構建智能共享、融合創新的智慧城市

任杰

物聯網技術在智慧城市領域得到了廣泛應用，水質監測、空氣質量監測、智慧路燈等應用層出不窮，豐富了城市治理手段，提升了人居環境。但一個個獨立的業務應用形成了煙囪式的建設模式，感知數據難以共享使用，重復建設的現象也時有發生。

深圳某區在進行新一輪智慧城市建設總體規劃時，在充分調研、分析該區物聯網應用的建設現狀及不足的基礎上，提出了構建基礎設施集約智能、信息資源共享開放、政務管理高效協同、民生服務主動便捷、產業發展轉型升級、數據融合跨界創新的智慧化發展體系目標，制定了建設全區物聯網綜合感知平臺的任務。

平臺為強化城市精細化管理而建

收集智慧環水、智慧城管、智慧交通等物聯網應用的需求，建設物聯網綜合感知平臺，主要包括三大建設目標：一是實現對全區各類物聯網設備的統一接入、統一運維，對物聯數據的統一采集、統一展示、統一共享;二是向區大數據平臺及各委辦局應用系統提供標準化的感知數據服務，支撐各類智慧應用;三是為區領導直觀展示物聯設施建設情況，及人居環境、城市設施的實時狀態，為城市的日常管理、應急處置提供重要決策依據。

同時，通過良好的建設模式和穩健的平臺能力，為將來更多物聯設備的接入、更多物聯應用的使用夯實基礎，不斷提升智慧城市治理水平。

建設物聯網綜合感知平臺，實現感知物聯網感知設備的統一管理，屏蔽物聯終端接入協議的復雜性，對各類監測對象進行指標項數據采集，并確保數據采集、分享過程的高效、穩定、準確，能夠將物聯感知數據提供給大數據平臺或各委辦局業務系統，滿足各委辦局的業務管理和數據分析需要，以便區各職能部門建設的智慧應用進行數據調用，強化城市精細化管理能力。

八大板塊構成平臺整體架構

物聯網綜合感知平臺由物聯網應用服務平臺、物聯網運行管理平臺、業務能力支撐平臺、物聯網感知數據中心、傳感網絡、傳感設備、信息安全保障體系及物聯網標準規范體系等板塊組成。如圖1所示：

其中，物聯網應用服務平臺由綜合展示子平臺組成，是政數局的信息展示平臺，是展示物聯感知工作建設成果的重要窗口。物聯感知綜合展示子平臺的展示內容包括基本信息展示、總體態勢、詳細態勢、數據質量統計等。

物聯網運行管理平臺由接入子平臺和運維子平臺組成。接入子平臺采用實時數據流式處理架構，提供設備接入、數據獲取、數據解析、數據存儲等功能。運維子平臺維護平臺運行所需要的各類配置信息，并提供各類采集數據的基本查詢功能，包括設備管理、監測指標管理、應用配置、數據查詢等。

業務能力支撐平臺提供業務支撐及業務協同相關的各類組件服務，統一通用能力標準并提高復用度，主要提供統一身份認證、GIS展示服務、通知服務、圖表工具等應用服務。

物聯網感知數據中心由采集數據庫、基礎數據庫兩類數據庫組成，實現業務數據集中采集、集中存儲、集中管理、集中使用等功能。

傳感網絡涵蓋了區內傳感體系中使用的各種通信網絡方式，包含NB-IoT、2G、3G、4G、有線等方式。

傳感設備涵蓋了區內各類感知應用所需要使用的傳感器，如環保應用類的傳感器、水務應用類的傳感器、城管應用類的傳感器等。

信息安全保障體系是在區內智慧城市建設中，保障信息安全的體系。智慧城市建設要在保障信息安全的前提下進行建設。

物聯網標準規范體系用以制定接入各類傳感設備的通信規范、數據規范，以及向上層應用系統共享感知數據的接口規范等。

以用戶體驗為中心設計關鍵功能

物聯網綜合感知平臺，作為全區的基礎能力平臺，需要滿足業主對物聯網應用統一規劃、建設、管理的需求，保持穩定可靠的運行狀態，提供良好的用戶體驗。為此，提出七大關鍵功能設計。

多網絡適配。多網絡適配技術應支持3G、4G、NB-IoT、eMTC、5G、有線等多種網絡接入，支持異構設備的泛化接入，適配多種主流物聯網傳輸協議，兼容各種網絡環境。可以通過軟網關的方式，實現數據傳輸網絡、傳輸協議的適配。

多感知設備適配。多感知設備適配，應支持接入各行業各種類傳感器，如溫濕度、有害氣體、位移、傾角監測、地磁等多類型設備。設備的適配在平臺軟件層面體現在支持各類數據協議的解碼，要支持不同的設備數據協議解析處理，可以定義標準的解析接口，通過不同的實現處理程序，來實現能力的擴展。

海量設備高并發接入。海量設備高并發接入，通過負載均衡、虛擬化、容器化、分布式等技術，實現高吞吐量、低時延的海量設備接入能力。

不固定監測因子存儲分析。需要接入的物聯網設備的監測因子數據是不固定的、需要不斷擴展的。采用輕量級的數據交換格式，實現對字符串、數字、對象、數組等數據格式的封裝，支持在網絡、各編程語言實現的程序間傳遞數據，并支持不固定數據格式的擴展。以適應適配各類已知或未知的感知設備接入時，引入的對不固定數據項內容的監測因子的采集、傳遞、存儲需求。

邊緣控制。某些應用場景下需要對物聯網設備進行控制，可以在設備側通過控制邏輯實現，不必與云端進行實時交互。這將提升控制邏輯的處理效率，減輕云端的負荷，降低因網絡延時或中斷產生的風險。

異常指標分析。實時分析監測因子數據，發現異常問題，第一時間通過軟件界面、短信、郵件等方式產生告警，為及時處置異常事件提供抓手。

設備故障分析。通過對設備上報數據的分析，及時發現區內故障設備，通知運維人員及時排除設備故障。這是物聯網綜合感知平臺穩定運行的重要保障。

按照以上的設計內容，該區已成功實施物聯網綜合感知平臺的建設工作。目前，已接入數十類傳感器，為區內智慧環水、網格化綜合管理系統等智慧應用提供感知數據服務，并向市大數據局、市生態環境局提供感知數據服務，同時為區相關領導提供直觀展示城市狀態感知信息的時空視圖。

按照集約化、統籌建設的思路打造的物聯網綜合感知平臺，是智慧城市的核心能力平臺，已經開始發揮其重要作用。隨著后續更多感知設備不斷接入，平臺功能將繼續擴展，全面提升城區智能感知水平，以智能化手段促進城市治理模式轉變、治理能力提升，進而成為萬物互聯下城市治理模式創新的示范。

（作者單位：中通服咨詢設計研究院有限公司）