“互联网+古城保护”在丽江古城的应用

浙江浙大中控信息技术有限公司 李步沛

世界文化遗产是被联合国教科文组织和世界遗产委员会确认的、人类罕见的而且目前无法替代的财富，是全人类公认的具有突出意义和普世价值（Outstanding Universal Values ）的文物古迹和自然景观。它是不可再生资源，它具有脆弱性和易破坏性，给古城保护工作带来很大的困难，城市的发展和古城保护的矛盾实时困扰着丽江古城的管理者。“互联网+”是互联网与传统行业融合发展的新经济形态，其可以使传统企业借助互联网等新技术，提高创新力。丽江古城从遗产保护和古城管理出发，应用“互联网+古城保护”管理理念，结合丽江古城实际需求，探索丽江古城的保护和发展全新道路，为丽江古城保护管理局提供全新的管理方式升级。

一、项目建设背景

为了充分发挥科技创新在丽江经济社会发展中的支撑引领作用，世界文化遗产丽江古城保护管理局将《丽江古城保护数字化管理技术及应用》项目列为重点科研项目。项目从丽江古城实际出发对古城的遗产本体：建筑、桥梁、河道、广场、古树名木、噪音、游客流量、水质、水流量等监测指标进行监测。同时对丽江古城的电力监控、照明管控、视频行为分析、人员定位、准营证管理、修缮管理等日常管理采用“互联网+”方式对丽江古城保护进行常态化管理。

图1 软件架构图

二、需求分析

丽江古城保护数字化管理技术集成及应用的建设目标是：采用全新互联网思维方式，综合集成管理平台以古城各类信息系统为基础，以统一的技术标准将各子系统上的各类信息有机的融合到一个统一的应用平台下，构建一个统一管理、统一调度的信息资源集成管理平台，从而实现全网信息资源的高度共享，为智慧丽江古城保护和管理建立大数据基础。

1.建立一套基于丽江古城的GIS地理信息系统：利用地理信息技术实现对丽江古城的地理信息互联网化。

2.建立一套符合世界文化遗产监测的信息系统：系统通过各种监测手段对丽江古城的遗产本体、水体、游客流量、噪音等监测指标进行预警管理。

3.建立一套适应古城保护的信息平台：从古城保护出发建立电力监控、照明管控、视频行为分析、人员定位、准营证管理、修缮管理等系统，为丽江古城保护提供技术保障和决策支持。

三、系统实现

1.软件架构

软件架构基于私有云计算，通过虚拟化技术集成服务器、存储设备、网络设备提供基于硬件基础的服务，使用云计算技术，把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来作为一个虚拟的资源池，为用户提供私有云服务（如图1所示）。

PaaS（平台即服务）为丽江古城构建一个后台服务平台，通过平台可以将应用设计、应用开发、应用测试、应用部署于该平台，帮助用户构建多元化的平台服务和产品定制需求。

SaaS（软件即服务）为用户提供获取软件服务的新形势，是通过某种服务水平协议（SLA）直接通过网络向专门的平台获取自己所需要的软件功能服务。

用户端展现的方式有PC端应用和移动端应用。

2.网络架构

基于云计算的网络架构，实现前端监测，后端数据分析功能。在前端监测设备包括：游客流量、水质监测、水流量监测、噪音监测、环境监测、照明管控、电力管控通过网络连接至数据中心交换机；数据中心服务器通过虚拟软件（VM）建立私有云，为前端采集来的数据进行计算，使网络形成统一管理和统一交换的平台；在数据交换中，交换机通过虚拟技术，实现快速寻址功能（如图2所示）。

图2 网络架构图

3.系统功能实现

（1）基于Web Server的GIS系统实现

基于web server的GIS系统需要向用户提供数据接口，包含基础信息接口、功能接口、数据接口和应用接口。

GIS系统实现的功能：

地图浏览功能：实现对丽江古城的地图放大、缩小、漫游等功能。

地图查询功能：是位置查询、图层查询、属性查询等功能。

地图分析功能：通过设置缓冲半径实现缓冲区域分析，通过地理信息系统实现对两点之间的距离测量和多点间的面积测量。

（2）遗产保护功能的实现

丽江古城保护主要实现遗产本体信息监测，遗产本体是遗产概念的载体。世界文化遗产丽江古城是从历史、艺术、科学角度看在建筑式样、分布均匀或与环境景色结合方面具有突出的普遍价值的单立或连接的建筑群；遗产本体信息包含：建筑信息、桥梁信息、街道信息、广场信息、河道信息、水体信息、商铺信息、古树名木信息等。通过测量、定位、监控、调查登记等手段实现对遗产本体信息的采集和录入。

影响遗产本体的因素很多，包括自然因素和人为因素，对于影响遗产本体因素的事前监测能够很好的降低对遗产本体的破坏。我们通过高科新技术手段对丽江古城的大气、温度、降雨、风力、噪音、水质、水流量、游客流量等进行前端数据采集，后端数据分析并实时预警，真正做到事前预警的功能（如表1所示）。

（3）古城管理功能实现

城市管理是个开放复杂而庞大的系统，涉及基础设施、公共服务、公共事务和城市保护等多维度管理。系统将以城市基本信息流为基础，从电力监控、照明管控、线路防盗、视频行为分析、执法人员定位、准营证管理、房屋修缮管理等丽江古城实际应用为出发点，为丽江古城打造一个“互联网+古城保护”和管理的管理模式。

电力监控从电量采集自动化方式出发，实现古城商铺实时用电的监测、远程抄表、线路负荷分析、用电异常报警、能耗节能分析。

照明管控实现了古城路灯和景观灯的远程自动开关灯功能，通过监测设备能实时了解路灯开关状态，线路电压、电流以及用电负荷。配置线路的阻抗值设定，增加线路末端电阻检测实现对路灯线路的防盗功能。

人的行为在一定程度上反映某些事件发生的概率，视频的行为分析将分布在城市不同角落的摄像头通过智能分析软件，分析出可能会发生的城市公共安全。诸如人员聚集就容易发生公共事件；快速移动可能就有事件在发生；徘徊检测区域进入就容易发生偷盗现象；物品遗留能很好的提示值班人员；停车检测能够很好的解决古城内乱停车现象。

执法人员定位能够很好的将执法人员的实时定位信息传至指挥中心，方便指挥中心实时调度，同时线路轨迹查询、越界报警能够约束执法人员的行为。

准营证登记管理和房屋修缮登记管理能够很好的管理丽江古城商铺的经营行为，规范商铺的经营活动。

四、结论

城市管理是一项繁琐复杂的工作，应用“互联网+”的管理方式，利用物联网技术和大数据分析，实时了解丽江古城的城市日常运营状态，为城市管理提供决策支持。项目运行几个月来采集了大量的实时数据，有效解决了丽江古城路灯远程开关灯，不同时令开关灯时间在线更改问题；实时掌控古城用电情况，远程抄表技术提高古城供电局工作效率；视频行为分析和游客流量监测为古城管理局提供大数据预警，为古城安全保驾护航；水质、水流量监测实时了解古城污染情况，为水域调度提供数据支持；对建筑、桥梁、街道、广场、古树名木等遗产本体以及影响本体的人为自然环境进行监测，探索出一条适合丽江古城保护的发展之路，使世界文化遗产丽江古城能够得到有效的保护和利用。

表1 影响本体因素阀值设置