数字城市与基础设施建设相结合分析与研究以沈阳汽车城项目为例

王永

数字城市与基础设施建设相结合打造智慧城市是一个复杂多元化的有机结合，以不同的方法获取海量数据，通过对数据的整合、关联、分析和决策，提高和改善民生水平，化解社会矛盾，加快建设数字中国，更好地服务社会发展和人民生活改善，提高人民生活的幸福感和优越感等。本文依托工程实际，在市区片区内分析和研究数字城市和基础设施建设的多项子工程，如何打造符合现代化水平的智慧城市，以期对市区智慧化城市的建设提供一定的借鉴意义。

一、前言

本文以沈阳汽车城项目（以下简称本项目）为例，研究分析数字城市与基础设施建设相结合，通过数据的采集、监测、整合、关联及分析等以数据大集中推进业务大协同，为城市运行管理提供更科学的监测分析和预警决策能力，更高水平的智能化执行能力，更协调的跨部门、多层级和异地合作能力，推动城市管理行为向跨部门协同模式转变，逐步建立起以信息为核心、以事件为驱动的新型城市智慧管理中心，打造智慧化城市。

本项目为PPP项目新建工程，地处沈阳市大东区，区域属于规划中的商住生活区，本项目将为汽车城商住生活区提供必要的道路及基础设施配套，并对东湖区域进行水体整治和景观提升。工程主要有：智慧路网基础设施、车路协同、智慧楼宇、智慧公园、城市运营中心、数据中心等。数字城市建设主要有道路视频监控、高清视频监控系统、园区视频安防及智慧运营指挥中心。智慧城市 IOC 解决方案是从应用、平台、数据资源及 ICT 基础设施端到端的方案，业务应用主要是依托于时空信息平台、大数据平台、视频共享平台等基础上进行建设，实现全面、直观的感知城市运行管理状态，统一调度城市管理资源，城市日常运行管理及突发事件的全景式指挥。

架构需基于智慧城市整体建设的框架来进行设计。智慧城市系统总体框架包括感知层、ICT 基础支撑层、数字平台支撑层（涵盖信息资源层）、业务层和展示层。智慧城市运营中心 1个（位于综合馆内），摄像头 195个。

二、建设项目内容

1.智慧路网

作为城市安防的“护城河”，道路视频监控与城市安全休戚相关。为打造安全文明城市，同时满足城市道路监控系统的功能需求和覆盖需求，本项目将建设道路视频监控及高清视频系统工程，为推进智慧路网的建设，打造具备精准感知、精确分析、精细管理、精心服务能力的数字化城市道路，实现出行安全、管控智能、服务有效和通行高效的目标，采用多杆合一、多感合一、多箱合一等手段，将智慧道路系统、路桥监测系统及管网监测系统融合，实现N系统综合、多维应用的城市智慧路网管理新生态，是集智慧照明、视频监控、信息发布、环境监测、公共广播、紧急呼叫等诸多功能于一体的复合型公共基础设施。智慧路灯施工方案通过融合部署可调LED路灯、视频监控、LED显示屏、传感器、紧急呼叫与广播等设备在灯杆上，并提供高效可靠的电力线载波及网络回传技术，从而实现智慧路灯软件与硬件系统集成。可以作为智慧城市的信息感知终端，支撑起城市物联网的全范围覆盖,也可以全面提升社会效益。

在重点道路两侧间隔30～40m均匀布设智慧杆，实现状态全面感知、信息融合协同、运行综合管控，具体为实现以下功能：

（1）智慧照明

智慧照明系统通过对灯具的监测和调节，结合环境与时间等因素，能够有效地达到节能减排和降低维护成本的效果。

（2）智慧交管

智慧交管系统包括传统的电警卡口和交通视频监控，实时监控路口交通状况；准确判断路闯红灯、压实线、违法变道等行为，实时交通违法监控与治安监控，为执法、办案提供取证依据。

（3）视频监控

智慧杆上搭载高清红外摄像机，实时监控路面状况；准确判别道路异常情况，包括路面险情、设施损毁、交通事件（拥堵、车辆违停等），实时监控交通、人流，及时消除安全隐患。

（4）信息发布

智慧LED杆塔屏是信息发布的主要手段，是智慧路网的重要组成部分，是多功能的集合体，是智慧杆必备的信息发布平台。

对于重点路段，在道路的中线、两侧路肩处布置沉降位移计。实时监控道路沉降变形情况，对异常数据自动分析并预警。同样地，对于桥梁监测也是同样的道理。通过信号的拾取、转换，对采集的数据进行传输和分析，进行远程监控及预警，实时监测桥梁健康状况。

（5）配套预留预埋，路灯变压器容量暂按315kVA设置，兼为道路景观亮化、道路智能化设施、公交电源、广告设施及周边路网衔接等预留容量。箱变电源采用10kV电源，就近由10kV电网采用电缆埋设引入。

道路智能化设施用电按每处杆塔1kW预留，智能交通设施按每路口10kW进行预留。路灯照明供电与智能设施用电分开供电。各自独立回路供电。

工程范围内的路灯管线要求沿路灯径路方向全部埋地敷设。每排路灯下埋设管孔8孔，其中路灯用2孔，其余为道路智能设备用，采用PEΦ110塑料管材埋地敷设。在道路交叉口处采用环形管线将道路各方向管线相连，过道路处采用SC100镀锌钢管保护，人行道及绿化带处理深为0.7m，过马路处理深为1.0m。

每处路灯设置一处综合接线井，穿越机动车道侧两端设置综合过线井。工程已包括在道路部分。

2.智慧管网

将本项目区域内新建雨污水管数字化，并对区域内（特别是观泉路、榆林大街以及东望街等)地下城市雨污水主干管道进行监测，实时掌握水量、水质等运行信息，并配备管道清洁机器人高效保障管道排水能力。同时为评估片区管网健康状况提供依据，并预留全域智慧管网预留数据接口，如表1。

表1 本项目管网监测设备及分布

3.智慧交通

通过智慧交通协同服务云平台和顶层设计理念“人、车、路、网、边、云”构建完整的5G车路协同-自动驾驶的解决方案。

（1）车路协同：场景主要考虑人车路云的协同高效，增强信息感知、提升道路通行效率、协同道路管理。本次工程规划在11个路口预留未来车路协同的安装点位、管线以及供电，通过感知层、网络层、平台层、应用层，已实现以下应用场景。

（2）道路全息感知：以自动驾驶和车路协同技术为引擎，通过部署多类型高精度传感器和高算力多源数据融合的边缘计算，利用高可靠低延时的车联网通信技术，构建面向城市道路的智能交通道路全息感知，降维数据服务多类用户，提升交通安全、效率、服务。

（3）辅助驾驶安全预警：通过路侧多传感器部署，实现对多方位、长距离连续检测识别，并与主车感知进行融合，实现驾驶车辆对超视距范围内车辆或行人的准确感知识别，可提前做出预判和决策控制，进而降低事故风险，也为远期实现车辆自动驾驶奠定基础。

（4）智能泊车：基于5G车路协同智能泊车服务，将云端导航信息和场端感知信息推送给车辆，实现对车辆停车引导，驾驶辅助，方便车主找到车位。当车辆具备一定的自动驾驶能力，通过车路协同技术可实现L4自主泊车，车辆自动从下车点开到车位。

（5）无人驾驶：无人驾驶为本项目的远期应用场景，因此车路协同的建设准备了充足的预留，为实现无人驾驶奠定了基础。

（6）智慧停车:配置停车收费系统、停车监控系统、智能导向系统、停车场中心管理系统，具备接入远程控制中心功能，具备无人值守功能。用以缓解大东区市民对停车的需求，对进出车辆进行有效管理。

4.智慧公园

随着现代化园区的信息化建设不断完善，安防应用已成为保障园区运营安全的必然需求，在提升园区管理效率、人员安全和规范内部管理方面发挥了重要的作用。园区安防系统的建设随着技术的发展在不断成熟。早期园区安防主要依靠视频监控，以事后追溯为主要作用，但需要面对清晰度不够等问题。随后园区安防系统建设逐渐发展成以视频监控为主，辅以报警、门禁等其他系统的安防系统，实现对园区安防场景的全面覆盖，视频监控逐渐高清、IP 化，并且各系统之间也出现了联动。但是各系统仍然是相互独立的烟囱式结构，园区安防人员需进入不同的系统，才能进行操作，由此带来业务、运维管理的不便及效率低下等问题。

包括东湖水域治理及配套设施工程，内源治理，生态活水，水质生态净化，水安全及景观绿化，水体整治面积共 146200 m2。水系景观配套工程配套建设总面积 1200700 m2，水系面积（包含改造和新建）146200 m2，绿化景观面积 683900 m2，硬质景观面积 370600 m2。本项目智慧化公园以东湖治理改造为依托，以湿地建设为核心，将园区建设成平安和智慧的园区，以实用为目的，以解决自有园区安全管理、运营效率、节能减排及人员体验等园区内需问题优先，从实用和实战的角度出发构建，从而打造新旅游经济模式下自然景观独特、服务设施现代化智慧化、汽车文化浓郁，集观光游览、休闲度假、康体运动、生态人居于一体的主题生态湿地，以此改善沈阳东北部生态环境，建设生态屏障，促进第三产业发展，带动沈阳大东区的地方经济发展。

主要建设内容有：

（1）园区综合安防应用平台。智能安防系统以“事件处理”为核心，围绕“一个平台，七大子系统”进行建设，一个平台指“安防综合管理平台”，平台连接和集成各种安全子系统，使系统间能进行信息共享，具有“集中管理”“安防可视”“灵活联动”“决策支持”等特性，最终实现系统安全智能化的管理。七大子系统分别为视频监控子系统、智能分析子系统、门禁一卡通子系统、报警管理子系统、出入口管理子系统、智能巡更子系统、广播对讲子系统，系统间相互独立而又融合，通过各系统间的整合，提高智能安防工作效率。

（2）智能安防视频云平台。采用云计算、云存储、大数据等核心技术，构建硬件资源集成度更高的视频监控云解决方案，适用于智慧园区应用场景，为用户提供大容量、高并发的视频接入、存储、转发和视频分析、视频检索能力。

（3）智能安防前端摄像机。具备按需定义场景的特点，根据不同的场景和功能性设置一定数量的摄像机，通过多样的组合来快速适配瞬息万变的演进步伐，智能安防摄像机采用精准判断（从单一特征走向全特征）的方式，以全特征和多信息的方式提高准确率、降低误判；同时，通过多摄像机间的协同、端云间的协同进行联合判断，提高分析准确率，支撑实战，一个有生命力的摄像机应该是可以自我感知、场景适应性学习的，就像生命的成长，摄像机也应该具备让算法和应用不断迭代、演进和生长的能力，并且始终满足客户的业务场景需求。

5.智慧楼宇

本项目包含智能网联大厦，建筑面积87600m2，地上23层，高度97.15m（规划高度100m），容积率6.1，以智能网联大厦为载体作为智慧城市运营中心相当于城市的“大脑”，要求空间必须满足所有指挥中心的办公需求，包括数据信息中心机房及预留扩容机房、可视化平台大屏区域、大厅、办公区、会议室和预留区域等，其中预留区域涵盖走道、电梯、卫生间等必要的空间功能设施，通过智能建筑管理系统集成平台可以有效消除原有系统的信息孤岛，实现系统之间的联动响应。同时提供给管理者最可靠和详实的报表并提出相应的优化管理和运营方案。智能化的基础设施的实施获取供大楼内部、周边运行过程中的关键数据，在设定的预案和流程中，通过科学的数据分析和处理，高效便捷地进行协同管理（比如环境自适应、消防联动、安全可靠、高效运营、绿色节能等）系统提供的大数据分析平台大幅地降低了楼宇的能耗，实现了在确保用户舒适安全的前提下真正的节能减排，进一步地降低了楼宇运营的成本，实现城市状态的实时监测，城市异常的智能预警，关键问题的智慧决策，重大事件的协同处置，打造城市运行管理的OODA环，实现城市治理体系现代化和治理能力的提升。

IOC的总体定位是通过先进的技术、依托城市政务大数据中心和各部门资源，通过对海量数据的整合、关联、挖掘和分析，以数据大集中推进业务大协同，为城市运行管理提供更科学的监测分析和预警决策能力，更高水平的智能化执行能力，更协调的跨部门、多层级和异地合作能力，推动城市管理行为向跨条线、跨部门协同模式转变，逐步建立起以信息为核心、以事件为驱动的新型城市智慧管理中心。为了区域发展，同时为了能更科学有效地治理城市，将在大东区汽车城项目中的综合馆内打造一个智慧城市运营指挥中心。

三、结语

打造智慧化城市首先要以智慧城市基础设施建设为基础，以智慧城市顶层规划设计为引领，以高效实施管理服务为目标，采用先进技术和周边基础设施有机结合，通过数据采集、分析、决策等一系列程序，更及时地掌握城市运行状态，更好地为广大市民提供便捷服务和改善人民生活水平，支撑智慧化、现代化的城市又好又快地发展，本项目6.8km²范围内多项工程的结合，实现了市区城市的智慧化、数字化的管理，为日后类似城市或区域的智慧城市建设提供一定的借鉴经验。