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如何利用物联网来进行城市精细化管理

城市是一部布局繁杂、部件繁多、机能周详的宏大年夜机械,又是一个血肉相连、密弗因素、相互依存、相互制约、赓续变更的有机整体。城市治理为今世城市运转供给动力、为城市持续成长供给保障、为扶植折衷社会供给支撑。跟着城市化进程的慢慢加快,城市规模与内涵的赓续扩大年夜,城市治理问题日益凸起,对付城市治理精细化的要求越来越高。

今世城市治理事情的繁杂性,要求必须充分运用最新科技手段,对城市运行状况进行实时监测、态势识别、问题诊断、综合评估和决策支持;经由过程对种种城市治理相关信息的采集和阐发,进一步完善城市运行的数据标准、信息规范、特性识别、预警预告等内容,为城市运行的批示、节制和沟通事情供给依据。

物联网作为继谋略机、互联网之后,天下信息化成长的第三次浪潮,已成为国家科技成长计谋的紧张组成部分,是未来计谋性新兴财产的主导气力之一。使用物联网等信息技巧手段开展城市治理精细化、智能化范例利用,以先辈的治理理念和治理模式提升城市治理和办事水平以跟上快速增长的城市化,向导、推动我国新型城镇化扶植,已成为城市治理者确当务之急。

1 当前数字化城市治理的局限

当前我国蓬勃地区如无锡、北京也已接踵拉开扶植“聪明城市”城市治理的帷幕,但大年夜多半城市今朝仍旧处于“数字城市”城市治理的扶植阶段。据统计,截至2016年6月尾,已经经由过程住建部验收的数字化城管试点城市45个;数字化城管已覆盖了除港澳台以外的省、市、自治区首府。此中江苏、浙江、河北、北京、上海、天津、重庆等12个省市已实现地级城市全覆盖;有257个地级以上城市建成了数字化城管系统,覆盖了全国137个县级市、805个行政区和306个县。

当前的“万米网格”数字城管模式不仅大年夜大年夜前进了城市治理事情效率、节能降耗,还提升了市夷易近对城市治理的知足率,具有重大年夜的经济效益和社会效益。但跟着数字化城市治理事情的徐徐深入,一些凸起的问题也徐徐显现。

1)有效信息缺掉。今朝的数字化城市治理系统平日使用GIS技巧并采纳“电子舆图+符号”的治理模式,只有基础的平面位置符号和少数属性信息;而跟着城市治理事情的深入,对可视化治理内容需求徐徐增添,如交通标志的大年夜小,蹊径唆使牌的偏向,垃圾箱的外不雅,邮筒的颜色,等等,这些信息在电子舆图上根本无法表达出来,严重制约了数字化城市治理的深入。

2)数据短缺鲜活性。跟着数字化治理系统实用性要求徐徐前进,对治理工具的监测数据更新速率的需求也越来越快。但相对付数量以几何级增长城市治理工具,在监测数据的采集要领、精度、数据利用方面采纳技巧还有待进一步完善;监测数据获取频率低、数据短缺“鲜活性”,已经不能满意治理系统对付监测信息更新的要求,成为其成长的瓶颈。

3)人工监管效率低。当前的数字化城市治理中,城管监督员是发明问题的主要滥觞;但因光阴和巡查路线固定导致很多时刻城管问题发明不及时,这种被动的人工监管要领使得数字化城管的效果大年夜打折扣。终极的结果是只管治理者尽心辛勤地进行各类巡查和监管,但因为缺少自动化、智能化的技巧支持,固定的监管职员数量相对宏大年夜且日益增长的监督工具来说,每每显得力不从心。

4)"民众,"介入难以表现。城市治理的短长终极表现于市夷易近的知足程度,要让人夷易近群众的声音成为决策的依据,达到“城市治理为人夷易近,人夷易近知足得实惠”的目标。而且,跟着新型城市化进程的推进,城市治理思路正在由以前城管部门的单边模式转为群众介入和城管治理并进的双边治理模式。然则,当前数字化城市治理仍旧没有改变“少数人治理多半人”的场所场面,必然程度上造成了城市治理的被动场所场面。

2 物联网在城市治理中的积极感化

物联网(internet of things)是新一代信息技巧的紧张组成部分,被称为继谋略机、互联网之后,天下信息财产的第三次浪潮。物联网的观点最早是于1999年提出来的,当时的定义是:把所有物品经由过程射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和治理。物联网最初被定位为一种将种种传感器和现有的互联网互相毗连的技巧,也被称为传感网。

今朝对物联网的理解是:将各类信息传感设备,如感应式传感终端RFID(射频识别)装配、生物传感器、速率传感器、液位传感器、温度传感器、气敏传感器、位置传感器、光敏传感器等,卫星定位导航系统(“GPS” “北斗”),信息识别扫描设备等与互联网结合起来,组成一个伟大年夜的收集。经由过程这个收集,可以将所有的物理设备在无人工干预的环境下实现协同和互动,方便识别、治理、节制,从而供给智能和集约办事。

由于物联网技巧具有周全感知、靠得住通报、智能处置惩罚的特征,这将使得城市治理变得加倍精细化、智能化和简单化。西方一些蓬勃国家在2005年今后徐徐开始注重物联网的利用,分外是在公共治理方面的利用。IBM提出聪明地球的理念,其本色是把各类传感器嵌入到国家电网、铁路、桥梁、公路、地道、供水管网、油气管道、堤坝以及修建中,试图经由过程聪明的连接构建根基举措措施的物联网。美国2011年出于安然的斟酌,提出基于物联网的国家根基举措措施保护计划(NPI),目的是使用物联网技巧保护根基举措措施不受可怕打击,同时防止大年夜电厂停电、大年夜坝崩溃等突发事故带来的负面影响。而欧盟提出的综合性计谋筹划(2010)中,在城市治理与办事利用物联网技巧同样占领紧张的职位地方。

物联网在中国受到了全社会极大年夜的关注,其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国弗成相比的。早在2010年,物联网就被正式列为国家七大年夜新兴计谋性财产之一,写入“政府事情申报”;国家“十三五”筹划中也提取“积极推进云谋略和物联网成长。鼓励互联网骨干企业开放平台资本,加强行业云办事平台扶植,支持行业信息系统向云平台迁移。推进物联网感知举措措施筹划结构,成长物联网开环利用”。

物联网的兴起及其利用的广泛性一定会对未来城市治理和办事孕育发生深远的影响。例如,城市安然运行动态监控、风险治理、突发事故猜测预警、科学应对和应急处置惩罚已成为政府公共治理的要务之一,而拥有科学、准确、实时有效的信息是建立公共安然日常治理和应急处置机制的关键。“物联网”技巧的成长为政府城市运行治理事情的信息处置惩罚供给了有效道路。经由过程扶植基于物联网的城市运行监测平台,实现自动和人工相结合的新型监管模式,可以有效前进政府保障公共安然和处置惩罚突发事故的能力,最大年夜程度地预防和削减侵害,保障"民众,"的生命家当安然,掩护国家安然和社会稳定,匆匆进社会经济周全、和谐、可持续的成长。

物联网与城市治理的结合也越来越慎密,今朝已有物联网技巧在城市治理、情况监测、物流信息化、智能交通及公共安然等诸多领域的利用办理规划,并在城市的各个方面积极开展了利用示范事情。我国的北京、无锡、上海、杭州、重庆、广州、西安等城市也正在积极开展相关物联网技巧在城市治理中的利用钻研,以前进城市治理的效率和科技水平。

3 物联网助力城市治理精细化范例实例

3.1 车载感知定位技巧及利用

由于利益驱策,城市中的早餐车、报刊亭经常擅移位置占道经营,沿街广告牌匾也几回再三私自随意设置或替换,这些不仅轻易造成安然隐患而且影响市容情况。但其必要监管的宏大年夜数量和固定的治理职员的抵触在当前的数字化城市治理中仍旧广泛存在,不停是令治理者对照头痛的问题。

针对可移位工具(早餐车、报刊亭等)及频繁替换工具(街道两侧商铺的广告、牌匾等)的有效监管,可充分使用物联网核心技巧——射频识别 (radio frequency identification, RFID)标签定位技巧,将合法、合规的监督工具安装可识别的电子标签;并在GPS、RFID基站、全景相机等设备集监管功能的根基上建立车载监测法律系统,实现对监督工具的车载巡视、自动感知、实时定位和快速排查取证,前进治理的效率和智能化水平。

3.2 城市安然传感器利用

3.2.1 室外职员密集场所人流量监测

跟着人夷易近生活水平的赓续前进,城市公园、庙会或闻名的旅游景点等区域在特殊光阴段内(如节假日或举行某些活动时代)常常会呈现人群的“井喷”征象,这也使得人群凑集风险进一步提升,安然隐患增多,人群安然治理难度也随之增添。传统的治理主要采纳大年夜量人力现场监控的要领,但也仅能起到报警处置的感化,缺少对人群凑集风险的猜测预警。

针对室外职员密集场所的人流量实时监测,今朝一样平常采纳以下3种要领:票据电子计数、手机旌旗灯号扫描、监控图像识别。由于对付开放区域的人流量监测,票据电子计数并不适用,故本文只叙述后两种要领。

1)手机旌旗灯号扫描。该措施使用监测区域相近的移动运营商的手机通讯基站扫描其范围内的手机终端, 在手机终端登录到基站时根据登录信息确认手机终端存在并响应地统计其数量;一个基站覆盖的范围可以看作是一个圆, 多基站组合起来就相对可以大年夜致确定手机终真个位置。使用其监测数据可对监测区域范围内不合光阴段人流量持续变更环境进行统计阐发,假如数据样本量足够,就可以进行猜测预警。

2)监控图像识别。该措施是在监测区域所有进出口安装监控探头(一样平常收支2个偏向均必要安装,并覆盖整个进出口);然后对监控探头采集到的人流量视频图像,运用运动工具监测跟踪的图像序列处置惩罚技巧或人脸识别检测技巧对探头范围内的人流工具进行自动识别监测;着末将所有进出口人流收支环境进行统计汇总就获得了全部区域的整体监测结果。摄像头识别要领的优点是测算人流量相瞄准确,汇总后的人流量数据可以阐发双向人流量和双向人行速率。

3.2.2大年夜型户外广告倾倒监测

在城市中,繁华区域的主要蹊径上的街边或是修建物上,每每屹立着甚是“夺目”的、形态各另外大年夜型户外广告。然则,当呈现大年夜风、骤雨等极度气象时,这些大年夜型户外广告则有可能发生倾倒,成为城市治理中的安然隐患。例如,2015年4月,北京玉渊潭公园西门口的大年夜型广告牌被大年夜风吹倒,正逢公园的樱花节,位于公园门口的广告牌下凑集了浩繁摄影的游人。广告牌忽然倒下时,7名旅客躲避不及,被砸伤或擦伤。为避免此类环境再次呈现,可使用倾角传感监测技巧加以办理。经由过程在大年夜型户外广告顶部安装倾角监测传感器,对其倾斜程度进行实时监测;监测数据经由过程无线通讯收集传输到监测预警系统,当倾斜逾越规定倾斜度或碰到外力被撞倾斜后,急速发送预警消息看护节制中间及响应职员,将变乱风险及应急处置降至最低。

3.3 水雨雪情实时监测及防汛应急

3.3.1 基于自立监测收集的水雨雪情实时监测

近年来,灾难性极度气象的频繁呈现,我国城市内涝问题日益凸起,城市防汛事情也徐徐成为城市治理的一项紧张义务。由于一旦呈现主要蹊径被淹没等事故,不止灵便车变乱会大年夜为增添,而且可能会造成交通中断,从而导致大年夜面积的交通瘫痪,严重影响城市运行治理。分外是城市中间由于历史缘故原由,每每房屋老旧,受到相同降水影响较大年夜;同时,中间区域热岛效应一样平常较强,相对周边区内降雨强度经常会更高。当前采纳景象局降雨数据作为防汛主要参考数据(如北京市景象局在西城区有5个监测点),但这样的宏不雅精度对付精细化城市治理显然是无法满意城市防汛监测事情的精细化必要[17]。针对此种环境,使用传感器技巧建立自立的水雨雪情监测收集(监测点密度可根据需求调剂设置,监测的针对性、准确性大年夜大年夜前进),并经由过程无线收集实时传输监测数据;在此根基上建立起城市防汛监测与预警平台,实实际时降雨、降雪、积水信息的浏览,历史监测信息查询统计,在雨量达到必然级别(如中雨以上)时,结合景象部门的降雨量预告信息,经由过程短信平台自动向相关职员发送雨情预警信息;为城市防汛及应急事情供给及时靠得住的降雨量信息支持。

3.3.2 利用监测大年夜数据支持防汛应急

城市中数以千计的传感器经久积累的历史监测数据,可以作为防汛监测大年夜数据紧张组成部分。在充分调研根基上开展监测数据与同期其他城市治理相关数据的专题阐发,发明此中耦合性、并发性、衍生性关系,查找空间散播规律,提出科学靠得住建议,更有力地支持防汛应急事情。例如针对降雨监测数据,可建立响应防汛风险评估预警模型,用数据掘客等手段进一步前进掌握降雨量与城市治理案件之间规律的能力,实现与防汛相关日常城市治理的精细化。图7为降雨量监测数据与某些类型治理案件具有显着相关性的阐发结果。

3.4 交通运行多源监测数据阐发

当前,我国大年夜中城市普遍存在着蹊径拥挤、车辆堵塞、交通秩序纷乱的征象,这已成为我国国夷易近经济进一步成长的瓶颈之一。而且,交通出行便利与否也不停是与人夷易近群众日常生活事情最亲昵、亲自利益最相关而最易受关注的热点问题。它不仅关系夷易近生宏不雅问题,更是磨练城市治理水温和能力的微不雅问题。针对此种环境,可以基于城市公交车、地铁、出租车、公共自行车、泊车位等多源监测数据,实现城市交通运行状况的日常监测、预警猜测、决策支持和信息办事,探索了多源路况信息的阐发措施和利用。

北京市西城区建立了区级交通运行调整批示中间,整合了治理区域内部交通相关所稀有据资本,并与市级平台和谐联动和资本共享,以支持专题交通路况信息和区域精细化路况信息的处置惩罚阐发,为区域综合交通运行和谐供给全方位的支撑。

3.5基于二维码的"民众,"介入式城市治理

近年来,城市市夷易近介入城市治理意识日益增强,传统的以政府为中间的治理模式已经无法适应城市治理成长的新形势与新要求。城市治理出现的“少数人治理多半人”的场所场面,也在必然程度上造成了城市治理的被动场所场面。积极引入"民众,"与非公营部门介入城市治理,发挥群众的监督介入感化,无疑可以前进城市治理的效率和效益;也会改良政府与民众的关系,对重塑城市治理形象、化解法律抵触同样有弗成估量的感化。而若何实现"民众,"积极而有效的介入、若何向导"民众,"适度地介入城市治理活动等问题不停成为困扰城市治理者的难题之一。鉴于此,可经由过程技巧手段为"民众,"介入城市治理供给渠道和响应保障,向导他们真正介入到实践傍边,使得群众的声音成为决策的依据。例如,可使用二维码作为便捷进口(将二维码作为治理工具的可随时考验的身份证书),让"民众,"应用手机扫一扫二维码就能查询报刊亭、早餐车等城市公共举措措施是否合法,市夷易近还可以投诉举报这些公共举措措施存在的脏乱破损等问题。别的,为了将“"民众,"介入”与当前数字化城管营业相结合,必要建立针对通俗"民众,"和专业城管职员不合的监管模型,并实现与原有城管监督问题上报系统整合对接。

4 停止语

当前,城市治理要领经历了从数字化、网格化到城市运行的转变,其治理偏向又面临着从数字化到聪明化的成长。这些对城市治理与办事事情的更高要求,使得城市治理必须以人夷易近群众的需求为根本启程点,坚持以工本钱、为夷易近办事,紧跟期间脚步,经由过程技巧手段及治理模式的立异来推动城市治理事情迈上新台阶,以利于更好的冲破光阴和地域的局限,使得人夷易近群众感想熏染到城市治理感化,享受到城市治理的成果。

物联网技巧作为一种新兴技巧交融手段,因其 “智能化识别、定位、跟踪、监控和治理”的特征,可以利用在城市运行治理信息的监测、传输、阐发和利用等各个环节,徐徐成为了“数字城市”通向“聪明城市”的桥梁。建立城市智能化、精细化的治理要领将是城市信息化的最终目标和计谋偏向,以此作为城市可持续成长瓶颈的冲破口,将带来未来城市的全新面目,推进城市折衷成长。

城市精细化治理物联网利用是一个具有寻衅性的领域,它涉及了器件、设备、系统、收集、办事、商业模式等诸多方面,实现其真正“精细化治理”目标尚需做许多深入细致的事情。今朝所做的城市治理精细化范例实例仅仅是城市运行治理领域中很小的一部分。并且跟着物联网利用徐徐深入,一些深层次问题徐徐显现,若何建立完善的物联网城市利用的标准体系问题、若何包管物联网信息传输的收集安然问题、若何健全物联网城市治理利用中商业模式问题等,亟待相关理论和机制钻研的继承探究并加以办理。

地舆信息系统(GIS)在可以预见的未来,将会与物联网进一步地交融:GIS可为物联网供给根基地舆信息支撑(如移动GIS为物联网供给移动谋略平台,VR-GIS可以为物联网供给真实的虚拟展示平台)及时空阐发手段,而物联网为GIS供给海量动态监测数据,匆匆进地舆信息利用和办事迈上新台阶。两者也必将慎密结合,合营利用于城市治理领域中,继承拓展城市运行监测的范围和深度,提升城市治理的精细化、智能化水平。

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