发布时间:2024-03-09 17:09:56
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇智慧交通的需求分析,期待它们能激发您的灵感。
【关键词】智慧城市 智慧园区 园区信息化需求
中图分类号:F623 文献标识码:A 文章编号:1006-1010(2013)-05-0056-03
1 引言
目前在全球范围内智慧城市建设开展得如火如荼,智慧城市所涵盖的领域遍及城市生活的方方面面,这是一项渐进的、分阶段逐步实施的庞大系统工程,并非一朝一夕之功即可实现,需要在建设过程中不断地优化与完善。智慧园区是智慧城市的重要表现形态,其体系结构与发展模式是智慧城市在一个小区域范围内的缩影,既反映了智慧城市的主要体系模式与发展特征,又具有一定的不同于智慧城市发展模式的独特性。
2 智慧园区建设动态跟踪及需求分析
2.1 国内智慧园区建设动态跟踪
目前,国内智慧园区建设主要集中在东南沿海发达城市,现在已经或者正在建设的智慧园区达到十多个,包括台湾新竹科学工业园、北京中关村创新智慧园区、无锡软件园智慧园区、苏州工业园智慧园区和绍兴纺织智慧园区等,见表1。
2.2 智慧园区建设需求小结
纵观上述园区信息化建设,可以看出:作为承载产业与经济发展的重要载体,产业园区朝现代园区、新城市中心方向发展,园区信息化需求也因此逐步扩展为类城市综合体的需求。产业园区根据业务类型、收入规模不同,在组成主体和信息化需求方面均存在差异。产业园区的参与主体包括园区管委会、园区企业、公共配套和商贸配套,可归纳为政务服务、产业提升、生活服务三大类需求,其中:园区管委会的信息化需求主要集中在以资源整合和信息共享为基础的电子政务、园区管理、公共服务、商务促进等,园区企业的信息化需求主要集中在以创新发展和产业链协同为目标的生产管理、采购管理、营销管理、综合管理等几大方面,园区居民的信息化需求主要集中在以提升幸福感知为目标的衣食住行等方面。从当前各类园区的发展来看,园区的经济类型是影响园区信息化需求的主要因素,园区信息化需求更多地集中在产业提升及政务服务上。
3 智慧园区发展目标及解决方案建议
3.1 智慧园区发展目标
智慧园区区别于数字园区的核心是通过更高效集约的方式,利用软件、服务、物联网技术来提高园区的管理水平、产业服务水平和居民生活服务水平。因此智慧园区的发展目标可概括为:网络泛在化、平台集约化、应用智慧化和运营社会化,进而助力实现提高政府办事效率、树立政府公众形象、促进园区产业升级、提升园区企业竞争力、提升园区居民幸福感知等五大目标。
3.2 智慧园区共性解决方案建议
从园区共性的信息化需求出发,不考虑建设周期长短,智慧园区的共性解决方案可概括为“1个门户、3大智慧应用、1个智慧基础”,具体如图1所示。园区内政务、交通、医疗、教育等应用应与园区外整个智慧城市的相关业务平台或者数据中心建立接口,不提倡自成体系,但可填充园区内的特色应用。
从细分功能模块看,面向园区管委会的应用可分为园区政务、园区管理、园区服务、园区商务等。以园区管理为例,基础设施管理、交通管理、安全管理、基础通信管理等属于园区管理中最为普遍的应用,属于首选模块,其他模块应该根据园区需求分步和有选择地实施。面向园区企业的应用可以分为产业应用和企业应用,从目前来看,园区的企业信息化需求更多聚焦在产业应用上,也就是特色行业应用上,根据园区的类型可以分为工业园区解决方案、物流园区解决方案、农业园区解决方案、文化园区解决方案、商务园区解决方案等。面向园区居民的应用可以分为政务服务、公共服务、商业服务和安心服务四类,以公共服务为例,公共信息、园区交流互动、健康管理、预约就医等功能为常见功能。具体推荐功能如图2所示。
3.3 智慧园区特色应
用建议
4 结束语
智慧园区属于智慧城市的组成部分,是数字园区的升级,在当前形势下,需要循序渐进、有侧重、科学地开展智慧园区的建设。本文主要从智慧园区信息化需求分析和国内智慧园区建设现状入手,提出智慧园区建设共性和特色解决方案建议,供智慧园区建设实施参考。
【关键词】智慧交通 信息化监理 监控系统
1 城市交通监控系统概述
城市交通监控系统是采用先进的图像识别技术、计算机网络与通信技术、数据库管理技术等高新技术手段形成的一个特殊系统。城市交通监控系统架构如图1所示。
系统通过位于感知层的前端监控设备对视频图像进行采集和初步的分析,然后利用有线通信网或无线网络将各监控点的交通实时情况快速、准确地传回后台。后台建设有C合的交通管理和指挥平台。在这个高度集成的平台上,交通管理人员可以了解和掌控布设监控区域的车辆通行状况、流量等信息。同时可以对车辆违法、交通堵塞、突发事件等进行视频取证并及时处理,从而达到非现场执法的目的。城市交通监控系统还贯穿于智慧交通体系之中,满足了交通管理不同岗位上的工作者的业务需求。城市交通监控系统的功能主要体现在交通信息的采集与处理,交通信息管理以及智能交通调控等几个方面。
2 城市交通监控系统的关键―图像识别技术
交通监控系统的图像识别技术是通过成像传感器获取道路交通图像,然后利用前端设备的嵌入式芯片或中心机房的服务器对图像进行处理与识别,以模仿人的视觉功能,获得智能交通系统所需的有用信息。图像识别的处理过程如图2所示。图像识别技术主要应用在车辆的检测、识别、跟踪、违章报警、流量统计等。
近年来,随着经济的发展,城市中的机动车保有量不断增加,而受限于城市规划和地理环境,城市的交通道路不可能无限制增加,拥堵成为大多数一线城市共同面对的难题。车辆与道路的矛盾除了导致拥堵,随之而来的是各种交通违章、交通事故的增多。交通部门的压力与日俱增,由于警力有限,不可能纯粹依靠人力对所有路段、路口实施全天候、全方位的监控管理,所以只能依靠现代化科学技术手段来进行交通协管。利用图像识别技术可以完成自动交通监管功能,即建立所谓的“电子警察”。通过交通路口安装摄像机,拍摄交通路口的视频,经过计算机对数字图像信号的阀值比对和分析处理,完成自动违章识别和自动车牌识别的任务。
自动违章识别是对动态物体(如车辆)进行识别,并对其运动轨迹进行跟踪,然后依靠监控区域内的道路标志和路口信号灯状态自动判断车辆违章情况。其中涉及的关键环节有:
2.1 对运动目标的检测。
在这一环节主要采用的技术手段有背景图像差分法、帧间差分法和光流法等图像识别方法。这三种方法各自拥有自己的特点,结合不同实际情况使用可以取得很好的应用效果。
2.1.1 背景图像差分法
其基本原理是首先将监控视野内的静态背景储存起来。在实际运行中通过将拍摄到的实时图片与静态背景进行减除,将所得差的每一像素的值和预定阈值相比较,若这个像素值大于阈值,则认为这点是前景点,否则是背景点。利用这种技术解决方案时,受光线和天气等外界条件的影响较大。因为在不同天气、不同光照的情况下,背景图像并不是一成不变的,因此很难构造一个理想的静态背景图像作为基础;另一个问题在于预定阈值的确定,只有恰当的阈值才能正确分割出目标所占的区域,而这也需要根据实际情况进行调整和确定。
2.1.2 帧间差分法
这种解决方案是通过将记录的视频图像中一系列的相邻两帧作差分运算来获得目标轮廓。在多个运动目标的识别中该方案可以取得良好的效果。由于视频中两帧图像间隔时间很短,所以背景的变化也非常小,对差分的影响很小。其缺点在于所差分的图像并不是由理想封闭的轮廓区域组成,得出的目标往往是局部的、不连续的,这对运动目标的识别是不利的。
2.1.3 光流法
其基本原理是给视频中的每一个像素都设定了一个速度矢量,形成一个整体的图像运动场,在运动的定格时刻,图像上的点与三维物体上的点一一对应,再根据各像素点的速度矢量特征对图像进行动态分析,根据图像的光流矢量分析这一区域是否是连续变化,从而判断是否有运动目标。光流法方法规避了差分时基础静态背景和阀值的选取工作,但是对每个像素的矢量进行分析,计算量大、易受视频噪声影响,依照现有的硬件处理能力,还不能做到图像的实时处理,应用范围受到一定限制。
2.2 对多目标的跟踪
在视频流中分割目标,再将分割的目标与上一帧图像的目标进行匹配,从而达到跟踪的目的。一些文献介绍了利用目标匹配的方法实现多目标跟踪,其基本原理是将当前图像帧中的区域和已知图像的目标区域进行匹配,如果已知的目标区域表示为一个目标列表,将当前图像帧中的所有区域表示为一个测量列表,针对测量列表中的每一个元素,在目标列表中找到与之最相似的元素,这类方法适用于目标之间相互作用较小的情况,且与目标特征的选取关系较大。
2.3 对车辆违章的判别
在车辆运动轨迹提取之后,根据红绿灯信号和道路交通标志线自动判别车辆违章情况。在对交通违章行为进行处理时必须记录三个重要证据:违章画面;违章车辆全景位置,表明该车当时确实处在违章位置;清晰的车牌号码,明确违章车辆身份。所以只有利用了基于计算机技术的视频监控系统才能完成自动监控。
车辆自动识别作为当前智能交通系统的重要组成部分,逐渐形成几种成熟、有效的识别技术,如射频识别、车牌识别以及条形码识别。其中条形码识别以及射频识别都隶属于间接识别,很难对车辆同其车牌信息是否相真实相符进行有效识别。车牌识别是一种直接识别,不需要在车辆当中安装相应的条形码或者其他的射频识别标志,且维护和使用简便。
车牌自动识别是以摄像机拍摄的车辆画面作为输入图像,利用计算机图像处理和模式识别技术识别车牌字符。目前的技术水平为字母和数字的识别率可达到96%,汉字的识别率可达到95%。中国软件评测中心同时提供专业的第三方测试服务,为项目建设成果保驾护航。
车牌识别系统有两种触发方式,一种是外设触发,另一种是视频触发。如图3所示。
外设触发工作方式是指采用线圈、红外或其他检测器检测车辆通过信号,车牌识别系统接受到车辆触发信号后,采集车辆图像,自动识别车牌,以及进行后续处理。
视频触发方式是指车牌识别系统采用动态运动目标序列图像分析处理技术,实时检测车道上车辆移动状况,发现车辆通过时捕捉车辆图像,识别车牌照,并进行后续处理。视频触发方式不需借助线圈、红外或其他硬件车辆检测器。
3 城市交通信息管理系统的应用
城市交通信息管理系统包含车辆信息采集、数据传输、数据集中管理以及信息存储于一体的综合系统,将采集的信息经过分析、处理、提炼,并结合地理信息系统(GIS,Geographical Information System)可以动态查询车辆信息、跟踪车辆、自动形成路况信息,通过现代通信手段向外实时相关信息,以及发送相关车辆的违章信息。
城市交通信息管理方式是以车牌号作为车辆的唯一身份,配合自动车辆识别系统进行半自动或人工方式进行管理。因此,有必要在城市交通信息管理系统中引入更先进的身份标识传感器以实现自动化管理。
4 城市交通监控系统建设监理措施
北京赛迪工业和信息化工程赛迪监理中心有限公司隶属于国家工业和信息化部中国电子信息产业发展研究院,依托工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心(中国软件评测中心)和赛迪信息产业(集团)有限公司的优质资源,业务涵盖信息工程、智能交通、智慧城市、工程、运维管理等类型。城市交通监控系统建设的监理工作将重点放在感知系统设备安装,软件系统开发两方面。本节主要对城市交通信息管理系统开发整个赛迪监理实施进行阐述,对前端设备选型、监控点位进行描述,具体设备安装工艺不再作具体介绍。
4.1 城市交通监控系统感知设备选型监理措施
前端监控设备系统建O主要包括监控点位确认、现场踏勘、施工图纸设计、立杆、设备安装调试、缆线敷设、系统联调测试、系统验收等施工工作。设备选型需从视频采集、传输、控制、显示、存储等方面进行考虑。同时还要考虑因素,如存储设备接入视频流的最少节点、读写速度、网络带宽等。选择符合本项目需求的设备不仅可以达到项目建设的最终目的,也可以减少因设备问题后续施工产生的不良后果。所以在设备选型上,赛迪监理人员应坚持设备选型一致性、确保技术参数相同,减少设备与设备间的数据传输等一系列问题。保证了应用效果的统一,为项目整体系统扩充、更新换代打好了基础。项目所用产品必须满足合同和规范要求,国家强制执行第三方检测的设备需提供检测报告上交赛迪监理人员审查。
4.2 城市交通监控系统监控布点监理措施
监控点的分布设计主要以道路、交通设施情况、人口分布程度等因素共同决定。对重点政府机构、军队驻地、繁华商业街区、城市公共交通枢纽,人口稠密地区,易拥堵的道路周边监控点分布密度相对较大。对稀疏地区,山林等交通顺畅地区,监控点宜减少。
赛迪监理应参与监控点设备的到货安装全过程,因城市交通系统前端感知点位较多,赛迪监理方可采取分批检查或抽查的方式对承建方的工作进行监督和管理。在后期设备全部接入后,可要求承建单位提交监控测试计划,制定监测摄像机检查方案。
4.3 城市交通信息管理系统建设监理措施
对交通信息管理系统开发需求内容的确认是整个软件开发实施阶段尤为重要的工作。此阶段监理人员应对承建单位需求分析和设计阶段工作成果进行评审,保障软件需求分析设计过程和产品符合规范和要求。
4.3.1 城市交通信息管理系统需求分析阶段
赛迪监理主要任务是听取业主单位从业务角度出发提出的对开发方设计的意见,对软件交通信息管理系统需求分析过程、需求分析活动、概要设计内容、详细设计内容等进行审查,确认是否满足要求:给出是否符合要求的结论;确定其可否作为软件开发的前提和相关依据。从文档的规范性、可实施性出发,以国家相关标准为依据,从软件工程学的角度对承建单位提出意见与建议,配合业主单位工作,敦促承建单位做好工程项目的设计工作。在设计阶段,赛迪监理主要针对需求的覆盖性及可跟踪性、模块划分的合理性、接口的清晰性、技术适用性、技术清晰度、可维护性、约束与需求的一致性、可测试性、对软件设计的质量特性的评估、对软件设计的风险评估、对比情况、文档格式的规范性等方面进行评审。在此过程中,业主单位也需要对设计文档进行检查,主要在功能设计是否全面准确地反映了需求、输入项是否完全与正确并符合需求、输出项是否符合需求、与外界的数据接口是否完全与正确并符合需求、各类编码表是否完全与准确并符合需求、界面设计是否符合需求、维护设计是否符合需求、各类数据表格式和内容是否符合要求、是否存在其他有疑问的设计等方面进行核查。
4.3.2 城市交通信息管理系统设计阶段
在交通监控系统软件开发过程中,赛迪监理应监督承建单位严格按照工程设计阶段所制定的进度计划、质量保证计划、系统设计进行开发工作,检查承建单位是否按照设计中制定的规范与计划进行编码与测试。同时注意软件版本控制,检查单元测试、集成测试、系统测试。如有必要,宜进行压力测试、安全性测评等。确认测试是否按计划进行并有测试与修改记录、测试环节是否按计划进行,问题发现与解决是否有文档记录。
本类系统涉及多个子系统,多类接口的接入,多种数据输入,实现图像处理、数值分析、数据传输等功能。系统较为复杂,功能点多。赛迪监理应积极协助建设单位检查违章车辆的抓拍能力,是否有漏拍情况,车牌拍摄质量等合同中提及的内容进行主观筛查。要求承建单位制定系统功能测试表,包括图像接入情况、信息处理的真实性、违章环节的处理情况等,以便各方人员的检查、问题统计、解决情况等。赛迪监理此时应积极做好业主方和承建方之间的协调工作,在保证项目质量前提下确保项目顺利推进。
【关键词】旅游 导览系统 科学发展
随着人们的生活水平不断提高,信息化技术的全面发展,越来越多的人越发热衷于旅游;人们通常采用随团旅游或自助游的方式,游历山水,参观古迹;随着游客对旅游的 质量要求变得越来越高,两种旅游方式均呈现出一些问题。对于随团旅游的游客,个人喜好往往有很大差异,导游无法照顾到全部游客;同时,跟在队尾的游客也会因榫嗬牍远而不能完全听清导游的讲解,降低了游玩质量;另外,由于旅游人数众多,难免存在游客掉队的情况,导游也无法确切掌握游客的具置,游客安全不能得到有效保障。随着许多旅游业问题的出现,出现了一种符合现代科技的旅游方式,智能旅游方式。智能旅游是指利用互联网等网络工具,借助移动终端上网设备,了解需要的旅游信息。智能旅游系统主要将智能旅游划分为旅游管理,旅游服务和旅游营销三个层面,是一种直接提供给旅游者景区及其周边的相关信息的科学的系统。
1 移动手机终端系统现状。
智慧旅游是为了让旅游消费的各个环节变得更加方便的新生旅游方法。对于游客的需求而言,旅客想要的信息是景点的信息及交通工具的使用、旅店的住宿等一系列的问题。而对于旅游工具而言,导览旅游这个功能,无疑是旅游类APP中最重要和最强大的功能。在以前,因为缺乏对景区及其周边的环境缺乏了解,科技水平比较落后,以致于智能导游服务没有得到更快的发展。而现在借助于旅游APP、百度地图等涵盖全国的导航性地图的支撑,对景点、景区的导航等都变得容易很多。利用自身的内容优势提供了利地图的地理数据,用百度通过图片像素坐标和地理坐标之间的坐标匹配,实现景区示意图与真实地图的叠加显示,更快的加快了智能旅游的发展。
2 需求分析
需求分析是完全以使用者的需要及实际情况为基础的分析方式,通过需求分析可以了解到顾客的需求。需求分析是在智能导览系统中不可缺少的一步,是否能够对需求进行合理的分析决定了系统以后的使用及发展前景。
2.1 系统功能需求分析
2.1.1 用户功能需求
通过对使用者进行调查分析,从中了解客户的实际的需求,对于智能旅游发展有着导向作用。
(1)游客。游客在使用微信公众平台时,对于只接收到景区推送信息的公众平台表示了不满。希望景区能够提供更实用的功能。对游客而言,景区的地图包括景点、服务设施的分布图,景点的介绍及语音讲解,用户对景区内的各个景点的设施及其旅行感受的反应和评价是一个具有重要作用的功能。从中可以了解到游客的切身实际的感受。这也可以和游客进行良好的沟通,从而对系统进行修复和调整,也能够为用户提供合理的人机互动界面,从而为系统设计的提供较为重要内容。
(2)管理人员。管理人员通过微信公众平台的后台控制端,导入导览模块后,在此模块中管理员最希望的是了解到游客对于景点的评价并能及时做出回复,以及编辑景点相关信息资料。相对于游客的需求而言,管理员也十分想要实现上传景区特制地图并实现定位功能,以及上传景区语音讲解,实现目前所提倡的智慧旅游体验。
总结,两种用户的功能需求而言。管理人员的主功能需求是上传景区特制地图为游客提供定位,并能编辑景点相关资料,对游客点评进行回复。游客的主要功能需求是景区内部定位、景点分布、服务设施分布、景点相关信息、景点的星级评价。由此设计可以为管理人员及游客的使用提供相关信息。
3 开发平台介绍
3.1 NET Framework介绍
.NET Framework是管理面向.NET Framework的应用程序的运行时执行环境。它包括提供内存管理和其他系统服务的公共语言运行时及一套使程序员可以在应用程序开发的所有主要领域的健全、值得信任的代码数据库。.NET Framework是可以提供各种与服务相关的执行环境。NET Framework提供的用于运行应用程序的服务包括内存管理、常规类型系统、一个全面的类库、开发框架和技术、语言互操作性、版本兼容性等。.NET Framework能够完成很多繁琐的任务,满足系统中管理员的使用场景,标记景点位置、简介信息、上传语音解说文件、景点图片文件等。另外游客的使用场景,从数据库中获取想要获取的信息。
3.2 开发语言介绍
3.2.1 HTML
HTML是一种超文本标记语言。“超文本”是指其中可以包含文字、图片、链接等非文字元素。文本标记语言可以嵌入各种数据格式,其有着简易性、可扩展性等特点。其应用子类元素,保证系统的拓展功能。另外,HTML是网络的通用语言,它可以让网页的建立者建立许多复杂的页面,这些页面被应用的人在其设备上进行浏览。
3.3 开发工具介绍
3.3.1 微信公众平台
微信是腾讯公司开发的一种移动设备提供即时通讯服务的便捷式程序系统。微信被人们普通运用,其通过跨系统平台通过网络对文字、图片、视频等信息进行发送,促进人们的交流和沟通,加快人们对于信息的共享速度。伴随着智能手机的出现,人们对智能手机使
用频率的增高,基于微信在民众之间广泛的运用,通过微信平台,可以对旅游导览系统进行多方面的宣传,并且微信公众平台支持很多的编程代码,开发者可以利用这一功能对相关的系统进行建设和发展。
3.3.2 百度地图
百度地图是由百度建设和统计的一项覆盖全国范围的网络地图,其涵盖国内大中小城市、区县乡镇。人们通过百度地图,可以快捷的查询到需要的地理位置及其相关的信息。利用百度地图可以获取导览系统需要的地理位置信息,对导览系统的建设会有着促进作用。
4 结束语
随着人们的生活方式逐渐变化,人们不再是只趋于物质享受,对于旅游等精神享受也充满了积极性,这也促使了我国旅游业得以快速的发展。智慧旅游,是旅游业新生的新型旅游方法,游客可以通过移动终端设备对旅游相关的信息进行快速的查阅和了解,利用此类设备,可以让旅行过程变得安全、方便。因此开发能在移动端使用的导览系统对于促进和加快我国旅游业的发展有着非常重要的作用。
参考文献
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作者简介
周润苗(1984-),女,湖南省娄底市人。硕士在读,职称:讲师。研究方向为软件工程、农业信息化
其中,政策扶持对于智慧城市建设推进的意义重大:中国城市化“政府主导”的因素大于“市场演变”的因素,政策在城市规划中起到决定性作用。2010年开始,国家及地方“十二五”发展规划陆续出台,许多城市把建设智慧城市作为未来发展重点。
随后,政策文件分别从总体架构到具体应用等角度分别对智慧城市建设提出了鼓励措施,“加快”和“促进”是出现频度较高的关键词,随着智慧城市参考指标体系的构建完善,前瞻判断政府对于智慧城市建设的细化指导意见将会陆续出台,智慧城市建设的“政策光环”仍将延续。
2015年4月7日,我国住建部和科技部联合了《关于公布国家智慧城市2014年度试点名单的通知》,确定北京市门头沟区等84个城市(区、县、镇)为国家智慧城市2014年度新增试点,河北省石家庄市正定县等13个城市(区、县)为扩大范围试点,航天恒星科技有限公司等单位承建的41个项目为国家智慧城市2014年度专项试点。加上前两批公布的193个城市,截至目前,我国的智慧城市试点已接近300个。
2013年1月29日,住房和城乡建设部公布了首批90个国家智慧城市试点名单。以提升城市居民生活品质、节能减排等为目标的智慧城市建设在中国大力提倡推行“城镇化”的背景下尤为引人注目。建设好智慧城市(区、镇)是一项关系到我国国民经济转型、改变发展模式和做创新型国家的最重要的战略之一,也是扩大国民经济内需的最重要的拉动力量,而且这已成为共识。
目前我国正建设跨部门的智慧城市协调机制和监督考核机制,制定智慧城市的能力和成效评价体系,以加强智慧城市的指导和监督,各地智慧城市建设的实效须经国家认可。
2013年以来,我国已经先后了三批智慧城市试点。据前瞻产业研究院的《智慧城市建设行业发展趋势与投资决策支持报告》统计显示,目前我国已经有超过500个城市在进行智慧城市试点,并均出台了相应规划,计划投资规模超过万亿元。从实际效果看,智慧城市在城市交通、医疗、政务管理等领域取得了广泛成果。
2016年是国家“十三五”规划的开局之年,目前,住建部正在制定中的“十三五”规划对智慧城市的投资总规模将逾5000亿元。
智慧城市需求分析
根据下面各个细分应用预测,总结智慧城市需求总体规模如下:
2008-2022年我国智慧城市市场规模变化情况及预测(单位:亿元)
智慧城市细分领域需求结构
中国智慧城市如此快速的增长,IT厂商在这其中扮演着重要的角色,提供强大的信息手段。而且,IT厂商有责任深入了解和把握不同城市在智慧城市建设各个阶段的需求,并以此为指导,提供因地制宜的帮助,这种帮助贯穿于智慧城市的规划、设计、部署、运营的全生命周期中。
关键词:智慧交通系统;设计;实现
中图分类号:T311.52
智慧交通系统是在综合分析机动车交通诱导水平不高、城市交通拥堵、交通设施管理水平较低、停车设施供需不平衡、路面及桥梁检测力度不足等问题基础上,通过安置路面固定传感网节点及车载移动传感网节点,利用智能交通业务应用系统对智能交通运输物联网信息进行有效分析和处理,以形成全面互联的交通要素感知网络,提供更优化、更准确、更人性的公众信息服务模式,从而构建和谐智慧的交通出行环境。
1 中国城市智慧交通现状分析
自90年代国内首次提出构建智能交通系统,我国各城市相继建设了公交调度系统、交通流采集系统、地理信息系统、信号控制系统、接处警系统及视频监控系统等智能交通系统。此类系统均能单独开展工作,较大程度的改善了我国城市状况。然而因顶层设计及整体性规划缺陷,不同交通部门分管的多个交通系统间常常存在着自成体系、业务协调性差,信息共享困难等问题,所以如何构架更加完善、信息化及智能化程度高的智能交通系统成为各大城市交通部门日益面临的重要问题。随着云计算、物联网及现代通讯技术的发展,在数字化空间数据库系统上,构件城市智慧交通系统以快捷服务于居民出行,控制突发事件发展,已逐渐纳入到城市发展规划过程中。[1]
2 智慧交通系统框架及设计流程
2.1 智慧交通系统框架
从技术角度来说,智慧交通系统主要包括通讯系统、信息基础设施与应用系统三部分;从物理层面上分析,智慧交通系统是云计算、互联网、物联网相互配合的信息系统。(1)通讯基础设施,其主要包括云计算服务器及网络基础设施两部分。云计算服务器是系统进行信息计算与处理的设备,其利用在交通设施上安置的传感器实时获取交通信息,并对数据信息整合处理以更新基础信息数据库;服务器还用于接收用户指令,对知识库与人工智能数学模型、专家系统及交通模型库进行调用及开展数据挖掘,然后通过网络基础设施将运算结果嵌入到交通设施控制器上;网络基础设施是智慧交通系统工作的网络基础及安全物理通道,其利用无线通信网络及有线通信网络完成信息共享及交流过程。(2)信息基础设施是专家系统、基础信息数据库、人工智能和知识库、交通模型库的总称,其是一个多时态、多数据源、多尺度的数据集合,能完整描述城市自然社会形态地物地貌信息。(3)应用系统是智慧交通系统运行的关键所在,其利用人与城市交通设施的信息交流,以改善城市交通管理水平与运行质量,充分满足居民的出行需要,主要包括交通设施控制与交通现状系统、信息采集系统、停车管理系统、行车管理系统四个部分。
2.2 智慧交通系统设计流程
(1)需求分析:根据智慧交通系统设计目标,结合当前交通设施,按需设定相应的软硬件平台,并同数字空间数据库相结合,按照系统所需数据结构及数据类型制定城市智慧交通系统数据库;(2)采用智能化技术开展城市区域分时段交通现状分析,形成城市交通现状流量分时数据库,并实施停车场数据库调查,形成城市停车场数据库;(3)综合选用系统最优计算手段进行系统开发、运行测试及投入运行;(4)做好网络基础设施建设,以实现交通现状流量数据库的实时更新、传感器信息采集的实时传输、交通设施的有效控制;加强网络平台构建,以实现第三方应用软件访问共享及系统数据信息实时。[2]
3 智慧交通系统关键技术应用
3.1 最短路径计算法
最短路径算法是智能交通系统进行网络分析及路径规划的关键,其有效算法的应用可改善系统分析效率。当前因待处理道路网络数据规模不断扩大,使得大量加速技术应用到大规模道路网络数据的最短路径查询中,如由谷歌基金支持的KIT大学研究出的压缩分层算法,其依据道网路的拓扑性质在道路网络基础上压缩形成多层网络拓扑,由此改善查询效率。
3.2 交通网络决策
交通网络智慧决策过程分析是智慧交通系统智慧化的重要体现,其能依据动态交通状况数据为出行信息提供指导。利用交通流量分布优化、监测及监控技术对交通监控系统、信息网络系统及公安系统进一步完善,以完成交通信号灯的智慧控制过程。在动态监控交通拥堵并提供疏堵方案时,交通网络决策分析需综合历史道路数据、道路数据库及社会数据等以提升系统决策水平;在信号灯控制时,通过设置智能信号灯,在相应路面位置安置感应线圈,其会依据车道上车辆多少状况将信息反馈到信号灯中,由此信号灯会自行选择红绿灯状态。
3.3 大数据分析
随着城市进程加剧、交通设施规模的不断扩大,机动车数量与日俱增的同时交通污染、交通拥堵、交通事故等矛盾问题越来越多。智慧交通系统解决此类问题的基础便是能准确、及时获取交通数据,而数据信息的获取则必须依靠大数据技术作为支撑。
因物联网技术的快速发展,感应线圈、摄像头、传感器、等在交通行业的大范围应用,使得大量数据信息需要进行处理。智慧交通系统的大数据分析技术可对天气数据、道路传感器数据、拥堵数据、GPS数据等多源数据进行分析,以评估点到点的耗时、对交通条件智慧识别、提供替代路径方案等,从而大幅度改善交通拥堵与交通流状况,提高车辆运行的安全性。
物联网技术的应用,使得新型数据库系统不断发展,当前采用的NoSQL数据库管理系统主要包括文档存储型数据库、键-值存储、图形数据库、BigTable等部分。
3.4 二三维一体化
采用二三维一体化技术体系,可有效保护用户正在使用的信息资源,二维数据能够在三维场景中显示,三维数据同时也可以在二维地图中进行加载。采用二三维一体化快速建模技术,可迅速提高二维数据向二维模型转化的效率。随着导航技术与对地观测技术的应用,室外平面导航逐渐向室内立体导航转化,利用二三维一体化技术,可大幅度提高导航定位及位置服务的水平。[3]
4 智慧交通系统未来展望
在云计算技术、物联网技术及现代通讯技术应用水平不断成熟的发展状态下,智慧交通的未来发展重点将主要集中在以下几个方面:(1)将云计算与信息存储及处理平台不断融合,利用云计算技术处理优势,使数据分析更加“智慧化”;(2)车辆身份识别系统的应用及研究,主要表现在给现有车辆设置“身份证”,通过身份证将车辆位置信息及车况条件等实时传输到智慧交通系统中;(3)交通信息与服务平台分析及应用,以增强交通服务的时效性和服务领域的开拓性;(4)交通信息采集技术的分析及应用,主要表现在将物联网技术广泛应用到信息采集设备中。
5 结束语
智慧交通系统的应用水平将直接关系着现代城市交通系统的运行质量及居民出行安全性,因此,相关技术与设计人员应加强有关智慧交通系统设计与实现研究,总结智慧交通系统顶层与整体设计方式及关键技术措施应用,以逐步改善智慧交通系统的应用质量。
参考文献:
[1]张开广,孟红玲,巴明廷.洛阳智慧交通系统的数据库应用研究[J].河南科学,2012(14):74-75.
[2]孙怀义,王东强,刘斌.智慧交通的体系架构与发展思考[J].自动化博览,2011(10):61-62.
关键词:徐州市;智慧城市;运营模式
中图分类号:F127 文献标识码:B 文章编号:1008-4428(2016)03-43 -02
中国的城市化进程处于快速推进阶段,其主要动力来源于持续有效的工业化发展。中国目前的工业化快于城市化的问题特征较为明显,信息化的出现一定程度上消解了二者发展中的不协调因素,为工业化时代实体城市化的合理发展提供了方向。随着信息技术在城市运营发展各个领域越来越广泛的应用,IBM公司最先以技术为导向提出了“智慧地球”的概念,使得信息技术成为了实现城市“智慧化”的主要手段和具体途径。目前,全球有600多个城市正在建设“智慧城市”,而中国也有50多个城市正在筹划建设智慧城市,城市智慧化水平已经成为了全球、全国各大、中小城市培养自身竞争优势的重要手段。徐州,也在“智慧城市”愿景的引导下,积极进行研究和实践,如何更好地利用先进的信息技术改进城市运行模式。
一、徐州城市化发展的现状
徐州地处江苏北部,以老工业基地著称,被国务院列为全国国土规划纲要中重点发展的28个中心城市之一。近年来,不断摸索、创新工业化发展的路径,在高新技术产业的带动下,徐州工业获得突飞猛进的发展。与此同时,城市化建设不断深入推进(图1所示),城市化率的提高,是城市发展的必然结果,但是城市化进程与工业化高速发展过程中徐州同样出现了诸多不和谐的因素,进而面临了更复杂的城市管理和社会关系,如,城市环境问题、城市经济问题、城市民生安全和医疗问题等等。
二、徐州城市智慧化模式特征
智慧城市是有效运用先进的信息技术,如互联网、物联网、大数据等,深入监督、解读城市运行的状态数据,实现城市管理的精准化、动态化,有效应对问题与挑战。IBM在《智慧的城市在中国》白皮书中界定的智慧城市所具有的基本特征是:
(一)全面物联
通过智能遥感设备将城市空间系统内的硬件物联成网,对城市运行的状态数据进行实时监测。
(二)充分整合
实现物联网、互联网、通讯网的相互融合,确保提供智慧的基础设施的安全运行。
(三)鼓励创新
创新是城市发展的动力,在智慧城市发展过程中,鼓励政府、企业和个人在智慧工具、智慧方法等方面的创新性研究和实践。
(四)协同运作
在城市基础设施智慧化运作的过程中,确保城市里的人与人、人与物、物与物的和谐高效的运作。
三、徐州城市智慧化运营模式
在全球智慧城市建设浪潮的带动下,国内许多城市也逐步意识到了城市智慧化发展的必要性,纷纷摸索,并制定了相应的“智慧城市”整体规划,在这当中,北京、上海、厦门、苏州、无锡等地结合自身特点在智慧城市建设中表现出色。近年来,徐州从本地实际出发,积极向典范学习,科学、谨慎、有条不紊地推进城市智慧化的发展。
(一)城市智慧化基础设施运营模式
以信息技术为代表的相关基础设施是培养城市智慧因子的土壤,其中主要包括:遥感技术、网络技术、大数据技术。借鉴上海的做法,在基础设施建设上徐州亦主要采取了政府与运营商合作规划,政府主要负责监督,运营商负责建设实施。在此过程中,需要做到通过大量3G、4G基站,Wi-Fi热点,使宽带能基本覆盖城市主要城区;另外,在城市空间内重要的公共设施、民用设施上进行遥感、监测设备的安装,物联的基础上进行互联,实现全面物联、充分整合。
(二)徐州城市智慧化运用的运营模式
在不断强化信息技术在城市智慧化的支撑和服务功能的过程中,应高效配置、利用智慧资源,使其在城市运行中发挥最佳的效用。2014年,上海政府拟定的《上海市推进智慧城市建设行动计划(2014-2016)》明确提出了需求为先的原则,在由三个核心部门构建的城市系统中,城市的智慧化发展应该立足居民、企业、政府的实际需求,令其真正感受到智慧化所带来的便利、快捷、高效,提高幸福指数。
1.智慧生活
市民需求导向,应立足于“市民真正想要什么样的生活”,做到“以人为本”才是城市智慧生活所在。因此,民生的热点问题,如,交通、医疗与健康、教育、家庭、安全、休闲旅游等的各个方面需要进行有效、细致的智慧因子的注入和维护,具体会涉及智慧交通、智慧健康、智慧教育、智慧社区、智慧居家、智慧建筑、智慧街道、智慧旅游等方面,例如,在智慧健康与医疗上,有效整合城市的医疗资源,简化就医流程,构建个人健康电子档案,减少病人就医等待的时间和费用,降低医患发生率,强化对传染疾病的防控力度;在智慧交通方面,对所有机动车辆、道路、桥梁安装遥感监测设备,以及建设高效的控制中心进行交通信息采集与分析,增加行车安全,降低汽车拥堵、道路纠纷发生的可能性,提高行车、停车规范度和效率;在智慧街道方面,深入探索推进智慧因子在街道服务管理、邻里关系的作用发挥,研发多种界面友好的便民终端,提高居民办理各项事务的效率;开发适宜移动终端的APP,强化居民街道管理的参与意识,以及邻里之间的沟通;通过居民个人及财务的定位跟踪系统及街道视频监测系统的配备,加强居民安全状态,以此满足街道居民的不同需求确保居民生活和谐安全、出行方便。
2.智慧企业
企业需求导向,利用智慧因子助力企业发展。目前,徐州采取的做法是利用信息技术的智慧因子走高技术产业集聚化发展的道路,信息技术成为企业发展的基石,首先确保了产业链条上的企业通过信息分享、共享对各种资源实现有效配置和利用,同时,利用信息技术提升产业链条上各个环节的智慧化水平,具体包括智慧物流、智慧生产、智慧服务、互联网金融等方面。企业的智慧化发展可以使得企业在附加值高的事业上大展拳脚,并与在其他方面附加值高的企业实现强强联合,有效及时地应对市场的挑战。
3.智慧政府
政府是城市的管家,服务是其重要的职责,因此,政府的需求就是积极响应市民、企业的需求,政府的智慧方向应科学主动地推动先进的信息技术在行政管理、城市基础设施和公共服务等方面的具体运用。如,通过公共、民用设施的遥感、监测设备的安装,构建控制中心,对状态数据进行实时的获取、分析、处理,并及时将重要的信息向市民、企业进行反馈,实现无障碍沟通;立足徐州实际,利用信息技术升级政府服务方式,提高服务效率,具体如,构建电子政务一体化、政府数据开放服务等。政府将智慧化的触角应尽可能地延伸到城市空间的各个角落并进行合理的智慧化运作。
参考文献:
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[3]钟笃粮,冯奎.为了市民的智慧生活――我国台湾地区智慧城市建设的实践与启示[J].中国发展观察,2015,(04).
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[5]赵崴.济南西区智慧城市建设模式研究[D].西安科技大学,2014,6.
[6]高盼.打造智慧宜居社区让居民生活的更美好――北京朝阳区团结湖街道智慧社区解析[J].中国信息界,2014,(05).
【关键字】 运营商 智慧园区 规划
一、概述
随着经济的发展,智慧园区成为了园区信息化的建设目标,通过园区基础设施和管理信息化水平的提高,可以降低管理成本和提升管理效率,改善园区企业信息化发展环境,为入驻企业员工提供舒适的工作环境,最终解决园区同质化竞争的不利局面。因此,如何解决园区信息化的需求,应该采取何种规划方法、建设策略,才能最大限度实现园区信息化是运营商参与智慧园区建设的关注重点。
园区介于城市和建筑中间,具有城市和建筑的基本属性。因此智慧园区的需求,在微观层面可以参考建筑物的特点,按照国家相关《智能建筑设计标准》,智慧园区也可包含六大子系统,即智能化集成系统、信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、机房工程。从宏观层面,智慧园区实现的功能应符合城市管理的需求,也具备管理、产业和民生三大功能实体,因此智慧园区又可以分为智慧园区管理、智慧产业服务和智慧居民服务。
这两种园区的需求分析方法一方面是由微观到宏观、由功能模块到系统架构的自下而上的分析方法,另一方面是面向服务的、由宏观到微观自上而下的分析方法,二者相结合,就能够很好地解决园区智能化的需求。
二、智慧园区规划方法
智慧园区规划应该注重顶层设计,注重整体性,避免出现各个系统独立设计造成信息孤岛。
智慧园区的顶层设计有两种规划思路。
一种是建立园区信息交换与共享平台,向下统筹各子系统的信息交换,从而打破各子系统之间的信息孤岛。
一种是采用面向服务的规划方法,通过归纳,找出各子系统用户的核心服务需求,抽象出能够提供各种服务的功能实体,将各个子系统共性需求的功能实体建立公共服务平台,通过平台间的功能组合,实现园区信息服务。
运营商参与智慧园区建设,作为一个提供全业务运营的信息提供商,将面对不同的园区业务需求,应该更加注重业务功能的可重性、系统架构的灵活性,能够适应不断变化的用户需求。在系统架构上,运营商可以根据园区业务功能的可重用性进行统筹规划,建设通用平台和服务模块。例如,园区出入口控制中的门禁系统,传统的系统架构是由一个主系统如出入口控制系统中内嵌门禁功能,其它系统通过出入口控制系统调用门禁的数据,从而实现系统之间的联动。而在面向服务的系统中,可以将门禁功能作为一个通用的服务模块,门禁系统的读卡模块通过开放的物联网接入到整个智能网络中,不同的应用通过授权直接查询调用门禁模块的服务,各自获取所需的数据,用于提供类似考勤、访客预约、电梯唤醒等功能。智能网络是一个总线型的信息网络,信息总线统一控制各个功能实体传递的信息,而不是将它交还给任何一个封闭的系统。
此外,也可通过分析应用系统的流程和数据需求,来挖掘需要建设的功能系统,如巡更系统、停车场管理系统等管理过程中需要采集人车定位的信息,而园区物资管理系统如果能对园区财产进行物品定位,则能大大改善园区的管理效率,这些定位的需求需要我们建立一套统一可扩展的园区位置身份信息系统模块。
通过上述分析过程,在智慧园区内我们能提取归纳的功能模块还有很多,如物联网类的,包括读卡器、温湿度传感器、视频图像监控摄像头、RFID设备、能源监控等等,互联网人机交互类的功能,如通过信息系统、楼内各类显示终端等设备,任何一个模块的数据被多种应用交叉引用,并通过应用系统的不断学习和迭代,都能不断衍生出园区的智慧。
三、运营商智慧园区的建设方法
套用智能建筑国标的定义,智慧园区包括的信息化系统有信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、机房工程和智能化集成系统等,除了园区设备管理需要管理处下属专业的管理部门运维外,其余均可以代建或代维的方式,由运营商提供信息化服务。其中,智慧园区的网络、数据中心和公共信息服务是运营商切入智慧园区建设的重点路径。
3.1 智慧园区基础设施系统
智慧园区的信息设施系统一般包括网络基础设施、机房、计算能力、无线园区等系统。
3.1.1智慧园区网络建设
智慧园区应实现光纤到户,运营商的参与,能够使智慧园区光纤网络与城市光网有机结合起来,为终端用户实现GE到桌面的接入能力。同时智慧园区的光纤网络基础设施又具有园区网络的特点,需要为智慧园区智能化应用的物联网终端、管理平台提供网络环境。
运营商应该在园区规划之初,就参与到园区光纤到户的设计,包括光纤的规模选择、分光结构、机房设计。
规划管理部门应该按照“共建共享”原则规范园区基础设施建设,满足三家以上运营商的接入,同时预留光纤用于构建园区的智能网络,为物联网基础设施提供基础网络通信能力。
3.1.2园区机房
在智慧园区根据园区面积设置中心机房,汇聚园区各个系统网络的数据并提供园区网与互联网的接驳;同时根据园区规模,在由运营商统一建设安全的机房环境,实现园区数据中心环境基础设施共享。
3.1.3园区计算资源与统一门户
在园区统一数据中心的基础上,运营商应按照计算与存储能力共享的目标逐步推进园区信息化IT基础设施共享,利用自身资源与网络优势,基于MAS或ADC等方式,为入园企业提供基于云计算、移动互联网的信息化服务。构建园区统一门户,提供入园企业多媒体展示、招商引资平台、经济数据等窗口服务。
3.1.4无线园区系统
智慧园区同时又是一个无线园区,能够在园区内实现宽带无线网络全覆盖,智慧园区的无线网络,包括2G、3G、LTE系统的设计和WLAN网络设计。智慧园区建筑物初期规划,应对各建筑物的无线网络站址进行规划预留,在合适的楼面预留宏基站站址;对园区大型建筑物内部,预留可多家共享的室内分布系统。园区WLAN网络要满足园区无线传感器网络低带宽、长时间占用的组网需求,并具备多点室内定位功能,为基于室内地图的LBS应用提供基础。
3.2 智慧园区应用系统
3.2.1园区设备管理系统
智慧的设备管理系统,可以构建在运营商提供智慧园区物联网基础设施之上,将园区电力系统、给排水系统、空调系统、环境监控系统的运行状态检测和控制元件,都被传感器和物联网组织在一起,通过园区智能分析系统,为园区各系统的正常运转,提高传统机电设备的运行质量。
3.2.2园区物业管理系统
智慧园区物业管理要注重实效,抓住园区特点,有的放矢。例如对于物流产业园,重点在于园区仓储管理和交通管理的信息化管理手段,设置物联网等公共基础设施,与园区物业管理中的出入口控制、停车场管理相结合,提高园区通行效率。绿色产业园要建立园区的碳排放检测机制、园区的PM2.5检测机制。脑力密集型研发园或劳力密集型产业园,可以建立园区人流量分析机制,制定合理的园区空调、电梯等公共设备的运行规则,以人为本提供贴心服务,同时实现园区的能源合理利用。
3.2.3园区公共服务平台
智慧园区公共服务平台根据园区类型和企业需求提供个性化的生产科研信息服务。例如针对科技园区,可以注重科技转化为生产力,建立科技共享平台、专利平台、设计研发平台、测试平台,也可以聚集各种专业的财务、人力资源、法律等服务信息,为入园企业提供各种公共的生产服务,降低企业创业门槛。
3.2.4园区安全管理平台
运营商可以采用视频云、手机一卡通等公共平台为智慧园区提供安全管理服务。移动终端通过与运营商互联网监控共享平台的对接,实现远程的监控;访客对讲系统与园区通信信息系统集成实现远程对讲;出入口控制系统与园区门户系统和手机一卡通集成,使访客登记更加便捷;电子巡查系统通过手机一卡通和人员位置管理系统,对园区各类巡查、巡检人员的巡查路线进行监督和管理。
3.2.5园区公共信息平台
园区公共信息平台是基于地理信息系统的园区服务门户。可以利用各种信息媒介,例如在每栋建筑物下设置触屏,或在进入大厅通过WIFI对用户终端进行信息推送,就能够实现园区的餐饮、购物、商务预定功能等,为入驻园区的企业、个人提供高品质的信息生活。
3.3智慧园区的云服务
运营商的云基础设施可为园区的智慧管理应用提供IT基础架构,同时可以为园区企业提供云主机、云桌面服务。
园区数据中心建设是智慧园区的建设核心,是园区智慧云服务平台的载体,通过建立完善的运营模式和运行管理体系、安全保障体系,可以加强园区企业IT资源共享,减少园区IT设施的重复建设,实现共建共享。智慧园区企业信息化的云服务可以包括SAAS、PAAS和IAAS三个层次,其中IAAS和SAAS为基础选项,能够适应各种产业园区,IAAS能够实现园区IT设施集约化建设,减少园区碳排放,提高IT存储和运算资源使用效率。对于软件产业园,可以尝试提供PAAS用于中小企业建立开发测试环境共享。而SAAS与运营商通信服务相结合,为园区企业提供物流、财务、人力资源管理等专业服务模块的信息化。
四、总结和展望
智慧园区能够实现园区中多系统之间的信息共享,打破传统的园区封闭系统的信息孤岛。运营商的参与,使园区网络标准化以及与广域网、移动互联网的信息互联成为的可能。
未来的智慧园区,可以在统一网络、统一基础设施、统一数据环境的基础上,尝试建立高效的园区运营中心,从而提供园区的智能化系统集成。园区运营中心平台将连接智慧园区各个专业业务领域,如能源、给排水、建筑、安全、交通等,各管理系统之间采用标准的事务总线进行串连,对各个业务领域的告警、事件等数据进行分析,然后按照预定的规则和流程,进行处理、报告、展现、存储,不断积累数据、深度学习建立更高级的人工智能,从而持续提高园区运行的效率和园区企业、人群的舒适性。
参 考 文 献
在现代商业日渐发达的今天,收费系统随着需求应用领域日渐广泛。目前比较典型的不停车收费系统在异地联网使用也越来越广泛,我们通过ETC收费系统来分析电子技术在收费应用中的流程。如今我国高速公路已经形成一定规模,其快捷交通给全国经济发展起到了很重要的作用,高速公路的建设情况可以反映一个国家和地区的交通发达程度、乃至经济发展的整体水平。高速公路遍布全国,由于高速公路建设成本高昂,一段时间高速公路建设成本要通过收通行费来负担。对于高速公路的合理高效管理也是多方面面临的问题,高速收费管理要求效率高,无漏收、无徇私,有效疏导高流量时的高速道路通行。目前高速管理支持不停车收费和停车收费两种,ETC收费是不停车收费,人工收费是主导。ETC收费系统由以下几个模块构成,进高速口发卡(或取卡)和出高速交卡交费这一基本收费模块;开车司机没看到的还有高速公路管理站的财务管理软件,对收费站和道路进行监控的管理软件已经对整套网络进行管理的软件;中心财务软件、中心监控软件、中心网络管理软件、中心POS机管理软件及中心IC卡管理软件这一系列管理平台构建了整个收费系统。
2高速公路ETC电子收费系统技术应用
2.1需求分析
高速电子收费系统对人员素质要求不高,所有在该系统设计应用中需要注意以下几点。
2.1.1可靠性要求高速公路周围环境复杂,对设备环境要求很高。本人记得走到高速口经常卡按了还不出,单位时间,影响司机使用。所以要求系统的设备可靠性必须高,设备要经过严格的环境测试才能进行使用。
2.1.2开放性要求由于计算机信息系统使用维护是一个不断完善的过程,所以该系统必须有良好的开放性和兼容性,当版本在完善后很容易进行维护,降低运营成本。
2.1.3效率要求高速公路利用电子收费系统主要目的就是提高效率,业务处理要快捷方便。在保障高速畅通的情况下进行合理收费。
2.2设计应用
ETC应用在车辆上是首先在运营车辆上安装一个终端,这个终端上安装一张射频IC卡,卡上记录了该车辆的信息,车牌号以及该车牌车主的信息。首先对这张卡进行充值,充值在高速公路管理站指定的场所进行充值和信息填写。当安装了ETC自助终端车辆上在高速公路入口进入时将被采集到该车辆的信息,等到这辆车到出口时则对车辆进行识别,鉴别车的入口地址以及需要划出的消费金额,实现智能收费。对于车辆收费的后台管理承担了整个收费系统的任务,收费系统的后台管理员在后台可以看到一定时间段内车辆的出入管理情况,这些信息可以出具统计报表,对这些统计报表的分析统计可以汇总出该高速公路发挥的作用,在很多地区高速公路联网管理,能够给管理部门已启示,给公路部门提供建设道路的依据。
3电子收费系统前景
电子收费系统的设计是将手动收费的流程进行需求设计,进而进行模块设计,最终将人的行为和电子终端行为结合在一起。电子收费系统在一定程度上减少了人为因素对整个收费过程的干预,能够客观公正的进行收费。同时电子收费终端可以提高效率,借助电子收费系统能够很好的利用网络通信和软件服务系统结合,对需要了解的电子收费各个环节达到很好的掌控。
4结语
一、国外ITS管理现状
美国、欧洲和日本在上世纪六七十年代就开始对ITS进行系统的研究,经过几十年的发展,他们已成为世界上ITS的领先国家。以下将对其ITS做一介绍和分析,以期对建设具有中国特色的智慧高速有所帮助。
1.美国ITS的发展和现状
美国是最早开展ITS建设的国家,美国交通部作为主要的管理组织制定了美围ITS的确切目标,广泛实施企业产品的国家政策和计划,对主要的ITS的相关行业给出了明确的路线图。其中,值得指出的是美国在建设ITS中较好的定位了政府、企业和科研单位的角色,政府在统筹和协调、企业在应用技术推广和科研院所的基础研究上各自发挥,为实现有效的ITS系统打下了基础。
在管理运行ITS上,美国各个州的情况不尽相同,但基本采用从上而下的多层次体系完成[1][2],主要包括:1)联邦公路总署:其主要职能为授权和分配公路建设资金;与政府密切合作并确定联邦政府投资标的;负责科研与推广。2)州政府的公路管理部门:选择项目建设并负责州际公路的管理、规划、建造、运营和维护;3)市、县、镇(郡):负责相关地区的的一般公路管理。
概括地讲,美国高速公路收费低,流量大,监控严密,智慧化程度高,管理效率高,可为道路使用者提供良好的服务。
2.欧洲ITS的发展和现状
欧盟在推动ITS协调实施中具有不可替代的作用,欧盟制定了坦普计划并资助跨欧交通网络中,以促进各国之间的协作,从而保证协调一致的实施欧洲ITS系统。在欧盟各国中,德国的高速公路管理非常先进,值得我们学习。
德国具有完善的交通信息采集和设施,高速公路通信信息管理系统由专用通信网络、紧急电话系统、信息采集系统、信息显示、系统和监控管理中心组成。专用通信网络和紧急电话系统由联邦交通主管部门建设和管理所有通信信息设施可直接接入全国统一标准。高速公路上的信息采集、信息处理、交通分析和信息以及交通信息化等设施由各州政府交通主管部门建设、管理和维护公共信息对外共享。监控管理中心由公路交通主管部门负责与警察部门职责分明。公路交通主管部门负责交通的诱导、疏散和信息等交通管理而警察部门负责道路安全及监督检查等两者信息共享。
总体来说,德国高速公路和城市交通的信息化管理中运用了许多先进的技术手段,这些先进的交通通信信息技术手段为交通管理提供了有效可靠的技术保证。德国的智慧高速从技术和管理两方面入手,虽然是有政府直接管理但是有效的解决了多头管理和效率低下的问题,值得我们学习和借鉴。
3.日本ITS的发展和现状
日本自1973年开始ITS的研究,由政府有关部门共同参与。日本在ITS的子系统的开发上更多的采用政府部门与企业的合作,如各类大型汽车公司(丰田、本田、奔驰等)和电子企业开发了各自的先进导航系统,但是高速实时信息的供给则由交通控制中心授权非盈利组织VICS并收取一定的费用,VICS系统由政府各部门(警察厅、总务省、国土交通省)和民间部门合作共同推动开发而成,是一个跨县(省)市的交通咨询系统。
VICS为非营利组织,其业务得到约九十家汽车厂商和ITS电子设备制造商的支持。VICS系统由导航设备(GPS等)、广义无线数据传输和调频广播等渠道,将在线路况信息和交通引导信息实时传递到出行者,提高交通效率。该系统已覆盖日本大部分地区,绝大部分汽车装载了该产品,几乎每一条高速公路和主干道均有VICS信息覆盖。VICS的运行机制是由利益各方提供交通信息,由道路交通信息中心汇集于VICS中心,此类信息再由VICS中心分发给出行者和车载装置。VICS的信息包括车速和车道限制信息以及各类交通堵塞信息等。
综合来说,日本ITS智能交通的发展呈阶段性进行,在处理国家和私人企业的合作上起到了双赢的局面,通过制定合理的运行机制(VICS和VERTIS),最大程度的调用企业的研发和商业力量,推进ITS的发展。
二、国内高速运行管理现状
与国外相比,国内的ITS起步晚,在最近的五年有了较大的发展,但主要体现在基础建设上,智慧化程度并不高。特别在运行管理上,更是处于初级阶段。多头指挥和信息孤岛是两大典型的问题,造成交通管理效率非常低下。某些省份已经意识到这些问题,正在积极提升ITS的管理效率,如福建省和广东省在高速管理上强调由一家牵头管理,统一标准、综合统一平台,公司化运作。实现多方协作和联动,协调相关路段配合交通诱导信息,提醒公众合理选择路线,缓解拥堵路点和路段的交通压力,保障路网整体服务水平和通行能力。
总体来看,国内目前还缺乏真正实现高速交警、路政和业主依托同一管理平台进行联合办公和协同指挥的ITS。
1.运行管理的挑战和机遇
虽然国外lTS的发展对研究适合我国的智慧高速公路系统有很好的借鉴作用,我们在进行智能高速公路系统的研究和开发时,也应首先进行详细的需求分析,确定必备的功能模块。设计我国ITS的运行管理的机制在借鉴国外先进的ITS系统的同时,也要考虑我国“智慧高速”的发展现状和挑战:
(1)缺乏全局规划:多部门和多省市各自基于城市内部交通和高速公路交通开展建设,缺少“全国一盘棋”的综合考虑。
(2)部门之间需要有效的协调机制:国内智慧交通的推动工作不能仅仅依赖于一两个部门(如科技部和工信部等),也应考虑把交警、交通部等相关利益方有机的联系起来。
(3)缺乏完善的信息共享平台:当ITS发展到一定的程序,交通信息服务就成了智能交通的主要组成部分。目前体制下,我国的交通信息由交通、城管、公安等系统掌控,各部门之间信息共享难度较大。
2.运行服务管理模式探索
“智慧高速”的体制机制建设应坚持政府主导与市场运作相统筹,积极推动商业和服务模式创新,适应个性化、多样化、快节奏的服务需求,我们建议从以下四大机制着手设计“智慧高速”的运行机制:
(1)公司化运作机制:实行市场化运作,提高服务质量和效率;不断拓展业务范围,提升规模化效益;建立自我激励约束机制,动态优化提升服务模式。如成立智慧高速服务公司,其主要收入来源于为政府及部门服务,收取服务外包费用;为高速公路业主服务,从高速公路新增收益中得到回报;为第三方出行服务商等服务,有偿提供数据内容。
(2)业务协同机制:高速交警、公路管理、高速公路业主及相关单位依托运行服务平台,形成高速公路运行服务指挥中心,资源共享、业务协同、标准统一、服务一体化,按各自职能开展协调指挥、管理服务。应急处置突发事件时,政府及公安、交通运输、业主等单位在运行服务平台上统一指挥,统筹协调、上下联动、快 速处置。同时,科学合理地建立高速公路运行管理服务和应急处置的分级响应机制,实行高速公路运行服务(终端)前端与后台一体化建设机制,提升业务协同服务能力。
(3)服务外包机制:政府部门应从具体事务中摆脱出来,重点管决策、管规划和方案(标准)的审定、管标准建设、管管理制度建设、管上下左右关系的协调、管运行安全保障,把数据处理、系统开发、运行维护、日常咨询事务受理处理等一般技术类事务类业务服务外委托给智慧高速服务公司并由其进行相关增值服务的开发或者转包。
(4)协作共享机制:政府各相关部门应支持和参与“智慧高速”建设,整合相关资源,发挥最大效应。“智慧高速”系统采集的数据和关联信息通过有线或无线网,首先直接统一接入到“智慧高速”数据处理中心,按业务应用模块进行智慧化处理后,由政府、交通运输、公安、高速公路业主等单位开放共享,同时生成各类解决方案,通过一定渠道向公众提供方便快捷的服务。指挥协调体系要做到省各有关部门、市各有关单位以及省市之间的有关力量的整合和集成,并充分发挥系统协同的优势。
3.商业运作模式
国外(如日本等)成功的运行服务系统之所以能够良好的运行,一个重要的因素是其具有一个成功的商业运作模式。通过考察和分析国内外成熟高速管理的经验并结合国内的实际情况,我们建议设立高速运行服务平台作为高速运行服务公司的核心进行道路交通信息的收集、编辑、处理以及发放,通过与车辆、ITS电子设备生产商和地图导航软件商合作,大大降低驾驶员的信息使用成本,使用者只需购买带有平台系统服务功能的车载导航器,便可享受运行服务公司系统提供的无偿服务。平台通过公用数据中心采集和汇总从公安部门、交通部门和高速公路运营单位得到的各类信息,平台将处理过的数据以收费方式发放给各类增值服务商如导航仪厂家、地图厂商以及乘用车厂商,最终用户通过购买这些服务商的产品达到方便快捷安全出行的目的。值得指出的是,最终用户除了需要支付购买设备的费用外,只需化(或者不花)极少的钱支付交通信息费用,大大增加了用户的使用偏好。
这种运营模式,可极大地促进具有实时路况信息的车载导航器快速普及。对于使用者而言,起到了诸如:明确交通状况、稳定驾驶心理、缩短行程时间以及顺利停车等多项良好的作用,可以有效的调动最终用户的驾驶路线和方式,从整体上优化高速的运行结构,保证了高速的快速和安全性。对于车载导航器生产厂商而言,实时信息的推广应用无疑创造了新的巨大的市场;对于整个社会的交通环境而言,更为安全,更为顺畅,更为环保,并更富有效率,从而形成了一个多赢的局面。
综上所述,该商业模式对于智慧高速的各个参与主体是多赢的局面,作为高速运行服务平台(公司)来讲,可以通过提供有效的实时路况数据给合作伙伴得到一定的费用保证平台的正常运行;作为高速交警可以得到最全面的路况信息从而对于紧急异常状况作出最快的反应,使损失达到最小;而增值服务商通过与平台的合作可以开发出各类面向最终用户的软硬件系统,提升用户的忠诚度从而增加销售收入;最终用户得到及时的路况信息可及时调整出行路线和时间,减少不必要的拥堵。
三、结论
本文通过对国内外ITS先进系统及运行模式的分析研究,结合国内高速公路管理现状,探索分析了智能化建设条件下国内高速公路运行服务管理模式,提出了高速公路运行“管理协同化、服务智慧化、运作商业化”创新性理念和解决方案。对提升高速公路运行管理和服务水平具有积极推动作用。
参考文献:
[1]王芝松,浅谈美国高速公路建设管理,东方企业文化,8,pp163-164,2013
[关键词]智慧社区 智慧城市 需求分析 系统架构 运营方式
1 引 言
城市发展是世界文明进程的组成部分,也是现代社会的主题之一。2011年是中国城市化发展史上具有里程碑意义的一年,在这一年,中国城镇人口占总人口的比重首次超过50%,这种变化不是一个简单的城镇人口百分比变化,它意味着人们的生产方式、职业结构、消费行为等都将随之发生深刻的变化[1]。随着我国城市化进程的推进,城市数量显著增长,城市人口迅速增加,城市规模持续扩张,城市建设日新月异,城市经济蒸蒸日上,城市已经成为拉动中国GDP增长的火车头。随之而来的是生产和消费的更集中、更大规模、更社会化和更高的生产效率以及更大的资源需求、更复杂的城市管理和社会关系。然而,城市化也面临着来自各个方面的挑战与威胁,包括城市人口密集、管理复杂,人与自然矛盾突出,城市经济发展面临着日益严重的资源和环境压力等。城市所面临的这些挑战,贯穿在城市的组织、业务/政务、交通、通讯、水和能源六大核心系统。为了使城市运行中所依靠的核心系统更充分并且有效地工作,迫切需要引入科学发展的新理念、新思路、新技术。在此背景下,建设智慧城市已成为解决城市发展所面临问题的首选方案。
关于“智慧城市”,IBM公司曾对其有一个比较权威的定义,即“智慧城市”是指借助物联网、传感器、数字家庭、路网监控、票证管理、智慧社区等诸多领域,构建城市发展的智慧环境,形成市民生活、产业发展、社会管理的新模式的新城市形态[2]。在互联网、云计算以及物联网等信息网络技术的推动下,智慧城市的建设工作正如火如荼地开展着。据国家信息中心信息化研究部首席工程师单志广透露,我国提出智慧城市建设的城市总数达到了154个,投资规模预计超过1.1万亿元[3]。
智慧社区是智慧城市建设中智慧民生的重要组成部分,智慧城市的建设不可能孤立于社区之外[4]。因此,以智慧社区为起点,采取“从下而上”的构筑方式,也是一种切实可行的智慧城市建设策略。目前,对“智慧社区”国内还无统一的定义,但概括综合各地正在进行的“智慧社区”建设,其具体内容大致是综合运用互联网、通讯网、物联网技术,将楼宇、物业、家居、路网、医院等诸多领域的信息加以充分互联,并基于社区公共数据资源中心,综合开发利用各类社会信息资源,从而实现社区管理、政府职能以及社会服务的智慧化。
2 智慧社区需求分析
智慧社区是智慧城市的一个重要模组,它对外承载着社区与城市的信息互联,满足政府、企业和个人对社区内部信息的需求,对内承担着感知层信息的收集、转换、处理,并与互联层完全连接和融合,满足社区内“高效、节能和环保”运行过程中对信息的需求,以达到“安全、舒适、方便、快捷”的目的。
系统框架是智慧社区建设的第一步,近几年对中国如何构建智慧社区的架构问题也有许多探讨。大部分学者在社区信息系统的总体构架方面已基本形成共识,认为社区信息系统应分为应用层、功能支撑层和数据技术平台层[5]。根据这个思路寻找解决方案,取得了一定的成效,并在部分地区试点成功。
但是本研究认为,对智慧社区建设不仅应考虑社区物管和居家的基本需求,还要立足于智慧城市、感知中国的层面去规划和建设。
据数字社区建设过程中的需求调查和智慧城市对社区的要求,智慧社区的需求具体可归纳为以下两方面:
? 智慧社区的基本功能需求。智慧社区有政府(政府机构、执法机构)、企业(物业、商业和服务)和个人(居民、来访者)三大类直接参与者,物业作为主要使用者,其功能需求单列,各方对智慧社区系统的功能需求不同:①政府:以“居民信息管理”为核心,关注环境、生态、公共安全、就业、社保、医疗等民生方面信息,并对其进行收集、处理和响应。包括社区经费管理、综治维稳、居民管理、计生管理、民政管理、劳动保障、党建管理、文教管理、志愿者管理、社会救助、平安社区等。②物业:关注治安、物业维护、社区环境、财产和人身安全、协调外部企业对社区的相关业务。包括保安消防、物业管理、物业档案、环境监测、电梯管理、停车场管理、垃圾回收清运、电子巡更、电子围栏、小区一卡通等[6]。③企业:关注企业在社区的服务、收益及设备维护,新产品、新服务的推广及商务活动。包括商户管理(商品预定、服务预订、积分管理、结算管理等)和面向服务(信息的、通知推送等)等方面。④个人:关注社区所提供的环境、服务、安全等方面的内容。包括居家、出行、安全、方便、信息服务、社区办事管理、家居智能管理等方面。
? 智慧社区的性能需求。①快速扩展能力:能通过应用模板、引擎,提供新功能、业务的扩展,以适应高速发展的技术政务、业务功能的发展与变化和提高生活质量的需求。为快速搭建各项业务应用提供保障。②应用集成能力:具有定义标准接口,支持第三方应用集成、数据集成的能力。③资源共享能力:向政府、企业提供社区相关资源,提高自身与城市、社区间、企业的数据交互。④系统应该具有安全、可靠、易管理、易维护、低成本的特点。
3 智慧社区建设中待解决的问题
智慧社区是在智慧城市构建的基础上进一步具体化而提出的,而智慧社区的建设领域零散、应用水平有待提高,尚未形成“面”上的整体推动态势,从而导致社区建设中还没有实现真正意义上的智慧化。综上所述,要完整实现智慧社区的功能和性能需求,无论从现在或未来的角度看,不可能由任何一家供应商完整地提供所有服务,考虑到技术进步和管理的逐步完善,基于基本架构和架构的可扩展性来构建智慧社区,才能赋予智慧社区不断自我完善的生命力。所以,基本架构和架构的可扩展性成为智慧社区建设关注的焦点,其依赖于以下几个问题的解决:
? 有效的总体规划。在智慧城市的框架内,建立清晰的社区发展策略与规划:充分考虑居民、企业和政府的信息需求,进行全面的统筹规划;根据社区环境、定位、特色等要素量身定做规划;严格按照智慧城市对数据接入、数据处理、应用框架、业务接口规范进行系统规划和设计,避免信息孤岛出现。
? 建设可感知的社区。充分利用3S、3G等数字化技术和手段,对社区基础设施与生活相关的设施进行信息化处理和利用,将人与人之间的P2P通信扩展到机器与机器之间的M2M通信。由“通信网+互联网+物联网”构成充分互联的基础信息网络,发挥三网协同效应。
? 建设完整、科学的标准体系。从国家层面上,政府牵头主导,成立各专业领域的行业信息化标准组织,促进广泛的行业用户和厂家参与,形成完整、科学的标准体系。针对使用规模大、集中度高的行业,通过政府推动引导逐步形成完整、科学的标准体系,为智慧社区、智慧城市和智慧中国的建设奠定基础标准体系。
4 智慧社区系统架构的构建
合理的社区架构是智慧城市、智慧社区向纵深发展的迫切需求。为使社区的信息资源有序、主动、高效,实现整合管理和深层次的利用,提高社区的运作效率和管理决策能力,实现社区真正意义上的信息化与智慧化,使智慧社区真正融入智慧城市建设,本研究以智慧社区的功能需求和性能需求为导向,结合智慧社区建设所面临的问题,在基于4C技术(由计算机、自动控制、网络通信、IC卡等组成)及3S技术(由GIS、RS、GPS组成)等多种技术的基础上,对业务、标准、管理流程、应用和信息进行一体化设计,提出智慧社区系统架构[7-8](见图1),该系统架构由网络层、数据层、支撑层、表现层构成。
该架构从参与者的视角上关注表现层是否实现自身功能需求,而事实上,是由隐藏在表现层后面的支撑层、数据层和网络层之间的相互作用来满足系统功能需求和性能需求的。
4.1 表现层
表现层是智慧社区直接表现功能需求与性能需求、实现用户体验的软硬件系统。面向智慧社区三大直接参与者,通过不同终端,例如手机、PC、PAD、户外屏、IPTV等,提供社区应用的入口访问,然后根据可控性策略为其提供个性化的服务[9-10]。该层的具体实施策略包括:①各种感知设备、智能设备自动完成对相关信息的采集、加工、存储和利用,同时主动或被动地告知参与者。②为了实现与智慧城市、政府、企业、商业以及其他社区的通信,提供专门的访问策略和标准接口。
4.2 支撑层
支撑层是基本构架的核心。该模型不仅是为了满足智慧社区的功能和性能要求,同时也是系统可扩展性的实施者。该层主要由可扩展模板管理和系统引擎组成,功能有:
? 可扩展模版管理:是指系统完成后,可扩展模板可实现对新增应用系统或子模块的动态升级。只要符合数据标准接口和系统模板规范要求,就可将数据按数据库分类附加到数据层,应用子系统模板即可加入可扩展模板管理中,新应用或新功能即能实现与原系统的无缝集成,使软硬件均能即插即用。
由于系统面临技术的快速发展、管理方式方法的不断更新以及管理业务流程重组等实际情况,故要求其能快速升级,以保障整个系统正常运作。可扩展模板能管理和实现对不同供应商的软硬件产品的集成,有效地避免系统重建,达到支撑层能力及应用的扩展,使系统具有自成长的生命力。可扩展模板管理结构如图2所示:
? 系统引擎:对社区系统内部的数据进行分析、统计、过滤和挖掘等,内外数据交互和特定消息响应采用标准引擎(见图3),适用于更高层面(城市的角度)对社区资源利用,标准化引擎大大降低了系统投入和维护量。
4.3 数据层
数据层以数据交换、数据抽取的接口规范为标准,对不同应用子系统的数据采用集中、分类、一体化等策略,进行合理有效的整合,建立有序的社区数据中心,从而保障支撑层内各不同应用之间的互联。
数据层作为社区管理体系的数据中心,在开放网关环境下,主要的组成部分如下:
? 标准类数据库,包括涉及社区内业务、政务的国家标准、行业标准数据库系统、数据交换标准等。
? 公用类数据库,包括社区综合统计信息库、社区空间信息库、社区服务资源信息库、社区人口资源信息库、社区物业名录信息库等。
? 社区数据:以满足用户信息交流、、沟通等需求为特征,处理和存储社区内的信息服务数据,包括收费服务数据、治安消防数据、日常行政工作数据、社区文档数据、图纸、多媒体数据等。
? 实时数据:以时间序列为主要特征,处理和存储智能设备运行过程中的实时数据。实时数据主要以社区内部使用为主,如社区视频监控、音频等数据,更新周期短,数据量大。
? 地理空间数据:处理和存储智慧社区网络拓扑结构数据、各类管线结构数据(小区平面、地下管线、楼层垂直管线等)、小区电子地图等数据。
4.4 网络层
网络层主要是实现将社区内部智能监控系统、感应设备设施、电信电视网系统、信息服务系统的信息接入城市通信网络的功能,实现数据在网络路由层的传输、交换以及支撑各子网络之间的信息传输。它是实现物联网、通讯网、互联网互通的物理保障。
如图4所示,网络层由物联网、通讯网、互联网构成,它们在信号传输上采用自己的端口接入各自的组网中,在网络路由层各自独立。为了保证数据的安全,在它们之间设立隔离装置,一般通过有线的方式实现互联。
5 运营方式
我国基础网络的三大运营商中国移动(无线城市)、中国电信(光网城市)和中国联通(智慧城市)已经为智慧城市建设进行了大量网络基础设施的准备工作。而在系统研发和集成方面,国内的华为等企业在智慧城市建设方面进行了很多有益尝试。
目前,学者们对智能社区的运营方式提出了以政府为主导,政府、供应商与社区物业在资金投入、后期运营和资源利用等方面进行多种组合的运营方案[11],就社区建设本身而言,它提供了行之有效的方案,也有很多成功案例。
但从目前城市具体情况来说,社区大小、档次相差很大,通过政府招标多家系统服务商、硬件供应商的运营方式,会造成物业投资负担过重,社区信息化参差不齐,无法与智慧城市的建设统一起来[12-13]。
智慧社区的建设作为智慧城市建设中惠民内容的一部分,要使其真正融入智慧城市,避免出现数据孤岛,所选择的运营方式不仅应关注经济、技术和局部功能,还应该注意智慧城市规划、集成能力、可扩展性、数据交互标准和信息安全规范等因素,考察运行机制是否有利于新技术有效、及时地应用,确保社区和城市建设融为一体。
采用按功能分层BOT(build、operate、transfer)的方式是一种值得尝试的运营方式。BOT方式在市政工程中应用非常普遍,在信息化建设中还是一种较新的尝试。基于BOT方式的智慧社区运营方式内容包括:①建设(build):政府牵头,参与制订应用准入制度,像城市建设规划一样审批复核智慧社区建设规划,确保社区建设中的软硬件符合智慧城市建设要求,从源头上杜绝软硬件重复建设的可能,指导智能产品的研究、开发和应用,通过契约授权运营商负责具体的建设实施。②运营(operate):政府负责运营监督,运营商拥有一定的期限专营权,负责运营管理。③移交(transfer):运营权到期后,运营商将运营权移交给政府。
该方式的优点在于:政府起监督、协调作用,物业所承担的投资和风险都非常小,可以保证智慧社区的建设有序运行与资金回笼,有效地促使运营商和相关企业的技术创新和管理创新,规避技术升级和自身需求突变风险,从而实现政府、物业和供应商多方的共赢。
6 结 语
智慧城市与智慧社区是智慧中国在不同层次上的组成元素,是中国现代化建设的标志,同样也是世界各国研究与发展的热门领域,是城市与社区发展的方向。智慧社区作为智慧城市的基本单元,用基本架构、集成能力、可扩展性、数据交互标准和信息安全规范等指标综合评估社区建设,将有利于规范社区和城市建设。然而,目前智慧社区的建设还面临着许多的挑战与威胁,还没有实现真正意义上的智慧化。本研究针对现在智慧社区建设存在的问题,从智慧社区直接参与者的角度出发,分析他们对系统的功能需求与性能需求,并充分考虑智慧社区建设中所面临的问题,提出了智慧社区的整体设计架构。此设计架构力求在功能需求、性能需求、智慧城市建设规划、系统技术应用四者之间寻求一个平衡点,并对系统运营提出可操作的运营方式,从而获得一个先进、科学以及经济的智慧社区建设和管理方案。
参考文献:
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[作者简介] 李宇翔,女,1964年生,副教授,13篇。
【关键词】智慧旅游 数据整合 信息系统
2011年,国家旅游局的《中国旅游公共服务“十二五”专项规划》中确定了旅游公共服务建设的重要性,把旅游公共信息服务作为提升旅游公共服务的切入点,明确要完善旅游信息咨询服务体系、旅游安全保障服务体系、旅游交通便捷服务体系、旅游便民惠民服务体系、旅游行政服务体系等 5大体系,要建立统一领导、分级负责,政府主导、全社会协同,公益性原则和市场化运作相结合的可持续发展的体制机制。
面向面向服务架构的智慧旅游信息系统通过对5大服务体系的融合,使得游客、企业、政府面对的不再是一个个孤立的系统,而是统一的服务窗口。在这统一的服务窗口,游客、企业等用户可以进行各种旅游事务的查询和申办、资源的统一获取、交互与协同。同时,通过该系统也可以提高政府的管理效率和管理水平,并能监控和优化相应的旅游服务质量。
1 旅游数据的研究
旅游数据是指旅游行业的相关企业、从业者及游客在从事旅游等活动时产生的各类数据,主要包括企业、景区、游客、导游、旅行社、酒店等所产生的管理或业务数据。可以将这些旅游数据描述成:游客数据(包括旅游行为、旅游习惯、消费习惯等)、旅游城市信息资源库、旅游地理信息(GIS)数据库、物联网数据、旅游行业资源信息库、旅游气象数据(PM2.5等)、旅游宏观经济数据、交通数据、网络舆情数据等,其中最为重要、应用价值最大是游客数据。根据面向服务架构的需求,可以将这些旅游数据化分为三大类。
1.1 游客数据
该类数据主要由游客从事于旅游活动产生的旅游需求数据和旅游活动数据,主要包括:旅游资讯查询、智能导游、旅游点评、旅游投诉、旅游活动推荐、产品销售、配套服务、消费模式、个人兴趣、爱好等等。
1.2 从业数据
该类数据主要是旅游从业者从事旅游活动时产生的业务数据或辅助数据等。主要包括:旅游产品信息、游客消费及行为分析、旅游信息、实时流量(人、车)监控和预测、客源地统计、接待统计、旅游舆情分析、灾害预警、拥堵预警、旅游市场精准营销等等。
1.3 服务数据
该类数据主要是政府服务或管理旅游活动时产生的业务数据,主要包括:游旅信息、旅游政策的管理、旅游行业信息库的管理、游客数量及趋势分析、旅游目的地及行为数据分析、游客消费行为分析、旅游舆情分析、旅游宏观数据分析及预测等等。
2 数据整合的方法
目前在数据整合领域有很多成熟的机制,结果智慧旅游信息系统的特性和需求,我们采用数据仓库整合机制。它的机制主要有:实现数据驱动的架构,它包括数据处理的分析、设计和数据整合的物理架构实现。
2.1 数据需求分析
旅游数据存在于众多旅游主体或活动之中,如旅游景区、气象管理部门、酒店、旅行社、饭店、旅游管理部门等。数据的采集工作需要根据用户的需求来采集,因此就需要对各用户的数据需求有详细的了解。旅游数据的采集除了可以主动采集外,也可以定期或定时采集某些固定的数据;定期或固定的采集方式可以利用相应的数据采集设备进行数据的实时采集,比如利用监控摄像头、GPS、人流量视频监控技术、环境检测仪等设备对相关的旅游地进行实地的旅游数据的采集。综上述,旅游数据可以分为:
(1)事务处理的数据。它的常见典型是联机事务处理的数据。
(2)网站(系统)数据。包括网站的来源IP、流量、网站的销售数据及政府游客服务中心的服务数据等等。
(3)数据仓库的数据。它们存储和处理着供用户使用的数据。
(4)分析数据。
(5)非结构化数据。它包括:文本(文档、笔记、记事和通讯录)、图像、视频、音频、社交媒体、传感器数据(如人流量、车流量统计)、天气数据等。
(6)半结构化数据。其中包括演示文稿、数学模型、电子邮件、图形和地理数据。
2.2 流程的规划
旅游数据从产生到利用需经历数据的采集、数据的分类、数据的选取、数据的装载、分析等过程,因此旅游数据的整合也需要建立在旅游数据的产生流程之中。
(1)首先从主动服务架构的角度,选择要产生的业务范围。
(2)选取该业务范围内的核心数据,即最有价值的数据(或与其它用户具有关联价值的数据),建立起关系型的数据。
(3)整理出来的关系型数据要支持整个系统的大数据分析、统计、汇总等。
(4)建立起要采集的数据的的标准,统一数据格式、采集方法、使用方式,设定一个共享的技术方法和目的。
(5)最终建成“统一数据架构”。实现有效、实时、精确地与现有的业务数据结合,产生精准的旅游业务整合数据。
2.3 技术方法
2.3.1 数据采集方法
各类旅游信息数据的收集、核准需要通过运用不同的采集方式,主要有:仪器设备实时采集和实地采集、走L调研、网络收集等。
2.3.2 数据采集技术
目前主流的、成熟的大数据采集技术主要有:Kafka、Scribe和Flume,这里主要介绍下Kafka。
在旅游大数据系统中,常常会碰到这样一个问题,整个旅游大数据是由各个应用子系统来组成,各种类型的旅游数据需要在各个应用子系统中高速、低延迟的不停流转。传统的消息系统并不适合大规模的数据处理。Kafka的出现,解决了同时在线应用(主要指消息)和离线应用(主要指数据文件,日志),它降低了系统组网的复杂程度,它类似于插座,各个子系统类似于插头,插在它上面,即Kafka承担高速数据总线的作用。
Kafka将消息以topic为单位进行归纳。将向Kafka topic消息的程序成为producers。将预订topics并消费消息的程序成为consumer。Kafka以集群的方式运行,可以由一个或多个服务组成,每个服务叫做一个broker。producers通过网络将消息发送到Kafka集群,集群向消费者提供消息,如图1所示。
2.3.3 数据分析
旅游数据的分析主要利用分布式数据库或分布式计算集群来对海量的旅游数据进行普通的分析和分类、汇总等,以满足用户特别是政府和企业对旅游管理的需求。实时性的分析常用Oracle、GreenPlum的Exadata和 MySQL的列式存储Infobright等,而基于半结构化数据的分析则使用Hadoop。
2.4 大数据挖掘
与数据统计和分析过程不同,旅游数据的挖掘一般不会事先预定好主题,数据挖掘主要是在现有数据上进行基于各种算法的计算。比较典型算法有Kmeans和用于统计学习的SVM及用于分类的NaiveBayes,主要使用的软件工具有Hadoop的Mahout等。
3 总结
旅游数据的整合要以旅游信息咨询服务体系、旅游安全保障服务体系、旅游交通便捷服务体系、旅游便民惠民服务体系、旅游行政服务体系等 5大体系的业务体系为流程,规划出统一的数据标准,以此推动利用大数据来完善旅游目的地政府的旅游管理和决策、改善旅游行业的运营、提高游客的旅游体验感等。
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作者介
王世运,海南省定安县人。现为海南热带海洋学院实验师。主要研究方向为数字媒体开发、网站开发等。
田兴彦,湖南省人。现为海南热带海洋学院教授。主要研究方向为虚拟现实、三维动画、信息系统设计等。
关键词:智慧;智慧教育;学习空间;教室;设计
随着《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的颁布和实施,我国教育信息化的近期建设目标被概括为“三通两平台”,其中凸显个性化学习的“网络学习空间人人通”引起教育界的广泛关注,成为教育信息化研究的热点。
设计数字化的学习空间,实现网络学习空间人人通,旨在促进学习者学习方式变革,改变传统的教学结构,最终培养具有智慧的人,即促进智慧教育的发展。然而,在智慧教育下的学习空间有何特征,如何设计并未得到学界的深入探究,本文尝试从这一角度开展研究。
智慧教育理念
《牛津高级英汉双解词典》对智慧的解释是:(在做决定或判断时表现出的)经验和知识;正确的判断、常识等。1998年,美国前副总统戈尔提出“数字地球”的概念,2008年,IBM提出“智慧地球(Smart Planet)”的概念。随后IT业界提出智慧城市、智慧交通、智慧医疗等概念。智慧教育由此演变而来,随后,提出了“智慧学习”、“智慧课堂”等词。我们不难发现,智慧是人具有的一种高级综合能力,智慧教育的根本目的在于教育使教育者发现、发展、培养自己的智慧,通过自我完善、自我构建、自我发展,形成每个人独具个性的完整的集成智慧体系,从而更加有效地走向丰富多彩的生活。
学习空间研究述评
学习空间就是学习发生的场所,它是影响学习活动的一个非常重要的因素,目前对学习空间没有一个标准的定义。学习空间对学生的学习和行为的影响,具有不可忽视的作用,而教室是最重要的学习空间,学生的学习、娱乐和交流活动很大部分是在教室里发生的。教室空间的布局对于学校来讲不可或缺,伴随着社会的进步、经济环境的变化、教育范式的转变以及新技术的出现,越来越多的研究者开始推进教室空间的创新和试验,试图将教室空间与教育理论联系起来。结合智慧教育对培养学生自主学习、合作探究与创新能力的目标要求,本文对“智慧”教育的教室空间进行了设计。
智慧教育视角下的教室空间设计
通过对国内外学习空间的研究和对智慧教育理念的深度剖析,笔者总结了教室空间的设计原则和特征,为智慧教育视角下教室空间的设计提供依据。
1.教室空间设计原则
(1)支持多种类型学习方式
智慧教育视角下教室空间的设计要摆脱简单的秧田式教室空间,设计灵活的课堂组织形式,使其既能够满足学生自主学习的需求,又能够让学生随时组织小组合作讨论,开展协作学习。同时,采用多屏显示技术,把教学需要呈现的内容从多角度呈现,使内容演示打破空间和时间限制,让学生能随时随地学习。
(2)重视学生的个人私密空间
在教室中创设私密空间,其目的是为了更尊重学生的个人意愿,让某些学生在疲劳、厌倦和烦躁不安时,有机会独处、自省和退避,按照自己的意愿支配环境,放松自己的情绪,个体进行自我思考、反省。
(3)信息共享
教室空间中应设有扩展资源这一区域,主要用于放置图书、杂志、教材等资料,学生可以根据需要自由使用。另外,教师也可以根据教学内容、课前和课后指导不同的学生使用不同的资料。在教室图书馆旁边设置公共休息区,学生可以在公共休息区与其他同伴共享知识、交流讨论,也可以自己查看书籍。
2.教室空间的特征
(1)能够提供各种资源和工具,培养学生的信息素养
智慧教育视角下学习空间的设计必须能够为学生提供各种资源和工具,学生可以利用所提供的资源和工具自主探究学习,培养学生自主学习的能力和对信息的处理能力。
(2)空间设计具有灵活性,能够满足多种方式的学习
在学习空间的设计上必须摆脱传统物理条件的限制,学习的场所不再是传统的讲堂、课桌模式,而是采用灵活的课堂组织形式,能够让学习空间不仅成为学生的自主学习空间,还可以成为学生的协作交流空间。
(3)高技术性,为学生搭建开放的学习空间
传统的学习空间对技术的应用非常少,课堂大多采用普通的多媒体展示教学内容,这无法从根本上改变学生的学习方式,学生知识的获得依旧是由教师传递而来。智慧教育视角下的学习空间设计应充分利用各种技术,为学生搭建一个开放的学习空间,如学生可以利用视频会议系统进行远程交互等。
(4)情境化,创设身临其境的学习环境
智慧教育视角下学习空间的设计需要利用自动传感的GPS、蓝牙、WiFi等技术与移动设备结合为学习者创设既包括技术使用的现实情境,又包括用技术创设的人机交互情境,通过两种情境的合理贯通创设一种无缝学习空间。
(5)高交互性,开展合作学习
为了改变传统的灌输式教学,让学生成为学习的主人,培养学生的智慧,智慧教育理念倡导开展合作―探究的教学模式。学习空间的设计也随之发生变化,不是简单地在课堂内添加许多新的设备,更主要的是其空间由原来的封闭空间转变成了开放的学习空间。学生可以利用网络与教师、专家以及其他学习者进行远程交流。
3.教室空间架构
(1)教室空间架构图
根据教室空间的设计原则和智慧教育下教室空间应具有的特征,笔者提出了教室空间的架构图(如图1)。
(2)教室空间功能分析
该教室空间在设计与应用上具有以下功能:①采用移动桌椅便于教学过程的灵活组织,支持多种学习方式的开展。②在教室内采取多屏显示,既能满足集体讲授上课的需要,又能满足小组讨论、合作学习的需要。同时,可以采用双屏呈现学习内容的形式,优化教学信息的传递效果。③借助视音实录设备实现教与学过程的实时跟踪,方便学生课后自学和交流,同时教师在学生自主学习期间根据实录情况及时给予学生反馈。④采用视频会议系统实现远程课堂的互动,实现物理空间与虚拟空间的有效融合。⑤提供个人休息区和公共休息区供学生课间休息,体现以人为本的思想。⑥扩展资源区提供丰富的教学资源,实现资源的共享与拓展等。
(3)智慧教育的教室空间建设步骤
智慧教育的教室空间的建设过程包括六个步骤。
解决问题与实现目标分析。近年来,对学习空间方面的研究越来越多地关注将信息技术环境下的教育理念与学习环境联系起来,构建激发学生学习动力、支撑问题发现与知识构想、理解疑难知识并能够综合应用的学习环境等,让学生主动、轻松、愉快地学习,提升智慧水平。因此,智慧教育的教室空间的建设将对促进信息技术条件下的教学创新,推广智慧教育理念,实现学生高质高效学习的智慧课堂有着十分重要的意义。
需求分析与方案规划。在明确建设的目标之后,建设小组应综合考虑学校的实际需要,对实际情况进行调查,分析实践中存在的问题,需求评估是项目规划的基础。只有这样,智慧教育的教室空间的建设才有针对性。在需求评估的基础上,认真考察学校现有的各种服务体系、基础设施、信息资源和人员配备等条件,确定该教室空间的整体目标,并在反复讨论的基础上形成最终的建设规划方案。
初步设计。确定空间设计需要考虑的维度,编制学习空间建设的整体建设框架,本文设计的教室空间的初步建设框架如图2。
详细设计。此阶段要以智慧教育理论为基础,教学设计的相关理念为指导,设计教室空间的各个模块,创建满足教学和学习需要的教室空间。详细的建设框架如图3。
施工与维护。教室空间建成之后,后期维护是一个复杂的团队协作活动,需要管理维护人员与技术支持人员的紧密协作。
评价与管理。智慧教育的教室空间设计并不完善,其空间设计及服务仍需要我们进一步改善,因此,对其建立科学的管理与评价体系必不可少。
一个实践案例:基于电子书包的学习空间建设
为了促进信息技术条件下的教学创新,推广智慧教育理念,东北师范大学理想信息技术研究院与东北师范大学附属中学合作,帮助师大附中构建在信息技术条件下实现学生高质高效学习的智慧课堂。合作包括智慧教室建设、智慧教育课题研究、教师培训、智慧教育产学研用联动示范基地建设等。其中基于电子书包的学习空间建设项目是重要的内容之一。
基于电子书包的学习空间建设项目的合作流程包括软、硬件安装与配置、项目对象培训、电子书包应用以及研讨并展示应用成果(如图4)。
其中,智慧教室建设所需的支撑软件与硬件,具体如左表。
【关键词】收费系统 电子技术 应用分析
近几年刷卡消费在城市很普及,并且方便快捷,人们的包里有多张卡,地铁卡、购物卡、信用卡、油卡等等,尽量进行刷卡消费。刷卡消费的一端是电子收费终端,另一端与收费管理系统相连,通过各种通信介质形成收费系统,应用在多个消费领域。家里煤气收费员利用无线POS机刷卡进行收费非常快捷,大城市的公交、地铁都在使用电子收费系统。电子商务流行,网购中的便捷支付等等都在飞速延伸扩充使用范围,收费系统利用电子技术很普遍,这种技术应用实践引领大家进行各种信息化实践。
1 收费系统应用介绍
现代商业模式中离不了收费系统,我们身边的收费系统不胜枚举。列举如下:如超市购物,超市物流管理和超市营销体系有一套超市收费系统,这套系统中既包括各个收银台,又包括出入库管理,还有进销存等。
出门乘车有收费系统,在停车场入口有进入的时间,出口有车辆离开的时间,两者的差值依据收费单价进行计算,可以计算机出车辆停车时间内的停车费用。
目前城市的各大医院进行门诊住院管理都是一套计算机网络信息系统在进行管理,收费环节是其中一个部分,其余部分将医生门诊医疗管理,住院治疗系统,药品进销存整合到这个系统里,这是现代信息化技术和电子技术在医院应用的一个体现。
在一些大型的饮食服务行业,收费系统已经在发挥作用,当客户进入到场所后可以通过点餐终端进行现场点餐,这些信息通过系统进入到厨房,厨房已经订单次序依次进行制作处理,等客户用餐完成后则生成费用清单给客户。
现在高速公路已经四通八达,利用电子收费的电子应用带来的便利也直观的反映在我们面前,ETC不停车进行收费是其中的一个典型应用。
2 ETC收费系统分析
在现代商业日渐发达的今天,收费系统随着需求应用领域日渐广泛。目前比较典型的不停车收费系统在异地联网使用也越来越广泛,我们通过ETC收费系统来分析电子技术在收费应用中的流程。
如今我国高速公路已经形成一定规模,其快捷交通给全国经济发展起到了很重要的作用,高速公路的建设情况可以反映一个国家和地区的交通发达程度、乃至经济发展的整体水平。高速公路遍布全国,由于高速公路建设成本高昂,一段时间高速公路建设成本要通过收通行费来负担。对于高速公路的合理高效管理也是多方面面临的问题,高速收费管理要求效率高,无漏收、无徇私,有效疏导高流量时的高速道路通行。
目前高速管理支持不停车收费和停车收费两种,ETC收费是不停车收费,人工收费是主导。ETC收费系统由以下几个模块构成,进高速口发卡(或取卡)和出高速交卡交费这一基本收费模块;开车司机没看到的还有高速公路管理站的财务管理软件,对收费站和道路进行监控的管理软件已经对整套网络进行管理的软件;中心财务软件、中心监控软件、中心网络管理软件、中心POS机管理软件及中心IC卡管理软件这一系列管理平台构建了整个收费系统。
3 高速公路ETC电子收费系统技术应用
3.1 需求分析
高速电子收费系统对人员素质要求不高,所有在该系统设计应用中需要注意以下几点。
3.1.1 可靠性要求
高速公路周围环境复杂,对设备环境要求很高。本人记得走到高速口经常卡按了还不出,单位时间,影响司机使用。所以要求系统的设备可靠性必须高,设备要经过严格的环境测试才能进行使用。
3.1.2 开放性要求
由于计算机信息系统使用维护是一个不断完善的过程,所以该系统必须有良好的开放性和兼容性,当版本在完善后很容易进行维护,降低运营成本。
3.1.3 效率要求
高速公路利用电子收费系统主要目的就是提高效率,业务处理要快捷方便。在保障高速畅通的情况下进行合理收费。
3.2 设计应用
ETC应用在车辆上是首先在运营车辆上安装一个终端,这个终端上安装一张射频IC卡,卡上记录了该车辆的信息,车牌号以及该车牌车主的信息。首先对这张卡进行充值,充值在高速公路管理站指定的场所进行充值和信息填写。当安装了ETC自助终端车辆上在高速公路入口进入时将被采集到该车辆的信息,等到这辆车到出口时则对车辆进行识别,鉴别车的入口地址以及需要划出的消费金额,实现智能收费。
对于车辆收费的后台管理承担了整个收费系统的任务,收费系统的后台管理员在后台可以看到一定时间段内车辆的出入管理情况,这些信息可以出具统计报表,对这些统计报表的分析统计可以汇总出该高速公路发挥的作用,在很多地区高速公路联网管理,能够给管理部门已启示,给公路部门提供建设道路的依据。
4 电子收费系统前景
电子收费系统的设计是将手动收费的流程进行需求设计,进而进行模块设计,最终将人的行为和电子终端行为结合在一起。电子收费系统在一定程度上减少了人为因素对整个收费过程的干预,能够客观公正的进行收费。同时电子收费终端可以提高效率,借助电子收费系统能够很好的利用网络通信和软件服务系统结合,对需要了解的电子收费各个环节达到很好的掌控。
5 结语
如今智慧城市、智慧社区、智慧校园等等提法越来越普遍,其实这些所谓的智慧就是利用电子技术、信息技术和网络技术进行物联网模式的缩影。在不远的未来,或许每个人在就医、消费以及工作全部利用网络世界的各个节点就可以实现,届时收费系统中的电子技术将更加普及,传感器的世界将深入到社会的各个角落,期待智能化的世界呈现在我们面前。
参考文献
[1]马开元,张瑞军,卜祥龙,赵惠玲,汪文博.一种智能化的校园车辆管理系统研究[J].信息技术,2014(03):21-24.
[2]张玉彬,李坤.基于GPRS(APN)网络通信的多功能收费系统应用[J].农村电工,2014(04):33-34.
[3]孟一方,睢雪亮.浅谈高速公路ETC电子收费系统的技术应用[J].科技风,2012(07):78.
关键词:智慧校园;BIM技术;管理系统;大数据
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.226
0 引言
“智慧校园”是校园大数据下的必然结果,它的智慧体现在智慧的学习环境、智慧的学生管理、智慧的生活方式等,体现在自动监控学校安全;智能的签到、考勤系统;无人监管的智能图书借阅系统;智能化管理办公设备、仪器。总之,就是开发一个智能化的校园运行、维护管理协作系统,有效的使校园可以智能、环保、稳定、安全等运行,并且共享校园大数据,实现更合理、更准确、更全面的只能校园管理系统,从而提高校园的各职部门的管理效率,降低校园管理经济成本。以BIM应用技术为载体构建整体数据共享平台,能够进行三维空间数据的可视化查询、应用,并充分结合在有机管理的校园建筑和结构系统的信息数据,实现快速查询,统筹管理,降低校园管理难点,降低管理的经济成本[2]。
1 BIM技术与智慧校园管理
根据智慧校园中建(构)筑物自身的管理规则,结合BIM应用技术,我们可以模拟现实的对象实现管理计划。智慧校园集成BIM技术应用管理系统,可以很好对每一个R到行有效管理,进而实现综合管理,科学分类,这样我们可以提供一个更好的解决方案管理方法,避免专业造成的碰撞、矛盾问题[3]。
2 智慧校园管理主要内容
智慧校园是指以大数据下的物联网为根本的智能化的校园教学、科研与生活相结合,以各种服务为一体的综合性环境,集成所有应用服务系统为载体,教学、学习、安全管理与校园生活环境进行全面融为一体。实施步骤为将带有传感器的安装到学生教室、停车场、办公室等,形成共享的“物联网”,然后使用数据云计算和超级计算机的“物联网”和“软件共享平台”进行数据信息的整合,从而将科研工作、学生管理、生活与学习等和校园的基础设施的有效统一。
3 智慧校园管理系统开发模式
智慧校园管理系统在开发过程中以运营、维护管理为主要目的,结合BIM技术的优势,整合校园的数据实现共享,分析、统计、预测校园管理的数据及信息,进而为决策提供辅助管理依据,从而进行学校全面动态的管理。
3.1 系统设计、开发目标
通过对系统的需求分析,智慧校园运营、维护管理系统以“智慧化”为核心,使用方便为宗旨,兼顾校园的所有管理、行政部门,将本系统的设计、开发目标简单总结如下:
(1)为了使学校大数据实现共享统一管理、应用,开发以BIM技术为基础的数据库;
(2)建立三维空间数据服务与综合管理平台,通过微信、校内通等访问模式加大服务力度,增强三维现实服务种类,改变传统的学校综合管理的方式;
(3)建立智能监控网络,组建行动指令执行小分队,建立实时、快速反应高清视频监控设备;
(4)对学校供电设施、消防设施、运动设施等进行集中集成管理,形成高效、舒适的“智慧节能”系统;
(5)为了加强对实验设备、生活设备等有效、科学的管理,开发一个功能齐全的校存资产、设备管理系统。
3.2 系统总体框架设计
BIM技术校园主要基于校园信息资源共享平台为核心的维修管理系统,配置必要的设备联通局域网,开发三维空间数据模型生态、地理空间数据生态、资产高效管理生态、安全信息互操作系统的软件和硬件环境,创造信息资源共享的数据平台和集成数据共享环境;开发一个统一的、高标准化的安全体系、管理效率体制及有效的运行体质,保证运行、维护系统安全、高效的运行。
3.3 系统各项功能
(1)三维可视化漫游。通过开发的系统使用户能直观、真实快捷以可视化漫游的方式查看学校内部的任意位置,也可以有针对性的浏览,提取用户的兴趣点,并且结合VR可视技术,使得用户对学校管理有更深层次的了解。
(2)建筑信息查询。建筑信息查询的分类管理教学大楼、学生宿舍、学生食堂和其他建筑等真实的呈现在三维视觉场景中。人们可以观看任何一个建(构)筑物的三维视觉场景,它可以展现出建(构)筑物的外观、材料、用途和其他相关信息,促进每个建筑实现可视化的应用、管理。
(3)资产管理查询。三维数据的可视化可以带来资产管理的可视化,制定资产管理业务流程的信息技术,通过系统集成技术的可以无缝集成的三维模型与业务流程,资产统计、管理部门可以把握整个资产购买、修理、更换直至彻底报废的全过程,采购、使用和维护,一个统一的跟踪,增加校园设备的使用周期与效率,减少学校的资产管理与维护经济成本。
(4)遮挡工程查询。BIM应用技术将学校内部所有的遮挡工程都会以三维可视化数据模型的保真的现实出来,进而复杂工作简单化,提高遮挡工程的管理效率,更能解决图纸看不懂的困局。在现有三维数据模型中,直接可以提取现有的管道线路信息,如管道使用的材料、使用年限等。
4 结论
BIM技术运行、维护管理系统是智慧校园的发展的前提,也是研究的核心所在。通过分析及总结发现:运营、维护系统需要对学校建筑、教学、运行设备等状态进行实时的信息查询、管理,为决策提供及时的数据支持,提高管理效率,节约了管理的成本[4]。同时对系统开发提出了概念性的框架,展现了系统实现的三维可视化漫游、建筑信息的查询、资产管理以及遮挡工程的查询等功能。在智慧校园大数据下,建立运营、维护管理系统数据库,对办公文档、资产清单、档案材料等相关资料进行有机管理,真正实现校园的“智慧化”。
参考文献:
[1]陈晓.基于BIM的校园运维管理系统的研究[D].西南交通大学,2016.
[2]曹慧文.基于三维技术的电厂基建管理系统的开发[D].华化电力大学,2014.