shè)和管理，是在物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)的支撐下形成的一種新型的城市形態(tài)[4-5]。國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃中也強調(diào)要注重以人為本、節(jié)地節(jié)能、生態(tài)環(huán)保、安全實用型的城市發(fā)展。

1.總體設(shè)計

1.1 總體目標(biāo)

立足城市發(fā)展需求，致力于解決當(dāng)前城市信息化建設(shè)存在問題，滿足移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市未來發(fā)展，通過整合各領(lǐng)域的專業(yè)信息系統(tǒng)或平臺，集成地上地下三維數(shù)據(jù)、統(tǒng)一的地理底圖信息、以及各職能部門的專題數(shù)據(jù)等信息資源，建立起應(yīng)用到全市各個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)平臺，隨后將數(shù)據(jù)共享范圍擴展到全市各職能部門，搭建起智慧城市多維基礎(chǔ)信息資源共享平臺。以地理信息數(shù)據(jù)為支撐、物聯(lián)網(wǎng)、三維可視化技術(shù)為手段，實現(xiàn)基于真實地理世界的三維景觀，為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理等方面提供技術(shù)支撐和輔助決策，從而提高城市管理效率，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。

1.2 總體思路

總體框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計圖

2.建設(shè)內(nèi)容

2.1 公共信息數(shù)據(jù)庫

包括數(shù)字線劃圖（DLG）數(shù)據(jù)庫;遙感影像和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫;數(shù)字柵格圖（DRG）數(shù)據(jù)庫;地名地址數(shù)據(jù)庫;地下管線數(shù)據(jù)庫;三維模型數(shù)據(jù);人口基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫;宏觀經(jīng)濟基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫等。

2.2 公共信息資源共享平臺

2.2.1 公共數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

公共數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)依托公共數(shù)據(jù)共享平臺運行維護管理各種數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)庫的正常運行和安全。公共數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括圖層管理、數(shù)據(jù)編輯、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與輸出、數(shù)據(jù)輸出和統(tǒng)計分析等功能。

2.2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)接口系統(tǒng)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)接口系統(tǒng)主要是由一系列數(shù)據(jù)服務(wù)接口組成，提供的數(shù)據(jù)共享服務(wù)主要有認(rèn)證服務(wù)、目錄服務(wù)、電子地圖服務(wù)、三維數(shù)據(jù)服務(wù)、多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)等。

2.2.3 共享平臺運維支撐系統(tǒng)

共享平臺運運維支撐系統(tǒng)主要是對共享平臺的用戶管理、服務(wù)的安全認(rèn)證，各個服務(wù)配置、管理以及共享平臺的監(jiān)控進(jìn)行集成，為共享平臺能夠穩(wěn)定地為外部應(yīng)用提供安全的訪問予以支撐。

2.2.4 視頻數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

實現(xiàn)對共享的交警攝像頭視頻數(shù)據(jù)、交通部門的視頻數(shù)據(jù)和其他服務(wù)大廳的視頻攝像頭數(shù)據(jù)的進(jìn)行管理，并通過共享實現(xiàn)視頻資源的互聯(lián)互通，共享使用。

2.3 行業(yè)三維應(yīng)用系統(tǒng)

依托公共信息共享平臺，可以開展諸如智慧交通、智能電網(wǎng)、智慧物流、智慧醫(yī)療、智慧食品系統(tǒng)、智慧藥品系統(tǒng)、智慧環(huán)保、智慧水資源管理、智慧氣象、智慧社區(qū)、智慧學(xué)校、智慧建筑、智慧油田等諸多方面行業(yè)應(yīng)用。

3.系統(tǒng)功能介紹

3.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

功能描述：管線數(shù)據(jù)自動生成，并生成管線屬性。

3.2 信息查詢

功能描述：通過輸入關(guān)鍵字查詢對應(yīng)信息。

3.3 輔助規(guī)劃

日照分析：在一定的范圍內(nèi)，對建筑房屋二十四小時任意時間段的日照效果進(jìn)行分析。

方案對比：在屏幕中設(shè)置了雙屏幕對同一地塊上，規(guī)劃不同建筑方案進(jìn)行效果、參數(shù)等對比。

3.4 建筑編輯

建筑編輯：對建筑模型進(jìn)行編輯，例如空間位置變化、模型大小縮放等

替換模型：對現(xiàn)有建筑模型進(jìn)行替換，從而輔助規(guī)劃決策

3.5 新建建筑

新建建筑：對現(xiàn)有空地進(jìn)行新建建筑，從而輔助規(guī)劃決策。

3.6 場景漫游

線路漫游：對特定線路進(jìn)行漫游，查看線路周邊規(guī)劃建筑效果。

場景定位：查看重點場景。

3.7 視點編輯

視點編輯：用戶可以添加自己自定義的場景，然后進(jìn)行定位。

3.8 二三維同步聯(lián)動

不管當(dāng)前是二維視圖還是三維視圖，啟動二三維同步功能后，自動切換為二三維雙屏，并能實現(xiàn)二者位置同步，以進(jìn)行對比查看。

3.9 通用功能

地下模式：控制當(dāng)前三維場景是否是地下模式或者地上模式。

停止飛行：當(dāng)漫游路線時，用此按鈕可以停止飛行。

水平距離：兩側(cè)空間任意兩點之間的水平距離。

垂直距離：兩側(cè)空間任意兩點之間的垂直距離。

飛行環(huán)繞：選擇某一場景，在此場景飛行環(huán)繞旋轉(zhuǎn)，查看當(dāng)前場景周圍建筑情況。

放大或縮?。簩?dāng)前視圖范圍放大或縮小。

正北：將當(dāng)前視圖轉(zhuǎn)為正北方向。

保存圖像：將當(dāng)前視圖數(shù)據(jù)以圖片的形式保存。

鼠標(biāo)漫游：水平方向移動視圖。

鼠標(biāo)滑動：水平方向移動視圖。

查看天際線：在某一場景高度，查看前方天際線情況。

4.結(jié)語

智慧城市是以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)組合為基礎(chǔ)，以智慧技術(shù)高度集成、智慧產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展、智慧服務(wù)高效便民為主要特征的城市發(fā)展新模式。智慧城市的建設(shè)是為了適應(yīng)新型城市發(fā)展，適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。智慧城市將極大提高城市的環(huán)境承載能力，有效驅(qū)動經(jīng)濟發(fā)展模式調(diào)整，全方位提升以人發(fā)展為本的美好城市生活的感知。

參考文獻(xiàn)

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[5]陳觀林，李圣權(quán)，周魯耀.杭州市“數(shù)字城管”現(xiàn)狀及發(fā)展對策研究[J].情報雜志，2009，28：43-45.

基金項目：國家自然科學(xué)基金（編號：61074147，60374062，61074185）。

作者簡介：

劉惠靈（1990—），男，廣東河源人，碩士研究生，研究方向：網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。

蔡延光（1963—），男，湖北咸寧人，博士，廣東工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)控制與優(yōu)化、組合優(yōu)化、智能優(yōu)化、智能交通系統(tǒng)等。

邱旭勤（1990—），男，廣東惠來人，碩士研究生，研究方向：網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。

劉志勇（1990—），男，江西新余人，碩士研究生，研究方向：軟件開發(fā)與物流運輸。