智慧市政大数据分析平台整体解决方案

智慧市政大数据分析平台整体解决方案对智慧市政的理解城市道路、桥梁、路灯、下水道、地下管网等市政公共设施是发挥城市载体功能的先决条件，（北北京升哲科技有限公司）依托核心自组网—低功耗广域网（LPWAN），结合互联网络、移动网络、卫星网络搭建智慧市政基础核心网，结合种类繁多、功能齐全的各式传感设备，实现整个城市政设施的互联互通。实现市政数据的统一采集、上报、清洗、⼊入库、分析、预警等一体化数据流程，以市政设施万物互联为基础，逐步建设基于物联网的智慧市政综合信息平台。智慧市政是在城市全面数字化基础之上建立的可视、可测量、可感知、可分析、可控制的智能化城市管理与运营机制，包括城市网络、传感器、计算资源等基础设施，以及在此基础上通过对实时信息和数据的分析⽽而建立的城市信息管理与综合决策支持等平台。1.建设背景和需求分析2.智慧市政大数据平台总体设计3.智慧市政综合信息平台建设目录Contents4.智慧市政职能部门及架构分析5.智慧市政核心技术&核心产品6.智慧市政应用子系统介绍Part1建设背景和需求分析1缺乏统一规划2存在重复建设3数据不能共享4无法统一管理缺乏统一规划市政管理部门下属有多个市政设施与公用事业管理子机构，信息化建设以各部门为主，缺乏统一规划，因此难以统一协调。各部门的信息化需求不能在统一的组织下有序进行，系统的技术路线相对比较落后，不能及时得到升级与改造，对于市政管理领域最新的信息技术手段也不能得到快速的应用存在重复建设各个市政设施与公用事业管理子机构的业务有自身的独立性，但在技术上也存在共性。如各部门的系统都不同程度地依托于地理信息系统。虽然应用的数据不同，但所采用的技术实现平台基本一致。当前市政管理部门各下属子机构很多都建有自己的地理信息系统，并彼此独立，造成数据不能共享、不一致、不能及时更新等问题的存在。数据不能共享由于各个市政设施与公用事业管理子机构的系统在技术路线、数据标准等方面没有统一，也没有建立数据交换的机制，所以各系统基本都成为了信息孤岛，数据不能共享。无法统一管理信息化项目如果在初期的技术论证、运行期的维护等方面有统一管理与制度，设计与运行的质量都会相应提高，但目前绝大部分的市政管理部门还没有建立相关的报批、评审、质量管理模式。智慧市政建设面临的问题市政管理机构庞大；职能交叉重叠和政出多门现象更衍生出了有事无人管一事多人管等问题。缺乏有效监管模式难以对市政设施的管理工作实施有效监管难以确保发现问题及时处理，且处理到位。缺乏有效的互动手段难以为广大市民提供方便快捷的服务。缺乏应急处置措施不能迅速形成应急处置方案不能为领导和专家提供决策依据。智慧市政管理面临的问题缺乏有效的资料管理和利用手段大量的图纸和案卷资料以纸质方式保存查阅和使用困难很难在浩瀚的资料库中迅速找到所需信息。缺乏有效的信息收集和反馈手段很难及时发现市政设施存在的问题。建设原则无所不在基于云计算、物联网、移动互联网、大数据等基础信息架构，不间断地通过信息终端和信息服务，信息需求者可按需随时获取，从而增强环境的友好性，提高市政管理的效率和科学性。资源配置通过信息技术与其它资源要素优化配置并共同发生作用，从而减少市政管理的资源消耗和浪费，提升节能减排指标。信息融合智慧市政的本质是融合，以信息融合为基础的城市运行系统之间的交融协作，从而达成有效的服务和管理。以人为本以人为本是智慧市政建设的精髓，智慧市政核心是构筑面向市民的泛在的、机会均等的城市服务。建设目标地理位置精准化动静管理可视化指挥调度多维化资源管理统一化建设以城市给水、燃气、排水、污水处理、路桥设施为主线的空间地理信息系统(GIS)，也就是把市政的基础资料信息化。在这个基础上，将逐步增加通讯、电力、消防系统、城市防灾等内容，最终实现“智慧市政”管理城市运行的目标。地理信息系统(GIS)将整个城市的市政管网分布情况纳入一个统一的平台，提供多种方式维护和浏览数据库的内容，而且可以将监控系统的实时数据嵌入，并根据管网的基础数据和实时监控数据进行模拟仿真分析，为系统优化决策提供依据和指导。在智慧市政管理机房，设置电子大屏幕显示市政电子地形图，以地理信息系统模式，显示城市三维地下空间。地下管网、市政基础设施一目了然，建设“智慧市政”构建一座虚拟城市，以庞大的数据基石和管理模板，让城市和城市地下的“钢铁蜘蛛网”进入有序管理和科学决策。在城市市政高层，设立“智慧市政”的机房，大屏幕显示城市电子地形图。显示出地面下给水、供气、排水管线和管井之间的三维关系，种种详细数据也显示出来，在极小的误差内，基本达到精确的标准。集成了目前视频监控的主要技术和功能，借助城市交通、公安等现有的城市视频监控系统,再加上一部分市政专业管理的重点部位、路段桥梁等远程视频监控系统完成对主要路口、道路等部位的视频监控，形成集中管理的视频数据库，对各种动态、静态的时间进行视频直接监控。通过建立智慧市政综合管理平台，用于将市政企业的财务、人事、物流、设备管理、图档管理、收费等纳入智慧市政综合管理平台,掌握市政公用企业运作的实际状况。实现市政管理者、市政从业人员等对市政所有资源统一化管理。智慧市政综合管理平台带来的价值决策者“摸清家底，规划未来决策者可以通过市政综合管理系统了解现有设备设施分布情况、运行状态、维护周期、维护手段等信息，同时了解当前人员素质的变化，根据市政设施利用率、人员效率、近期事故发生情况、严重隐患、城市发展等多种因素进行分析，对近期及远期市政设施建设做出科学性的合理规划。管理者“总管全局，调度指挥”管理者可以通过市政综合管理系统掌控整个城市管理的情况，根据平台所提供的实时数据与信息分析，逐层对各部门、下属单位进行调度指挥，及时将监管信息落实到每一个责任人。维护者“实时监测，及时维护”维护者可以通过市政综合管理系统了解自己责任范围内的市政设施设备的运行情况，一旦发现设备设施异常报警情况，能够第一时间赶到现场处理设备异常排除隐患。市政综合管理平台系统通过排查隐患、监测监控危险源及突发事故应急抢险等手段，有力地保障了城市的安全，构建了和谐健康发展的城市环境。打造市政管理信息化流程，提高管理效率。实现传统市政管理模式的转变，大大提高市政管理效率，保证问题及时发现、任务准确接受、问题及时处理。促进信息技术和市政市容管理过程的有机结合：实现信息技术与市政管理过程的信息实时传递与处理，可促进技术保障与体制保障的良性互动。Part2智慧市政大数据平台总体设计解决方案构建天地空一体化的市政感知网络；构建市政数据中心；构建智慧市政综合监管平台（包括：市政地理信息共享、物联网云服市政应用支撑三大核心内容）；建立健全“市-区”市政信息资源共享体系；创导市政设施普查、规划、监管、预报预警的全过程模型化辅助决策；搭建4+N应用系统，包括综合信息服务、管线全生命周期管理、市政巡查与执法、灾害预警与应急指挥；加上自来水、燃气、供热、道桥、园林等专业应用系统。智慧市政整体框架图大数据平台架构大数据辅助决策利用大数据技术，通过分析积累的监测传感数据，可做故障点预判、巡检人员异常行为分析、新建项目部署规划等增值业务四化运维基于BIM的设备运营、管理、维护模式Part3智慧市政综合信息平台建设智慧市政综合信息平台总体框架网络传输层用户层1

基础感知层3

数据支撑层524

应用系统层用户层市政处城管局管委会系统管理员……应用系统层市政井盖管理子系统智能防汛子系统智慧交通子系统地下管网子系统路灯管理子系统桥梁管理子系统市政资产管理户外广告牌管理数据支撑层数据可视化服务防火墙确保数据安全高性能计算 数据分析挖掘 海海量数据存储网络传输层自助网络互联网络移动网络卫星网络基础感知层桥梁井盖城市水位路灯地下管网

智慧交通

智慧市政综合信息平台总体框架基础感知层依托物联网传感设备，实时感知市政基础设施的状态信息，建立智慧市政综合信息平台基础感知层1桥梁井盖城市水位路灯地下管网智慧交通

智慧市政综合信息平台总体框架网络传输层SENSORO基于自身研发的低功耗广域网络（LPWAN），组建智慧市政综合信息平台的核心网络传输层—智慧市政核心网。2自助网络互联网络移动网络卫星网络智慧市政综合信息平台总体框架数据支撑层采用PB级的大数据存储技术，结合高性能数据运算、数据分析挖掘等功能，智慧市政综合信息平台数据支撑层。3数据可视化服务防火墙确保数据安全高性能计算数据分析挖掘海海量数据存储

智慧市政综合信息平台总体框架应用系统层智慧市政综合信息平台系统层根据功能分为井盖管理、路灯管理等八个子系统。4市政井盖管理子系统智能防汛子系统智慧交通子系统地下管网子系统路灯管理子系统桥梁管理子系统市政资产管理户外广告牌管理

智慧市政综合信息平台总体框架用户层智慧市政综合信息平台的用户层面向市政管理部门：市政处、城管局、管委会等以及系统管理员。4市政处城管局管委会系统管理员智慧市政综合信息平台系统结构智慧市政综合信息平台包含智慧市政基础数据库、城市政井盖管理子系统、智能防汛子系统、智慧交通子系统、市政地下管网子系统、市政路灯管理子系统、市政桥梁管理子系统、市政资产管理子系统、市政户外广告牌管理子系统。智慧市政综合信息平台系统结构网络架构冗余、硬件设备冗余数据冗余等三层备灾冗余确保智慧市政数据中心的不间断业务运行和安全。建立一套依托自组智慧市政核心网的市政数据采集功能体系；平台采用PB级的大数据存储NAS和SAN的混合存储架构专业的数据清洗，确保数据的规范、完整、无重复、高表达质量；智慧市政基础数据库•自主研发的智能井盖开闭合感应装置—云环，用于市政井盖开闭合状态监测。•云环自带通讯装置，通过智慧市政核心网向市政部门实时传输井盖的开闭合状态。•当井盖出现非法开启、井盖感应装置被拆卸等状况时，云环发出报警信号，指挥调度中心第一时间接收相应反馈做出合理调度及管理。城市政井盖管理子系统智慧市政综合信息平台系统结构采用超声波水位监测设备作为城市水位的监测抓手，以的自组智慧市政核心网作为信息传输通道，结合地理信息系统展示平台实现防汛各类信息网络化的传输处理、存储、调用、查询、发布及管理；对汛情信息、防汛调度信息、洪涝灾害信息等进行分析，为防汛（排涝）提供功能完善的信息查询和决策支持。智能防汛子系统智慧市政综合信息平台系统结构智慧交通子系统是以超声波车辆测速分型仪为数据采集触手，采集道路交通的车流量以及车辆分型信息，并结合城市交通基础数据，地理信息数据进行交通数据综合分析、挖掘，对交通拥堵状态进行分析，为交通管理部门进行决策提供帮助。智慧交通子系统智慧市政综合信息平台系统结构用新的技术手段和方法，建立基于物联网感知体系和地理信息系统平台的地下管网信息系统，实时监测给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业管道的跑冒滴漏及安全信息。市政地下管网子系统智慧市政综合信息平台系统结构依靠先进的物联网感知技术建立路灯管理系统，对城市路灯的规划设计、工程建设、日常巡查、维修管理等进行网络化、精细化、规范化、日常化管理。市政路灯管理子系统智慧市政综合信息平台系统结构依托先进的物联网感知技术建立桥梁管理系统，对城市桥梁、限高门、雨漏管等桥梁基础设施的危情预警、日常巡查、维修管理等进行网络化、精细化、规范化、日常化管理。市政桥梁管理子系统智慧市政综合信息平台系统结构Part4智慧市政职能部门及架构分析职能部门架构职能部门架构—道路管理子系统职能部门架构—桥梁管理子系统职能部门架构—轨道交通子系统职能部门架构—给水管理子系统职能部门架构—排水管理子系统职能部门架构—地下管网子系统职能部门架构—环卫管理子系统职能部门架构—绿化管理子系统云智慧市政综合管理平台云智慧城市综合管理平台架构系统架构-道路管理子系统系统架构-桥梁管理子系统系统架构-轨道交通子系统系统架构-给水管理子系统系统架构-排水管理子系统系统架构-地下管网子系统系统架构-环卫管理子系统系统架构-绿化管理子系统系统架构-智慧管廊Part5智慧市政核心技术&核心产品产品可以分为传感层、基站层、核心层、方案层四个部分。••••传感层提供多种终端设备，同时可以为开发者提供传输芯片、模块将自己的产品快速接⼊入网络；基站层提供室外基站、室内网关保证网络覆盖，可通过多种无线技术接收传感层上报的数据；核心层基础网络云可对基站与传感器进行网络层管理与优化，系统应用层提供设备管理、数据处理分析、对外数据推送服务及开放API；方案层通过数据推送服务及开放API构建行业场景解决方案。技术路线概述

核心技术

核心技术•系统架构采用分层设计方式，核心系统包括基础⽣生产层、基础网络层、系统应用层、外部应用层。•系统涵盖物联网解决方案中设备⽣生产、网络管控、数据处理、应用开发的整个流程。•所有服务均采用Docker进行容器化、采用Consul进行服务发现与服务管理，实现微服务化。同时所有服务均支持垂直扩展与水平扩展，可实现动态弹性扩容。技术架构

核心技术系统层架构，包含数据转化服务，规则引擎服务，数据推送服务以及大数据存储处理服务。核心技术架构-网络层架构网络层架构，采用LVS双机热备保证服务高可用，网络层数据处理拆分为基站层与设备层两个分布式集群，运用Kafka、LogStash、Elasticsearch、MongoDB来实现大数据处理分析-系统层架构业务流程图整体业务流程主要包括数据上行流程与数据下行流程两部分。

核心技术终端传感器通过无线射频以广播的形式发送数据，网关层的基站将数据转发至云端的基础网络层，完成必要处理后传递至系统应用层进行数据处理及分析，再经推送服务将数据发送至开发者应用。开发者通过开放API进行数据下行，系统应用层接到下行任务后记录并传递至基础网络层，由基础网络层进行基站网关链路选取将命令发送至终端传感器。上行流程下行流程

核心技术从设备端到云端我们设计了了三层加密机制，包括应用层加密、网络层加密以及基站层加密，实现防监听、防重放、防篡改，保障整个网络系统安全。安全机制

核心技术•••跑冒滴漏传感器

湿光传感器•IEQ气体监测传感器•低功耗物联网基站新款可燃气体传感器•井盖监控•消防产品低功耗物联网基站

核心产品•αSpaceBaseStation是设计的室外物联网基站，具有卓越的室外信号覆盖和超强的硬件防护。•Base Station主要面向物联网领域低功耗、远距离、低吞吐量应用场景，特别适合大规模传感网络的数据通信。•作为低功耗广域网核心基础，具有强大的数据处理能力，可支撑多达千级数量的网络终端设备接⼊入IoT-WAN网络，为其提供从终端到Cloud的数据通路。•IoTBase Station支持3G WiFi Ethernet多种网络通信，可以灵活适应不同的应用场景，同时多种网络互为热备份的设计，提高网络数据通信的可靠性。跑冒滴漏传感器

核心产品•跑冒滴漏传感器是设计的低功耗物联网传感器，具有卓越的信号覆盖和商业级硬件防护。•跑冒滴漏检测器支持近场和远场双重感知网络。•一方面应用于基于BLE的低功耗信标，近距离感知应用领域，支持AppleiBeacon，GoogleEddystone等多种近场通信协议，另一方面，结合多种传感技术，基于IoT-WAN低功耗网络，实现远程感知、监测环境状态、设备状态，支持远程管理传感设备。提供连接物理世界、移动互联网和互联网的双重无线通路，实现物理世界和数字世界的融合。湿光传感器

核心产品••湿光传感器(αNode)是设计的物联网传感器，支持近场和远场双重感知网络••基于BLE的低功耗信标，近距离感知应用领域，支持AppleiBeacon，GoogleEddystone等多种近场通信协议••基于IoT-WAN网络，实现远程感知、监测环境状态、设备状态，支持远程管理传感设备•环境温度，湿度，感光度监控IEQ气体监测传感器

核心产品•Sensor)是设计的物联网传感器IEQ气体监测传感器(IEQ•支持近场和远场双重感知网络••基于BLE的低功耗信标，近距离感知应用领域，支持AppleiBeacon，GoogleEddystone等多种近场通信协议，••基于IoT-WAN网络，实现远程感知、监测环境状态、设备状态，支持远程管理传感设备。•环境中CO，CO2SO2NO2PM2.5/PM10等气体浓度监测新款可燃气体传感器

核心产品••湿光传感器(αNode)是设计的物联网传感器，支持近场和远场双重感知网络••基于BLE的低功耗信标，近距离感知应用领域，支持AppleiBeacon，GoogleEddystone等多种近场通信协议••基于IoT-WAN网络，实现远程感知、监测环境状态、设备状态，支持远程管理传感设备•环境温度，湿度，感光度监控云环

核心产品••••井盖状态监测传感器(云环)是设计的物联网传感器，支持近场和远场双重感知网络；基于BLE的低功耗信标，近距离感知应用领域，支持AppleiBeacon，GoogleEddystone等多种近场通信协议；基于IoT-WAN网络，实现远程感知、监测环境状态、设备状态，支持远程管理传感设备；井盖开闭合状态信息实时感知、传输；消防产品

核心产品•烟雾传感器是设计的物联网传感器，支持近场和远场双重感知网络•基于BLE的低功耗信标，近距离感知应用领域，支持AppleiBeacon，GoogleEddystone等多种近场通信协议•基于IoT-WAN网络，实现远程感知、监测环境状态、设备状态，支持远程管理传感设备•烟雾感知报警，覆盖面积大于40m2Part6智慧市政应用子系统介绍智慧照明系统智慧照明模块是服务城市照明的管理和维护，属于智慧市政管理的基础部分。将路灯、太阳灯、遂道照明、景观照明、其它市政设施对象的监控和数据采集及处理融于一体，通过不同的控制方式实现对不同灯型的监控，同时支持电力载波，ZIGBEE、GPRS网、3G网、4G网、以太网、短信等通信平台。一方面监视和管理路灯集中器反馈上来的信息，如路灯状态（电压、电流、电量、照度、功率和功率因数等）；另一方面向集中器发出控制命令，完成开关路灯和调节路灯的亮度，实现时序调度事件、报警应答等操作。此外，路灯集中控制器通过RS485接口实现路灯用电参数、环境温湿度传感器，PM2.5传感器，噪声传感器，大气压传感器，风速、风向、雨量传感器，光照传大感器，水浸传感器，烟雾传感器，车辆流量传感器等信息地采集上传；通过宽带电力载波或ZIGBEE实现水浸传感器，灯杆位置传感器，井盖位置传感器等信息采集上传。共包含九大功能业务：用户管理、监控管理、工程组态、工程任务、报警管理、数据管理、能耗管理、资产管理、业务管理。实现路灯电缆防盗，回路控制，单灯控制，灯具损坏、灯杆损坏等各灯报警，与其它市政设施联动控制，节能策略，能耗分析，设备管理，现场工作打卡等一系列强大的业务功能。智慧照明系统智慧网络智慧城市离不开互联网，互联网离不开网络，目前最好的网络就是无线WIFI网络，所以全城WIFI覆盖成了城市的新亮点。本软件WIFI网络覆盖系统是以路灯灯杆为载体，充分利用市政路灯照明设施资源，它们相互结合，相互补充，可轻松实现全城市重要公园，广场，商业区，风景点的WIFI网络覆盖。网络覆盖是实现智慧照明、视频监控、城市信息发布、市政机器人、无人驾驶等系统的基础，……智慧城市WIFI网络覆盖下使城市视频监控建设变得更为简便。微视频终端可嵌入在灯具中，通过路灯线路提供电电源。微视频终端通过无线WIFI网络与后台计算机通信，同时本软件嵌入人脸识别技术，监控人群密度，为市政和公安系统提供视频证据，也可以结合路灯线缆防盗系统、市政环卫、市政道路、市政管网管理使用。本功能模块共包含六大功能业务：用户管理、认证管理、网络监控，视频管理，行为管控、故障诊断、实现城市WIFI网络业务管理。智慧网络信息发布本功能模块将结合路灯电源，路灯集中控制器，灯杆硬件设施，通过光纤，以太网，WIFI，宽带载波技术等不同通讯技术，实现城市信息发布功能。同时，利用城市路灯灯杆、路灯电源为载体，通过路灯集中控制器布置各种传感器，及时有效地把环境参数采集到数据中心，再通过广场、路口、公园、道路周边的户外屏幕发布系统，及时把环境信息、公共信息，政府通告、商业信息告之市民。即降低了信息发布成本，又解决市民对环境信息知晓权，提高整个城市的品味和形象。共包含五大功能业务：用户管理、监控管理、报警管理、资产管理、业务管理。实现城市道路周边的路灯杆上信息屏信息发布联动和商业推广等业务管理。智慧管网生活供水管网，燃气管网，供暖管网，排污管网等设施是城市人们生活必不可少的基础设备。城市管网在城市基础设施中数量最为庞大，情况也最为复杂，可以说星罗密布，也是城市管理工作中难点、重点，由于它们处于地下，看不见，摸不着，预防工作难以有效实现，一旦出现事故，后果非常严重，损失往往也是巨大的，影响深远。而今现化化的城市地下综合管廊初步形成，城市的地下管网监控也提到市政管理工作日程上来了。如果做到城市地下