文｜北京天一眾合科技股份有限公司 付屹東

淺談MOT城域物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用

文｜北京天一眾合科技股份有限公司 付屹東

2010年物聯(lián)網(wǎng)正式列入國家重點發(fā)展的五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，各地政府都在積極進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃和布局。2011年，地方“十二五”規(guī)劃陸續(xù)出臺，許多城市把建設(shè)智慧城市作為未來發(fā)展的重點，智慧城市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將成為經(jīng)濟(jì)增長的“綠色引擎”和重要支柱，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、無線化將成為市民生活工作的主要方式。

1 智慧城市的概念理解

“智慧城市”是運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能和通信等技術(shù)，將政務(wù)、城市管理、醫(yī)療、商業(yè)、運輸、環(huán)境、通信、水和能源等城市運行的各個核心系統(tǒng)加以整合，形成基于海量信息和智能處理的生活方式、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會管理等模式，構(gòu)建面向未來的城市形態(tài)，從而使整個城市以一種智慧的方式運行。

關(guān)于智慧城市概念的理解，需要關(guān)注幾個問題：

智慧城市的實現(xiàn)手段——智慧技術(shù)。從技術(shù)內(nèi)涵來講，智慧城市是對現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感網(wǎng)技術(shù)、智能信息處理的高度集成，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施與信息基礎(chǔ)設(shè)施的高度融合。

智慧城市的基礎(chǔ)——物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。智慧城市是將城市看作一個完整的統(tǒng)一體，因此，有關(guān)信息的標(biāo)識、感知、傳遞、處理和利用的設(shè)施構(gòu)成了智慧城市的基礎(chǔ)。

智慧城市的特征——全面物聯(lián)，充分整合。智能傳感設(shè)備將城市公共設(shè)施物聯(lián)成網(wǎng)，并實時感知，做到物與物、物與人、人與人的互聯(lián)互通，相互感知。

智慧城市的關(guān)鍵——智慧應(yīng)用和服務(wù)。智慧技術(shù)是手段，智慧城市的關(guān)鍵是智慧應(yīng)用、智慧服務(wù)和智慧產(chǎn)業(yè)，最終人人都能體驗到智慧生活。

綜上所述，“智慧城市”實現(xiàn)的關(guān)鍵是以全新的角度看待城市，把以往那些只是被分別考慮、分別建設(shè)的領(lǐng)域，如人、物、交通、醫(yī)療、能源等綜合起來考慮，并將城市中的物理基礎(chǔ)設(shè)施、信息基礎(chǔ)設(shè)施、社會基礎(chǔ)設(shè)施和商業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施連接起來，成為新一代的智慧化基礎(chǔ)設(shè)施。因此，如果沒有物聯(lián)網(wǎng)將物理意義上的城市建筑、設(shè)施進(jìn)行互聯(lián)，那么智慧城市只能是懸在空中的概念。

自物聯(lián)網(wǎng)概念推出后，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼，受到越來越多人的關(guān)注，但現(xiàn)實中基本上都是局部的、分散的研究、探索和嘗試，很少有城市級別的物聯(lián)網(wǎng)整體運用。其原因在于：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求有待提高、條塊分割易成信息孤島、商業(yè)模式缺失等方面。

要實現(xiàn)智慧城市，我們就必須進(jìn)行具有真正物聯(lián)網(wǎng)特質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運營體系建設(shè)，該網(wǎng)絡(luò)可以容納數(shù)量巨大的終端，可以實現(xiàn)對物的主動式管理、可以廣域開環(huán)運行、可信可靠、可以通過服務(wù)方式實現(xiàn)盈利，并便于復(fù)制低成本運營。這才是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最終目標(biāo)，也才符合智慧城市大融合、大集成的特點。為此，MOT城域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生。

2 MOT城域物聯(lián)網(wǎng)

MOT（Metropolitan-area-network Of Things）城域物聯(lián)網(wǎng)，作為物聯(lián)網(wǎng)城市級別的基礎(chǔ)信息采集平臺，以智慧城市為終極目標(biāo)，采用“一個系統(tǒng)、多種應(yīng)用”的開環(huán)結(jié)構(gòu)，在全市范圍內(nèi)布設(shè)有源RFID傳感網(wǎng)絡(luò)，并以此為平臺解決多個物聯(lián)網(wǎng)實際應(yīng)用，綜合提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，最終達(dá)到智慧城市的目標(biāo)。如圖1所示。

首先在城市范圍內(nèi)架設(shè)特定的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，然后經(jīng)由具有監(jiān)測和感知功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行傳輸，實現(xiàn)對人、車、物各種監(jiān)測對象的信息采集、交換和通信，最終達(dá)到智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理以及統(tǒng)計分析的目的。因此我們稱MOT城域物聯(lián)網(wǎng)是智慧城市的基本智能網(wǎng)絡(luò)。

MOT城域物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的構(gòu)成：

（1）智慧政務(wù)保平安，數(shù)字城管、應(yīng)急系統(tǒng)、智能交通等。

（2）智慧民生增穩(wěn)定，智慧校園、智慧社區(qū)、智慧醫(yī)療等。

（3）智慧產(chǎn)業(yè)促發(fā)展，行業(yè)管理、綜合應(yīng)用等。

3 MOT城域物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用

技術(shù)的價值不在于其自身價值，而是在于它應(yīng)用和服務(wù)所創(chuàng)造的價值，因此MOT城域物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)以“三重應(yīng)用，三步走”為規(guī)劃方針，一次性建設(shè)智能傳感網(wǎng)絡(luò)，將政府、公眾、行業(yè)應(yīng)用循序漸進(jìn)地依“步”展開。一步走：智慧城管，以市政智能管理為帶頭應(yīng)用，建設(shè)MOT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺；二步走：智慧民生，首推以中小學(xué)生管理為主的公眾應(yīng)用；三步走：智慧產(chǎn)業(yè)，逐步推廣多元化的行業(yè)綜合應(yīng)用。

3.1 一步走：智慧城管，以市政智能管理

為帶頭應(yīng)用，建設(shè)MOT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺

市政部件涉及范圍廣、覆蓋面積大，因此以市政智能管理為切入點，建設(shè)MOT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，建立集市政部件主動感知、主動報警、市政人員車輛主動調(diào)度為一體的管理監(jiān)督平臺和指揮調(diào)度平臺——城域通，實現(xiàn)智慧城管、智能交通等功能，并最終延伸至城市范圍的智慧政務(wù)管理。

智慧城管實現(xiàn)的功能包括：

（1）市政設(shè)施監(jiān)管

①市政井蓋管理：井蓋內(nèi)置傾斜及振動感應(yīng)一體的傳感終端，井蓋狀態(tài)正常時，傳感終端處于休眠狀態(tài)，當(dāng)井蓋異常開啟時，傳感終端立即發(fā)出報警信號。對于安裝有傳感終端的井蓋，在其被盜走的過程中，實現(xiàn)實時的定位和跟蹤，便于管理人員找回井蓋并協(xié)助警方抓捕盜竊嫌疑人。

②設(shè)備箱管理：設(shè)備箱內(nèi)安裝帶有傾斜傳感器和電子羅盤的傳感終端，當(dāng)設(shè)備箱門被非法打開時，傳感終端立即發(fā)出報警信號。

③市政燈桿管理：燈桿內(nèi)置傾斜及光敏感應(yīng)一體的傳感終端，當(dāng)燈桿傾斜超過一定角度或工作異常時，傳感終端會立即發(fā)出警示信號。

（2）市政車輛監(jiān)管

為各種需要管理的市政車輛配備傳感終端，然后在“城域通”平臺上實時監(jiān)控車輛的分布，對車輛進(jìn)行動態(tài)的定位跟蹤，并設(shè)定工作和非工作區(qū)域，實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度和管理。當(dāng)發(fā)生市政部件報警等情況時，管理人員可以在系統(tǒng)中直觀地找到距現(xiàn)場最近的車輛進(jìn)行調(diào)度安排，保證市政車輛及時到達(dá)現(xiàn)場，縮短了事件響應(yīng)時間，提高了管理效率。對某些有路線、區(qū)域、時間等嚴(yán)格管制的市政車輛，可設(shè)定其報警規(guī)則，當(dāng)行駛路線、行駛時間、活動區(qū)域與規(guī)定不符時，系統(tǒng)自動報警提示，為市政車輛的監(jiān)控管理提供了有效的技術(shù)手段。

（3）市政人員監(jiān)管

外出人員佩戴電子徽章形狀的傳感終端，管理人員通過“城域通”平臺實現(xiàn)對外出人員基本信息、位置、分布、軌跡、區(qū)域和狀態(tài)的有效實時管理。還可以考察城管人員工作出勤情況，有效地監(jiān)管市政人員的工作狀況。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況需要人員去現(xiàn)場處理時，可以快速查找附近人員，及時調(diào)度。

在智慧政務(wù)應(yīng)用方面，依托MOT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺，可以同時為公安部門、城管部門、住建部門等政府職能部門提供相關(guān)功能管理。包括市政部件管理、主動安全防控、平安城市（視頻聯(lián)動）、政府車輛管理、外勤人員巡檢管理等，以實現(xiàn)智慧城市保平安的目標(biāo)。

3.2 智慧民生，首推以中小學(xué)生管理為主的公眾應(yīng)用

這些年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市中對于青少年的不安全因素也在顯著增加。如何在上下學(xué)途中或相應(yīng)的時間段內(nèi)對孩子進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理，一直是老師、家長關(guān)注的問題。利用上述MOT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺，為中小學(xué)生配發(fā)具有校微形狀的、智能節(jié)點功能的傳感終端，從而建立起中小學(xué)生相關(guān)信息的上傳通道。

同時針對公眾開展都聯(lián)網(wǎng)運營服務(wù)，它以智慧民生為主題，服務(wù)包括個人的資產(chǎn)管理、寵物管理、兒童位置管理、居家養(yǎng)老等。在中小學(xué)生管理中，家長可以通過都聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站查詢孩子的位置，并設(shè)定相應(yīng)的功能設(shè)置實施提醒報警。

我們以智慧校園為例，進(jìn)行具體功能分析。首先，針對孩子上下學(xué)途中可實現(xiàn)的功能有：

（1）實時位置感知：家長可通過“都聯(lián)網(wǎng)”網(wǎng)站、CTQ桌面即時通信軟件（都聯(lián)網(wǎng)的配套軟件）、手機等及時獲知孩子在校外的實時位置、移動軌跡，了解孩子外出情況、抵離校時間、抵離家時間等信息，加強對孩子外出管理，確保孩子出行的安全，填補孩子外出階段的監(jiān)護(hù)缺失。

（2）校車監(jiān)控：在校車上安裝可移動的智能網(wǎng)關(guān)，記錄校車上的學(xué)生情況，監(jiān)控校車運行軌跡，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給學(xué)校和家長。

（3）沿途提醒：設(shè)置沿途提醒的區(qū)域點，孩子每到預(yù)先設(shè)定的區(qū)域點，“都聯(lián)網(wǎng)”網(wǎng)頁會彈出提醒或短信發(fā)送提醒。

（4）定時提醒：設(shè)定提醒時間，在該時間點內(nèi)，網(wǎng)頁或短信提醒孩子所在的位置。

（5）間隔提醒：設(shè)定間隔時間，網(wǎng)頁或短信提醒設(shè)定的相應(yīng)內(nèi)容。

（6）區(qū)域報警：自由設(shè)定孩子的活動區(qū)域，若離開區(qū)域，網(wǎng)頁或短信報警。

（7）到達(dá)提醒：自由設(shè)定孩子的預(yù)計到達(dá)區(qū)域，一進(jìn)入該區(qū)域，網(wǎng)頁或短信提醒。

（8）交流互動平臺：都聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站、CTQ更為家長與老師之間開發(fā)了交流互動的功能。老師可把學(xué)生在校的信息、學(xué)校的統(tǒng)一通知等發(fā)送至家長的站內(nèi)信箱，更可通過聊天工具建立對話。

其次，結(jié)合校園內(nèi)智能傳感網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，將校園內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)信號無縫接合，實現(xiàn)一套完整的中小學(xué)生全程管理應(yīng)用，其在校園內(nèi)實現(xiàn)的功能包括：

（1）學(xué)生信息管理：通過電子?；兆R別學(xué)生身份，調(diào)取并核查學(xué)生的詳細(xì)資料信息。

（2）校園進(jìn)出管理：自動感應(yīng)和記錄學(xué)生進(jìn)出校門時間，以手機短信、網(wǎng)站信息顯示、電腦桌面信息推送等形式通知監(jiān)護(hù)人。

（3）校園內(nèi)人員定位：用二維圖形顯示學(xué)校平面圖，查詢學(xué)生和教職員的當(dāng)前位置與分布。

（4）區(qū)域軌跡管理：綜合查詢指定區(qū)域內(nèi)學(xué)生或教職員的位置和相關(guān)信息，實時記錄安保人員的位置、分布和巡查路線軌跡。

（5）特殊區(qū)域管制：設(shè)定校內(nèi)特殊區(qū)域，當(dāng)未授權(quán)人員擅自進(jìn)入時，立即警示。

（6）突發(fā)事件管理：電子?；站哂袌缶δ?，遇到突發(fā)事件時，學(xué)生可使用報警功能進(jìn)行求救，教師或管理人員能夠及時做好安全防護(hù)管理工作。

（7）校園設(shè)施管理：井蓋、燈桿、樹木、公共設(shè)施等安裝狀態(tài)傳感終端，當(dāng)出現(xiàn)異常及時報警處理，消除安全隱患。

（8）校園資產(chǎn)管理：電腦、U盤、教學(xué)設(shè)備等重要資產(chǎn)安裝資產(chǎn)管理的傳感終端，查詢資產(chǎn)實時位置、分布和狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)非法移動等情況時，自動報警。

（9）食堂安全監(jiān)控管理：通過安裝各種監(jiān)測裝置，實現(xiàn)對有毒有害氣體的監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)異常情況及時報警。

當(dāng)然，在MOT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺上，我們可以將面向公眾服務(wù)運營的管理對象擴(kuò)展到家人、兒童、老人、車輛、資產(chǎn)、寵物等。智慧民生是智慧城市最主要的體現(xiàn)。

當(dāng)然，面對公眾應(yīng)用的市場局面一旦打開，將在傳感網(wǎng)絡(luò)下產(chǎn)生“海”量級的數(shù)據(jù)信息，可靠地傳輸數(shù)據(jù)，避免網(wǎng)絡(luò)堵塞，安全地運行網(wǎng)絡(luò)，是我們首先要考慮的。因此在MOT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)之初，就將其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境定義在城市中數(shù)據(jù)來源的方方面面，對其可能衍生的負(fù)面問題，技術(shù)上做了深入的防御與控制的開發(fā)設(shè)計，針對應(yīng)用規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行全方面的戰(zhàn)略儲備。

3.3 三步走：智慧產(chǎn)業(yè)，逐步推廣多元化的行業(yè)綜合應(yīng)用

在智慧城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，MOT城域物聯(lián)網(wǎng)平臺一方面為多種行業(yè)應(yīng)用提供直接的功能服務(wù)，例如使管理者實時跟蹤物流運輸車輛的行動軌跡、企業(yè)外勤人員的工作位置等，另一方面又能為其他應(yīng)用獲取信息而提供采集傳輸通道，例如對其他傳感終端開放統(tǒng)一接口，將感知信息通過智能網(wǎng)關(guān)傳至相應(yīng)的服務(wù)中心。因此，MOT城域物聯(lián)網(wǎng)有著廣闊的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空間。而且，在基礎(chǔ)平臺穩(wěn)固而趨于成熟時，行業(yè)應(yīng)用也會以多元化的應(yīng)用方式與商業(yè)模式萌生出來，使平臺的參與者各方受惠，此時產(chǎn)業(yè)鏈的形態(tài)也就基本形成。

（1）路側(cè)停車位管理

為了緩解擁堵，提高道路通行效率，城市的停車費呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。然而如何有效監(jiān)控路側(cè)停車位的數(shù)量、停車時間等實時停車信息，保證停車費足額上繳，從而使其切實應(yīng)用到改善城市交通環(huán)境上，卻是目前城市管理者遇到的難題之一。我們通過在路側(cè)停車位上安裝小型的、內(nèi)置有磁阻傳感器的傳感終端，停車管理人員手持P D A，結(jié)合智能傳感網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一平臺，就可以全面地實現(xiàn)停車位、停車場的智能管理，包括：系統(tǒng)自動記錄街道上每輛車的停車位置和停車時間，自動生成收費記錄，以此為依據(jù)，停車管理公司和停車管理員就可以收取相應(yīng)的停車占道費；停車管理員的P D A會接收相關(guān)車輛的停車信息，進(jìn)行實時顯示和確認(rèn)，同時P D A也可以拍照記錄車輛停車情況，并實時顯示所管理停車場的車位空閑狀態(tài)；系統(tǒng)可以實時顯示城市各條道路空位情況和占用情況，為智能交通提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；司機可實時查詢附近的空閑停車位，系統(tǒng)可以引導(dǎo)并提示司機駛向空車位的路徑；停車場自動統(tǒng)計空車位數(shù)量并實時發(fā)布等。不僅減少了司機為尋找空車位而產(chǎn)生的不必要的空駛，提高停車效率，同時提高停車管理公司對停車位的使用管理效益。更重要的還是在道路停車方面，為政府提供了停車收費的直接實時監(jiān)控手段，避免了因監(jiān)管手段的缺失，由停車管理公司和停車管理員的管理漏洞，而造成政府停車稅收的直接損失。

（2）公交智能管理

系統(tǒng)通過對公交車、交通燈控制臺及公交站牌等設(shè)施加裝傳感終端和智能網(wǎng)關(guān)，在智能傳感網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺下，可實現(xiàn)對公交車輛的位置、分布、行駛軌跡、行駛速度等進(jìn)行監(jiān)控，實時了解并統(tǒng)計各線路、車輛、司乘人員的運營情況，為有效配置公交線路的資源和車輛調(diào)度決策提供了科學(xué)的參考依據(jù)；在交通路口實現(xiàn)公交優(yōu)先放行；公交車內(nèi)實現(xiàn)自動報站；等車的乘客能從電子站牌上了解各路公交車最近一班的位置和預(yù)計到達(dá)的時間，為乘客等車、擇車提供方便。

（3）特種車輛管理

車輛攜帶傳感終端，智能傳感網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺就能夠為政府、企事業(yè)單位提供特殊車輛（如運鈔車、押囚車、?；愤\輸車等）實時定位、軌跡跟蹤、線路管制（實際行駛路線與預(yù)先設(shè)定的路線不符，系統(tǒng)自動報警）、時間管制（實際到達(dá)每個標(biāo)志地點的時間范圍與預(yù)先設(shè)定的不符，系統(tǒng)自動報警）、狀態(tài)監(jiān)測（監(jiān)控中心遠(yuǎn)程、同步獲悉特殊車輛運載的人、物信息）、區(qū)域控制等功能，以保障特殊車輛的安全運輸和有效監(jiān)控。特別是對外地特種車輛臨時進(jìn)入城區(qū)后的監(jiān)控和管理，提供了廉價的、易于實現(xiàn)的、有效的管理手段。

4 結(jié)束語

智慧城市離我們既近又遠(yuǎn)，由于我們在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域做的工作是智慧城市的基礎(chǔ)，還需要在工作中對此有更多的意識與準(zhǔn)備。我們希望在大家的共同努力下，共同建設(shè)MOT城域物聯(lián)網(wǎng)，充分激發(fā)出現(xiàn)有和潛在的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需求，一起迎接健康的智慧城市的發(fā)展，實現(xiàn)“城市，讓生活更美好”。