NB-lot技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展
——以鹽南高新區(qū)智慧城市建設(shè)應(yīng)用為例

文｜江蘇省鹽南高新區(qū)規(guī)建服務(wù)中心 王玲 吳堅 夏靜怡

1 引言

2018年，江蘇省政府辦公廳發(fā)布《關(guān)于印發(fā)智慧江蘇建設(shè)三年行動計劃（2018－2020年）的通知》，明確提出，加快發(fā)展窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)施規(guī)劃布局，建設(shè)基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)管平臺，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)應(yīng)用。鹽南高新區(qū)按照“城市智慧化、智慧產(chǎn)業(yè)化”的要求，結(jié)合城市精細(xì)化管理需求，推動NB 技術(shù)應(yīng)用點到面，實時感知采集城市各類基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，實時采集便民服務(wù)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)和服務(wù)信息，提升鹽南智慧化管理水平，助理城市精細(xì)化管理。

2 窄帶物聯(lián)網(wǎng)的主要特征

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things，簡稱NB）是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域一項新興技術(shù)，是在2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)的基站上增設(shè)NB 通訊模塊，并由運(yùn)營商授權(quán)用于萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。與4G、5G 網(wǎng)絡(luò)相比，具有覆蓋廣、連接多、功耗小、成本低等特點，市場應(yīng)用的空間非常廣闊。經(jīng)過實際業(yè)務(wù)應(yīng)用，NB 技術(shù)具有明顯優(yōu)勢：（1）耗能方面，4G 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測終端的電池使用壽命為2年，NB 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測終端的電池使用壽命為8年；（2）穿透力方面，4G 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的井蓋傳輸信號較弱，需要安裝信號發(fā)射天線；NB 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的井蓋無需安裝信號發(fā)射天線，能夠?qū)崟r無間斷的將信號傳輸給接收器；（3）通訊成本，每個4G 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測終端通訊費(fèi)為8 元/月，每個NB 監(jiān)測終端通訊費(fèi)不到1元/月。從項目運(yùn)行情況看，監(jiān)測設(shè)備均能正常發(fā)回信息，相對傳統(tǒng)模式下，NB 技術(shù)的高穿透力、多連接數(shù)、低功耗、低成本，體積小等特點得到了驗證。

3 建設(shè)應(yīng)用情況及效果

按照“1+1+1+N”的建設(shè)模式，依托云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，組建統(tǒng)一的窄帶物聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建統(tǒng)一的NB 感知數(shù)據(jù)庫、搭建統(tǒng)一的公共服務(wù)平臺?！耙痪W(wǎng)”即三大運(yùn)營商建設(shè)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)；“一庫”即所有NB 終端采集的感知數(shù)據(jù)庫；“一平臺”即物聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺，是N 類應(yīng)用的支撐平臺，對NB 終端的運(yùn)行狀態(tài)和采集的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；“N 類應(yīng)用”即依托NB 感知數(shù)據(jù)庫和公共服務(wù)平臺，開展城市基礎(chǔ)設(shè)施、民生服務(wù)、政務(wù)服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，提升管理和服務(wù)水平。

3.1 NB 技術(shù)在市政路燈管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)模式下，路燈的管理多采用“三遙”+“人巡”方式，通過對回路進(jìn)行遙控或定時開關(guān)，實現(xiàn)路燈的亮滅；路燈故障多采用群眾舉報，工作人員巡查等方式來發(fā)現(xiàn)，無法實現(xiàn)路燈的精細(xì)化管理；而基于電力載波和4G 網(wǎng)絡(luò)的單燈控制系統(tǒng)有存在信號不穩(wěn)、通訊費(fèi)用高、不可多連接、無法穿透封閉燈桿等問題。借助NB 技術(shù)中的低成本、多連接、小體積等優(yōu)勢特點，將轄區(qū)內(nèi)的照明設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一管理，實時監(jiān)測運(yùn)行態(tài)勢，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障；按照照明需求，實現(xiàn)照明靈活配置，有效降低運(yùn)行成本和管理成本；結(jié)合運(yùn)營商基站布點，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不變的情況下，將設(shè)備在線率由60%提升到98%左右，通訊成本下降75%。

3.2 NB 技術(shù)在地下管網(wǎng)管理中的應(yīng)用

城市地下管網(wǎng)作為城市生命線，是城市賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),在城市基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。城市地下管網(wǎng)多為隱蔽工程，在傳統(tǒng)技術(shù)模式下，需要將RTU 放置在道路上，通過太陽能或常用電來保障傳輸信號的穩(wěn)定傳輸，造成后期管理維護(hù)難度較大，且對現(xiàn)有市容環(huán)境有較大影響。借助NB 技術(shù)的高穿透性和低功耗特點，在各類綜合管網(wǎng)中布設(shè)傳感器，針對液位、有害氣體、溫濕度、壓力、流量、水質(zhì)等危害管網(wǎng)安全運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測，有效掌握管網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢特征。在積累大量實時監(jiān)測數(shù)據(jù)后，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實現(xiàn)了雨水管網(wǎng)管道通暢性預(yù)警分析、雨水管道出水口回灌預(yù)警分析、低洼區(qū)域防汛淹沒預(yù)警分析、出水口水質(zhì)追溯分析、污水管道有害氣體聯(lián)動分析、電力管道有害氣體聯(lián)動分析、燃?xì)夤艿烙泻怏w聯(lián)動分析、電力管道火災(zāi)預(yù)警分析、供水管道跑冒滴漏預(yù)警分析、供水管道壓力爆管預(yù)警分析等管道病害的事前預(yù)警。

3.3 NB 技術(shù)在城市家具管理中的應(yīng)用

城市家具是保障人們在城市中各項活動安全、有序、舒適進(jìn)行的必備條件，同時也是塑造城市風(fēng)貌形象，提升城市空間品質(zhì)的重要元素。如何借助NB 技術(shù)在城市家具智慧化提升方面進(jìn)行模式創(chuàng)新，是整個智慧城市建設(shè)過程中考慮比較多的一個問題。借助NB 技術(shù)多連接、低功率等特點，將城市中的井蓋、消防栓、垃圾箱、座椅、電控箱等城市基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行智慧化提升，一方面實時監(jiān)測其運(yùn)行態(tài)勢，發(fā)現(xiàn)問題及時處置，有效避免出現(xiàn)由于市政基礎(chǔ)設(shè)施損壞導(dǎo)致的安全事件的發(fā)生；另外一方面把沒有靈魂的城市家具、基礎(chǔ)設(shè)施賦予生命，賦予活力，讓城市動起來，讓生活在這個地方的人能夠感受到高科技的力量，體驗智慧城市的成果，為人們的生活提供更多的便利，提高城市的活力，呈現(xiàn)嶄新的城市建設(shè)面貌。

3.4 NB 技術(shù)在停車誘導(dǎo)管理中的應(yīng)用

隨著城市的快速發(fā)展和居民生活水平的不管提高，汽車保有量越來越高，從而導(dǎo)致公眾停車難，部門管理難等問題出現(xiàn)。借助NB 技術(shù)多連接、低功耗、電池壽命長等特點，在區(qū)域內(nèi)車位中布設(shè)基于NB 技術(shù)的無線地磁傳感器，實時獲取停車位空余信息，實現(xiàn)停車場流量監(jiān)控、空閑車位導(dǎo)航以及反向?qū)ぼ嚨裙δ?；同時，借助停車管理信息系統(tǒng)，通過道路兩側(cè)的大屏、停車場門口的導(dǎo)航屏實現(xiàn)車輛的快速引流。

4 小結(jié)

窄帶物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要分支，也是智慧城市建設(shè)過程中常用的一項技術(shù)；在數(shù)據(jù)小、覆蓋廣、功耗低、自主報告異常等業(yè)務(wù)場景中，窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相較于傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著絕對優(yōu)勢；在整體項目建設(shè)過程中，我們也發(fā)現(xiàn)幾個方面的不足：一是NB 網(wǎng)絡(luò)覆蓋和商用進(jìn)度不一，在前期項目建設(shè)過程中，三大運(yùn)營商出于商業(yè)考慮，對基站、扇區(qū)等覆蓋力度不足，當(dāng)局部區(qū)域超過一定規(guī)模時，會導(dǎo)致大量物聯(lián)傳感設(shè)備掉線，無法監(jiān)控城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)。二是NB 技術(shù)終端質(zhì)量參差不齊，由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，各廠商各自為戰(zhàn)，市面同款傳感器存在明顯價差和質(zhì)量差異，需要結(jié)合實際業(yè)務(wù)場景進(jìn)行選擇。三是傳統(tǒng)設(shè)備升級改造不易。針對智慧城市建設(shè)初期布設(shè)的傳統(tǒng)傳感器，不易進(jìn)行NB 技術(shù)改造，將造成一定的浪費(fèi)。