淺談MOT城域物聯網在智慧城市中的應用

文｜北京天一眾合科技股份有限公司 付屹東

淺談MOT城域物聯網在智慧城市中的應用

文｜北京天一眾合科技股份有限公司 付屹東

2010年物聯網正式列入國家重點發展的五大戰略性新興產業之一，各地政府都在積極進行相關規劃和布局。2011年，地方“十二五”規劃陸續出臺，許多城市把建設智慧城市作為未來發展的重點，智慧城市戰略性新興產業將成為經濟增長的“綠色引擎”和重要支柱，數字化、網絡化、智能化、無線化將成為市民生活工作的主要方式。

1 智慧城市的概念理解

“智慧城市”是運用物聯網、云計算、人工智能和通信等技術，將政務、城市管理、醫療、商業、運輸、環境、通信、水和能源等城市運行的各個核心系統加以整合，形成基于海量信息和智能處理的生活方式、產業發展、社會管理等模式，構建面向未來的城市形態，從而使整個城市以一種智慧的方式運行。

關于智慧城市概念的理解，需要關注幾個問題：

智慧城市的實現手段——智慧技術。從技術內涵來講，智慧城市是對現有的物聯網技術、傳感網技術、智能信息處理的高度集成，實現基礎設施與信息基礎設施的高度融合。

智慧城市的基礎——物聯網基礎設施建設。智慧城市是將城市看作一個完整的統一體，因此，有關信息的標識、感知、傳遞、處理和利用的設施構成了智慧城市的基礎。

智慧城市的特征——全面物聯，充分整合。智能傳感設備將城市公共設施物聯成網，并實時感知，做到物與物、物與人、人與人的互聯互通，相互感知。

智慧城市的關鍵——智慧應用和服務。智慧技術是手段，智慧城市的關鍵是智慧應用、智慧服務和智慧產業，最終人人都能體驗到智慧生活。

綜上所述，“智慧城市”實現的關鍵是以全新的角度看待城市，把以往那些只是被分別考慮、分別建設的領域，如人、物、交通、醫療、能源等綜合起來考慮，并將城市中的物理基礎設施、信息基礎設施、社會基礎設施和商業基礎設施連接起來，成為新一代的智慧化基礎設施。因此，如果沒有物聯網將物理意義上的城市建筑、設施進行互聯，那么智慧城市只能是懸在空中的概念。

自物聯網概念推出后，物聯網產業發展如火如荼，受到越來越多人的關注，但現實中基本上都是局部的、分散的研究、探索和嘗試，很少有城市級別的物聯網整體運用。其原因在于：物聯網應用需求有待提高、條塊分割易成信息孤島、商業模式缺失等方面。

要實現智慧城市，我們就必須進行具有真正物聯網特質的物聯網基礎網絡建設及運營體系建設，該網絡可以容納數量巨大的終端，可以實現對物的主動式管理、可以廣域開環運行、可信可靠、可以通過服務方式實現盈利，并便于復制低成本運營。這才是物聯網產業發展的最終目標，也才符合智慧城市大融合、大集成的特點。為此，MOT城域物聯網應運而生。

2 MOT城域物聯網

MOT（Metropolitan-area-network Of Things）城域物聯網，作為物聯網城市級別的基礎信息采集平臺，以智慧城市為終極目標，采用“一個系統、多種應用”的開環結構，在全市范圍內布設有源RFID傳感網絡，并以此為平臺解決多個物聯網實際應用，綜合提供物聯網服務，最終達到智慧城市的目標。如圖1所示。

首先在城市范圍內架設特定的網關設備，然后經由具有監測和感知功能的網絡節點進行傳輸，實現對人、車、物各種監測對象的信息采集、交換和通信，最終達到智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理以及統計分析的目的。因此我們稱MOT城域物聯網是智慧城市的基本智能網絡。

MOT城域物聯網在智慧城市中的構成：

（1）智慧政務保平安，數字城管、應急系統、智能交通等。

（2）智慧民生增穩定，智慧校園、智慧社區、智慧醫療等。

（3）智慧產業促發展，行業管理、綜合應用等。

3 MOT城域物聯網在智慧城市中的應用

技術的價值不在于其自身價值，而是在于它應用和服務所創造的價值，因此MOT城域物聯網的建設以“三重應用，三步走”為規劃方針，一次性建設智能傳感網絡，將政府、公眾、行業應用循序漸進地依“步”展開。一步走：智慧城管，以市政智能管理為帶頭應用，建設MOT基礎網絡平臺；二步走：智慧民生，首推以中小學生管理為主的公眾應用；三步走：智慧產業，逐步推廣多元化的行業綜合應用。

3.1 一步走：智慧城管，以市政智能管理

為帶頭應用，建設MOT基礎網絡平臺

市政部件涉及范圍廣、覆蓋面積大，因此以市政智能管理為切入點，建設MOT基礎網絡。在此基礎上，建立集市政部件主動感知、主動報警、市政人員車輛主動調度為一體的管理監督平臺和指揮調度平臺——城域通，實現智慧城管、智能交通等功能，并最終延伸至城市范圍的智慧政務管理。

智慧城管實現的功能包括：

（1）市政設施監管

①市政井蓋管理：井蓋內置傾斜及振動感應一體的傳感終端，井蓋狀態正常時，傳感終端處于休眠狀態，當井蓋異常開啟時，傳感終端立即發出報警信號。對于安裝有傳感終端的井蓋，在其被盜走的過程中，實現實時的定位和跟蹤，便于管理人員找回井蓋并協助警方抓捕盜竊嫌疑人。

②設備箱管理：設備箱內安裝帶有傾斜傳感器和電子羅盤的傳感終端，當設備箱門被非法打開時，傳感終端立即發出報警信號。

③市政燈桿管理：燈桿內置傾斜及光敏感應一體的傳感終端，當燈桿傾斜超過一定角度或工作異常時，傳感終端會立即發出警示信號。

（2）市政車輛監管

為各種需要管理的市政車輛配備傳感終端，然后在“城域通”平臺上實時監控車輛的分布，對車輛進行動態的定位跟蹤，并設定工作和非工作區域，實現統一調度和管理。當發生市政部件報警等情況時，管理人員可以在系統中直觀地找到距現場最近的車輛進行調度安排，保證市政車輛及時到達現場，縮短了事件響應時間，提高了管理效率。對某些有路線、區域、時間等嚴格管制的市政車輛，可設定其報警規則，當行駛路線、行駛時間、活動區域與規定不符時，系統自動報警提示，為市政車輛的監控管理提供了有效的技術手段。

（3）市政人員監管

外出人員佩戴電子徽章形狀的傳感終端，管理人員通過“城域通”平臺實現對外出人員基本信息、位置、分布、軌跡、區域和狀態的有效實時管理。還可以考察城管人員工作出勤情況，有效地監管市政人員的工作狀況。當出現突發情況需要人員去現場處理時，可以快速查找附近人員，及時調度。

在智慧政務應用方面，依托MOT基礎網絡平臺，可以同時為公安部門、城管部門、住建部門等政府職能部門提供相關功能管理。包括市政部件管理、主動安全防控、平安城市（視頻聯動）、政府車輛管理、外勤人員巡檢管理等，以實現智慧城市保平安的目標。

3.2 智慧民生，首推以中小學生管理為主的公眾應用

這些年來，隨著城市化進程的加快，城市中對于青少年的不安全因素也在顯著增加。如何在上下學途中或相應的時間段內對孩子進行有效的監控和管理，一直是老師、家長關注的問題。利用上述MOT基礎網絡平臺，為中小學生配發具有校微形狀的、智能節點功能的傳感終端，從而建立起中小學生相關信息的上傳通道。

同時針對公眾開展都聯網運營服務，它以智慧民生為主題，服務包括個人的資產管理、寵物管理、兒童位置管理、居家養老等。在中小學生管理中，家長可以通過都聯網網站查詢孩子的位置，并設定相應的功能設置實施提醒報警。

我們以智慧校園為例，進行具體功能分析。首先，針對孩子上下學途中可實現的功能有：

（1）實時位置感知：家長可通過“都聯網”網站、CTQ桌面即時通信軟件（都聯網的配套軟件）、手機等及時獲知孩子在校外的實時位置、移動軌跡，了解孩子外出情況、抵離校時間、抵離家時間等信息，加強對孩子外出管理，確保孩子出行的安全，填補孩子外出階段的監護缺失。

（2）校車監控：在校車上安裝可移動的智能網關，記錄校車上的學生情況，監控校車運行軌跡，并將數據發送給學校和家長。

（3）沿途提醒：設置沿途提醒的區域點，孩子每到預先設定的區域點，“都聯網”網頁會彈出提醒或短信發送提醒。

（4）定時提醒：設定提醒時間，在該時間點內，網頁或短信提醒孩子所在的位置。

（5）間隔提醒：設定間隔時間，網頁或短信提醒設定的相應內容。

（6）區域報警：自由設定孩子的活動區域，若離開區域，網頁或短信報警。

（7）到達提醒：自由設定孩子的預計到達區域，一進入該區域，網頁或短信提醒。

（8）交流互動平臺：都聯網網站、CTQ更為家長與老師之間開發了交流互動的功能。老師可把學生在校的信息、學校的統一通知等發送至家長的站內信箱，更可通過聊天工具建立對話。

其次，結合校園內智能傳感網絡的建設，將校園內外網絡信號無縫接合，實現一套完整的中小學生全程管理應用，其在校園內實現的功能包括：

（1）學生信息管理：通過電子校徽識別學生身份，調取并核查學生的詳細資料信息。

（2）校園進出管理：自動感應和記錄學生進出校門時間，以手機短信、網站信息顯示、電腦桌面信息推送等形式通知監護人。

（3）校園內人員定位：用二維圖形顯示學校平面圖，查詢學生和教職員的當前位置與分布。

（4）區域軌跡管理：綜合查詢指定區域內學生或教職員的位置和相關信息，實時記錄安保人員的位置、分布和巡查路線軌跡。

（5）特殊區域管制：設定校內特殊區域，當未授權人員擅自進入時，立即警示。

（6）突發事件管理：電子校徽具有報警功能，遇到突發事件時，學生可使用報警功能進行求救，教師或管理人員能夠及時做好安全防護管理工作。

（7）校園設施管理：井蓋、燈桿、樹木、公共設施等安裝狀態傳感終端，當出現異常及時報警處理，消除安全隱患。

（8）校園資產管理：電腦、U盤、教學設備等重要資產安裝資產管理的傳感終端，查詢資產實時位置、分布和狀態，當出現非法移動等情況時，自動報警。

（9）食堂安全監控管理：通過安裝各種監測裝置，實現對有毒有害氣體的監測，當出現異常情況及時報警。

當然，在MOT基礎網絡平臺上，我們可以將面向公眾服務運營的管理對象擴展到家人、兒童、老人、車輛、資產、寵物等。智慧民生是智慧城市最主要的體現。

當然，面對公眾應用的市場局面一旦打開，將在傳感網絡下產生“海”量級的數據信息，可靠地傳輸數據，避免網絡堵塞，安全地運行網絡，是我們首先要考慮的。因此在MOT基礎網絡平臺建設之初，就將其網絡應用環境定義在城市中數據來源的方方面面，對其可能衍生的負面問題，技術上做了深入的防御與控制的開發設計，針對應用規模化、產業化進行全方面的戰略儲備。

3.3 三步走：智慧產業，逐步推廣多元化的行業綜合應用

在智慧城市產業發展方面，MOT城域物聯網平臺一方面為多種行業應用提供直接的功能服務，例如使管理者實時跟蹤物流運輸車輛的行動軌跡、企業外勤人員的工作位置等，另一方面又能為其他應用獲取信息而提供采集傳輸通道，例如對其他傳感終端開放統一接口，將感知信息通過智能網關傳至相應的服務中心。因此，MOT城域物聯網有著廣闊的產業化發展空間。而且，在基礎平臺穩固而趨于成熟時，行業應用也會以多元化的應用方式與商業模式萌生出來，使平臺的參與者各方受惠，此時產業鏈的形態也就基本形成。

（1）路側停車位管理

為了緩解擁堵，提高道路通行效率，城市的停車費呈現不斷上升的趨勢。然而如何有效監控路側停車位的數量、停車時間等實時停車信息，保證停車費足額上繳，從而使其切實應用到改善城市交通環境上，卻是目前城市管理者遇到的難題之一。我們通過在路側停車位上安裝小型的、內置有磁阻傳感器的傳感終端，停車管理人員手持P D A，結合智能傳感網絡的統一平臺，就可以全面地實現停車位、停車場的智能管理，包括：系統自動記錄街道上每輛車的停車位置和停車時間，自動生成收費記錄，以此為依據，停車管理公司和停車管理員就可以收取相應的停車占道費；停車管理員的P D A會接收相關車輛的停車信息，進行實時顯示和確認，同時P D A也可以拍照記錄車輛停車情況，并實時顯示所管理停車場的車位空閑狀態；系統可以實時顯示城市各條道路空位情況和占用情況，為智能交通提供基礎數據；司機可實時查詢附近的空閑停車位，系統可以引導并提示司機駛向空車位的路徑；停車場自動統計空車位數量并實時發布等。不僅減少了司機為尋找空車位而產生的不必要的空駛，提高停車效率，同時提高停車管理公司對停車位的使用管理效益。更重要的還是在道路停車方面，為政府提供了停車收費的直接實時監控手段，避免了因監管手段的缺失，由停車管理公司和停車管理員的管理漏洞，而造成政府停車稅收的直接損失。

（2）公交智能管理

系統通過對公交車、交通燈控制臺及公交站牌等設施加裝傳感終端和智能網關，在智能傳感網絡基礎平臺下，可實現對公交車輛的位置、分布、行駛軌跡、行駛速度等進行監控，實時了解并統計各線路、車輛、司乘人員的運營情況，為有效配置公交線路的資源和車輛調度決策提供了科學的參考依據；在交通路口實現公交優先放行；公交車內實現自動報站；等車的乘客能從電子站牌上了解各路公交車最近一班的位置和預計到達的時間，為乘客等車、擇車提供方便。

（3）特種車輛管理

車輛攜帶傳感終端，智能傳感網絡基礎平臺就能夠為政府、企事業單位提供特殊車輛（如運鈔車、押囚車、危化品運輸車等）實時定位、軌跡跟蹤、線路管制（實際行駛路線與預先設定的路線不符，系統自動報警）、時間管制（實際到達每個標志地點的時間范圍與預先設定的不符，系統自動報警）、狀態監測（監控中心遠程、同步獲悉特殊車輛運載的人、物信息）、區域控制等功能，以保障特殊車輛的安全運輸和有效監控。特別是對外地特種車輛臨時進入城區后的監控和管理，提供了廉價的、易于實現的、有效的管理手段。

4 結束語

智慧城市離我們既近又遠，由于我們在物聯網領域做的工作是智慧城市的基礎，還需要在工作中對此有更多的意識與準備。我們希望在大家的共同努力下，共同建設MOT城域物聯網，充分激發出現有和潛在的物聯網服務需求，一起迎接健康的智慧城市的發展，實現“城市，讓生活更美好”。