基于TOD城市綜合交通樞紐的智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)研究應(yīng)用

劉漢偉

（廣州市設(shè)計(jì)院）

1 引言

隨著云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)與人的結(jié)合越來越緊密，人與物、物與物之間的溝通顯得越來越重要，智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)，即以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的運(yùn)維管理，以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體，將管理和科學(xué)信息技術(shù)充分融合。

近年來，以公共交通為導(dǎo)向，集工作、商業(yè)及居住等為一體的TOD（Transit Oriented Development）城市綜合交通樞紐項(xiàng)目隨著城市現(xiàn)代化的快速發(fā)展不斷涌現(xiàn)。本文以TOD城市綜合交通樞紐為研究對象，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用現(xiàn)代信息化技術(shù)手段，搭建一套以建筑BIM模型為基礎(chǔ)的智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維管理平臺(tái)。智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維管理平臺(tái)的建立，實(shí)現(xiàn)了智慧運(yùn)維管理與顧客體驗(yàn)相結(jié)合的目的，多維度收集人員、車輛、交通、設(shè)備及業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合、關(guān)聯(lián)以及指令下發(fā)等能力，以支撐建筑智慧運(yùn)維管理業(yè)務(wù)的需求[1]。

2 智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

本文研究的智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)基于建筑BIM模型，采用“平臺(tái)+生態(tài)”的管理策略，多維度收集人員、車輛、交通、設(shè)備及業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)對TOD城市綜合交通樞紐建筑內(nèi)的人、車和物進(jìn)行定位導(dǎo)航及數(shù)據(jù)交互管理，以及實(shí)現(xiàn)公眾個(gè)性化的信息推送及應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮調(diào)度功能，從而實(shí)現(xiàn)整棟建筑的智慧化管理[2]。

智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)包括物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層及平臺(tái)應(yīng)用層。平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)示意圖

1） 全面感知。全面布置建筑物聯(lián)網(wǎng)，通過各類傳感器如溫濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、探測器等感知終端全面感知TOD城市綜合交通樞紐建筑的運(yùn)行態(tài)勢，建立人、車、物、環(huán)境和服務(wù)的全連接。

2）實(shí)時(shí)通訊。網(wǎng)絡(luò)層由廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和2G/3G/4G/WLAN網(wǎng)絡(luò)等3個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成，是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的中樞，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的數(shù)據(jù)信息。

3）深度融合。平臺(tái)應(yīng)用層通過連接管理平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)和集成通信平臺(tái)，融合TOD城市綜合交通樞紐建筑內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)及通信信息，支撐TOD城市綜合交通樞紐建筑業(yè)務(wù)多維度的智能化分析和處理，以實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的通信協(xié)同[3～5]。

3 智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)功能分析

智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全面感知TOD城市綜合交通樞紐建筑的運(yùn)行態(tài)勢，建立人、車、物、環(huán)境和服務(wù)的全連接。通過連接管理平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)以及集成通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和通信的有效融合，支撐TOD城市綜合交通樞紐建筑功能使用業(yè)務(wù)多維度的智能化分析和處理以及全媒體的通信協(xié)同，從而為經(jīng)營管理者或顧客創(chuàng)造平安、高效靈活、綠色節(jié)能、面向用戶體驗(yàn)的創(chuàng)新環(huán)境，使建筑管理運(yùn)營可視、可管及可控，更加智能、環(huán)保、高效和精細(xì)化。

3.1 客流人流統(tǒng)計(jì)分析與管控子系統(tǒng)

智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)通過對接客流量分析系統(tǒng)，讀取TOD城市綜合交通樞紐客流量分析系統(tǒng)的人流信息。平臺(tái)將建筑內(nèi)的人流密度和人流熱度分別以統(tǒng)計(jì)圖的形式，結(jié)合無線AP的位置定位分析信息，統(tǒng)計(jì)分析出建筑內(nèi)人流密度和人流熱度的分布情況。當(dāng)人流逐漸接近飽和時(shí)，系統(tǒng)平臺(tái)會(huì)提前發(fā)出預(yù)警，并聯(lián)動(dòng)各子系統(tǒng)，合理規(guī)劃疏散路徑，及時(shí)引導(dǎo)人流快速疏散[6]。

3.2 室內(nèi)定位導(dǎo)航子系統(tǒng)

通過在物聯(lián)網(wǎng)感知層的無線AP上內(nèi)置藍(lán)牙、WiFi和RFID，實(shí)現(xiàn)“三合一”融合技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)精確定位導(dǎo)航。智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)對室內(nèi)WiFi終端進(jìn)行定位前，先根據(jù)室內(nèi)實(shí)際情況規(guī)劃出室內(nèi)的終端分布圖，存入信息處理數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)室內(nèi)分布情況設(shè)置AP接入點(diǎn)，結(jié)合藍(lán)牙和RFID技術(shù)，設(shè)置一個(gè)位置固定的參考標(biāo)簽，作為測量基準(zhǔn)點(diǎn)來輔助進(jìn)行位置校準(zhǔn)，合理規(guī)劃行進(jìn)路線，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位導(dǎo)航，如圖2所示。

圖2 室內(nèi)定位導(dǎo)航子系統(tǒng)示意圖

3.3 停車管理與反向?qū)ぼ囎酉到y(tǒng)

智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)通過物聯(lián)網(wǎng)感知層的無線AP實(shí)現(xiàn)停車庫車位引導(dǎo)及反向?qū)ぼ嚬δ?。?dāng)車主需停車時(shí)，到達(dá)停車場通過連接無線AP，與無線AP的地址位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)綁定，利用智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對車輛的停車位引導(dǎo)；當(dāng)車主需尋車時(shí)，利用智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對車輛的定位，運(yùn)維平臺(tái)將車輛位置信息進(jìn)行上傳并記錄，實(shí)現(xiàn)尋車路徑導(dǎo)航[7]，如圖3所示。

圖3 停車管理與反向?qū)ぼ囎酉到y(tǒng)示意圖

3.4 室內(nèi)物品定位管理子系統(tǒng)

智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)可通過室內(nèi)物品定位RFID管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對建筑內(nèi)每個(gè)安裝有源或無源RFID物品的快速查詢及定位，管理者可實(shí)現(xiàn)對物品的快速定位及實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，設(shè)置報(bào)警閾值，當(dāng)有源RFID信號(hào)離開預(yù)先規(guī)劃的范圍時(shí)，可實(shí)現(xiàn)報(bào)警推送及派單功能。

3.5 建筑設(shè)備管理子系統(tǒng)

智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)可實(shí)時(shí)監(jiān)控建筑內(nèi)消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及電梯系統(tǒng)等各末端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括設(shè)備的型號(hào)、運(yùn)行方式、運(yùn)行參數(shù)、故障狀態(tài)、安裝時(shí)間及安裝位置等詳細(xì)信息；也可完成對各系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行時(shí)間管理、運(yùn)行目標(biāo)參數(shù)設(shè)定、節(jié)能控制策略選擇和設(shè)備參數(shù)采集等功能，如圖4所示。

平臺(tái)還可實(shí)現(xiàn)建筑能耗數(shù)據(jù)（水、電、燃?xì)夂屠錈崃康葦?shù)據(jù)）的監(jiān)測，依托建筑BIM 模型，可按照區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，更為直觀地發(fā)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)異常區(qū)域，促使管理者有針對性地對異常區(qū)域進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常的設(shè)備，及時(shí)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以達(dá)到排除故障、降低能耗和維持建筑綠色節(jié)能運(yùn)行的目的。

3.6 應(yīng)急管理子系統(tǒng)

TOD城市綜合交通樞紐作為人流聚集區(qū)域，突發(fā)事件的響應(yīng)能力尤為重要。智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營平臺(tái)正是通過對大樓內(nèi)各子系統(tǒng)的各類事件進(jìn)行全局聯(lián)動(dòng)管理，不僅提高了整個(gè)建筑內(nèi)對突發(fā)事件的響應(yīng)能力，促使管理人員迅速作出決策，以最大限度地減少事故帶來的損失，提高應(yīng)急效率并節(jié)省能耗和管理成本，從而實(shí)現(xiàn)智慧化管理[8]。

4 結(jié)語

本文以某TOD城市綜合交通樞紐建筑BIM模型為基礎(chǔ)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建一套智慧物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維管理平臺(tái)。該平臺(tái)將智慧運(yùn)維管理與顧客體驗(yàn)相結(jié)合，以支撐建筑智慧運(yùn)維管理業(yè)務(wù)為需求，多維度收集人員、車輛、交通、設(shè)備、業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)信息，整合、關(guān)聯(lián)建筑內(nèi)各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對TOD城市綜合交通樞紐建筑內(nèi)的人、車、物進(jìn)行定位導(dǎo)航及數(shù)據(jù)交互管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了公眾個(gè)性化的信息推送及應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮調(diào)度功能，使整棟建筑實(shí)現(xiàn)智慧化管理。

圖4 建筑設(shè)備管理子系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控示意圖