1、智慧城市与物联网应用智慧城市与物联网应用北京建筑大学北京建筑大学 杜明义教授杜明义教授2015年年05月月一、当前数字城管的局限一、当前数字城管的局限二、物联网助力智慧城市二、物联网助力智慧城市三、近几年主要研究成果三、近几年主要研究成果汇报提纲汇报提纲网格化城管网格化城管单元网格化管理再造城市管理流程城管通城市部件、事件管理法建立“两个轴心”谁来管管什么怎么管数字化城市管理模式数字化城市管理模式333个地级市Finish230个地级市150个县级市当前数字化城市管理现状当前数字化城市管理现状数字化城市管理现状数字化城市管理现状引自智慧中国地理空间智能体系研究报告(2013)BootBoot当
2、前数字化城市管理存在的问题当前数字化城市管理存在的问题数字化城市管理局限数字化城市管理局限一“有效信息”缺失二 数据缺乏“鲜活性”三 “人工”监管效率低四 “公众参与”没有体现一“有效信息”缺失问题问题1-“有效信息有效信息”缺失缺失市政设施只是市政设施只是符号符号表示，缺乏形状，表示，缺乏形状，大小及周边环境等大小及周边环境等有效信息有效信息数字化城市管理局限数字化城市管理局限问题问题2-数据缺乏数据缺乏“鲜活性鲜活性”数字化城市管理局限数字化城市管理局限基础数据专题数据监测数据支持网格化城市管理发现及时处置迅速分析准确目标问题问题3-“人工人工”监管效率低监管效率低数字化城市管理局限数字化
3、城市管理局限在网格化城市管理模式下，监督员监督员是发现问题的主要来源；但因时间和巡查路线固定而导致问题发现不及时，这种被动的监管方式使监管效果大打折扣。问题问题4-“公众参与公众参与”没有体现没有体现数字化城市管理局限数字化城市管理局限城 市政府市民生态环境建（构）筑物市政基础设施房屋饮用水污水垃圾住房保障碳排放居民活动（管理内容繁杂）（1）管理方法（2）技术手段（3）职能机制迫切需要精细化、智慧化城市管理转变迫切需要精细化、智慧化城市管理转变智慧化城市管理模式智慧化城市管理模式智慧化城市管理一、当前数字城管的局限一、当前数字城管的局限二、物联网助力智慧城市二、物联网助力智慧城市三、近几年主要
4、研究成果三、近几年主要研究成果汇报提纲汇报提纲什么是智慧城市？什么是智慧城市？智慧城市概念的由来智慧城市概念的由来 智慧城市智慧城市 =数字城市数字城市+物联网物联网 +云计算云计算 即：即：智慧城市智慧城市是在数字城市建立的基础框架上，通过是在数字城市建立的基础框架上，通过物联网物联网将现实城市与数字城市进行有效融合，自动和实将现实城市与数字城市进行有效融合，自动和实时地感知现实世界中人和物的各种状态和变化，由云计时地感知现实世界中人和物的各种状态和变化，由云计算中心处理其中海量和复杂的计算与控制，为城市运行算中心处理其中海量和复杂的计算与控制，为城市运行管理、经济发展和大众民生提供各种智能
5、化的服务。管理、经济发展和大众民生提供各种智能化的服务。两院院士李德仁将智慧城市定义两院院士李德仁将智慧城市定义表现形式“智慧城市智慧城市”体现新型城镇化发展理念体现新型城镇化发展理念智慧城市概念的由来智慧城市概念的由来 智慧城市智慧城市是当今城市发展的新理念和新模式，是是当今城市发展的新理念和新模式，是推动政府职能转变、推进社会管理创新的新手段和推动政府职能转变、推进社会管理创新的新手段和新方法，是新一代信息技术创新应用与城市转型发新方法，是新一代信息技术创新应用与城市转型发展深度融合展深度融合 的产物，是城市走向绿色、低碳、可持的产物，是城市走向绿色、低碳、可持续发展的本质需求。续发展的本
6、质需求。基础设施 更加智能Smarter infrastructure公共服务 更加便捷More accessible public service社会管理 更加精细More elaborate social admin生态环境 更加宜居More liveable ecological environment产业体系 更加优化More optimisedindustrial system信息安全 有效保障Greater information security5PhotoMailJavaGame维稳定保民生促增长智慧城市涉及广泛智慧城市涉及广泛当前我国智慧城市发展现状当前我国智慧城市发展现状智
7、慧城市发展现状智慧城市发展现状3503002502001501005002011年底2012年10月2013年9月150220311截止截止20132013年年9 9月，我国月，我国311311个城市提出或在建智慧城市个城市提出或在建智慧城市p100%100%副省级以上城市副省级以上城市p89%89%的地级及以上城市的地级及以上城市p47%47%的县级及以上城市的县级及以上城市20142014年年8 8月月2929日，经国务院同意，发改委、工信部、科技部、公安部、财政部、日，经国务院同意，发改委、工信部、科技部、公安部、财政部、国土部、住建部、交通部等八部委印发国土部、住建部、交通部等八部委印
8、发关于促进智慧城市健康发展的指导关于促进智慧城市健康发展的指导意见意见，要求各地区、各有关部门落实本指导意见提出的各项任务，确保智，要求各地区、各有关部门落实本指导意见提出的各项任务，确保智慧城市建设健康有序推进。慧城市建设健康有序推进。*来源：工信部电信研究院Source:CATR2013年全球年全球7大大“智慧城市智慧城市”全球智慧社区论坛（全球智慧社区论坛（ICFICF），从全球），从全球400400多座城市中评选出多座城市中评选出全球全球7 7大智慧城市。大智慧城市。美国俄亥俄州-哥伦布市 芬兰-奥卢市加拿大-斯特拉特福市台湾地区-台中市爱沙尼亚-塔林台湾地区-桃园县加拿大-多伦多市智
9、慧城市发展现状智慧城市发展现状n“物联网物联网”的概念于的概念于19991999年年首次提出，当时的定义首次提出，当时的定义是：是：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网最物联网最初被定位为一种将各类传感器和现有的互联网相互初被定位为一种将各类传感器和现有的互联网相互衔接的技术，也被称为传感网。衔接的技术，也被称为传感网。n20102010年年“两会两会”期间，国务院的政府工作报告所附期间，国务院的政府工作报告所附的注释中对物联网有如下说明：的注释中对物联网有如下说明：物联网
10、是通过传感物联网是通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络、监控和管理的一种网络。物联网概念的由来物联网概念的由来物联网概念的由来物联网概念的由来n20092009年年9 9月月的的美国创新战略美国创新战略中美国政府将物联中美国政府将物联网作为振兴经济，确立优势的关键战略之一。网作为振兴经济，确立优势的关键战略之一。不少美国学者认为其与当年的不少美国学者认为其与当年的“信息高速公路信息高速公路”有有许多相似之处。许多相似之处。物联
11、网逐渐受到关注国际物联网逐渐受到关注国际物联网受到关注物联网受到关注n20102010年年我国的我国的政府工作报告政府工作报告中提出了要大力培中提出了要大力培育战略性新兴产业，加快育战略性新兴产业，加快物联网物联网的研发应用。的研发应用。n我国我国“十二五十二五”规划规划中，促进中，促进“物联网物联网”的研发和的研发和示范应用首次被正式列入国家重点发展的七大战略示范应用首次被正式列入国家重点发展的七大战略性新兴产业之一。性新兴产业之一。n20102010年年8 8月月，教育部公布了通过审批的，教育部公布了通过审批的140140个高等学个高等学校战略性新兴产业相关本科新专业，在新增本科专校战略性
12、新兴产业相关本科新专业，在新增本科专业名单中，业名单中，“物联网物联网”成为最大热门，各高校纷纷成为最大热门，各高校纷纷申报物联网相关专业，目前共有申报物联网相关专业，目前共有3737所高校获批，新所高校获批，新设专业设专业20112011年开始招生。年开始招生。物联网逐渐受到关注国内物联网逐渐受到关注国内物联网受到关注物联网受到关注物联网主要应用领域智能交通医疗监护智能家居环境保护国防军事防灾减灾工业监控物联网技术物联网技术物联网技术应用领域物联网技术应用领域智慧城市应用技术支撑我们的关注-空间信息应用（物联网，智慧城市）空间信息的应用空间信息的应用智慧城市中的位置服务 GIS与物联网的融合
13、 关注点1-智慧城市中的位置服务智慧城市中的位置服务智慧城市中的位置服务“速度与激情”中赛道指引“碟中谍”中触摸导航“全民公敌”中对威尔.史密斯的室外，室内追踪关注点1-智慧城市中的位置服务智慧城市中的位置服务智慧城市中的位置服务GNSS室外定位 多传感器的室内定位 多传感器的室内定位-应用智慧城市中的位置服务智慧城市中的位置服务个人导航 轨迹记录 商业推送 实时监控 谷歌室内定位 基于诺基亚Here的雅虎地图室内定位百度室内定位 关注点2-GIS与物联网的融合GISGIS与物联网的融合与物联网的融合GISGIS技术为物联网提供基技术为物联网提供基础地理信息支撑平台础地理信息支撑平台移动移动G
14、ISGIS为物联网提供移为物联网提供移动计算平台动计算平台VR-GISVR-GIS可以为物联网提供可以为物联网提供真实的虚拟展示平台真实的虚拟展示平台物联网物联网提供动态数据，促提供动态数据，促进地理信息应用和服务进地理信息应用和服务 城市基础设施管理地下管网管理城市交通监测与管理文化遗产保护灾害监测预警环境质量监测预警GIS与物联网今后必将越来越紧密地融合GISGIS与物联网的融合与物联网的融合一、当前数字城管的局限一、当前数字城管的局限二、物联网助力智慧城市二、物联网助力智慧城市三、近几年主要研究成果三、近几年主要研究成果汇报提纲汇报提纲智慧城市中的位置服务 GIS与物联网的融合应用人流量
15、统计监测与统计人流量统计监测与统计手机基站定位原理手机基站定位原理研究成果-智慧城市中的位置服务人流量统计监测与统计人流量统计监测与统计以摄像探头为主手机基站为辅的人流量监测预警以摄像探头为主手机基站为辅的人流量监测预警南南锣锣鼓鼓巷巷探头部署图探头部署图设备链路图设备链路图测试系测试系统统研究成果-智慧城市中的位置服务在集成射频识别技术、无线通信技术以及GPS、GIS技术的基础上，建立在校学童管理系统。该系统通过在校园大门以及走廊、教室布设RFID基站，给学童/访客配备便携式RFID卡的方式建立了在校人员监测网络，可实时获取学童/访客在校位置信息；实现了自动点名、出入考勤、访客管理、统计分析
16、等功能，具有自主性、实时性、全天候的特点。研究成果-智慧城市中的位置服务在校学童安全管理系统在校学童安全管理系统基于基于RFIDRFID标签信号强度的学童位置监测标签信号强度的学童位置监测实景影像采集和管理、应用实景影像采集和管理、应用n针对城市信息获取滞后等问题，利用移动道路测量系统，针对城市信息获取滞后等问题，利用移动道路测量系统，实现城市影像和位置信息快速获取与及时更新实现城市影像和位置信息快速获取与及时更新。硬件设备集成硬件设备集成采集平台设计图采集平台设计图研究成果-智慧城市中的位置服务 影像采集设备研制影像采集设备研制影像采集和信息提取影像采集和信息提取多源影像类型多源影像类型采集
17、设备采集设备结果数据结果数据可量测实景影像连续视频连续全景单点拼接全景移动测图系统普通相机实景影像采集、管理和应用实景影像采集、管理和应用研究成果-智慧城市中的位置服务 功能实现功能实现实景实景影像应用影像应用和和管理平台管理平台研究成果-智慧城市中的位置服务基于影像的道路病害检测基于影像的道路病害检测研究成果-智慧城市中的位置服务基于影像的交通标志检测基于影像的交通标志检测报刊亭位置实时监测系统报刊亭位置实时监测系统研究成果-智慧城市中的位置服务 针对报刊亭随意移动位置占道等实际情况，综合运用射频识别技术以及移动测图技术，通过在报刊亭上安装有源标签，在执法车中安装高精度GPS及移动感应基站，
18、并结合GIS建立可视化的报刊亭车载监测系统，实现对报刊亭位置的实时监测。RFIDRFID卡片卡片移移动动测测距距基基站站研究成果-GIS与物联网的融合应用 降雨、积水、降雪监测降雨、积水、降雪监测 传感器设备传感器设备DTU数据发送设备数据发送设备雨量计雪量计传输设备研究成果-GIS与物联网的融合应用 系统主要功能系统主要功能研究成果-GIS与物联网的融合应用 应用实践与效益应用实践与效益研究成果-GIS与物联网的融合应用基于二维码早餐车监管基于二维码早餐车监管 监管概述监管概述研究成果-GIS与物联网的融合应用基于二维码早餐车监管基于二维码早餐车监管 执法版业务流程执法版业务流程核查指令填表
19、拍照/录像立案现场执法结案扫描后获访问得网址，手机上网打开指定网址研究成果-GIS与物联网的融合应用基于二维码早餐车监管基于二维码早餐车监管 应用实践后的效果应用实践后的效果研究成果-GIS与物联网的融合应用充分借助物联网、数据挖掘、3G通信、虚拟仿真等新技术，围绕城市交通运行体征指标建立道路交通运行监测调度中心（TOCC），最终实现市区两级平台数据共享与交换，为市民便利出行提供有效信息服务，为领导决策和交通应急保障提供科学化支撑手段。道路交通监测与管理道路交通监测与管理研究成果-GIS与物联网的融合应用 针对目前广告牌匾日益增多而管理人员相对较少造成的查处效率低、监管难度大这一实际情况，综合
20、运用射频识别技术以及移动测图技术，通过在牌匾上安装有源标签，在执法车中安装移动感应基站，并结合GIS建立可视化的广告牌匾车载监测系统，实现了对违法牌匾的快速排查、标记以及牌匾样式、数量、尺寸的监测，解决了人工排查速度慢、手动记录巡查结数据容易缺失，不利于数据的统计与分析问题。在牌匾的精细化管理基础上提高牌匾监管的效率，并为监管执法提供可靠依据，整体提升户外牌匾执法管理水平。研究成果-GIS与物联网的融合应用 广告牌匾车载管理广告牌匾车载管理 综合运用物联网技术、3G无线通信技术以及GIS技术，利用固定在大型户外广告上的倾角监测传感器倾角监测传感器，对其倾斜程度进行实时监测。当倾斜超越规定或遇到
21、外力被撞倾斜后，立即发送预发送预警信息通知警信息通知相应人员，将事故风险及应急处置降至最低，为广告安全管理工作提供辅助决策支持。研究成果-GIS与物联网的融合应用 大型广告防倾倒监测大型广告防倾倒监测 针对井盖监管困难的现状，利用无线传输技术，将可休眠射频监测卡放到无主井盖下面，一旦井盖被移走，处于休眠状态的射频监测卡信号立即启动，实时向监测中心发送报警信息，在此基础上建立无主井盖监测子系统，发现井盖位置问题后自动启动短信提醒功能，以短信形式报告监管人员发丢失井盖编号和位置，监管人员在第一时间进行补救。路灯杆电线杆防倾倒装置是以有源RFID倾角检测模块等部分构成，固定安装在路灯杆电线杆内部，通
22、过设置倾角检测模块的报警角度，对路灯杆电线杆进行监控，当路灯杆电线杆超越规定倾斜度或遇到外力被撞倾斜后，有源RFID模块会立即发送信号通知控制中心及相应人员，将事故风险降至最低。研究成果-GIS与物联网的融合应用 市政设施监测与管理市政设施监测与管理n鉴于云计算以及移动办公的发鉴于云计算以及移动办公的发展趋势，城管运行平台、影像展趋势，城管运行平台、影像应用平台，雨量监测系统都可应用平台，雨量监测系统都可以在简化业务功能基础上，开以在简化业务功能基础上，开发基于目前流行的发基于目前流行的Android移移动端应用，更好的服务于无处动端应用，更好的服务于无处不在的城市管理不在的城市管理。研究成果
23、-GIS与物联网的融合应用 移动端的移动端的OA应用应用基于二维码的公众参与式监管基于二维码的公众参与式监管 基于二维码的公共健身设施公众监管与服务基于二维码的公共健身设施公众监管与服务 基于二维码的城管问题便捷接入与服务基于二维码的城管问题便捷接入与服务获得一系列相关专利认证获得一系列相关专利认证n研究所代表西城区指挥中心参加，以研究所代表西城区指挥中心参加，以“精细化精细化智能城市管理智能城市管理”为主题，展示了智慧城市运行为主题，展示了智慧城市运行管理的相关研究成果与应用。管理的相关研究成果与应用。十五届中国北京国际科技产业博览会十五届中国北京国际科技产业博览会参加北京国际科技产业博览会参加北京国际科技产业博览会
