“数聚物联”推进城市级智慧管理

陈述

宁波华数从2020年开始，就制定了“数聚物联”统一平台的战略部署，融合云计算及开源软件的广泛应用，打造基于物联网数据接入的“数聚物联”智慧感知云平台建设项目

当前，智慧城市建设已成为城市发展的主要方向。智慧城市通过应用物联网、云计算、大数据、AI等多种先进技术，推动城市治理、产业发展、民生改善等各个领域的智慧化。但从当前各地区的建设情况来看，智慧城市的各类智慧化应用大多是独立的系统平台，如交管部门构建的“智慧交通”系统，消防部门构建的“智慧消防”系统等。由于各类应用的数据没有实现互通共享，无法实现整个城市的智慧管理，这在一定程度上影响了智慧城市建设的效果。

要实现智慧城市建设中各类智慧应用之间的数据互通，物联网技术是关键所在。利用物联网技术可以连接整个城市的各类感知、控制设备，并通过这些设备实时地感知、采集信息。随后，再利用云计算技术对物联网采集的信息进行处理、分析、存储与管理等。因此，基于统一、标准与开放的物联网接口技术，构建城市级物联网数据接入平台，成为城市实现综合化、智慧化管理的重要路径。

浙江作为数字经济先行省份，在推进智慧城市建设的过程中，早已开始了这方面的探索。其中，宁波华数从2020年开始，便制定了“数聚物联”统一平台的战略部署，融合云计算及开源软件的广泛应用，打造基于物联网数据接入的“数聚物联”智慧感知云平台建设项目（下称“数聚物联”）。

统一数据服务、统一设备接入

“数聚物联”项目是宁波华数紧密结合浙江省数字建设体系架构，根据华数集团“1334”战略部署，为推动华数各类业务平台实现集约化、品牌化、模块化建设而制定的战略部署。该项目采用“1＋6＋3＋N”的架构，即构建一张云网，在物联网感知中台实现设备管理、链接管理、数据处理、AI能力、视频分析、安全防护等六项核心功能，并以基础应用平台的主流应用服务、基础功能服务和三端入口三个载体为支撑，创建未来社区、数字园区、未来乡村、数字治理、智慧家庭等N个行业应用。智慧城市建设的根本目标是采用统一的平台实现对城市的综合化、智慧化管理，使得城市级物联网数据接入平台在各类设备监测数据统一采集、存储的基础上进行数据融合，实现数据的标准化、规范化加工处理与管理，为数据应用提供标准化的数据使能。因此，城市级物联网数据接入平台必须支持统一的数据管理。

“数聚物联”基于多协议、多制式的方式，能够提供大规模物联网设备接入的统一数据服务。其成功实现的原因，离不开技术的创新。宁波华数为平台精心打造了先进的总体架构，分为七个层级：感知层、网络层、设备接入层、设备抽象层、数据层、服务层与智慧应用层，同时还构建完善的运维、安全与标准体系。

其中，感知层作为物联网数据接入平台的底层，主要负责现场实时数据的监测与采集；网络层则为感知层设备与平台之间的数据交互提供稳定的网络服务；设备接入层为感知层的异构设备提供接口与通信协议，同时屏蔽设备的异构性，向设备抽象层提供统一的访问控制接口与设备描述；设备抽象层则从设备的多个层面构建统一的资源描述模型，再根据具体设备特性抽象为不同类型的资源；数据层则负责对感知层各类设备上传的数据进行高效管理，包括数据采集、融合、云存储、ETL、转发与云处理等功能；服务层基于海量数据为智慧应用提供全面的数据服务；智慧应用层则以数据层、服务层为基础，建立各类用于智慧城市的智慧应用。

城市级物联网数据接入平台的建设，首要任务是解决智慧城市各类设备的统一接入问题。因为设备位于最底层，通过感知采集数据，进而通过控制等手段实现城市管理目标。面对智慧城市物联网下海量异构的设备，如何通过统一的硬件接口实现设备的硬件接入，是物联网数据接入平台面临的首要且关键问题。为解决这一问题，“数聚物联”采用结合IP核设计和复用技术，构建基于多IP核的扩展接入接口设计。

借助云计算，支持大规模、弹性、安全的计算服务

物联网数据接入平台作为为智慧城市建设提供数据服务的核心平台，会接入海量的设备，其数据量会达到千万级，甚至数亿级。由于设备处于实时工作状态，数据不断上报，平台在数据采集过程中会涉及大量的并发事件。因此，平台必须具备大规模的计算与存储能力，并且能够随着数据量的增加具备弹性部署的特性，以确保稳定、高效的数据处理。

为接入和扩展各种功能模块，“数聚物联”的平台物理架构采用模块化设计，以核心模块为中心，分别通过有线通信方式连接有线接入模块，通过无线通信网络连接无线接入模块，基于供电模块进行电力供应，基于通信模块实现网络接入。其中，核心模块负责整个平台的核心计算、本地存储、高速设备接入等功能；有线接入模块主要实现对部分传感器、执行器等设备的有线固定接入；无线接入模块则实现对部分传感器、执行器等设备的无线移动接入。由于采用无线通信方式，平台能够覆盖整个城市范围，从而增强了平台的感知范围和控制范围；通信模块负责平台的网络接入、管理和维护。“数聚物联”平台的物理架构针对不同的物联网应用场景，可以采用不同的配置和部署方案，在实现物联网下“物”的广泛接入的同时，保证接入平台的自适应性、可扩展性和可重用性。

对云计算系统中存储的大规模数据进行管理，主要是对数据进行处理、分析、定位，并最终将结果快速安全地反馈给用户。“数聚物联”基于云计算技术，采用分布式数据库BigTable机制和Chubby锁机制对数据进行管理。同时，数据的高可靠性直接影响着城市管理的效果，平台在建设时必须严格遵守安全性原则，构建完善的安全体系，以保障数据的安全性。“数聚物联”在满足存储速率高和吞吐率高的基础上，采用分片存储和冗余存储机制，以提高数据的安全性和可靠性。

（作者单位：华数传媒网络有限公司）