發(fā)布時間：2024-01-13 16:53:02
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的智慧交通的概述樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
在智慧城市的建設(shè)規(guī)劃和試點建設(shè)過程中，不少城市都不約而同地提出迫切需要智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)。由于缺少標(biāo)準(zhǔn)，智慧城市到底應(yīng)實現(xiàn)什么樣的目標(biāo)，眾說紛紜；由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可能會造成重復(fù)建設(shè)和資源浪費；而且由于沒有標(biāo)準(zhǔn)，智慧城市的建設(shè)成果很難評估和驗收。為此，國內(nèi)一些標(biāo)準(zhǔn)化組織及地方政府開始了智慧城市標(biāo)準(zhǔn)方面的研究，或開始了一些標(biāo)準(zhǔn)化工作的探索。
在智慧城市的研究與實踐中，我們可以明顯地感覺到中外的不同。國外智慧城市建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)一般比較單一，如考慮利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將各種城市公用資源（水、電、油、氣、交通、公共服務(wù)等）連接起來，監(jiān)測、分析和整合各種數(shù)據(jù)以做出智能化的響應(yīng)，更好地服務(wù)市民；或是充分利用智能交通系統(tǒng)，通過各種傳感數(shù)據(jù)、運營信息及豐富的用戶交互體驗，為市民出行提供實時、適當(dāng)?shù)慕煌ㄐ畔?。在智慧城市?biāo)準(zhǔn)化方面，還加上了環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念。而我國智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)化，則比較集中于信息通信技術(shù)（ICT）在城市中的運用。
1 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化活動
1.1國內(nèi)智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作概述
目前，開展智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作的有：中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）泛在網(wǎng)技術(shù)工作委員會（TC10）、全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（TC28）SOA標(biāo)準(zhǔn)工作組，浙江省和寧波市分別成立了智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)，中國智慧城市產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟也開始了智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作的研討。
1.2CCSA TC10
從2012年3月開始，CCSA TC10開始了智慧城市標(biāo)準(zhǔn)制定工作，目前共有7個項目正在展開，分別是：智慧城市術(shù)語和定義：智慧城市總體框架和技術(shù)要求：智慧城市跨系統(tǒng)信息交互技術(shù)要求：智慧城市評估方法及指標(biāo)體系：智慧城市公共支撐平臺技術(shù)架構(gòu)和功能要求：智慧城市安全需求分析：智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系研究。
其中，前3個項目正在申報國家標(biāo)準(zhǔn)，后4個項目為研究課題。智慧城市系列標(biāo)準(zhǔn)項目組由武漢郵電科學(xué)研究院、工信部電信研究院、中國聯(lián)通、大唐電信、西安交通大學(xué)、中國電信、江蘇郵電設(shè)計院、中國普天、中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心、華為、南京郵電大學(xué)等單位組成。
1.3TC28SOA
全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（TC28）SOA標(biāo)準(zhǔn)工作組成立了智慧城市應(yīng)用工作組，了智慧城市建設(shè)情況及標(biāo)準(zhǔn)需求調(diào)研報告，啟動了智慧城市術(shù)語、技術(shù)參考模型、評價模型和指標(biāo)體系、數(shù)據(jù)和服務(wù)融合平臺、數(shù)據(jù)模型、設(shè)計方法等標(biāo)準(zhǔn)研究。其中，以下三個標(biāo)準(zhǔn)處于國家標(biāo)準(zhǔn)立項公示階段：一是智慧城市標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用指南SOA技術(shù)；二是智慧城市標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用指南和技術(shù)參考模型；三是評價模型和基礎(chǔ)指標(biāo)體系。
1.4住建部
2012年12月，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳正式了關(guān)于開展國家智慧城市試點工作的通知，并印發(fā)了《國家智慧城市試點暫行管理辦法》和《國家智慧城市（區(qū)、鎮(zhèn)）試點指標(biāo)體系（試行）》兩個文件。其中后一個文件也帶有標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)，它給出了智慧城市評估的指標(biāo)，包括：4個一級指標(biāo)、11個二級指標(biāo)和57個三級指標(biāo)。
1.5中國智慧城市產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟
2013年5月7日，中國智慧城市產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟召開智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系研討會，對智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)化組織、標(biāo)準(zhǔn)體系框架、標(biāo)準(zhǔn)化推進策略進行了探討。
2 國際范圍的標(biāo)準(zhǔn)化活動
2.1國際智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作概述
在國際范圍的標(biāo)準(zhǔn)化組織中，國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展局（ITU-T）開始了智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化的前期工作，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）正計劃組建智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)工作組，其它國家或組織有一些零星的、與智慧城市有關(guān)的活動。
2.2智慧與可持續(xù)發(fā)展焦點組（ITU-T）
ITU-T經(jīng)過充分醞釀，廣泛征求意見，于2013年2月在第五研究組（SG5）成立了智慧城市與可持續(xù)發(fā)展焦點組（ITU-T Focus Groupon“Smart and Sustainable Cities”）。
按照ITU的規(guī)則，焦點組的工作周期是一年，它不會直接產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)，而是進行標(biāo)準(zhǔn)的前期工作，為ITU-T輸出一系列評估報告和技術(shù)報告，包括考慮現(xiàn)有其它標(biāo)準(zhǔn)化組織和論壇所采取的活動，明確標(biāo)準(zhǔn)化的需求，制定一個標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，發(fā)揮信息通信技術(shù)部門的影響，促進全球智慧與可持續(xù)發(fā)展城市的增長。
焦點組的目標(biāo)是：
定義信息通信技術(shù)在城市中的作用，包括認(rèn)定環(huán)境可持續(xù)城市所必需的信息通信系統(tǒng)。
與其它標(biāo)準(zhǔn)化組織建立聯(lián)系，進行標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)活動。
建立標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，建議未來的ITU-T研究項目和有關(guān)活動。例如：智慧與可持續(xù)城市的概念、范圍、前景和用例，智慧與可持續(xù)城市的特點和需求，智慧與可持續(xù)城市的有效服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以及相關(guān)的體系架構(gòu)。
認(rèn)定或開發(fā)一組關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI），評估信息通信技術(shù)對環(huán)境可持續(xù)城市的影響。
幫助ITU-T開發(fā)信息通信技術(shù)用于智慧與可持續(xù)城市方面的全球參考標(biāo)準(zhǔn)。
焦點組主席由西班牙的電信專家擔(dān)任，副主席有六位，分別來自中國、意大利、阿根廷、美國、阿聯(lián)酋、新加坡。
2013年5月8日，焦點組在意大利都靈召開了第一次會議，有60多位來自國際組織、多國政府、電信運營商、設(shè)備制造商、大學(xué)、學(xué)術(shù)團體、標(biāo)準(zhǔn)化組織的代表參會。會議共收到提案25個，涉及焦點組的組織結(jié)構(gòu)和管理、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化方向、其它國際組織和標(biāo)準(zhǔn)化組織相關(guān)信息、智慧城市案例分析等內(nèi)容。
本年度還將會有密集的會議，如焦點組7月的拉丁美洲第二次會議，9月西班牙馬德里的第三次會議，11月斯里蘭卡的第四次會議。
2.3國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）
ISO于2013年1月，出版了一期智慧城市?？?，介紹了與智慧城市有關(guān)的ISO標(biāo)準(zhǔn)組，例如：社區(qū)可持續(xù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)組（TC268），智能運輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)組（TC204），道路交通安全管理標(biāo)準(zhǔn)組（TC241），煤礦甲烷標(biāo)準(zhǔn)組（TC263），建筑與民用工程標(biāo)準(zhǔn)組（TC59），建筑環(huán)境設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)組（TC205），建筑熱性能與能源使用標(biāo)準(zhǔn)組（TCl63），社會安全標(biāo)準(zhǔn)組（TC223）。
3 下一步工作建議
智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作要防止走兩個極端，一個極端是認(rèn)為智慧城市的理論研究和實踐不夠，標(biāo)準(zhǔn)化工作還要繼續(xù)等待；另一個極端是認(rèn)為智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)化沒必要，用信息化、電子政務(wù)、智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、通信技術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)進行組合，就足以覆蓋智慧城市。事實上，智慧城市提出了新的目標(biāo)、新的發(fā)展途徑，應(yīng)有新的標(biāo)準(zhǔn)體系。當(dāng)然，可以采用的已有標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)盡量采用。
根據(jù)我們的觀察，在智慧城市國際范圍的標(biāo)準(zhǔn)化活動中，中國智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化工作不落人后，甚至還處于稍稍領(lǐng)先的位置，這與我國集中力量辦大事的體制是分不開的，也與我國各級政府高度重視智慧城市建設(shè)是分不開的。
下一步工作，要制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，急用先上，從實踐中來，到實踐中去。
4 小結(jié)
關(guān)鍵詞：智能城市；智能交通；構(gòu)建途徑
中圖分類號：C913文獻標(biāo)識碼： A
智能城市從誕生起就與交通有著千絲萬縷的關(guān)系，城市的發(fā)展離不開交通，交通因城市的各種活動而產(chǎn)生。交通是城市生產(chǎn)生活正他進行的先決條件，城市的發(fā)展直接決定了交通系統(tǒng)的構(gòu)成，并能促進交通系統(tǒng)的改善，兩者相互輔助、相互促進。
1智能城市與智能交通的概述
智能城市是未來城市發(fā)展的必然趨勢，能催生出智能物流、智能環(huán)保、智能交通、智能電網(wǎng)等對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有直接拉動作用、可持續(xù)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，人們可以借助科技的力量盡一享便利的生活，并與環(huán)境和諧相處。作為智能城市建設(shè)中的重要實施項目，智能交通運輸系統(tǒng)的發(fā)展不容忽視。對此，我國一方面應(yīng)根據(jù)國情發(fā)展智能交通運輸系統(tǒng)，打好發(fā)展墓礎(chǔ)，特別是加強基礎(chǔ)理論的研究，并與智能交通發(fā)展較先進國家積極開展交流。另一方面則需要建立智能交通運輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)組織機構(gòu)，統(tǒng)一制訂我國智能交通的發(fā)展戰(zhàn)略、目標(biāo)、原則和標(biāo)準(zhǔn)等，實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的通用性、兼容性和互換性。此外，智能交通的發(fā)展將給城市交通運輸帶來巨大變化，隨之需要大量的專業(yè)人士，因此還要注重人才的培養(yǎng)，以有效應(yīng)對新挑戰(zhàn)。
智能交通是指把交通管理系統(tǒng)中的通訊技術(shù)、計算機技術(shù)以及傳感控制技術(shù)等綜合到一起智能，充分發(fā)揮它們各自的作用智能，這樣就可以更大范圍的實現(xiàn)高效、實時、準(zhǔn)確以及全方位的管理和運輸智能，智能交通是當(dāng)代城市交通建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。
2構(gòu)建智能交通系統(tǒng)的重要意義
智能城市與智能交通運輸系統(tǒng)是為解決城市與交通發(fā)展中出現(xiàn)的問題而產(chǎn)生的，兩者相輔相成，有機融合在一起。智能城市的快速發(fā)展不僅為智能交通運輸系統(tǒng)提供廠強大的基礎(chǔ)條件與發(fā)展環(huán)境，而且使得對智能交通運輸系統(tǒng)的需求、智能交通運輸系統(tǒng)的內(nèi)涵等發(fā)生巨大變化。智能交通回歸交通以人為本的木質(zhì)，通過運川物聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進技術(shù)，開始邁向腳慧交通。智能交通系統(tǒng)更加關(guān)注信息化社會的資源、能源、環(huán)境與氣候問題，構(gòu)筑新概念城市與交通及社會體系，建立下一代交通技術(shù)與法律體系，改變傳統(tǒng)的交通出行新行為，并且建設(shè)腳能化基礎(chǔ)設(shè)施，真正實現(xiàn)城市讓生活更美好的愿景。
3智能城市中智能交通的構(gòu)建途徑
我國智能交通系統(tǒng)的研究還處于起步階段，但它對社會經(jīng)濟增長的推動作用和重要性已得到國家相關(guān)部門的高度重視，對構(gòu)建智能城市起到非常重要的作用。構(gòu)建智能交通系統(tǒng)可以從以下方面入手：
(1)智能交通管理系統(tǒng)(CTMS)該系統(tǒng)需要通過先進的視頻監(jiān)測、自動控制和信息采集與處理等相關(guān)技術(shù)，按照系統(tǒng)工程的原理進行系統(tǒng)集成，將交通工程規(guī)劃、交通信號控制、交通檢測、交通電視監(jiān)控、交通事故救援以及信息系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，通過計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)對交通的實時控制和指揮管理，主要包括道路交通狀況、交通事故和交通環(huán)境的實時監(jiān)視,還有道路交通實時疏導(dǎo)、道路交通實時控制以及對道路交通突發(fā)事件的應(yīng)急處理等功能。通過CTMS的管理，有效改善現(xiàn)有路網(wǎng)的運行狀況，提高道路的利用率，增加交通流量，改善交通秩序，減少交通事故和突發(fā)事件，使交通運輸始終處于最佳運行狀態(tài)。
(2)智能交通信息系統(tǒng)(CTIS)CTIS應(yīng)能夠通過多種方式為出行者提供準(zhǔn)確的有關(guān)出租汽車、公共汽車、輕軌或地鐵等交通工具實時、動態(tài)的交通信息，可以在道路指定路段，通過實時電子信息屏顯示各種交通工具的服務(wù)信息、道路狀況、出行時間和出行路線等信息，為出行者和交通管理控制中心提供參考和依據(jù)，并能夠為出行者或司機朋友提供自動或人工方式的咨詢服務(wù)，實現(xiàn)智能交通信息的傳輸、交換和共享。
(3)智能公共交通系統(tǒng)(CPTS)CPTS應(yīng)包括車輛定位系統(tǒng)、客運量檢測系統(tǒng)、行駛信息服務(wù)系統(tǒng)、自動調(diào)度系統(tǒng)、公交站點系統(tǒng)等組成部分，通過現(xiàn)代通信、自動控制、計算機網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星導(dǎo)航等技術(shù)，實現(xiàn)公共交通的調(diào)度、管理、運營服務(wù)的信息化和智能化，為出行者提供安全、便捷的公共交通服務(wù)，從而有效減少私有車輛運行，減輕交通擁堵和有害氣體的排放。可以利用我國自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等對行駛的公共車輛進行定位、監(jiān)控、IC卡檢測和統(tǒng)一調(diào)度等功能的實施和管理。以公交站點系統(tǒng)為例，應(yīng)能夠為乘客提供實時、動態(tài)的公交信息，通過網(wǎng)絡(luò)與公交調(diào)度中心實現(xiàn)信息的傳遞、交換和共享。站點向調(diào)度中心發(fā)送獲取到的?？空竟卉囆畔?，公交調(diào)度中心對各路公交信息進行處理，統(tǒng)計各個站點、各公交線路距離最近的公交車位置、道路擁堵情況、乘客數(shù)量等信息，通過電子顯示屏為乘客提供實時的候車信息，并不斷更新信息，根據(jù)客流量實時改變發(fā)車時間、運行時間等信息，有效減少因上下班高峰時間而造成的乘車難、行車慢等現(xiàn)象，為市民提供安全、暢通的出行條件，使城市的公共交通處于智慧化的運行狀態(tài)，有效提高公共交通的運行效率，更好地為百姓服務(wù)。
(4)智能商務(wù)車輛運營系統(tǒng)智能(CVO)
CVO是一種智慧型運營管理技術(shù)，主要是為從事貨運及客運的企業(yè)提供服務(wù)，通過系統(tǒng)中的衛(wèi)星、路邊信號標(biāo)桿、電子地圖、控制中心與車輛實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)通信，并利用車輛定位、車輛識別和動態(tài)稱重等設(shè)備幫助企業(yè)的調(diào)度中心對正在運營的車輛進行調(diào)度和管理，及時掌握車輛的位置、車輛負重、道路情況等有關(guān)信息，提高車輛的使用效率，降低交通事故的發(fā)生幾率和企業(yè)的運營成本，增加運營利潤。
(5)智能車輛控制及安全系統(tǒng)(CVCSS)
隨著城市化進程的不斷加快和城市人口不斷增多，城市的交通環(huán)境越來越差，尤其是大城市，交通擁堵和大氣污染日趨嚴(yán)重，交通事故遞進式增多，交通安全已成為極為嚴(yán)重的問題。有必要開發(fā)智慧車輛控制及安全系統(tǒng)，通過傳感技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制等技術(shù)，為司機提供行車的安全保障。CVCSS應(yīng)包括事故規(guī)避系統(tǒng)、監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)和安全自動駕馭等組成部分，通過在車輛上配置導(dǎo)航儀、行駛記錄儀等安全設(shè)備，使車輛具有道路障礙自動識別、自動報警、自動記錄車輛行駛狀態(tài)、衛(wèi)星定位以及巡航控制等功能。在易發(fā)生危險的情況下，隨時以聲音、影像等形式向駕駛員提供車體周圍的必要信息，并可自動采取安全處理措施，從而有效地防止事故的發(fā)生。
(6)智能公路管理系統(tǒng)智能(CTMS)
CTMS主要用來對高速公路等主要公路的交通運行狀態(tài)進行管理和監(jiān)控。自從2012年我國實行節(jié)假日高速公路免通過費的優(yōu)惠政策后，高速公路的交通事故頻繁發(fā)生，造成人員生命和社會經(jīng)濟的重大損失。建立CTMS可以對高速公路的運行狀況、交通流量、天氣狀況等信息進行實時監(jiān)控，它應(yīng)包括交通運輸實時監(jiān)控、自動收費、運輸管理以安全救助等功能，通過停車與路徑誘導(dǎo)、流通流量預(yù)測、交通事故監(jiān)測、不停車電子收費、可變限速標(biāo)志等服務(wù)，有效提高公路通行能力，保持交通暢通安全，減少交通事故的發(fā)生，提高管理水平，降低管理與運營成本]。
結(jié)語
智能交通系統(tǒng)是將先進的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子傳感技術(shù)和計算機控制技術(shù)等有效運用于交通運輸和管理系統(tǒng)中，從根本上提高交通運輸效率，減少交通阻塞和有害氣體排放，保障交通安全，促進城市環(huán)境的生態(tài)化。隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子傳感技術(shù)和計算機控制技術(shù)等的不斷發(fā)展，智能交通將會在我國越來越多的城市實現(xiàn)，伴隨城市的交通、能源、商業(yè)、通信、水資源等系統(tǒng)智能化運行和管理模式的實現(xiàn)，每一個城市都會成為基礎(chǔ)設(shè)施先進、信息網(wǎng)絡(luò)通暢、城市管理高效、公共服務(wù)完備、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美的智能城市，使百姓能夠安居樂業(yè)，享受智慧城市的美好生活。
參考文獻
[1]王波.智能交通對于構(gòu)建智能城市的影響[J].硅谷,2014,05:7+3.
【關(guān)鍵詞】智能限高 計算機應(yīng)用
1 智能限高總體概述
為提高高架橋通行效率，保障橋體安全及交通安全，需采取必要的交通引導(dǎo)和適當(dāng)?shù)墓苤拼胧︸側(cè)敫呒艿能囕v進行合理的引導(dǎo)和管理，智能限高控制系統(tǒng)主要為市區(qū)高架上行匝道和立交按相應(yīng)管理需求提供分時段限高控制，防止在禁行階段高車駛?cè)敫呒?。各高架及立交入口匝道限高桿升降通過交警支隊指揮中心控制平臺人工遠程操控，在匝道入口處配有遙控和手動應(yīng)急控制設(shè)施。
2 總體業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計
2.1 總體部署架構(gòu)設(shè)計
限高系統(tǒng)分為三個部分，其中系統(tǒng)后頭主要部署WebService服務(wù)器，Tomcat服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，提供系統(tǒng)外部服務(wù)和用戶應(yīng)用功能；其次是限高架點位部分，安裝的設(shè)備有攝像機包括球機和槍機，一個LED屏，一個PLC和兩個工控機，PLC設(shè)備發(fā)生碰撞時，會主動發(fā)送報警信息到系統(tǒng)后臺服務(wù)器，所有設(shè)備也會接收系統(tǒng)命令來操作設(shè)備的各種狀態(tài)；最后為卡口系統(tǒng)，系統(tǒng)會提供查詢條件，卡口系統(tǒng)能夠根據(jù)提供的查詢條件來返回需要的信息，包括圖片的形式等等，整個系統(tǒng)架構(gòu)都部署在交警內(nèi)部網(wǎng)。如圖1所示。
2.2 總體技術(shù)架構(gòu)由五層組成
2.2.1 數(shù)據(jù)源層
接入前端高清網(wǎng)絡(luò)槍機實時歷史數(shù)據(jù)、高清網(wǎng)絡(luò)球機實時歷史數(shù)據(jù)、PLC碰撞數(shù)據(jù)和高清卡口實時歷史數(shù)據(jù)。
2.2.2 存儲層
完成對數(shù)據(jù)獲取層數(shù)據(jù)存儲，并對服務(wù)接口層提供接口服務(wù)。文件存儲完成對有價值的視頻片段數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)、碰撞數(shù)據(jù)、車牌數(shù)據(jù)的分類存儲。
2.2.3 服務(wù)接口層
面向應(yīng)用層的不同應(yīng)用，提供校時服務(wù)、PLC自動升降、設(shè)備自動巡檢、報警推送、設(shè)備手動操作，狀態(tài)檢查，誘導(dǎo)等功能。
2.2.4 中間件
面向應(yīng)用層提供服務(wù)，調(diào)用服務(wù)層接口。
2.2.5 應(yīng)用層
提供限高管理平臺，主要功能有系統(tǒng)管理、設(shè)備管理、限高控制、報警管理、大屏管理、監(jiān)控管理、卡口查詢等。系統(tǒng)管理主要實現(xiàn)對平臺的用戶、權(quán)限、參數(shù)設(shè)置基礎(chǔ)性管理。設(shè)備管理主要實現(xiàn)檢測設(shè)備的在離線狀態(tài)。設(shè)備的在離線狀態(tài)列表，如果有非法的輸入，系統(tǒng)給出信息提示，要求用戶重新輸入。當(dāng)巡檢到掉線時候，發(fā)送報警信息。限高控制主要實現(xiàn)對限高橫桿進行適時操作，限高橫桿上升；限高橫桿停止；限高橫桿下降。報警管理主要實現(xiàn)對碰撞報警和離線報警信息的管理，提供報警信息的詳細記錄。大屏管理主要實現(xiàn)對誘導(dǎo)屏模板的管理以及模板的。監(jiān)控管理主要實現(xiàn)路面車輛的實時視頻監(jiān)控以及錄像的存儲和下載。卡口查詢主要實現(xiàn)對信息的反饋，查詢出所需信息。
3 結(jié)語
現(xiàn)在科技技術(shù)飛速發(fā)展，智慧城市項目日趨發(fā)展成熟，以及大數(shù)據(jù)和云計算的深入應(yīng)用，視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用也尤關(guān)重要。其在城市監(jiān)控中應(yīng)用中，既可以有助于智能視頻分析系統(tǒng)的深入應(yīng)用，并且可以使監(jiān)控系統(tǒng)智能化，同時也可以有助于城市監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化，而且可以及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備的故障從而保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)不斷可以與各種視頻系統(tǒng)平臺進行深度整合，而且系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)的收集共享給大眾。診斷系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)可以以報表的形式直觀的展現(xiàn)給廣大用戶，使用戶更好的熟知各大廠商的視頻設(shè)備使用狀況和存在的問題。目前隨著智慧城市的建設(shè)，大量監(jiān)控設(shè)備的普及在提升了技防力量的同時也將給監(jiān)控系統(tǒng)的維護帶來巨大挑戰(zhàn)。隨著云計算智能分析的深入研究，對于圖像分析的算法也提供了更好的研究平臺。同樣使視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)更快更準(zhǔn)確的獲得視頻分析的結(jié)果，使其在“智慧城市”建設(shè)中成為一個必不可少的幫手。
參考文獻
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作者單位
【關(guān)鍵詞】智慧城市；關(guān)鍵支撐技術(shù)；實踐分析
1引言
智慧城市是一種全新的城市形態(tài)，需要新一代技術(shù)作為支撐，例如，云計算、大數(shù)據(jù)等，有助于完善城市環(huán)境，提升居民生活品質(zhì)。在構(gòu)建智慧城市的過程中，核心是關(guān)鍵支撐技術(shù)，因此要加強對關(guān)鍵支撐技術(shù)的研究，并和城市實際情況相結(jié)合，實現(xiàn)有效運用。
2智慧城市的概述和特點
2.1智慧城市的概述
在科學(xué)技術(shù)推動下，出現(xiàn)了更多新技術(shù)，例如物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等，將其應(yīng)用在城市建設(shè)中，通過對技術(shù)整合實現(xiàn)智能化目標(biāo)，形成以人為本的社會化智慧創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的城市形態(tài)。近幾年，智慧城市成為人們關(guān)注的焦點，很多學(xué)者都展開了研究，并得出了重要結(jié)論，對于今后發(fā)展具有重要意義。智慧城市由智慧地球理念發(fā)展而來，是將現(xiàn)代技術(shù)與城市相融合形成的新興產(chǎn)業(yè)。關(guān)于智慧城市的定義，很多學(xué)者和機構(gòu)都提出了自己的看法，其中IBM認(rèn)為，智慧城市可以有效利用新技術(shù)，準(zhǔn)確掌握城市運轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且對城市中的民生、教育、醫(yī)療等需求作出智能響應(yīng)，創(chuàng)建出美好城市環(huán)境，進一步提升居民生活品質(zhì)[1]。很多人容易將數(shù)字城市和智慧城市混淆，其實二者有著本質(zhì)區(qū)別。數(shù)字城市以城市為對象，以數(shù)字化、虛擬化為目標(biāo)，通過信息技術(shù)，將城市的整體情況進行數(shù)字模擬，并直觀展現(xiàn)在人們面前。智慧城市則是將城市中的各項活動看作為一個生態(tài)系統(tǒng)，具有可調(diào)節(jié)、靈活性等特點。智慧城市運用各種先進設(shè)備將城市的人口、交通等信息錄入系統(tǒng)對象中，并快速、準(zhǔn)確獲得城市各要素信息。通過分析后，構(gòu)建出各類模型，以模型為指導(dǎo)，為城市各類建設(shè)活動的開展提供參考依據(jù)，實現(xiàn)預(yù)期發(fā)展目標(biāo)。目前，智慧城市正在快速發(fā)展，我國關(guān)于智慧城市建設(shè)，制定了詳細計劃，并在穩(wěn)步推進。智慧城市最大特點就是智慧，為居民創(chuàng)建出智慧生活條件，改善城市生態(tài)環(huán)境[2]。
2.2智慧城市的特點
全面覆蓋的信息感知網(wǎng)絡(luò)，這是智慧城市的基礎(chǔ)。在城市發(fā)展過程中，每天都會產(chǎn)生大量信息，為了及時真實地了解城市現(xiàn)狀，要及時、全面獲取信息，對城市情況作出準(zhǔn)確判斷，從而有效應(yīng)對。智慧城市的信息感知網(wǎng)絡(luò)要覆蓋城市的時間、空間等多個維度，可以收集不同類型、性質(zhì)的信息，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，大大提升了智慧城市信息收集質(zhì)量[3]。多種網(wǎng)絡(luò)的融合。在智慧城市中，包含了大量的網(wǎng)絡(luò)，例如互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等，要將其連接起來，形成一個覆蓋全城市的巨型網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)絡(luò)之間的連接，可以實現(xiàn)信息的傳遞、共享。不同網(wǎng)絡(luò)之間處于相對獨立的狀態(tài)，一定程度上限制了其作用的發(fā)揮。形成互聯(lián)互通的大網(wǎng)，可以提升信息資源的利用價值，并形成強大驅(qū)動力。多種資源體系協(xié)同共享。以往城市中的信息資源廣泛分布于各個行業(yè)中，呈現(xiàn)出零散的特點。在智慧城市中，可以實現(xiàn)對信息資源的整合、集成，形成具有統(tǒng)一性的城市資源體系。在協(xié)同共享的智慧城市中，任何一個應(yīng)用環(huán)節(jié)都可以在授權(quán)后啟動相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用，并進行操作，對各類資源優(yōu)化配置，不斷提升利用價值。在共同目標(biāo)的指引下，各項資源可以實現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一調(diào)配，彰顯出更高的價值。海量信息的智能處理。智慧城市信息體系是非常復(fù)雜的，是決策制定的參考依據(jù)，智慧城市需要對海量信息進行智能處理。系統(tǒng)要對不同需求及時做出反應(yīng)，根據(jù)實際情況做出判斷，保證決策的科學(xué)合理性。從宏觀角度來看，智能處理是對信息資源進行挖掘，提升其利用價值的有效方式。信息經(jīng)過系統(tǒng)內(nèi)部處理后，形態(tài)會發(fā)生改變，應(yīng)用更加便捷，價值更高。
3智慧城市關(guān)鍵支撐技術(shù)及實踐
3.1關(guān)鍵支撐技術(shù)
3.1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以建立起城市的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，充分利用傳感器、圖像識別等感知技術(shù)，構(gòu)建出智能化物體的互聯(lián)感知網(wǎng)絡(luò)，感知實現(xiàn)了城市的全覆蓋，通過網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。
3.1.2寬帶互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用來構(gòu)建高速信息傳送網(wǎng)絡(luò)，作為信息的載體，可以將城市產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。在現(xiàn)代城市發(fā)展中，信息資源是非常重要的，因此要及時收集并利用，為發(fā)展策略的制定提供科學(xué)依據(jù)。
3.1.3云計算技術(shù)構(gòu)建出城市的信息中樞系統(tǒng)運行平臺，平臺上有很多信息服務(wù)，可以滿足用戶對信息的需求，為居民提供了便利。計算資源和能力隱藏在云層后，城市數(shù)據(jù)中心是虛擬化的，將大量服務(wù)器、平臺進行虛擬操作，通過共享提升利用率[4]。
3.1.4大數(shù)據(jù)技術(shù)建立起城市綜合數(shù)據(jù)庫，其中包含各種數(shù)據(jù)。例如，城市環(huán)境數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)等，內(nèi)容非常豐富，對這些數(shù)據(jù)資源進行收集、整理、分析，挖掘出其中的潛在價值，為城市發(fā)展策略的制定提供參考依據(jù)。智慧城市建設(shè)要加強新一代信息化技術(shù)的應(yīng)用，提高對城市中各種信息的感知、處理能力，從而為人們提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，體現(xiàn)出智慧化特點。智慧城市建設(shè)離不開關(guān)鍵技術(shù)的支撐，因此要不斷創(chuàng)新技術(shù)，保證技術(shù)運用的先進性，不斷提升智慧城市建設(shè)水平。
3.2技術(shù)實踐
技術(shù)路線層面。先設(shè)計出智慧城市頂層架構(gòu)，從城市整體出發(fā)進行規(guī)劃，保證可以實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，綜合考慮各種信息，設(shè)計出信息系統(tǒng)整體架構(gòu)，保證達到最佳效果。制定各系統(tǒng)協(xié)同的標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)同好標(biāo)準(zhǔn)化和開放性，從端到端的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)和面向應(yīng)用聚合演進的長期性進行考慮，保證系統(tǒng)可以正常運行。技術(shù)架構(gòu)層面。有效運用關(guān)鍵支撐技術(shù)，提升城市基礎(chǔ)設(shè)施智能化水平，對各種信息資源進行整合、應(yīng)用。對城市基礎(chǔ)設(shè)施智能化而言，要將重點放在交通、通信等領(lǐng)域。智慧城市整體信息化系統(tǒng)可以分為四個層面：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層及應(yīng)用層。各個層面都有智能處理能力，可以有效滿足實際需求。四個層面之間是相互聯(lián)系的，系統(tǒng)有能力進行合理部署，通過相互協(xié)作構(gòu)成可自由擴展的開放式的體系架構(gòu)。對架構(gòu)上的業(yè)務(wù)可以進行添加、刪除的操作。感知層包括了很多感知設(shè)備，例如，感知終端、傳感器等。對城市中的事物進行感知并將數(shù)據(jù)信息傳送到網(wǎng)絡(luò)層，增強感知層的管理性，實現(xiàn)對整個架構(gòu)的管理。網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是傳送應(yīng)用層和感知層之間的信息，在智慧城市信息系統(tǒng)中占據(jù)著重要位置。平臺層包括云計算IAAS和PAAS兩個層面，其中IAAS層構(gòu)成比較復(fù)雜，為PAAS層的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)提供資源。應(yīng)用層處于云計算架構(gòu)的SAAS層面，在智慧城市信息系統(tǒng)中發(fā)揮著不可忽視的作用[5]。IAAS層下有一個數(shù)據(jù)采集模塊，可以部署運行PAAS層，也可以是單獨的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集模塊主要采集感知數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行整理、篩選、分析等，利用標(biāo)準(zhǔn)接口提供標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)。另外，數(shù)據(jù)采集模塊還可以將應(yīng)用層的管理手段傳送到感知層。大數(shù)據(jù)智能分析具有綜合性特點，包括多項技術(shù)，通過對收集到的數(shù)據(jù)進行深入分析，可以提高其利用價值，從而形成正確認(rèn)識。大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中是必不可少的，滲透到城市的各個方面。在智慧城市建設(shè)過程中，產(chǎn)生的信息會很多，傳統(tǒng)技術(shù)在收集這些信息中可能會出現(xiàn)遺漏情況，無法保證信息的全面性和準(zhǔn)確性。為了適應(yīng)發(fā)展需求，要利用物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息化技術(shù)，為信息質(zhì)量提供可靠保障。以往，不同領(lǐng)域的信息資源是相對獨立的，為了提升資源利用率要打破這種局面，對各種資源進行整合，才可以發(fā)揮出更大作用。重視數(shù)據(jù)資源的開發(fā)，利用知識管理、數(shù)據(jù)挖掘等方式，挖掘出數(shù)據(jù)資源中的價值，有助于提升智慧城市建設(shè)水平。智慧應(yīng)用要面向政府、企業(yè)和市民，實現(xiàn)戰(zhàn)略性技術(shù)的深層次應(yīng)用。建設(shè)智慧城市的根本目的是改善城市環(huán)境，創(chuàng)造出更大經(jīng)濟效益。抓住智慧城市建設(shè)的重點，加強關(guān)鍵支撐技術(shù)的應(yīng)用，體現(xiàn)出智能化特征，不斷提升城市發(fā)展水平[6]。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧城市；感知基礎(chǔ)層；網(wǎng)絡(luò)中間層；智慧應(yīng)用層
中圖分類號：TN929 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671—7597（2012）0510015-02
0 引言
隨著數(shù)字城市、物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的飛速發(fā)展，智慧城市成了當(dāng)今國內(nèi)外城市建設(shè)與發(fā)展的趨勢和熱點。然而在當(dāng)今國內(nèi)外智慧城市建設(shè)發(fā)展中，特別是中國智慧城市建設(shè)尚存在許多不容忽視的問題。有學(xué)者指出，我國智慧城市建設(shè)有諸多不足。例如，物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市建設(shè)與發(fā)展的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)尚未完全解決，對智慧城市的本質(zhì)內(nèi)涵、特征缺乏深刻認(rèn)識，尚未了解和體會智慧城市的精髓，國家還沒有從頂層對其進行全局設(shè)計以及安全保障體系尚未建立等等。在這里我們認(rèn)為，厘清智慧城市的內(nèi)涵、本質(zhì)特征以及基本要素構(gòu)成是一個最基本的也是尤為重要的關(guān)鍵問題，認(rèn)清智慧城市的本質(zhì)就可以防止智慧城市建設(shè)中的盲目性，從而實現(xiàn)中國智慧城市建設(shè)的科學(xué)性、全局性和可行性。
1 物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市
1.1 什么是物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的概念較早應(yīng)追溯到1999年，正式提出是2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。物聯(lián)網(wǎng)在字面上意思是指物體與物體之間能互相鏈接，物體和物體之間能互通消息，通過網(wǎng)絡(luò)鏈接能實現(xiàn)物物之間的智能化識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)的實質(zhì)是利用傳感網(wǎng)、射頻識別（RFID）、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、模糊識別等技術(shù)實現(xiàn)物品之間的自動識別、信息互聯(lián)以及智能化處理等。當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)，利用傳感網(wǎng)、RFID、無線通信技術(shù)等多網(wǎng)融合技術(shù)，建構(gòu)一個涵蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在物聯(lián)網(wǎng)世界里，物體之間能彼此進行“交流”，而無需人的干預(yù)。在未來的物聯(lián)網(wǎng)世界中，通過RFID、傳感器等規(guī)范、準(zhǔn)確、廣泛的感知和存儲信息，通過傳感網(wǎng)、通信網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等多網(wǎng)融合技術(shù)把它們自動識別的信息集中到中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)物品的自動識別、信息交換和共享、物品的“透明”管理以及智能化的加工、處理與管理。我國較早把物聯(lián)網(wǎng)稱為傳感網(wǎng)，1999年中科院開始傳感網(wǎng)方面的研究，目前我國物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)技術(shù)的研究水平處于世界前列，在國際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定中擁有話語權(quán)，擁有了從技術(shù)、器件、材料、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如智慧醫(yī)療、智慧交通、智慧校園、智能環(huán)保、智慧生活、智能家居、智慧政府、智能消防等等?；谖锫?lián)網(wǎng)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展與市場的逐步形成，將形成一個巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，據(jù)美國Forrester機構(gòu)預(yù)測，未來物聯(lián)網(wǎng)所帶動的產(chǎn)業(yè)價值將比互聯(lián)網(wǎng)大30倍，有望形成下一個上萬億元規(guī)模的高科技市場。
1.2 智慧城市的內(nèi)涵
1.2.1 智慧城市發(fā)展概述?！爸腔鄢鞘小笔状纬霈F(xiàn)在1984年美國拉斯維加斯的一家以智慧城市命名的產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)會組織，歐盟在2007年的《歐盟智慧城市報告》中率先提出“智慧城市（Smart City）”的創(chuàng)新構(gòu)想，2009年IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧的地球”。從2005年開始，我國學(xué)者開始借鑒國外智慧城市的建設(shè)與發(fā)展經(jīng)驗。2009年，國家總理在北京科技界大會上作了題為《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》的報告，報告中詮釋了“物聯(lián)網(wǎng)”、“智慧地球”等與智慧城市密切相關(guān)的關(guān)鍵概念，標(biāo)志“智慧城市”的研究引起國家層面的重視。從2010年開始，智慧城市指標(biāo)體系進入了研究者視野，中國智慧工程研究會了“中國智慧城市（鎮(zhèn)）科學(xué)評價指標(biāo)體系”、上海浦東新區(qū)了“智慧城市指標(biāo)體系1.0”。2010年，
《中國智慧城市（鎮(zhèn)）建設(shè)行動綱要（建議案）》由中國智慧工程研究會制定完成，提出未來5年發(fā)展100個智慧城市（鎮(zhèn)）、200個智慧城區(qū)示范區(qū)的建設(shè)構(gòu)想?？梢灶A(yù)見，在未來的幾十年內(nèi)，智慧城市的建設(shè)和發(fā)展將成為國內(nèi)新一輪城市發(fā)展與轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新點和有力支撐。
1.2.2 智慧城市的內(nèi)涵。IBM認(rèn)為“智慧城市”是運用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求作出智能響應(yīng)。北京大學(xué)朱躍生教授認(rèn)為：數(shù)字城市+物聯(lián)網(wǎng)+云計算+移動互聯(lián)網(wǎng)=智慧城市。胡寶鋼教授認(rèn)為智慧城市就是對于城市發(fā)展過程的集成和復(fù)合，即智慧城市是對工業(yè)城市、信息城市、互聯(lián)城市、智能城市、數(shù)字城市五個階段的集成和復(fù)合。國脈互聯(lián)認(rèn)為智慧城市的本質(zhì)特征是更加透徹的感知、更加廣泛的聯(lián)接、更加集中和更有深度的計算，智慧城市的“智”指智能化、自動化，是城市的智商；“慧”指靈性、人文化、創(chuàng)造力，是城市的情商。
綜上所述，我們認(rèn)為智慧城市人類城市建設(shè)的延續(xù)，是從工業(yè)城市、信息城市一直到數(shù)字城市發(fā)展到更高階段的必然產(chǎn)物。其本質(zhì)特征是以傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、高速無線信息基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)，以精細、準(zhǔn)確、可靠的傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等多網(wǎng)融合為傳感經(jīng)絡(luò)，以數(shù)據(jù)挖掘、云計算、模糊識別、智能技術(shù)等為神經(jīng)中樞，以智慧經(jīng)濟、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧技術(shù)、智慧管理、智慧服務(wù)、智慧醫(yī)療、智慧校園、智慧生活等為重要內(nèi)容的城市發(fā)展新模式和新形態(tài)。總之，智慧城市是人類城市化進程中，實現(xiàn)人與環(huán)境、人與城市、人與自然高度融合、協(xié)調(diào)發(fā)展的更高階段。
2 智慧城市的特征
2.1 全面感知。更全面更加透徹的感知是智慧城市的基礎(chǔ)也是其基本特征，即利用各種傳感技術(shù)和設(shè)備，使城市中需要感知和被感知的人與物可以相互感知，且能夠隨時獲取需要的數(shù)據(jù)和信息。要想實現(xiàn)全面、透徹的感知是一項非常艱巨的任務(wù)，傳感技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展是關(guān)鍵，傳感設(shè)備在智慧城市中的廣泛嵌入是基礎(chǔ)，傳感設(shè)備在智慧城市中的廣泛嵌入形成了智慧城市的“感覺器官”。
2.2 可靠傳遞。在廣泛的聯(lián)接基礎(chǔ)上形成可靠傳遞是智慧城市的基本特征之一，即融合移動互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)形成泛在化的網(wǎng)絡(luò)承載系統(tǒng)，并安全可靠的將各種采集信息和控制信息進行實時準(zhǔn)確的可靠傳遞?；趶V泛聯(lián)結(jié)的可靠傳遞是智慧城市的信息來源的基礎(chǔ)，廣泛聯(lián)結(jié)如同智慧城市的“經(jīng)絡(luò)”，而可靠傳遞如同智慧城市傳遞來自外界的準(zhǔn)確“刺激”信息，是智慧城市對外界信息的準(zhǔn)確通信。
2.3 智能處理。更加集中和更有深度計算的智能處理能力是智慧城市的基本特征之一，即利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘、智能模糊識別等各種智能計算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)進行快速、集中、準(zhǔn)確的分析和處理，并做出智能化的控制與處理。對海量的數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)挖掘、云計算、模糊識別等智能技術(shù)對其進行智能化的處理是實現(xiàn)智慧城市的關(guān)鍵和標(biāo)志，是智慧城市區(qū)別于數(shù)字城市的關(guān)鍵點。
2.4 人性化管理與服務(wù)。智慧原本是對人的靈性的描述，現(xiàn)在移植到城市建設(shè)之中，其目的是要實現(xiàn)城市的智能化、自動化、智慧化、人性化等，即城市像人一樣也有靈性也有智慧。當(dāng)城市的運行建立在全面的感知、可靠的傳遞以及智能的處理的基礎(chǔ)之上時，城市也如同人一般具有了靈性和智慧——智慧城市。
3 智慧城市的要素構(gòu)成
3.1 智慧城市的“軀體”：感知基礎(chǔ)層。感知基礎(chǔ)層是智慧城市的“軀體”與“感覺器官”。傳感設(shè)備在智慧城市中的廣泛嵌入形成了智慧城市的“軀體”與“感覺器官”，感知基礎(chǔ)層的功能是收集現(xiàn)實世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包含各種物理信息量、坐標(biāo)信息、身份信息、聲音、視頻數(shù)據(jù)等，感知基礎(chǔ)層成了決定物品是否能感知、能說話的前提條件。數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行主要是運用智能傳感器技術(shù)、身份識別以及其他信息采集技術(shù)，對物品進行基礎(chǔ)信息采集，同時接收上層網(wǎng)絡(luò)送來的控制信息，完成相應(yīng)執(zhí)行動作。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)等數(shù)據(jù)采集、二維碼和實時定位等技術(shù)。感知基礎(chǔ)層使整個城市有了“軀體”和“感覺器官”，整個城市既能向網(wǎng)絡(luò)表達自己的各種信息，又能接收網(wǎng)絡(luò)的各種控制命令。
3.2 智慧城市的“經(jīng)絡(luò)”：網(wǎng)絡(luò)中間層。網(wǎng)絡(luò)中間層是智慧城市的“經(jīng)絡(luò)”，即信息傳導(dǎo)系統(tǒng)。它將完成整個城市甚至整個國家范圍的信息傳遞與溝通，通過移動互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)形成泛在化的網(wǎng)絡(luò)承載系統(tǒng)，并安全可靠的將各種采集信息和控制信息進行實時、準(zhǔn)確、可靠的傳遞，把信息安全、快捷、可靠的送到城市的各個地方，使物體自己之間能遠距離、跨領(lǐng)域通信，從而實現(xiàn)城市之間、甚至全球范圍內(nèi)的通信。網(wǎng)絡(luò)中間層形成了智慧城市的“經(jīng)絡(luò)”，“經(jīng)絡(luò)”的形成使信息傳遞有了通道，智慧城市中可靠的傳遞是智慧城市的基本特征之一，強大的網(wǎng)絡(luò)中間層是智慧城市可靠傳遞的保證。
3.3 智慧城市的“大腦”：智慧應(yīng)用層。智慧應(yīng)用層是智慧城市的“大腦”。智慧應(yīng)用層對海量的數(shù)據(jù)進行快速、集中、準(zhǔn)確的分析和處理，并做出智能化的控制與處理，完成物體信息的采集、分析、決策等功能，智慧應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的控制層、決策層。物聯(lián)網(wǎng)的最終服務(wù)對象還是人，其目的是要實現(xiàn)城市的智能化、自動化、智慧化、人性化等，智慧原本是對人的靈性的描述，現(xiàn)在移植到城市建設(shè)之中，城市也如同人一般具有了靈性和智慧。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用服務(wù)涉及到當(dāng)今生活、學(xué)習(xí)、工作的各個領(lǐng)域，如智慧校園、智慧醫(yī)療、智慧家居、智慧交通、智慧物流、智慧電網(wǎng)等。智慧應(yīng)用層是智慧城市的“大腦”，智慧應(yīng)用層使城市具有了靈性，實現(xiàn)了城市的智能化、自動化、智慧化，使城市更具有人性化和創(chuàng)造力。
4 結(jié)論
隨著全球范圍內(nèi)智慧城市建設(shè)熱潮的掀起，我國建設(shè)智慧城市己成必然，各級政府已經(jīng)把智慧城市的建設(shè)作為新一輪城市和經(jīng)濟發(fā)展的重要目標(biāo)和推動力。因此在智慧城市建設(shè)中我們必須弄清楚智慧城市的內(nèi)涵、特點和基本要素，研究智慧城市建設(shè)發(fā)展的規(guī)律，充分借鑒全球智慧城市的建設(shè)經(jīng)驗，結(jié)合各城市智慧城市發(fā)展的特點和中國智慧城市建設(shè)的特色，探討出一條可行之路，為我國智慧城市建設(shè)和發(fā)展做出貢獻。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；傳感器；樓宇智能化；家庭應(yīng)用
中圖分類號：TE357.12 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302(2011)09-0057-03
引言
物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它將各種感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)進行了集成。
從技術(shù)上看，物聯(lián)網(wǎng)就是把傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)感知技術(shù)，通過通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等多種傳輸網(wǎng)絡(luò)，并使用計算機、智能處理和自動化控制技術(shù)，將人與物融為一體的智能網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層等三層。
物聯(lián)網(wǎng)中的感知層主要由各種傳感器及傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，主要用于信息的識別和采集，是物聯(lián)網(wǎng)信息的主要來源；網(wǎng)絡(luò)層由通信網(wǎng)或計算機互聯(lián)網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等組成，主要負責(zé)對來自感知層的信息進行接入和傳輸；應(yīng)用層則根據(jù)用戶需求構(gòu)建實際應(yīng)用的管理平臺和運行平臺，并根據(jù)各種應(yīng)用目的來設(shè)計體現(xiàn)相關(guān)的服務(wù)，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。
1.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概述
互聯(lián)網(wǎng)的縱深發(fā)展，結(jié)合電氣自動化技術(shù)、傳感網(wǎng)技術(shù)、通信新技術(shù)等，便出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)之后的一次信息技術(shù)革命。物聯(lián)網(wǎng)能把無處不在的末端設(shè)備和設(shè)施，通過各種無線、有線的通訊網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)互通，從而形成無所不有的龐大網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、遠程監(jiān)測、全球定位、調(diào)度指揮、安全防范、聯(lián)動報警、遠程控制等管理和服務(wù)功能，最終實現(xiàn)信息無處不在和智慧地球的目標(biāo)。
物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，使人與物、地球、建筑等聯(lián)系到一起。小到家用電器，大到汽車、建筑物，都可以通過網(wǎng)絡(luò)進行信息交換和相互影響及控制，物聯(lián)網(wǎng)可以改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞?，因此，物?lián)網(wǎng)技術(shù)將帶來劃時代的技術(shù)革命。
“十二五”期間，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要分布在智能交通、智能物流、醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居、智能電網(wǎng)、公共安全、環(huán)境保護等領(lǐng)域，其中智慧城市的建設(shè)是我國城市發(fā)展與轉(zhuǎn)型的重要內(nèi)容之一。
2.智慧城市
智慧城市首先是把城市及其公共服務(wù)功能(如電子支付、智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能家居等涉及百姓生活的重要內(nèi)容)作為突破口，其次是現(xiàn)有產(chǎn)品升級換代(如智能手機、物聯(lián)網(wǎng)家電等多方面)。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展正逐步把人與人、人與世界聯(lián)成一張智能網(wǎng)絡(luò)，從而改變城市管理和城市人群的生活模式。
利用各種傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以進行城市設(shè)施管理，及時掌握電力供應(yīng)、地下管網(wǎng)、道路、停車場等設(shè)施的運行狀態(tài)，出現(xiàn)異常情況時，可及時利用智能網(wǎng)絡(luò)進行相關(guān)部門之間的聯(lián)絡(luò)和協(xié)同處置。
利用城市環(huán)境系統(tǒng)可以實時查詢氣象、交通等方面的信息，可以根據(jù)空氣污染監(jiān)測系統(tǒng)，自動開啟道路灑水系統(tǒng)；也可根據(jù)城市水系統(tǒng)的監(jiān)測報警，迅速啟動相關(guān)治理方案和相關(guān)環(huán)保設(shè)施。
通過智能交通系統(tǒng)可以提高城市交通效率和交通安全水平。智能交通一般包括智能交通信號控制系統(tǒng)、公交信息系統(tǒng)、公共停車信息系統(tǒng)、集成控制中心等，并可與其它相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。利用智能交通系統(tǒng)可以提高路口通行效率，方便的了解停車位信息。也可以制定最優(yōu)交通線路，進行實時導(dǎo)航，提醒司機減速慢行等。
利用城市安全系統(tǒng)可在街頭和道路上安裝智能視頻監(jiān)控裝置，以進行人臉識別和車輛識別等，也可以向警察發(fā)出報警信息，預(yù)防和阻止犯罪。利用城市火災(zāi)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可以提高火災(zāi)監(jiān)測自動化水平，提高防火、救火效率。
3.智能樓宇管理
現(xiàn)代建筑技術(shù)與計算機、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合所出現(xiàn)的智能建筑(包括智能大廈、智能小區(qū))在世界各地迅猛發(fā)展。智能建筑提升了建筑物的功能，改善了環(huán)境，能適應(yīng)高效率管理的要求。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在信息通信、安全防范、辦公自動化、建筑設(shè)備自動化和高效管理等方面。智能樓宇能夠在節(jié)能降耗的基礎(chǔ)上，提供安全、舒適、信息通暢的工作和生活環(huán)境。
智能樓宇的安全性主要由安全防范等系統(tǒng)來實現(xiàn)。包括出入口控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、火災(zāi)報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等。
人居的舒適性主要由樓宇設(shè)備自動化等系統(tǒng)來保證。包括供配電與照明系統(tǒng)、電梯、空調(diào)與供熱系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電視系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)和多媒體音像控制系統(tǒng)等。
智能樓宇的信息通暢主要由智能化信息系統(tǒng)來實現(xiàn)：綜合布線系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能辦公系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等。用于向用戶提供高效、安全、可靠的信息通信服務(wù)。
建立智能化大廈，可對大樓內(nèi)的機電設(shè)備者統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)控制，使樓宇中各類設(shè)備的運行、保養(yǎng)、維修更趨自動化，使物業(yè)管理更加科學(xué)化。并能實現(xiàn)能源的科學(xué)和合理消費，達到節(jié)能降耗、降低成本的目的，以最終提供先進的信息處理能力，構(gòu)建樓宇內(nèi)舒適、安全和高效的辦公環(huán)境。
4.智能化小區(qū)
目前，智能化住宅小區(qū)已逐漸得到人們的認(rèn)可。智能化小區(qū)綜合應(yīng)用了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)等，智能化小區(qū)主要由綜合通信網(wǎng)絡(luò)、綜合信息服務(wù)系統(tǒng)和家庭智能控制系統(tǒng)、小區(qū)安全防范系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等組成。當(dāng)然，也包括綜合布線系統(tǒng)，保安監(jiān)控系統(tǒng)，有線電視系統(tǒng)，電度表、水表、煤氣表三表計量抄表系統(tǒng)，小區(qū)信息系統(tǒng)和車位引導(dǎo)停放系統(tǒng)等。
目前的智能化小區(qū)主要應(yīng)具有的功能包括住宅小區(qū)全面的公用設(shè)施監(jiān)控管理措施和安保、防災(zāi)措施，并應(yīng)具有高度的信息通信能力和信息化的社區(qū)服務(wù)管理能力，能夠為小區(qū)住戶提供多媒體信息服務(wù)。相比傳統(tǒng)小區(qū)，其功能應(yīng)更加強大和細致，生活更加舒適便利。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能化小區(qū)方面的應(yīng)用已經(jīng)卓有成效。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以建立一個安全、舒適、和諧的智能化的小區(qū)居住環(huán)境，而且市場發(fā)展前景巨大。
5.智能家居
物聯(lián)網(wǎng)是從信息化、自動化走向智能化，或者說是具有智能化的自動化。物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃已經(jīng)出臺，其中智能家居占有重要的地位。
智能家居產(chǎn)品融計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和自動化控制系統(tǒng)于一體，可通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)，將各種家庭設(shè)備組合成智能家庭網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)自動化，同時可實現(xiàn)更智能的家庭安防系統(tǒng)，并可實現(xiàn)對家庭設(shè)備的遠程操控，提高了家居生活的舒適度，并能為家居環(huán)境提供全方位的信息交互功能。
所謂智能家庭，其實就是家庭自動化。安全防范是智能家庭的第一要求，它主要由防盜、防劫、防火、防燃氣泄漏、緊急求救等項目組成；其次，還要求家庭環(huán)境更加環(huán)保、節(jié)能、舒適，家庭設(shè)備運行更加智能化；再次，家庭信息化、自動化程度更高，所有家電都實現(xiàn)智能化，并可與人進行信息交互，包括節(jié)目點播、節(jié)目互動、游戲、娛樂等信息服務(wù)。智能家庭系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)有：智能家庭控制管理系統(tǒng)、電力及照明控制系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、背景音樂及多媒體娛樂系統(tǒng)等。例如可以實現(xiàn)智能門禁控制、安防報警、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、智能照明控制、家電智能控制和遠程控制、溫濕度空調(diào)智能控制、智能廚衛(wèi)環(huán)境控制、水電氣自動抄表、網(wǎng)上購物、網(wǎng)絡(luò)辦公、遠程教育和醫(yī)療、智能家庭用品管理等。
智慧街區(qū)概述
智慧街區(qū)旨在通過透明、充分的信息獲取，廣泛、安全的信息傳遞，高效、智能的信息處理，有效提高各街道辦管理效率，使街道居民能享受到主動、智能、貼心的服務(wù)。其主要包括電子政務(wù)平臺、街道智能管理系統(tǒng)和公共服務(wù)平臺，其中，電子政務(wù)平臺主要實現(xiàn)街道辦事處工作處理與流程優(yōu)化，街道智能管理系統(tǒng)通過信息手段完成街道智能化管理，公共服務(wù)平臺提供惠民便民的實事辦理與社區(qū)服務(wù)。三大系統(tǒng)并非獨立存在，而是相輔相成，數(shù)據(jù)共享，協(xié)同完成街區(qū)政務(wù)、民務(wù)。因各街道辦的政務(wù)管理模式各自不同，本文不予討論，只關(guān)注更具普遍意義的，街道智能管理系統(tǒng)和公共服務(wù)平臺。
智慧街區(qū)管理平臺描述
街道智能管理系統(tǒng)屬街道一體綜合管控系統(tǒng)，它集區(qū)域監(jiān)控、應(yīng)急指揮與平臺化管理為一體，提供全方位街道管理。系統(tǒng)通過監(jiān)控、城管通等手段提供數(shù)據(jù)支持，通過應(yīng)急指揮中心進行緊急事件調(diào)度處理，通過管理平臺進行事件綜合管控?，F(xiàn)場情況通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦芾碇行?，使政?wù)管理者可及時多維（視頻、文字、照片、地理信息）了解現(xiàn)場情況并快速做出判斷，反饋現(xiàn)場執(zhí)法人員進行相應(yīng)處理，或與電子政務(wù)平臺進行交互，協(xié)調(diào)相關(guān)上級部門做出處理，不但為公務(wù)執(zhí)法提供有效執(zhí)法證據(jù)，且為上級領(lǐng)導(dǎo)政務(wù)督辦提供有效管理途徑。
區(qū)域智能監(jiān)控覆蓋是對街道重要場所進行實時智能監(jiān)控的基礎(chǔ)，街道辦管理部門可通過它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像、聲音和報警信息，對突發(fā)性異常事件的過程進行及時監(jiān)視和記憶并預(yù)警，用以提供高效、及時地指揮和合理布置有限警力、處理案件等。主要應(yīng)用于協(xié)助街道辦管轄內(nèi)城管、綜治、武裝、交管等各執(zhí)法部門進行執(zhí)法。
1.監(jiān)督指揮中心
中心設(shè)置在街道辦事處，主要完成應(yīng)急指揮、重大事件現(xiàn)場督辦功能，主要涵蓋GIS地圖、DID顯示系統(tǒng)和城管通。
2.GIS地圖
根據(jù)地理資源庫、智能監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭信息點位，建立GIS地圖。使指揮中心人員直觀了解街區(qū)內(nèi)事件，快速定位發(fā)生地點。
3.DID顯示系統(tǒng)
顯示街區(qū)所有監(jiān)控圖像，街區(qū)GIS地圖及顯示街區(qū)相關(guān)軟件。
街道管理信息平臺
1.街道管理信息平臺
街區(qū)管理信息平臺是對資源數(shù)據(jù)信息進行采集、分析、整合的綜合利用工具。完成街道綜合管理，包括治安管理、車輛管理、環(huán)境管理等管理項目，完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計上報。全面支撐街區(qū)管理和服務(wù)工作，積極推進街區(qū)居民委員會內(nèi)部管理電子化，減輕工作負擔(dān)，提高工作效率。
2.城管通
城管通基于移動通信網(wǎng)絡(luò)、城管通手機和管理平成街道辦綜合管理，主要包括表格圖片等資料報送、區(qū)域定位管理等內(nèi)容。城管通終端通過接入到無線網(wǎng)絡(luò)中，訪問監(jiān)督中心數(shù)據(jù)庫，完成表格、圖片、照片、報告等相關(guān)資料的上報或傳送，同時，與GIS系統(tǒng)結(jié)合，可獲取管理人員準(zhǔn)確位置，實時了解區(qū)域狀況。
公共服務(wù)平臺
公共服務(wù)平臺主要包括居民政務(wù)服務(wù)和便民服務(wù)兩大部分，前者以縮短辦事時限和提高辦事效率為根本，主動為民辦事，著力建設(shè)快速、高效、透明、優(yōu)質(zhì)的政務(wù)便民服務(wù)環(huán)境；后者提供各類與居民生活息息相關(guān)的集辦事、生活、學(xué)習(xí)、娛樂于一體的一站式惠民信息服務(wù)。
政務(wù)服務(wù)
政務(wù)服務(wù)主要幫助街道居民通過多種渠道快速辦理相關(guān)社區(qū)服務(wù)事宜。包括街道實事網(wǎng)上辦、移動服務(wù)和觸摸屏終端。
1.街道網(wǎng)上辦事
就街道居民關(guān)心的教育、勞動保障和公用事業(yè)等領(lǐng)域，匯總于街道辦網(wǎng)站，提供多項服務(wù)事項，讓社會公眾體會街道辦網(wǎng)站的實際作用。主要包括生育收養(yǎng)管理、衛(wèi)生保健管理、社會保障管理、公用事業(yè)信息管理（供水、供電、燃氣、供暖、環(huán)境信息）、保險管理、勞動保障管理、人才信息管理等。
2.移動服務(wù)
通過短信交流方式完成街道辦與街道居民應(yīng)用溝通，主要包括相關(guān)法規(guī)政策、通知、信息（就業(yè)信息、就學(xué)信息、就醫(yī)信息）、節(jié)日問候、市民投訴，且在處理投訴事件過程中可實現(xiàn)三大子系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)，降低事件處理時間，提高辦公效率。主要應(yīng)用于民政、文衛(wèi)宣傳、等部門。
3.觸摸屏終端
觸摸屏終端設(shè)置在街道辦事處，主要服務(wù)于家里上網(wǎng)不方便或?qū)k事流程不清楚的居民，這些居民可到街道辦事處觸摸屏終端完成相關(guān)事宜的辦理。
便民服務(wù)
1.便民信息
便民信息主要為街道居民提供相關(guān)服務(wù)信息，包括居委會信息、家政服務(wù)機構(gòu)信息、裝修服務(wù)機構(gòu)信息、醫(yī)療保健機構(gòu)信息、餐飲服務(wù)機構(gòu)信息、預(yù)警信息、應(yīng)急自救常識、住房信息、交通信息等惠民信息。
2.LED
通過LED屏幕為街道居民提供相關(guān)便民信息，包括便民通知、文化交流、便民廣告等信息。主要應(yīng)用于民政、文衛(wèi)宣傳等部門。
總結(jié)
互聯(lián)網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)；NB-IoT
In this paper， according to the technical features， networking methods， and potential application scenarios， we point out the key problems of narrowband Internet of things （NB-IoT） ， such as the data security and transmission reliablity for NB-IoT， the evolution of the NB-IoT to wideband IoT（WB-IoT）， and the coexistence of low， middle and high data rates for IoT devices. The multirate devices are proposed as the direction of NB-IoT research in the next stage.
Internet； IoT； NB-IoT
1 物聯(lián)網(wǎng)的起源
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸與擴展的一種網(wǎng)絡(luò)，通過信息傳感設(shè)備（例如無線傳感器節(jié)點、射頻識別裝置、紅外感應(yīng)器等）按照事先約定的協(xié)議，將世間萬物與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，并進行信息的交換和通信，從而實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)測控制和管理[1-2]。IoT包括兩個主要方面，即物與物之間的信息交互和人與物之間的信息交互。IoT通?？梢苑殖?層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[3-4]。感知層通過實時感知，隨時隨地對物體進行相關(guān)信息的采集和獲取，并將收集到的物理信息傳送至網(wǎng)絡(luò)層；網(wǎng)絡(luò)層通過將物理世界接入到信息網(wǎng)絡(luò)，進行安全可靠的信息交互和共享；應(yīng)用層則對感知信息和數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析和處理，以實現(xiàn)智能化決策和控制。時至今日，IoT迎來了新的發(fā)展機遇和浪潮，極大地推動了智能交通、智能家居、智慧醫(yī)療以及智慧物流等行業(yè)的快速發(fā)展，成為社會發(fā)展的重要動力，由此可能引發(fā)新一輪的工業(yè)革命[5]。
2 NB-IoT概述
2.1 NB-IoT的發(fā)展背景
近年來，IoT發(fā)展迅速，世界萬物都可以通過互聯(lián)網(wǎng)相互連接，其中包括一些高速率業(yè)務(wù)（如視頻類業(yè)務(wù)等），以及一些低速率業(yè)務(wù)（如抄表類業(yè)務(wù)等）。據(jù)不完全統(tǒng)計，低速率業(yè)務(wù)占據(jù)IoT業(yè)務(wù)的67%以上，且低速率業(yè)務(wù)還沒有良好的蜂窩技術(shù)來提供支持[6]，這也意味著低速率廣域網(wǎng)技術(shù)擁有巨大的需求空間。在IoT不斷發(fā)展的同時，IoT通信技術(shù)也日趨成熟，其中廣域網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展尤其明顯。廣域網(wǎng)通信技術(shù)按頻譜是否授權(quán)可以分成以下兩種類型[7]：
（1）非授權(quán)，如Lora和Sigfox等；
（2）授權(quán)，3GPP制訂的蜂窩通信技術(shù)，如2G、3G、4G，以及基于4G演進而來的長期演進（LTE） CAT-NB1，也稱為窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）技g[8]。
綜合來說，NB-IoT具有迫切的市場需求，同時也具備良好的通信網(wǎng)絡(luò)支撐，因此擁有廣闊的發(fā)展前景。
2.2 NB-IoT的關(guān)鍵技術(shù)
本小節(jié)簡要介紹了NB-IoT相關(guān)的主要內(nèi)容，著重從以下4個部分來介紹。
（1）NB-IoT主要技術(shù)特點
如表1所示，NB-IoT是在LTE基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要采用了LTE的相關(guān)技術(shù)，針對自身特點做了相應(yīng)的修改。
NB-IoT的物理層，射頻帶寬為200 kHz，下行采用正交相移鍵控（QPSK）調(diào)制解調(diào)器，且采用正交頻分多址（OFDMA）技術(shù)，子載波間隔15 kHz；上行采用二進制相移鍵控（BPSK）或QPSK調(diào)制解調(diào)器，且采用單載波頻分多址（SC-FDMA）技術(shù)，包含單子載波和多子載波兩種。單子載波技術(shù)的子載波間隔為3.75 kHz和15 kHz兩種，可以適應(yīng)超低速率和超低功耗的IoT終端。多子載波技術(shù)的子載波間隔為15 kHz，可以提供更高的速率需求。
NB-IoT的高層協(xié)議（物理層以上）是基于LTE標(biāo)準(zhǔn)制訂的，對多連接、低功耗和少數(shù)據(jù)的特性進行了部分修改。
NB-IoT的核心網(wǎng)基于S1接口進行連接。
（2）NB-IoT的頻譜資源
IoT是未來通信服務(wù)市場的核心增量用戶群，中國四大電信運營商對NB-IoT的發(fā)展都很支持，各自都劃分了NB-IoT的頻譜資源，具體如表2所示。其中聯(lián)通已經(jīng)開通了NB-IoT的商用網(wǎng)絡(luò)。
（3）NB-IoT的部署
根據(jù)NB-IoT立項中RP-151621的規(guī)定，NB-IoT支持3種部署場景。如圖1所示，NB-IoT所支持的3種部署場景分別是[9]：
?獨立部署，即stand-alone模式，利用獨立的頻帶，與LTE中的頻帶不重疊；
?保護帶部署，即Guard-band模式，利用LTE頻帶中邊緣頻帶；
?帶內(nèi)部署，即In-band模式，利用LTE頻帶進行部署。
（4）NB-IoT的組網(wǎng)
NB-IoT組網(wǎng)如圖2所示，主要分成了如下所述的5個部分。
?NB-IoT終端：支持各行業(yè)的IoT設(shè)備接入，只需要安裝相應(yīng)的SIM卡就可以接入到NB-IoT的網(wǎng)絡(luò)中；
?NB-IoT基站：主要是指運營商已架設(shè)的LTE基站，從部署方式來講，主要有上面介紹的3種方式；
?NB-IoT核心網(wǎng)：通過NB-IoT核心網(wǎng)就可以將NB-IoT基站和NB-IoT云進行連接；
?NB-IoT云平臺：在NB-IoT云平臺可以完成各類業(yè)務(wù)的處理，并將處理后的結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)到垂直行業(yè)中心或NB-IoT終端；
?垂直行業(yè)中心：垂直行業(yè)中心既可以獲取到本中心的NB-IoT業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以完成對NB-IoT終端的控制。
2.3 NB-IoT的相關(guān)應(yīng)用
根據(jù)NB-IoT的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，NB-IoT所支持的相關(guān)應(yīng)用具有以下幾個主要特點。
（1）低速率屬性
通過前面的相關(guān)介紹可知，NB-IoT主要是為了解決IoT中低速率業(yè)務(wù)而提出的。NB-IoT采用了低階調(diào)制，低速率也是其主要特征。
（2）高時延屬性
NB-IoT具有很強的覆蓋能力。為了實現(xiàn)高可靠的廣域覆蓋，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸可能需要進行多次重傳，從而導(dǎo)致較大的通信時延。當(dāng)前NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)設(shè)想的數(shù)據(jù)傳輸時延可能會達到10 s。
（3）低頻次屬性
顧名思義，低頻次就是指單位時間內(nèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)不能過于頻繁。過于頻繁的數(shù)據(jù)傳輸不僅會增加IoT終端的功率消耗，也會對NB-IoT網(wǎng)絡(luò)時延提出更為嚴(yán)苛的要求。
（4）移動性弱特性
由于NB-IoT對終端功耗有很高的要求，NB-IoT Rel-13標(biāo)準(zhǔn)中不支持連接狀態(tài)的移動性管理，包括相關(guān)測量、測量報告、切換等，以達到節(jié)省終端功耗的目的。
2.4 NB-IoT的用場景
隨著IoT通信技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是NB-IoT技術(shù)日趨成熟，IoT技術(shù)將不斷滲透到各行各業(yè)。NB-IoT技術(shù)正飛速走進人們的生活，其支持的應(yīng)用場景如下：
?智慧市政，包括水、電、氣、熱等基礎(chǔ)設(shè)施的智能管理；
?智慧交通，包括交通信息、應(yīng)急調(diào)度、智能停車等；
?智慧環(huán)境，包括水、空氣、土壤等實時監(jiān)測控制；
?智慧物流，包括集裝箱等物流資源的跟蹤與監(jiān)測控制；
?智慧家居，包括家居安防等設(shè)備的智能化管理與控制。
3 NB-IoT發(fā)展面臨的潛在
問題
NB-IoT發(fā)展過程中可能面臨以下兩類主要問題，即數(shù)據(jù)安全與傳輸可靠性問題，以及NB-IoT向?qū)拵锫?lián)網(wǎng)（WB-IoT）的過度演進。
3.1 數(shù)據(jù)安全與傳輸可靠性
NB-IoT發(fā)展中面臨的IoT數(shù)據(jù)安全與傳輸可靠性問題可能由兩方面引起：一方面是來自NB-IoT網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊和竊聽行為，另一方面是NB-IoT網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信號干擾。
如圖3所示，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)信息交互時，可能會面臨外部用戶的惡意攻擊，從而降低網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)某晒Ω怕?。隨著惡意攻擊行為的增加，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)信息交互的中斷概率會隨之上升，這也將導(dǎo)致數(shù)據(jù)重傳次數(shù)的增加，從而加重NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的通信負擔(dān)，甚至可能會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。
從功耗的角度來看，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要具備很長的網(wǎng)絡(luò)生存周期，然而重傳次數(shù)的增加也會降低NB-IoT終端設(shè)備的生存周期。此外，從信息安全的角度來看，當(dāng)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)進行信息交互的同時，還可能存在惡意竊聽行為，這將破壞數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩?。并且隨著網(wǎng)絡(luò)信息重傳次數(shù)的增加，數(shù)據(jù)信息的安全性也越容易遭受到破壞。概括來說，外部用戶的惡意攻擊和竊聽行為不僅降低了NB-IoT網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)目煽啃裕矊夯疦B-IoT網(wǎng)絡(luò)信息的安全性。
此外，NB-IoT終端設(shè)備的增多也會消耗更多的LTE資源塊。隨著NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的演進發(fā)展，海量的接入設(shè)備可能會導(dǎo)致NB-IoT網(wǎng)絡(luò)面臨嚴(yán)重的同頻干擾問題，這也會顯著降低NB-IoT網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
3.2 WB-IoT演進問題
根據(jù)當(dāng)前的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，IoT網(wǎng)絡(luò)中67%以上的終端設(shè)備都具有低速率屬性。然而，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，IoT網(wǎng)絡(luò)中終端設(shè)備的速率需求也將發(fā)生變化，進而可能會出現(xiàn)低速率、中速率，以及高速率并存的應(yīng)用場景，這也就導(dǎo)致當(dāng)前的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)不能滿足將來IoT設(shè)備的異構(gòu)需求。由于IoT網(wǎng)絡(luò)對終端設(shè)備具有嚴(yán)格的功耗限制，現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)可能無法滿足未來IoT網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的相關(guān)需求。因此，WB-IoT的需求也將越來越迫切。
4 結(jié)束語
工業(yè)4.0時代，各行業(yè)對智慧化及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求越來越迫切。NB-IoT技術(shù)應(yīng)運而生，它是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)，具備廣域覆蓋、海量接入、低功耗等特征。隨著NB-IoT對行業(yè)的不斷滲透，生態(tài)體系的不斷完善，會給社會帶來深遠的影響。此外，隨著社會的不斷發(fā)展，IoT設(shè)備的速率需求會由以低速率為主轉(zhuǎn)向低、中、高速率共存。低速率的NB-IoT技術(shù)將主要應(yīng)用于對通信時延低敏感的市政應(yīng)用，而智能停車網(wǎng)絡(luò)等大規(guī)模應(yīng)用則需要相對較高的數(shù)據(jù)速率及較低的容錯率以避免事故的發(fā)生。同時，更多的IoT應(yīng)用在不同的時間和地點也都有著不同的速率要求。因此對于多速率IoT設(shè)備的研究將會是NB-IoT發(fā)展的重點方向之一。
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