“互聯網+古城保護”在麗江古城的應用

浙江浙大中控信息技術有限公司 李步沛

世界文化遺產是被聯合國教科文組織和世界遺產委員會確認的、人類罕見的而且目前無法替代的財富，是全人類公認的具有突出意義和普世價值（Outstanding Universal Values ）的文物古跡和自然景觀。它是不可再生資源，它具有脆弱性和易破壞性，給古城保護工作帶來很大的困難，城市的發展和古城保護的矛盾實時困擾著麗江古城的管理者。“互聯網+”是互聯網與傳統行業融合發展的新經濟形態，其可以使傳統企業借助互聯網等新技術，提高創新力。麗江古城從遺產保護和古城管理出發，應用“互聯網+古城保護”管理理念，結合麗江古城實際需求，探索麗江古城的保護和發展全新道路，為麗江古城保護管理局提供全新的管理方式升級。

一、項目建設背景

為了充分發揮科技創新在麗江經濟社會發展中的支撐引領作用，世界文化遺產麗江古城保護管理局將《麗江古城保護數字化管理技術及應用》項目列為重點科研項目。項目從麗江古城實際出發對古城的遺產本體：建筑、橋梁、河道、廣場、古樹名木、噪音、游客流量、水質、水流量等監測指標進行監測。同時對麗江古城的電力監控、照明管控、視頻行為分析、人員定位、準營證管理、修繕管理等日常管理采用“互聯網+”方式對麗江古城保護進行常態化管理。

圖1 軟件架構圖

二、需求分析

麗江古城保護數字化管理技術集成及應用的建設目標是：采用全新互聯網思維方式，綜合集成管理平臺以古城各類信息系統為基礎，以統一的技術標準將各子系統上的各類信息有機的融合到一個統一的應用平臺下，構建一個統一管理、統一調度的信息資源集成管理平臺，從而實現全網信息資源的高度共享，為智慧麗江古城保護和管理建立大數據基礎。

1.建立一套基于麗江古城的GIS地理信息系統：利用地理信息技術實現對麗江古城的地理信息互聯網化。

2.建立一套符合世界文化遺產監測的信息系統：系統通過各種監測手段對麗江古城的遺產本體、水體、游客流量、噪音等監測指標進行預警管理。

3.建立一套適應古城保護的信息平臺：從古城保護出發建立電力監控、照明管控、視頻行為分析、人員定位、準營證管理、修繕管理等系統，為麗江古城保護提供技術保障和決策支持。

三、系統實現

1.軟件架構

軟件架構基于私有云計算，通過虛擬化技術集成服務器、存儲設備、網絡設備提供基于硬件基礎的服務，使用云計算技術，把內存、I/O設備、存儲和計算能力集中起來作為一個虛擬的資源池，為用戶提供私有云服務（如圖1所示）。

PaaS（平臺即服務）為麗江古城構建一個后臺服務平臺，通過平臺可以將應用設計、應用開發、應用測試、應用部署于該平臺，幫助用戶構建多元化的平臺服務和產品定制需求。

SaaS（軟件即服務）為用戶提供獲取軟件服務的新形勢，是通過某種服務水平協議（SLA）直接通過網絡向專門的平臺獲取自己所需要的軟件功能服務。

用戶端展現的方式有PC端應用和移動端應用。

2.網絡架構

基于云計算的網絡架構，實現前端監測，后端數據分析功能。在前端監測設備包括：游客流量、水質監測、水流量監測、噪音監測、環境監測、照明管控、電力管控通過網絡連接至數據中心交換機；數據中心服務器通過虛擬軟件（VM）建立私有云，為前端采集來的數據進行計算，使網絡形成統一管理和統一交換的平臺；在數據交換中，交換機通過虛擬技術，實現快速尋址功能（如圖2所示）。

圖2 網絡架構圖

3.系統功能實現

（1）基于Web Server的GIS系統實現

基于web server的GIS系統需要向用戶提供數據接口，包含基礎信息接口、功能接口、數據接口和應用接口。

GIS系統實現的功能：

地圖瀏覽功能：實現對麗江古城的地圖放大、縮小、漫游等功能。

地圖查詢功能：是位置查詢、圖層查詢、屬性查詢等功能。

地圖分析功能：通過設置緩沖半徑實現緩沖區域分析，通過地理信息系統實現對兩點之間的距離測量和多點間的面積測量。

（2）遺產保護功能的實現

麗江古城保護主要實現遺產本體信息監測，遺產本體是遺產概念的載體。世界文化遺產麗江古城是從歷史、藝術、科學角度看在建筑式樣、分布均勻或與環境景色結合方面具有突出的普遍價值的單立或連接的建筑群；遺產本體信息包含：建筑信息、橋梁信息、街道信息、廣場信息、河道信息、水體信息、商鋪信息、古樹名木信息等。通過測量、定位、監控、調查登記等手段實現對遺產本體信息的采集和錄入。

影響遺產本體的因素很多，包括自然因素和人為因素，對于影響遺產本體因素的事前監測能夠很好的降低對遺產本體的破壞。我們通過高科新技術手段對麗江古城的大氣、溫度、降雨、風力、噪音、水質、水流量、游客流量等進行前端數據采集，后端數據分析并實時預警，真正做到事前預警的功能（如表1所示）。

（3）古城管理功能實現

城市管理是個開放復雜而龐大的系統，涉及基礎設施、公共服務、公共事務和城市保護等多維度管理。系統將以城市基本信息流為基礎，從電力監控、照明管控、線路防盜、視頻行為分析、執法人員定位、準營證管理、房屋修繕管理等麗江古城實際應用為出發點，為麗江古城打造一個“互聯網+古城保護”和管理的管理模式。

電力監控從電量采集自動化方式出發，實現古城商鋪實時用電的監測、遠程抄表、線路負荷分析、用電異常報警、能耗節能分析。

照明管控實現了古城路燈和景觀燈的遠程自動開關燈功能，通過監測設備能實時了解路燈開關狀態，線路電壓、電流以及用電負荷。配置線路的阻抗值設定，增加線路末端電阻檢測實現對路燈線路的防盜功能。

人的行為在一定程度上反映某些事件發生的概率，視頻的行為分析將分布在城市不同角落的攝像頭通過智能分析軟件，分析出可能會發生的城市公共安全。諸如人員聚集就容易發生公共事件；快速移動可能就有事件在發生；徘徊檢測區域進入就容易發生偷盜現象；物品遺留能很好的提示值班人員；停車檢測能夠很好的解決古城內亂停車現象。

執法人員定位能夠很好的將執法人員的實時定位信息傳至指揮中心，方便指揮中心實時調度，同時線路軌跡查詢、越界報警能夠約束執法人員的行為。

準營證登記管理和房屋修繕登記管理能夠很好的管理麗江古城商鋪的經營行為，規范商鋪的經營活動。

四、結論

城市管理是一項繁瑣復雜的工作，應用“互聯網+”的管理方式，利用物聯網技術和大數據分析，實時了解麗江古城的城市日常運營狀態，為城市管理提供決策支持。項目運行幾個月來采集了大量的實時數據，有效解決了麗江古城路燈遠程開關燈，不同時令開關燈時間在線更改問題；實時掌控古城用電情況，遠程抄表技術提高古城供電局工作效率；視頻行為分析和游客流量監測為古城管理局提供大數據預警，為古城安全保駕護航；水質、水流量監測實時了解古城污染情況，為水域調度提供數據支持；對建筑、橋梁、街道、廣場、古樹名木等遺產本體以及影響本體的人為自然環境進行監測，探索出一條適合麗江古城保護的發展之路，使世界文化遺產麗江古城能夠得到有效的保護和利用。

表1 影響本體因素閥值設置