趙頌華

摘 要：城市公共資源涉及到我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面，其資源數(shù)量大，分布廣，隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，其數(shù)量和種類還將不斷擴(kuò)大，依靠傳統(tǒng)的監(jiān)管手段已很難滿足現(xiàn)代化城市管理的需求。本文提出利用物聯(lián)網(wǎng)全面透徹感知，采集各城市公共資源的信息，結(jié)合地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）將分布范圍廣泛的城市公共資源和地理位置有機(jī)地融合到一體，通過(guò)寬帶泛在互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)城市管理者、市民、企業(yè)多方的協(xié)同監(jiān)管，來(lái)提高城市公共資源管理的自動(dòng)化水平和服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：智慧城管，物聯(lián)網(wǎng)，GIS，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU981 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

1. 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市公共資源管理方法也在不斷的變革，傳統(tǒng)的管理方法已經(jīng)不適應(yīng)城市化發(fā)展趨勢(shì)，城市公共資源管理不僅涉及市容環(huán)境、園林綠化、市政道路、公共交通、供水供氣供熱等市政部件，還需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和管理城市規(guī)劃、城市建設(shè)、國(guó)土資源、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、城市交通、林業(yè)水利、民政、環(huán)保、電力等許多部門。隨著城市化進(jìn)程的加快，未來(lái)城市公共資源管理內(nèi)容的外延也將繼續(xù)擴(kuò)大，凡是為經(jīng)營(yíng)城市或保證城市正常運(yùn)行、提供服務(wù)或可能影響城市運(yùn)行的部門和行業(yè)，比如公安、消防、工商、旅游、經(jīng)濟(jì)、商貿(mào)、文化、宣傳、電信、郵政、無(wú)線通訊等都將成為城市公共資源管理的范圍和內(nèi)容之一，這使得城市管理部門對(duì)城市公共資源的管理和監(jiān)控難度越來(lái)越大，然而城市的不發(fā)展，人們生活水平不斷提高，對(duì)服務(wù)的質(zhì)量和要求也越來(lái)越高，城市管理部門面臨著如何利用有限的人力、物力等資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)不斷增長(zhǎng)的城市公共資源的有效管理的問(wèn)題。

利用物聯(lián)網(wǎng)全面透徹感知，賦予城市部件一定的生命力，實(shí)現(xiàn)對(duì)部分城市公共資源信息的自動(dòng)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）將分布范圍廣泛的城市公共資源和地理位置有機(jī)地融合到一體，通過(guò)寬帶泛在互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)城市管理者、市民、企業(yè)多方的協(xié)同，可以有效的提高城市公共資源管理的自動(dòng)化水平和服務(wù)質(zhì)量。

2. 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

城市公共資源監(jiān)管系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)資源管理、地理編碼、信息采集、監(jiān)督受理和協(xié)同工作六大業(yè)務(wù)模塊組成，其系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖 1系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

城市公共資源監(jiān)管系統(tǒng)可以通過(guò)瀏覽器和手機(jī)APP進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的操作和使用。它的運(yùn)行環(huán)境主要由系統(tǒng)主機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)終端和前端設(shè)備組成。其中系統(tǒng)主機(jī)包括服務(wù)器和存儲(chǔ)；通信網(wǎng)絡(luò)主要由局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)組成；終端設(shè)備包括PC終端和手機(jī)、IPAD等移動(dòng)終端設(shè)備；前端設(shè)備主要包括攝像機(jī)、二維碼和各種傳感器（如壓力、溫度、紅外等傳感器）等設(shè)備。通過(guò)攝像機(jī)、二維碼和各種傳感器，可以實(shí)現(xiàn)一些信息的自動(dòng)采集，對(duì)公共資源進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，再結(jié)合地理信息系統(tǒng)，將公共資源的分布情況進(jìn)行可視化顯現(xiàn)，從而有效提高城市公共資源管理的效率和水平。

城市公共資源監(jiān)管系統(tǒng)功能主包括系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源管理、地量編碼管理、信息采集、監(jiān)督受理、協(xié)同工作和外部接口幾部分組成。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源管理主要實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的分類管理、信息維護(hù)和查詢統(tǒng)計(jì)等功能。資源分類管理可以滿足樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的分級(jí)管理，其分級(jí)層數(shù)不受限制。信息維護(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)公共資源的增加、修改、刪除等操作，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)名稱、類型、安裝信息、維護(hù)信息、品牌型號(hào)信息等屬性進(jìn)行維護(hù)。查詢統(tǒng)計(jì)可以按分類、時(shí)間等各種維度對(duì)資源信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以表、柱狀圖、餅圖等圖形化界面進(jìn)行顯示。地理編碼系統(tǒng)包括地圖引擎、地圖維護(hù)和編碼維護(hù)等功能。在基于城市公共GIS地圖基礎(chǔ)上，對(duì)城市公共資源數(shù)據(jù)圖層中的信息進(jìn)行維護(hù)，并對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)各資源的地理編碼的維護(hù)，并在GIS地圖上可以進(jìn)行漫游、放大、縮小、隱藏/顯示、標(biāo)記、定位、搜索等操作。

信息采集包括信息上報(bào)、自動(dòng)采集和過(guò)慮分析等功能。信息上報(bào)包括兩類信息，一類是核查信息，一類是案件信息。核查信息一般由專門的城市管理人員定期對(duì)公共資源進(jìn)行核查、維護(hù)的一些信息，確保各公共資源正常運(yùn)行。案件信息是指公共資源信息遭到破壞、損毀、盜竊等事件而上報(bào)的信息，市民和城市管理人員都可以通過(guò)電話和手機(jī)APP上報(bào)案件信息。自動(dòng)采集是指通過(guò)攝像頭、傳桿器等前端設(shè)備采集各種信息自動(dòng)上報(bào)。過(guò)慮分析主要是針對(duì)自動(dòng)采集的信息根據(jù)一定的模型進(jìn)行分析和過(guò)慮，去除重復(fù)和各種干擾信息后，現(xiàn)呈現(xiàn)給監(jiān)控人員。通過(guò)信息自動(dòng)采集和過(guò)慮分析，可以大大提高管理效率。同時(shí)，利用GPS技術(shù)，通過(guò)手機(jī)APP上報(bào)信息或自動(dòng)采集的信息，可以非常準(zhǔn)確的采集地理位置信息，迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行定位，給合GIS地圖上直觀的顯現(xiàn)給用戶，從而提高管理的效率。

監(jiān)督受理主要是對(duì)上報(bào)的案件信息進(jìn)行處理，其處理流程包括案件受理、案件分配、案件處理置和案件核實(shí)等環(huán)節(jié)。案件受理是對(duì)上報(bào)的各種案件信息進(jìn)行登記，并轉(zhuǎn)發(fā)給案件分配中心；案件分配是指確定案件的執(zhí)法部門，由案件分配中心值班人員根據(jù)案件的類型，指派給不同的城市管理部門進(jìn)行處理；案件處置是記錄指案件執(zhí)法部門處理情況，并把執(zhí)行結(jié)果反饋給案件分配中心；案件分配中心收到處理反饋后，可以利用攝像機(jī)等前端設(shè)備進(jìn)行核實(shí)或通知督察人員去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核實(shí)。協(xié)同工作主要是為系統(tǒng)提供工作流引擎功能，可以實(shí)現(xiàn)流程定義、流程跟蹤和催辦督辦等功能，從而可以讓系統(tǒng)非常容易適應(yīng)管理流程的變更。系統(tǒng)管理包括組織機(jī)構(gòu)管理、人員管理、角色管理和權(quán)限管理等功能。外部接口系統(tǒng)主要以WEBSERVICE協(xié)議方式對(duì)外提供接口功能，從而實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用集成。

3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

為確保系統(tǒng)的建設(shè)成功與可持續(xù)發(fā)展，在系統(tǒng)的建設(shè)與技術(shù)方案設(shè)計(jì)時(shí)將遵循如下的原則：

1、 標(biāo)準(zhǔn)化原則：系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)和相關(guān)規(guī)范。

2、 成熟性原則：系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)采用國(guó)際主流、成熟的體系架構(gòu)來(lái)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的應(yīng)用。

3、 可擴(kuò)展性原則：系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮到業(yè)務(wù)未來(lái)發(fā)展的需要，盡可能設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)明，降低各功能模塊耦合度，并充分考慮兼容性。

4、 高可靠/高安全性原則：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮系統(tǒng)的安全和可靠。

5、 簡(jiǎn)單性：在達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)、具備所需要的功能前提下，系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，這樣可減少處理費(fèi)用，提高系統(tǒng)效益，便于實(shí)現(xiàn)和管理。

3.2. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

城市公共資源監(jiān)管系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，基于J2EE平臺(tái)，采用SSH（Struts2， Spring， Hibernate）開(kāi)源框架軟件搭建MVC框架，SSH架構(gòu)是當(dāng)前最流行、最成熟的J2EE平臺(tái)架構(gòu)之一，具有組件的模塊化，靈活性和重用性的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)進(jìn)行了輕量級(jí)的對(duì)象封裝，簡(jiǎn)化了基于MVC的web應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。整個(gè)系統(tǒng)由表示層、控制層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)采集層組成，如下圖示：

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

用戶可以通過(guò)PC終端和手機(jī)、IPAD等移動(dòng)設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種操作，可以隨時(shí)隨地了解城市公共資源的狀況。所有用戶訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí)，控制層都會(huì)對(duì)用戶身份和權(quán)限的合法性進(jìn)行驗(yàn)證，只有驗(yàn)證通過(guò)后，才轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)層模塊進(jìn)行處理，防止非法用戶入侵。業(yè)務(wù)層收到用戶請(qǐng)求后或數(shù)據(jù)采集層的請(qǐng)求后，進(jìn)行分析處理，并將用戶請(qǐng)求的處理結(jié)果信息經(jīng)控制層返回表示層，呈現(xiàn)給用戶。數(shù)據(jù)采集層主要收集攝像機(jī)、傳感器等前端設(shè)備自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行過(guò)慮分析后，把信息發(fā)送給業(yè)務(wù)層進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。

3.3. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

城市公共資源監(jiān)管系統(tǒng)由WEB應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、采集服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、管理終端、應(yīng)用終端和攝像頭、傳感器等前設(shè)備組成。WEB應(yīng)用服務(wù)器部署滿足J2EE JSP容器規(guī)范的WEB中間件（如：Tomcat、Resin、weblogic等中間件），為各種終端訪問(wèn)提供HTTP WEB服務(wù)，在用戶訪問(wèn)量比較大時(shí)，可以配合Apache采用負(fù)載均衡提升系統(tǒng)的訪問(wèn)能力；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器部署Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，可以通過(guò)Oracle實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力；采集服務(wù)器主要負(fù)責(zé)采集、過(guò)慮和分析傳感器等前設(shè)備采集的各種信息；流媒體服務(wù)器部署視頻存儲(chǔ)、視頻轉(zhuǎn)發(fā)、視頻分析和視頻管理等視頻平臺(tái)軟件，系統(tǒng)可以根據(jù)視頻數(shù)量配置流媒體服務(wù)器數(shù)量，視頻存儲(chǔ)、視頻轉(zhuǎn)發(fā)和視頻分析可以在多臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行部署，視頻管理軟件一般只部署在一臺(tái)服務(wù)器上，從而滿足大量視頻監(jiān)控的要求；管理終端主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)配置管理和告警管理，以便及時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)；應(yīng)用終端數(shù)量根據(jù)用戶數(shù)量進(jìn)行配置。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如下圖所示：

圖 3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

WEB應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、采集服務(wù)器、存儲(chǔ)和管理終端部署在數(shù)據(jù)中心機(jī)房，它們通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行連接。當(dāng)前端設(shè)像機(jī)數(shù)量比較大時(shí)，考慮帶寬問(wèn)題，流媒體服務(wù)器及存儲(chǔ)一般分二級(jí)，在分區(qū)機(jī)房的流媒體服務(wù)器上部署視頻存儲(chǔ)、視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)和視頻分析服務(wù)，視頻信息存儲(chǔ)在分區(qū)機(jī)房，在中心機(jī)房部署視頻管理服務(wù)，中心機(jī)房存儲(chǔ)只負(fù)責(zé)存儲(chǔ)告警等重要視頻。分區(qū)機(jī)房和中心機(jī)房之間通過(guò)VPN專網(wǎng)連接。手機(jī)等移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線3G/4G網(wǎng)絡(luò)與中心WEB應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行通訊。攝像頭通過(guò)VPN專網(wǎng)與流媒體服務(wù)器進(jìn)行通訊。傳感器等前端設(shè)備通過(guò)VPN專網(wǎng)與采集服務(wù)器進(jìn)行通訊。應(yīng)用終端通過(guò)辦公室局域網(wǎng)與中心機(jī)房WEB應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行通訊。

4. 結(jié)束語(yǔ)

城市公共資源管理系統(tǒng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)的全面感知技術(shù)，并給GIS平臺(tái)， 將分布范圍廣泛的公共資源和地理位置有機(jī)地結(jié)合，進(jìn)行信息的自動(dòng)采集和資源的遠(yuǎn)程監(jiān)控， 不僅提高了城市的管理水平，而且提升了城市的服務(wù)能力。因此，該系統(tǒng)研究具有現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。

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