基于物聯網的智慧行業應用與共享平臺的研究與實現

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手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應。其實質是利用先進的信息技術，實現城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續發展，具有非常重要的現實意義。

【關鍵詞】智慧城市;物聯網;云計算;信息技術;公共服務平臺

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

工業化帶動城鎮化，使人口膨脹、交通擁堵、環境污染等“城市病”日益嚴重。在中國城鎮化進程加速后[1-3]，傳統的城市發展模式難以為繼，信息化日益成為化解城市發展難題的突破口。因此，智慧城市的出現為城市發展提供了全新的模式，它通過綜合運用現代科學技術、整合信息資源、統籌信息應用，以加強城市的規劃、建設和管理，是在物聯網、云計算等新一代信息技術的支撐下形成的一種新型的城市形態[4-5]。國民經濟和社會發展“十二五”規劃中也強調要注重以人為本、節地節能、生態環保、安全實用型的城市發展。

1.總體設計

1.1 總體目標

立足城市發展需求，致力于解決當前城市信息化建設存在問題，滿足移動互聯、物聯網、智慧城市未來發展，通過整合各領域的專業信息系統或平臺，集成地上地下三維數據、統一的地理底圖信息、以及各職能部門的專題數據等信息資源，建立起應用到全市各個領域的數據平臺，隨后將數據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信息資源共享平臺。以地理信息數據為支撐、物聯網、三維可視化技術為手段，實現基于真實地理世界的三維景觀，為城市規劃、建設、管理等方面提供技術支撐和輔助決策，從而提高城市管理效率，實現城市可持續發展。

1.2 總體思路

總體框架如圖1所示。

圖1 系統總體設計圖

2.建設內容

2.1 公共信息數據庫

包括數字線劃圖（DLG）數據庫;遙感影像和數字高程模型數據庫;數字柵格圖（DRG）數據庫;地名地址數據庫;地下管線數據庫;三維模型數據;人口基礎數據庫;宏觀經濟基礎數據庫等。

2.2 公共信息資源共享平臺

2.2.1 公共數據管理系統

公共數據管理系統依托公共數據共享平臺運行維護管理各種數據庫，保證數據庫的正常運行和安全。公共數據管理系統包括圖層管理、數據編輯、元數據管理、數據轉換與輸出、數據輸出和統計分析等功能。

2.2.2 基礎數據服務接口系統

基礎數據服務接口系統主要是由一系列數據服務接口組成，提供的數據共享服務主要有認證服務、目錄服務、電子地圖服務、三維數據服務、多媒體數據服務等。

2.2.3 共享平臺運維支撐系統

共享平臺運運維支撐系統主要是對共享平臺的用戶管理、服務的安全認證，各個服務配置、管理以及共享平臺的監控進行集成，為共享平臺能夠穩定地為外部應用提供安全的訪問予以支撐。

2.2.4 視頻數據管理系統

實現對共享的交警攝像頭視頻數據、交通部門的視頻數據和其他服務大廳的視頻攝像頭數據的進行管理，并通過共享實現視頻資源的互聯互通，共享使用。

2.3 行業三維應用系統

依托公共信息共享平臺，可以開展諸如智慧交通、智能電網、智慧物流、智慧醫療、智慧食品系統、智慧藥品系統、智慧環保、智慧水資源管理、智慧氣象、智慧社區、智慧學校、智慧建筑、智慧油田等諸多方面行業應用。

3.系統功能介紹

3.1 數據導入

功能描述：管線數據自動生成，并生成管線屬性。

3.2 信息查詢

功能描述：通過輸入關鍵字查詢對應信息。

3.3 輔助規劃

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

方案對比：在屏幕中設置了雙屏幕對同一地塊上，規劃不同建筑方案進行效果、參數等對比。

3.4 建筑編輯

建筑編輯：對建筑模型進行編輯，例如空間位置變化、模型大小縮放等

替換模型：對現有建筑模型進行替換，從而輔助規劃決策

3.5 新建建筑

新建建筑：對現有空地進行新建建筑，從而輔助規劃決策。

3.6 場景漫游

線路漫游：對特定線路進行漫游，查看線路周邊規劃建筑效果。

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，然后進行定位。

3.8 二三維同步聯動

不管當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，并能實現二者位置同步，以進行對比查看。

3.9 通用功能

地下模式：控制當前三維場景是否是地下模式或者地上模式。

停止飛行：當漫游路線時，用此按鈕可以停止飛行。

水平距離：兩側空間任意兩點之間的水平距離。

垂直距離：兩側空間任意兩點之間的垂直距離。

飛行環繞：選擇某一場景，在此場景飛行環繞旋轉，查看當前場景周圍建筑情況。

放大或縮小：將當前視圖范圍放大或縮小。

正北：將當前視圖轉為正北方向。

保存圖像：將當前視圖數據以圖片的形式保存。

鼠標漫游：水平方向移動視圖。

鼠標滑動：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.結語

智慧城市是以互聯網、物聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等網絡組合為基礎，以智慧技術高度集成、智慧產業高端發展、智慧服務高效便民為主要特征的城市發展新模式。智慧城市的建設是為了適應新型城市發展，適應社會經濟發展的需求。智慧城市將極大提高城市的環境承載能力，有效驅動經濟發展模式調整，全方位提升以人發展為本的美好城市生活的感知。

參考文獻

[1]侯宇紅.基于全景真三維斜射影像的數字城管應用研究[J].地理信息世界，2014，21（1）：106-110.

[2]程鋒.“數字城管”基礎數據普查關鍵技術研究[J].測繪與空間地理信息，2011，34（2）：159-161.

[3]周迪民，段國云.地理信息系統屬性數據不確定性的研究[J].計算機技術與發展2009，19（12）：174-177.

[4]陳平.數字化城市管理模式探析[J].北京大學學報：哲學社會科學版，2006，43（1）：142-148.

[5]陳觀林，李圣權，周魯耀.杭州市“數字城管”現狀及發展對策研究[J].情報雜志，2009，28：43-45.

基金項目：國家自然科學基金（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：網絡控制技術。

蔡延光（1963—），男，湖北咸寧人，博士，廣東工業大學自動化學院教授，博士生導師，主要研究方向：網絡控制與優化、組合優化、智能優化、智能交通系統等。

邱旭勤（1990—），男，廣東惠來人，碩士研究生，研究方向：網絡控制技術。

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