城市園林綠化智慧化管理體系及平臺建設初探
——以山東省東營市為例

孫學明

（東營市濕地城市建設推進中心，山東 東營 257091）

0 引言

山東省東營市是國家生態園林城市，為打造“養護科學、監測智能、監管有效”的智慧園林管理體系，東營市開展了智慧園林項目建設。智慧園林管理系統是對東營市園林建設進行的科學化、智慧化管理。根據園林綠化智慧化管理體系及平臺的概念與特點，結合東營市園林管理現狀，東營市智慧園林管理系統能夠滿足日常業務管理和服務社會的需求。同時，系統組織結構具有合理性、開放性、可擴展性，便于用戶后期對軟件的自主維護［1］。

1 技術路線

1.1 邏輯架構

為滿足管理部門業務需求、各權屬單位的應用需要，根據項目的建設目標和建設內容，系統采用面向服務的體系架構（Service-Oriented Architecture，SOA），將各部分以松耦合的方式進行結合，通過服務間良好的接口和契約聯系起來。

1.2 開發架構

系統體系結構采用SOA 框架，建立標準的體系結構，包括數據層、邏輯層和表現層3 個不同的應用層次。①數據層：采用Oracle 數據庫系統，實現相關信息、基礎地形數據的高效存儲和管理。②邏輯層：實現數據庫系統業務邏輯，如空間數據的存取、表現和操作等。③表現層：智慧園林系統，滿足系統相關資源展示和管理。

1.3 運行架構

東營市智慧園林系統運行架構劃分為4 個層次。

（1）物聯網感知層：通過物聯網設備進行遠程監測數據的傳輸操作。

（2）數據存儲層：物聯網等數據經過數據傳輸、解析，最終存儲到MogoDB 數據庫中；系統的業務數據表存儲在Oracle 數據庫中；物聯網設備的配置緩存等信息存儲在Redis數據庫中。

（3）基礎支撐層：基礎支撐層構成了整個系統的信息數據采集主體，主要包括3 個支撐平臺，分別為時空信息管理平臺、物聯網接入和管理平臺、數據庫管理平臺。數據庫是所有決策管理的數據基礎平臺；物聯網接入后，管理系統為物聯網的基礎信息提供配置管理；時空信息管理平臺為地理信息系統（Geographic Information System，GIS）提供數據服務。3 個平臺的先進性、高效性、可靠性、安全性決定了整個系統的性能，為系統提供了數據支撐。

（4）平臺應用層：智慧園林系統基于現代網絡和通信技術，融合了園林相關的各類信息，形成一套全方位、一體化的綜合監測和管理系統，具備精確的響應能力。為實現良好的系統交互，智慧園林系統做到了系統運行穩定，功能完整實用，操作方便易用，具有充分的擴展性和前瞻性［2］。

2 系統功能設計

2.1 接口設計

2.1.1 無線數據傳輸接口

無線數據傳輸主要指無線數據城管通與數據庫服務器之間的數據傳輸。使用無線數據采集工具，將采集到的城市事（部件）的相關信息，包括事（部）件的類型、相關圖片、錄音資料及位置坐標等信息通過中國移動的通用分組無線服務技術（General Packet Radio Service，GPRS）傳至服務器。

無線終端與服務器端的數據傳輸應該支持超文本傳輸協議（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP），能夠實現文本、圖形、圖像及聲音等信息的傳輸。應滿足以下要求：①支持HTTP 超文本傳輸協議；②支持數據無線傳輸技術；③支持傳輸數據加密功能；④無線實際通信速率不低于30 kbps；⑤在網絡通信質量穩定情況下，信息傳遞成功率在99.9%以上；⑥與服務器進行數據交換和傳輸的并發用戶數應能保證系統正常工作；⑦單次數據無線交換和傳輸時間小于30 s。

2.1.2 物聯網數據流轉接口

數據流轉接口指物聯網數據傳輸、解析、存儲到系統數據實時更新過程中涉及的接口。

2.2 詳細功能設計

東營市智慧園林管理系統基于城市管理的實際需求，全方面考慮園林相關行業重要指標數據，綜合篩選布局，將園林相關行業管理內容數據合理布局展示，主要包括土壤監測、智慧苗木、養護管理、人員管理、統計分析、車輛管理、視頻監控、視圖顯示8大功能模塊。東營市智慧園林管理系統總體架構如圖1所示。

圖1 東營市智慧園林管理系統總體架構

2.2.1 視圖顯示

包括地圖放大、地圖縮小、地圖漫游、清除圖層、全圖顯示、圖層控制等功能。

2.2.2 實時數據獲取

實時數據獲取：實時獲取監測點各監測項的變化（土壤濕度和PH 值），并動態地改變前端所展示的數據的值。

報警數據獲取：實時獲取監測點土壤濕度和pH 值報警信息，并動態地改變前端所展示的數據的值。在系統中以懸浮窗體的方式，直觀展示土壤濕度、PH值監測設備的運行實時數據，提醒處理人員及時處理報警信息。

2.2.3 信息查詢

苗木點擊查詢：系統中苗木以點的形式在地圖中展示，點擊需要查看詳情的點，便可以查詢該點對應的苗木基本信息。

監測點點擊查詢：系統中監測點以點的形式在地圖中展示，不同監測點的氣泡窗口顯示相對應的土壤濕度、PH 值，單擊地圖上監測點，可以查看監測點基本信息和關聯視頻。

園林工人動態監測：利用智能終端，每隔一段時間上報一次園林工人位置；每天固定時間對園林工人進行考勤，點擊人員標注彈出人員具體信息。

2.2.4 智慧苗木

苗木基礎信息查看：對苗木信息進行管理，主要包括苗木編號、苗木名稱、所屬科目、種植年限、養護單位、健康狀態（健康、病蟲害、死亡）、最后養護時間、生長狀態（購買、種植、驗收、養護）等基本信息，并提供添加、查詢、查看、編輯、刪除、定位等基本操作。

苗木聚合：對地圖上所標示的苗木進行聚合顯示，根據不同比例尺設置不同聚合效果，實現苗木聚合可視化。

日常養護管理：對苗木進行養護管理，主要為養護提醒功能，根據巡檢人員上報的養護案件，顯示苗木編號、最后養護時間、養護部門、養護人、養護原因、養護內容（灌溉、噴藥、施肥、修建、松土）、養護狀態等信息，并提供查詢、報表、新增、查看、編輯、定位、刪除等基本操作，同時提供批量養護操作。

2.2.5 視頻監控

可查看所有監測點的視頻數據，可以定位視頻點的位置，顯示實時監控視頻。

2.2.6 車輛管理

車輛實時查看：可以實時接收應急指揮車的位置并且在系統地圖上標示出來，顯示車輛的詳細信息，具體包括實時GIS位置、地址、速度等信息，并且系統可以與車輛實時語音對講。

車輛軌跡回放：實現綠化車輛歷史作業軌跡查詢和回放，系統通過圖形化方式在地圖上回放車輛作業全過程，便于對車輛的監管。

車輛油耗監控：將查詢時間段內的車輛里程、油耗、加油量等數據以表格形式展示。

車輛視頻監控：對綠化車輛安裝實時視頻監控探頭，實現對車輛實時作業畫面監控。

2.2.7 統計分析

土壤濕度統計：可以根據不同監測點位置、監測數據時間等條件進行過濾，以圖表和曲線形式顯示一段時間內監測土壤濕度變化情況。

土壤pH 值統計：可以根據不同監測點位置、監測數據時間等條件進行過濾，以圖表和曲線形式顯示一段時間內監測點pH 值變化情況。

報警統計：對監測點實時監測的土壤濕度和PH 值的報警數據進行統計查詢分析，可以根據不同監測點位置、監測數據時間等條件進行過濾，顯示報警記錄［3］。

考勤月報：利用智能終端實現園林工人考勤，以月份為單位統計園林工人每天考勤記錄，利用柱狀圖顯示統計數據。

2.2.8 人員管理

人員信息管理：對人員進行養護管理，主要包括員工編號、姓名、性別、年齡、部門、職務、聯系電話等基本信息，提供查詢、新增、查看、編輯、定位、軌跡回放、刪除等基本操作。同時可修改相關聯的智能終端。

2.3 數據庫設計

2.3.1 邏輯設計

本系統的數據庫按照面向對象的方式，設計對應實體類，由實體類對應數據庫中的表，數據表中的關系對應了對象之間的關系。

根據系統功能，數據庫以物聯網數據庫IotCoreDB 為中心存儲相關數據，連接其他行業的物聯網監測數據信息，如供水的壓力和流量實時監測數據，防汛排澇的泵站、閘站等液位點。

2.3.2 物理設計

物理設計就是根據所選擇的數據庫特點對邏輯模型進行存儲結構設計。主要涉及內容包括定義數據庫、表及字段的命名規范，為表中的字段選擇合適的數據類型并建立數據庫結構。

本系統的數據實體包括業務數據實體和權限數據，基礎數據包括監測歷史數據、監測實時數據、監測點及監測項類型和配置表數據等，權限數據包括用戶信息、角色信息及授權信息等。

2.3.3 數據庫命名規則設計

主鍵外鍵關系、表間關系、表中字段是不可再分的屬性。

表的表示：描述單一信息，功能簡單實用、命名規范合理。

數據庫命名采用駝峰式命名規則，如本系統數據庫名為OnMap。

數據庫表命名：物聯網數據庫相關表以smart_kylin 開頭，后跟相關信息英文縮寫，全部以小寫命名，如監測項配置表命名為smart_kylin_config；業務數據配置以smart_aqyxpg 開頭，如供水風險表命名為smart_aqyxpg_gs。

3 結語

智慧化管理體系是綜合運用物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術，對城市園林綠化管理問題發現形式實現全方位、全時空、全覆蓋的管理。智慧園林信息管理系統的軟件系統建設內容包括智慧苗木管理系統、土壤濕度和PH 值檢測、園林工人動態管理系統、車輛管理系統、園林工程管理系統及視頻監控系統6 項內容。“智慧+”讓幸福感和獲得感縈繞在城市的每個角落，為建設高品質和諧宜居生活城市提供了技術支撐。