总第12期
2018年2月刊
Solution    方案
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新型智慧城市物联网建设
文/张娟
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在我国新型智慧城市建设的热潮中,城市物联网带来的收益主要体现在基础设施的智能化,而基础设施受市政管理、民生运营、环境管理等多方面因素影响。如何利用物联网技术将这些环节以数据量化、呈现以及效率提升、达成效益成为了普遍关注的重点。

一、 新型智慧城市建设

如果说眼下人们衣食住行的需求已经得到了满足,那么城市还会有什么问题和痛点呢? 先来看一组数据。

在中国,目前共有102个城市的人口达到了百万级别。根据麦肯锡全球研究所的报告,到2025年,这个数字预计将增加一倍以上.随着急速发展的城镇化运动,到2030年,中国城市人口将达到10亿,中国城市将增加3亿人口,将出现约210座百万人口以上的城市,总建筑面积将达到400亿平方米,GDP将增至目前的5倍,占据总人口数量的70%。

从上述数据不难猜测,城市人口出现剧增、交通拥堵加剧、产业能耗偏高、环境污染严重以及城市管理粗放,这都势必会造成居民出行和成本的增加,物耗高、能耗高、污染高,环境卫生压力急剧增加,城市管理手段单一落后等现象。

那么,问题就来了,大城市的拥堵真的是因为人口太多而造成的吗?特大型城市究竟是该限制还是进一步吸引人口?“城市病”在中国蔓延,该如何应对和解决?

为解决以上这些问题,国家提出了新型智慧城市建设目标,新型智慧城市作为智慧城市发展的新阶段,是现代信息技术和城市发展深度融合的产物。具体为六化:“信息网络宽带化、规划管理信息化、基础设施智能化、公干服务便捷化、产业发展现代化、社会治理精细化”。尤其是“基础设施智能化”,物联网解决方案将可以为智慧城市建设提供强有力的支撑,泛在的感知、全面的连接、高效的传输以及智慧的应用,物联网技术都将驱动城市实现真正的智能化,开启新型智慧城市模式。

二、 城市物联网建设的三大关键要素

在新型智慧城市建设中,需要全面化的数据采集、多样化的基础网络、智能化的管理平台,场景化的业务应用,而这正对应了物联网体系中的四层架构:感知层、网络层、平台层和应用层。物联网应用范围非常广泛,透过整合系统、网络传输的创新应用,满足不同使用者的需求,因此建设城市物联网主要有三大关键要素。

数据打通,全面感知

目前,城市生活中水、电、气、交通等系统均处于高速运转的状态,稍有不甚,都可能导致城市管理的紊乱。暴雨天气后的洪涝,严重的环境污染,大量浪费的能耗,这些都将通过城市中部署的物联网传感设备和LPWAN基站提供数据输出,由平台接管数据后进行分析处理,从而满足垂直化场景需求。这样,不仅可以实现不同终端、不同协议、不同身份的统一管理,还为城市管理者时刻监控城市运行状况,收集数据指标,为全方位感知城市生活提供了可能。

方案聚合,使能万物

城市物联网建设是一个庞大的系统性工程,仅仅凭借个人,或者几个厂家是无法完成的,需要政府、相关的科研、标准组织机构以及产业链上各环节合作伙伴通力合作才能完成。现阶段,方案聚合就至关重要,需要多厂商共同参与提供一整套交付的解决方案。城市物联网方案垂直属性强,上层应用多,传输层需要满足复杂环境和野外环境建网,平台层提供终端管理、连接管理、应用使能、业务分析等主要功能。通过开放的合作方式为第三方提供系统对接以及应用开发服务,有效聚合产业链各个环节,不断扩展平台功能。

快速洞察,智御未来

在云计算、大数据、人工智能技术大爆发的背后,物联网安全将一改过去静态的、被动的防护模式,利用大数据分析、人工智能预测等进行主动维护。不仅平台侧需要建立了统一的安全认证体系,其中包括终端认证管理、租户认证管理、第三方平台认证、开发者认证管理等,进一步保证的物联网各环节安全性。还需要在终端侧提供稳定可靠的终端操作系统,提供全方位的立体防护体系。

三、 深圳城市物联网落地实践

赋能基础设施,网罗物联数据。新华三携手7G网络为深圳华强北商业街区打造了一套端到端的城市物联网解决方案。此次引入城市物联网解决方案,涵盖了井盖监测、垃圾桶监测、停车定位以及路灯管理等,基于LoRa基站将基础设施的传感器数据上报至绿洲物联网平台分析处理,实现了井盖、垃圾桶、车辆均可监管可控制,大大降低了市政管理成本,提高了城市整体形象,不仅为每年每盏灯节省大量电费,还可以保障在2-3年内收回投资成本。

下面是深圳华强北案例城市物联网建设组网架构图,具体应该从以下三点考虑,更好的赋能城市基础设施。

图1.城市物联网建设组网架构图

节约绿色·安全低碳

垃圾桶作为城市中分布最广泛、最常见、使用率最高的市政基础设施之一,通过将传感器终端内置到垃圾桶内,配合LoRa通讯网络将垃圾桶溢出、倾倒信息传输到监控平台,不仅实现了异常情况告警提示,还可以集中监控,快速同步给垃圾清理人员,保障了良好的市容市貌。

同理,智能井盖方案也可以将实时监测,在井盖被撬动就会发起告警提示,如有发生异常情况,信息将会被及时同步到巡检人员现场勘查。此外,路灯作为一个城市重要的市政设施之一,通过灯杆内的监控传感器配合城区部署的LoRa低功耗广域网基站网络通讯,将华强北商业街所有路灯通过一张网络监控,实现了智能化灯光控制,如开启时间和亮度等,还可以监测到路灯的状态,如路灯能耗、灯杆倾斜情况。

图2.深圳华强北上层应用

平台赋能·生态开放

目前,新华三基于绿洲物联网平台和绿洲OS为核心的物联网架构打造了供积水水位监测、气象环境监测、智慧垃圾桶、智慧井盖、智慧机柜、智慧路灯、智慧抄表、智慧停车多场景智慧城市应用解决方案。

物联网平台作为建设的核心,至关重要。物联网平台需要具备灵活的接入方式、强大的终端联接管理能力、统一开放的API使能第三方应用等功能。如设定早晨8:00开始打开路灯监控,出现异常后开始录制视频等。

除了端到端方案部署实施后,深圳7G还为华强北提供了一个可视化运营中心来实现整体的监控管理。查看停车情况、现有部署资源的占用情况、视频监控、计算中心监控、综合告警等,实现城市的智慧大脑,实时感知并快速变更策略。

四、 结束语

新华三携手7G网络为深圳华强北商业街区打造了一套端到端的城市物联网解决方案。新华三助力深圳赋能城市基础设施建设,利用物联网技术让城市中的各类市政系统设施智能互联,从而实现城市中“物”的智能化,简化了市政的监管难度,减少了维护成本,提高了整体城市形象。

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