數字城市與基礎設施建設相結合分析與研究以沈陽汽車城項目為例

王永

數字城市與基礎設施建設相結合打造智慧城市是一個復雜多元化的有機結合，以不同的方法獲取海量數據，通過對數據的整合、關聯、分析和決策，提高和改善民生水平，化解社會矛盾，加快建設數字中國，更好地服務社會發展和人民生活改善，提高人民生活的幸福感和優越感等。本文依托工程實際，在市區片區內分析和研究數字城市和基礎設施建設的多項子工程，如何打造符合現代化水平的智慧城市，以期對市區智慧化城市的建設提供一定的借鑒意義。

一、前言

本文以沈陽汽車城項目（以下簡稱本項目）為例，研究分析數字城市與基礎設施建設相結合，通過數據的采集、監測、整合、關聯及分析等以數據大集中推進業務大協同，為城市運行管理提供更科學的監測分析和預警決策能力，更高水平的智能化執行能力，更協調的跨部門、多層級和異地合作能力，推動城市管理行為向跨部門協同模式轉變，逐步建立起以信息為核心、以事件為驅動的新型城市智慧管理中心，打造智慧化城市。

本項目為PPP項目新建工程，地處沈陽市大東區，區域屬于規劃中的商住生活區，本項目將為汽車城商住生活區提供必要的道路及基礎設施配套，并對東湖區域進行水體整治和景觀提升。工程主要有：智慧路網基礎設施、車路協同、智慧樓宇、智慧公園、城市運營中心、數據中心等。數字城市建設主要有道路視頻監控、高清視頻監控系統、園區視頻安防及智慧運營指揮中心。智慧城市 IOC 解決方案是從應用、平臺、數據資源及 ICT 基礎設施端到端的方案，業務應用主要是依托于時空信息平臺、大數據平臺、視頻共享平臺等基礎上進行建設，實現全面、直觀的感知城市運行管理狀態，統一調度城市管理資源，城市日常運行管理及突發事件的全景式指揮。

架構需基于智慧城市整體建設的框架來進行設計。智慧城市系統總體框架包括感知層、ICT 基礎支撐層、數字平臺支撐層（涵蓋信息資源層）、業務層和展示層。智慧城市運營中心 1個（位于綜合館內），攝像頭 195個。

二、建設項目內容

1.智慧路網

作為城市安防的“護城河”，道路視頻監控與城市安全休戚相關。為打造安全文明城市，同時滿足城市道路監控系統的功能需求和覆蓋需求，本項目將建設道路視頻監控及高清視頻系統工程，為推進智慧路網的建設，打造具備精準感知、精確分析、精細管理、精心服務能力的數字化城市道路，實現出行安全、管控智能、服務有效和通行高效的目標，采用多桿合一、多感合一、多箱合一等手段，將智慧道路系統、路橋監測系統及管網監測系統融合，實現N系統綜合、多維應用的城市智慧路網管理新生態，是集智慧照明、視頻監控、信息發布、環境監測、公共廣播、緊急呼叫等諸多功能于一體的復合型公共基礎設施。智慧路燈施工方案通過融合部署可調LED路燈、視頻監控、LED顯示屏、傳感器、緊急呼叫與廣播等設備在燈桿上，并提供高效可靠的電力線載波及網絡回傳技術，從而實現智慧路燈軟件與硬件系統集成?？梢宰鳛橹腔鄢鞘械男畔⒏兄K端，支撐起城市物聯網的全范圍覆蓋,也可以全面提升社會效益。

在重點道路兩側間隔30～40m均勻布設智慧桿，實現狀態全面感知、信息融合協同、運行綜合管控，具體為實現以下功能：

（1）智慧照明

智慧照明系統通過對燈具的監測和調節，結合環境與時間等因素，能夠有效地達到節能減排和降低維護成本的效果。

（2）智慧交管

智慧交管系統包括傳統的電警卡口和交通視頻監控，實時監控路口交通狀況；準確判斷路闖紅燈、壓實線、違法變道等行為，實時交通違法監控與治安監控，為執法、辦案提供取證依據。

（3）視頻監控

智慧桿上搭載高清紅外攝像機，實時監控路面狀況；準確判別道路異常情況，包括路面險情、設施損毀、交通事件（擁堵、車輛違停等），實時監控交通、人流，及時消除安全隱患。

（4）信息發布

智慧LED桿塔屏是信息發布的主要手段，是智慧路網的重要組成部分，是多功能的集合體，是智慧桿必備的信息發布平臺。

對于重點路段，在道路的中線、兩側路肩處布置沉降位移計。實時監控道路沉降變形情況，對異常數據自動分析并預警。同樣地，對于橋梁監測也是同樣的道理。通過信號的拾取、轉換，對采集的數據進行傳輸和分析，進行遠程監控及預警，實時監測橋梁健康狀況。

（5）配套預留預埋，路燈變壓器容量暫按315kVA設置，兼為道路景觀亮化、道路智能化設施、公交電源、廣告設施及周邊路網銜接等預留容量。箱變電源采用10kV電源，就近由10kV電網采用電纜埋設引入。

道路智能化設施用電按每處桿塔1kW預留，智能交通設施按每路口10kW進行預留。路燈照明供電與智能設施用電分開供電。各自獨立回路供電。

工程范圍內的路燈管線要求沿路燈徑路方向全部埋地敷設。每排路燈下埋設管孔8孔，其中路燈用2孔，其余為道路智能設備用，采用PEΦ110塑料管材埋地敷設。在道路交叉口處采用環形管線將道路各方向管線相連，過道路處采用SC100鍍鋅鋼管保護，人行道及綠化帶處理深為0.7m，過馬路處理深為1.0m。

每處路燈設置一處綜合接線井，穿越機動車道側兩端設置綜合過線井。工程已包括在道路部分。

2.智慧管網

將本項目區域內新建雨污水管數字化，并對區域內（特別是觀泉路、榆林大街以及東望街等)地下城市雨污水主干管道進行監測，實時掌握水量、水質等運行信息，并配備管道清潔機器人高效保障管道排水能力。同時為評估片區管網健康狀況提供依據，并預留全域智慧管網預留數據接口，如表1。

表1 本項目管網監測設備及分布

3.智慧交通

通過智慧交通協同服務云平臺和頂層設計理念“人、車、路、網、邊、云”構建完整的5G車路協同-自動駕駛的解決方案。

（1）車路協同：場景主要考慮人車路云的協同高效，增強信息感知、提升道路通行效率、協同道路管理。本次工程規劃在11個路口預留未來車路協同的安裝點位、管線以及供電，通過感知層、網絡層、平臺層、應用層，已實現以下應用場景。

（2）道路全息感知：以自動駕駛和車路協同技術為引擎，通過部署多類型高精度傳感器和高算力多源數據融合的邊緣計算，利用高可靠低延時的車聯網通信技術，構建面向城市道路的智能交通道路全息感知，降維數據服務多類用戶，提升交通安全、效率、服務。

（3）輔助駕駛安全預警：通過路側多傳感器部署，實現對多方位、長距離連續檢測識別，并與主車感知進行融合，實現駕駛車輛對超視距范圍內車輛或行人的準確感知識別，可提前做出預判和決策控制，進而降低事故風險，也為遠期實現車輛自動駕駛奠定基礎。

（4）智能泊車：基于5G車路協同智能泊車服務，將云端導航信息和場端感知信息推送給車輛，實現對車輛停車引導，駕駛輔助，方便車主找到車位。當車輛具備一定的自動駕駛能力，通過車路協同技術可實現L4自主泊車，車輛自動從下車點開到車位。

（5）無人駕駛：無人駕駛為本項目的遠期應用場景，因此車路協同的建設準備了充足的預留，為實現無人駕駛奠定了基礎。

（6）智慧停車:配置停車收費系統、停車監控系統、智能導向系統、停車場中心管理系統，具備接入遠程控制中心功能，具備無人值守功能。用以緩解大東區市民對停車的需求，對進出車輛進行有效管理。

4.智慧公園

隨著現代化園區的信息化建設不斷完善，安防應用已成為保障園區運營安全的必然需求，在提升園區管理效率、人員安全和規范內部管理方面發揮了重要的作用。園區安防系統的建設隨著技術的發展在不斷成熟。早期園區安防主要依靠視頻監控，以事后追溯為主要作用，但需要面對清晰度不夠等問題。隨后園區安防系統建設逐漸發展成以視頻監控為主，輔以報警、門禁等其他系統的安防系統，實現對園區安防場景的全面覆蓋，視頻監控逐漸高清、IP 化，并且各系統之間也出現了聯動。但是各系統仍然是相互獨立的煙囪式結構，園區安防人員需進入不同的系統，才能進行操作，由此帶來業務、運維管理的不便及效率低下等問題。

包括東湖水域治理及配套設施工程，內源治理，生態活水，水質生態凈化，水安全及景觀綠化，水體整治面積共 146200 m2。水系景觀配套工程配套建設總面積 1200700 m2，水系面積（包含改造和新建）146200 m2，綠化景觀面積 683900 m2，硬質景觀面積 370600 m2。本項目智慧化公園以東湖治理改造為依托，以濕地建設為核心，將園區建設成平安和智慧的園區，以實用為目的，以解決自有園區安全管理、運營效率、節能減排及人員體驗等園區內需問題優先，從實用和實戰的角度出發構建，從而打造新旅游經濟模式下自然景觀獨特、服務設施現代化智慧化、汽車文化濃郁，集觀光游覽、休閑度假、康體運動、生態人居于一體的主題生態濕地，以此改善沈陽東北部生態環境，建設生態屏障，促進第三產業發展，帶動沈陽大東區的地方經濟發展。

主要建設內容有：

（1）園區綜合安防應用平臺。智能安防系統以“事件處理”為核心，圍繞“一個平臺，七大子系統”進行建設，一個平臺指“安防綜合管理平臺”，平臺連接和集成各種安全子系統，使系統間能進行信息共享，具有“集中管理”“安防可視”“靈活聯動”“決策支持”等特性，最終實現系統安全智能化的管理。七大子系統分別為視頻監控子系統、智能分析子系統、門禁一卡通子系統、報警管理子系統、出入口管理子系統、智能巡更子系統、廣播對講子系統，系統間相互獨立而又融合，通過各系統間的整合，提高智能安防工作效率。

（2）智能安防視頻云平臺。采用云計算、云存儲、大數據等核心技術，構建硬件資源集成度更高的視頻監控云解決方案，適用于智慧園區應用場景，為用戶提供大容量、高并發的視頻接入、存儲、轉發和視頻分析、視頻檢索能力。

（3）智能安防前端攝像機。具備按需定義場景的特點，根據不同的場景和功能性設置一定數量的攝像機，通過多樣的組合來快速適配瞬息萬變的演進步伐，智能安防攝像機采用精準判斷（從單一特征走向全特征）的方式，以全特征和多信息的方式提高準確率、降低誤判；同時，通過多攝像機間的協同、端云間的協同進行聯合判斷，提高分析準確率，支撐實戰，一個有生命力的攝像機應該是可以自我感知、場景適應性學習的，就像生命的成長，攝像機也應該具備讓算法和應用不斷迭代、演進和生長的能力，并且始終滿足客戶的業務場景需求。

5.智慧樓宇

本項目包含智能網聯大廈，建筑面積87600m2，地上23層，高度97.15m（規劃高度100m），容積率6.1，以智能網聯大廈為載體作為智慧城市運營中心相當于城市的“大腦”，要求空間必須滿足所有指揮中心的辦公需求，包括數據信息中心機房及預留擴容機房、可視化平臺大屏區域、大廳、辦公區、會議室和預留區域等，其中預留區域涵蓋走道、電梯、衛生間等必要的空間功能設施，通過智能建筑管理系統集成平臺可以有效消除原有系統的信息孤島，實現系統之間的聯動響應。同時提供給管理者最可靠和詳實的報表并提出相應的優化管理和運營方案。智能化的基礎設施的實施獲取供大樓內部、周邊運行過程中的關鍵數據，在設定的預案和流程中，通過科學的數據分析和處理，高效便捷地進行協同管理（比如環境自適應、消防聯動、安全可靠、高效運營、綠色節能等）系統提供的大數據分析平臺大幅地降低了樓宇的能耗，實現了在確保用戶舒適安全的前提下真正的節能減排，進一步地降低了樓宇運營的成本，實現城市狀態的實時監測，城市異常的智能預警，關鍵問題的智慧決策，重大事件的協同處置，打造城市運行管理的OODA環，實現城市治理體系現代化和治理能力的提升。

IOC的總體定位是通過先進的技術、依托城市政務大數據中心和各部門資源，通過對海量數據的整合、關聯、挖掘和分析，以數據大集中推進業務大協同，為城市運行管理提供更科學的監測分析和預警決策能力，更高水平的智能化執行能力，更協調的跨部門、多層級和異地合作能力，推動城市管理行為向跨條線、跨部門協同模式轉變，逐步建立起以信息為核心、以事件為驅動的新型城市智慧管理中心。為了區域發展，同時為了能更科學有效地治理城市，將在大東區汽車城項目中的綜合館內打造一個智慧城市運營指揮中心。

三、結語

打造智慧化城市首先要以智慧城市基礎設施建設為基礎，以智慧城市頂層規劃設計為引領，以高效實施管理服務為目標，采用先進技術和周邊基礎設施有機結合，通過數據采集、分析、決策等一系列程序，更及時地掌握城市運行狀態，更好地為廣大市民提供便捷服務和改善人民生活水平，支撐智慧化、現代化的城市又好又快地發展，本項目6.8km2范圍內多項工程的結合，實現了市區城市的智慧化、數字化的管理，為日后類似城市或區域的智慧城市建設提供一定的借鑒經驗。