构建智能共享、融合创新的智慧城市

任杰

物联网技术在智慧城市领域得到了广泛应用，水质监测、空气质量监测、智慧路灯等应用层出不穷，丰富了城市治理手段，提升了人居环境。但一个个独立的业务应用形成了烟囱式的建设模式，感知数据难以共享使用，重复建设的现象也时有发生。

深圳某区在进行新一轮智慧城市建设总体规划时，在充分调研、分析该区物联网应用的建设现状及不足的基础上，提出了构建基础设施集约智能、信息资源共享开放、政务管理高效协同、民生服务主动便捷、产业发展转型升级、数据融合跨界创新的智慧化发展体系目标，制定了建设全区物联网综合感知平台的任务。

平台为强化城市精细化管理而建

收集智慧环水、智慧城管、智慧交通等物联网应用的需求，建设物联网综合感知平台，主要包括三大建设目标：一是实现对全区各类物联网设备的统一接入、统一运维，对物联数据的统一采集、统一展示、统一共享;二是向区大数据平台及各委办局应用系统提供标准化的感知数据服务，支撑各类智慧应用;三是为区领导直观展示物联设施建设情况，及人居环境、城市设施的实时状态，为城市的日常管理、应急处置提供重要决策依据。

同时，通过良好的建设模式和稳健的平台能力，为将来更多物联设备的接入、更多物联应用的使用夯实基础，不断提升智慧城市治理水平。

建设物联网综合感知平台，实现感知物联网感知设备的统一管理，屏蔽物联终端接入协议的复杂性，对各类监测对象进行指标项数据采集，并确保数据采集、分享过程的高效、稳定、准确，能够将物联感知数据提供给大数据平台或各委办局业务系统，满足各委办局的业务管理和数据分析需要，以便区各职能部门建设的智慧应用进行数据调用，强化城市精细化管理能力。

八大板块构成平台整体架构

物联网综合感知平台由物联网应用服务平台、物联网运行管理平台、业务能力支撑平台、物联网感知数据中心、传感网络、传感设备、信息安全保障体系及物联网标准规范体系等板块组成。如图1所示：

其中，物联网应用服务平台由综合展示子平台组成，是政数局的信息展示平台，是展示物联感知工作建设成果的重要窗口。物联感知综合展示子平台的展示内容包括基本信息展示、总体态势、详细态势、数据质量统计等。

物联网运行管理平台由接入子平台和运维子平台组成。接入子平台采用实时数据流式处理架构，提供设备接入、数据获取、数据解析、数据存储等功能。运维子平台维护平台运行所需要的各类配置信息，并提供各类采集数据的基本查询功能，包括设备管理、监测指标管理、应用配置、数据查询等。

业务能力支撑平台提供业务支撑及业务协同相关的各类组件服务，统一通用能力标准并提高复用度，主要提供统一身份认证、GIS展示服务、通知服务、图表工具等应用服务。

物联网感知数据中心由采集数据库、基础数据库两类数据库组成，实现业务数据集中采集、集中存储、集中管理、集中使用等功能。

传感网络涵盖了区内传感体系中使用的各种通信网络方式，包含NB-IoT、2G、3G、4G、有线等方式。

传感设备涵盖了区内各类感知应用所需要使用的传感器，如环保应用类的传感器、水务应用类的传感器、城管应用类的传感器等。

信息安全保障体系是在区内智慧城市建设中，保障信息安全的体系。智慧城市建设要在保障信息安全的前提下进行建设。

物联网标准规范体系用以制定接入各类传感设备的通信规范、数据规范，以及向上层应用系统共享感知数据的接口规范等。

以用户体验为中心设计关键功能

物联网综合感知平台，作为全区的基础能力平台，需要满足业主对物联网应用统一规划、建设、管理的需求，保持稳定可靠的运行状态，提供良好的用户体验。为此，提出七大关键功能设计。

多网络适配。多网络适配技术应支持3G、4G、NB-IoT、eMTC、5G、有线等多种网络接入，支持异构设备的泛化接入，适配多种主流物联网传输协议，兼容各种网络环境。可以通过软网关的方式，实现数据传输网络、传输协议的适配。

多感知设备适配。多感知设备适配，应支持接入各行业各种类传感器，如温湿度、有害气体、位移、倾角监测、地磁等多类型设备。设备的适配在平台软件层面体现在支持各类数据协议的解码，要支持不同的设备数据协议解析处理，可以定义标准的解析接口，通过不同的实现处理程序，来实现能力的扩展。

海量设备高并发接入。海量设备高并发接入，通过负载均衡、虚拟化、容器化、分布式等技术，实现高吞吐量、低时延的海量设备接入能力。

不固定监测因子存储分析。需要接入的物联网设备的监测因子数据是不固定的、需要不断扩展的。采用轻量级的数据交换格式，实现对字符串、数字、对象、数组等数据格式的封装，支持在网络、各编程语言实现的程序间传递数据，并支持不固定数据格式的扩展。以适应适配各类已知或未知的感知设备接入时，引入的对不固定数据项内容的监测因子的采集、传递、存储需求。

边缘控制。某些应用场景下需要对物联网设备进行控制，可以在设备侧通过控制逻辑实现，不必与云端进行实时交互。这将提升控制逻辑的处理效率，减轻云端的负荷，降低因网络延时或中断产生的风险。

异常指标分析。实时分析监测因子数据，發现异常问题，第一时间通过软件界面、短信、邮件等方式产生告警，为及时处置异常事件提供抓手。

设备故障分析。通过对设备上报数据的分析，及时发现区内故障设备，通知运维人员及时排除设备故障。这是物联网综合感知平台稳定运行的重要保障。

按照以上的设计内容，该区已成功实施物联网综合感知平台的建设工作。目前，已接入数十类传感器，为区内智慧环水、网格化综合管理系统等智慧应用提供感知数据服务，并向市大数据局、市生态环境局提供感知数据服务，同时为区相关领导提供直观展示城市状态感知信息的时空视图。

按照集约化、统筹建设的思路打造的物联网综合感知平台，是智慧城市的核心能力平台，已经开始发挥其重要作用。随着后续更多感知设备不断接入，平台功能将继续扩展，全面提升城区智能感知水平，以智能化手段促进城市治理模式转变、治理能力提升，进而成为万物互联下城市治理模式创新的示范。

（作者单位：中通服咨询设计研究院有限公司）