智慧城市概论 课件 何宗要 第7-10章 智慧建筑- 智慧能源

智慧建筑智慧城市概论第7章7.1概述7.2新兴技术在智慧建筑中的应用7.3智慧建筑的构架及规划7.4智慧建筑的典型应用CDEF拥有全自动服务控制系统整合多个子系统，协同管理，实现技术性能、投资、运营成本缩减和柔性最大化。以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体。以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。AB7.1.1

智慧建筑概念198319881998200020062015建筑效能最大化，环境影响最小化，减少能源浪费以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为—体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。图7-1智慧建筑概念的演进7.1.2

智慧建筑的特征

智慧建筑并不仅仅是各种新兴技术在建筑物上的简单堆砌和连接，而是以建筑、人与环境为对象，结合人工智能、物联网、大数据、云计算、虚拟现实等技术，使建筑物具备自我感知、自我判断、自我学习、自我分析和自我决策的能力，从而为用户提供多样的、个性化、精准化的服务，更贴切地适应并满足人们对建筑物安全、高效、便利及可持续发展等功能的需求，智慧建筑具有以下功能特征。泛在全面感知的有机体以人工智能为基础，具有数据融合分析能力有延续建筑物全生命周期的优化学习能力人、建筑、环境互为协调，具备为人服务的社会属性7.1.3智慧建筑现状及发展国外发展及现状Marketsandarkets发布的新市场报告指出，全球智慧建筑市场规模预计将从2019年的607亿美元增长到2024年的1058亿美元，在预测期内的复合年增长率约为11.7%，许多国家都将大幅提高智慧建筑的投资。根据Mordor发布的《2020-2025智慧建筑市场：增长、趋势及预测》报告，目前全球智慧建筑市场最大的区域依然还是北美地区，而亚太地区则成为增长最快的地区。国内发展及现状伴随着智慧城市试点建设的推进，我国已有多地加入了智慧建筑的发展阵营，通过出台相关政策，建设智慧建筑(城市)示范工程，成立智慧建筑产业研究院、产业联盟等，打造适宜智慧建筑产业发展的生态创新体系，助力产业发展。除设备商、集成商等智慧城市传统从业者，不少互联网企业及软件商利用物联网、大数据、人工智能等技术优势进入智能建筑领域，丰富了产业生态体系，通过发挥自身在技术、用户、平台和创新能力上的优势打造了不少试点项目，取得了较好的社会经济效益，为我国智慧建筑的下一步发展提供了重要参考。7.1.4智慧建筑与智慧城市

智慧城市以现代信息化、数字化建设为基础，整合网络通信基础设施、海量的数据资源、多领域业务流程，是现代化城市与现代化信息技术完美结合的典范。作为现代化城市运行和治理的新模式、新理念，智慧城市将成为现代化城市发展的必然阶段。智慧建筑是智慧城市的基本单元和载体，智慧城市的顶层设计对智慧建筑具有指导作用，智慧城市与智慧建筑相互支撑。

智慧建筑是整个城市网络体系的有机组成部分。智慧城市是由智能建筑的智慧体形成的互联网，在城市整体规划中，还需要考虑智慧交通、公共服务等环节。

不同城市、不同类型建筑具有不同的特点，其构成智慧建筑的数据采集来源和管理关注点不同。针对智慧城市项层设计规划中的不同指标，在智慧建筑建设过程中，需要分类规划，针对不同类型的建筑数据，实施差异化管理。7.1概述7.2新兴技术在智慧建筑中的应用7.3智慧建筑的构架及规划7.4智慧建筑的典型应用7.2.1

智能传感与物联网技术在智慧建筑中的应用智能传感技术在智慧建筑中的应用物联网技术在智慧建筑中的应用集成了通信技术、嵌入式计算技术的智能传感器的出现，极大地推动了智慧建筑的发展。智能传感器组网具备分布式信息处理能力，能够实时地感知、监测和采集环境的信息，通过网络或自身对信息进行处理并反馈给更高层次的数据处理中心。传感器在智能建筑的应用主要包括空气质量、照明采光、温湿度、声音环境、火灾预警、水供应、燃气安全以及建筑老化等方面的监测。物联网技术在智慧建筑中的应用主要体现在能源、空间、设施、安防等的管理。能源管理是衡量智慧建筑的一个重要指标是节能数据。利用物联网技术，通过仪表实时监测，收集、分析和处理各种能耗数据，通过能源监控和管理达到节能目标。空间管理是利用物联网技术，实时监测建筑群、小区的空间使用情况，为闲置空间有效利用提出建设性意见。设施管理是利用物联网技术，通过传感器和控制器等设备，实时监控空调、照明、给排水等多个子系统运行情况，并能根据采集到的数据计算分析，及时调整解决方案，保证系统的最优化运行，提升设施的使用率，延长生命周期。当系统出现故障时，及时上报相关信息。安防管理是利用物联网技术，通过“人防”、“物防”和“技防”，对建筑物的内部环境和周边环境进行全面有效地全天候的监控。7.2.2先进通信技术在智慧建筑中的应用先进的通信技术，是智慧建筑中信号传输的基础，其与人工智能、大数据和与云计算的综合应用，才能使智慧建筑具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力。智慧建筑领域先进通信技术的应用主要体现在下列几个方面。（1）环境与建筑。依托智能电网、分布式能源（DistributedEnergyResources，DERs）和智慧建筑物内嵌的分布式传感器、负载可控设备布设，可将家庭网络(HomeAreaNetworks，HAN）、邻域网（NeighborhoodAreaNetworks，NAN）和广域网（Wide-AreaNetworks，WANs）等通信协议组合成混合式通信系统。HAN、NAN分别采用宽带PLC（BPLC）、以太网，或者分别采用BPLC、WiMAX的混合通信系统可以在有DERs应用场景下，达到100Mbps数据通信速率。（2）人与建筑。对智慧建筑中安装有加热器、加湿器和空调器的房间，建立基于温度、湿度、光照、空气质量水平的多目标优化模型，实现智慧建筑能源和人体舒适度多目标管理。将智慧建筑中的供电接入控制、家用电器或设备电路、智能电源开关和插座的无线通信技术结合起来，可以设计一种基于WiFi通信协议的安全的智慧家居交换系统，实现智慧建筑的清洁、可持续能源系统。基于无线传感器网络，使用最少的传感器节点，构建能够提高智慧建筑和智能家居数据信息通信覆盖率的智能安全系统。（3）建筑与建筑。使用模糊逻辑、机器对机器（M2M）通信和互联网技术中的物联网（IoT）技术，可以设计新型的采暖、通风和空调系统，实现对智慧建筑能耗的监测和自动控制，同时保障居住者所需的稳定舒适度。（4）建筑物中的“人与人”。利用现代设备到设备（D2D）通信可彼此共享多媒体服务的特点，考虑不同的D2D协作场景，将网络中实体间的信任关系分为从基站到中继用户的能力信任和从发送方到中继用户的社会信任。特别是基于用户的服务能力（如缓存能力、处理能力和传输能力）来量化能力信任，基于用户之间的历史交互行为（如合作行为、利他行为和互惠行为）来获取社会信任。通过构建基于社会感知的多媒体传输信任框架，从D2D中继用户中选择可信的D2D协作用户，减少多媒体服务的时间延迟，提高交付成功率。7.2.3大数据与云计算技术在智慧建筑中的应用设备运维大数据业务协同大数据环境协同大数据能源计量大数据对大型机电设备的使用效益进行分析、评估，建立一套大型设备管理绩效评估指标体系，如静态数据的分析，根据各种不同的设备类别、服务贡献、报警频率、故障停机时间/次数、能耗数据、功耗数据、维保成本等，建立设备绩效评估模型。有助于提高设备使用效率，避免设备闲置，为增收节支、节能减排起到了积极作用，为业主购置和使用设备提供重要依据和手段。除静态数据的监控之外，实现建筑设备的大数据分析之后，在设备运行过程中，可根据设备的运行状态、结合关联系统的协同监测，实现设备状态的预测、预警、规划和引导，为建筑设备安全使用和维修提供数据支撑。大数据可提供业务协同预案处置能力，通过物联网通讯将视频监控、融合通讯、设备和人员定位等系统进行融合，实现跨系统的协同联动，在突发事件发生前后实现事故报警、态势感知、应急预案、应急指挥、应急资源管理的处理，自动给出紧急事故预案，为管理者提供指挥以及处理策略。在突发紧急事件时，可大大减轻值班人员在突发事件时的心理压力和提高对突发事件的处理能力，为管理者做决策提供及时、准确、高效和科学的支撑。大数据融合视频系统、入口门禁系统、设备和人员定位系统、空调系统等环境监测系统，可实现建筑中各区域人流分布的动态评估，预测判断人流的密集程度，提前调整空调和新风系统，实现环境温度、湿度和CO2含量的智能调节，提高建筑环境的舒适度。大数据技术可根据地理位置、天气、地质情况分析建筑用能需求，并对建筑内能耗设备裕度进行合理设计与安排，降低建筑成本和投入使用后的能耗。还可建立面向建筑对象的节能模型，统计同类建筑能耗数据，主动分析优化节能参数，调节楼宇自动化联动执行设备，对建筑中的照明、采暖、供电等设备的使用时间和数量进行自动化控制和调节，减少设备的无用功，并将能耗数据逐层分析到最小单元，实现精准节能。1.大数据在智慧建筑中的应用7.2.3大数据与云计算技术在智慧建筑中的应用智慧建筑集合了物联网、移动互联网、BIM、射频识别技术（RFID）等众多设备与技术，使得数据迅速膨胀，信息处理难度与能耗都会大大增加。而云计算可以借助网络平台集中管理大量公共资源，根据需求合理地分配服务资源，充分提高设备的利用率，妥善处理信息的同时降低系统能耗。所以，云计算是智慧建筑中十分重要的一环。在智慧建筑中，每个设备、网络采集的信息量都十分巨大。而随着智慧建筑的不断进步，传感器、数据采集设备会进一步增多，数据量也会进一步加大。而这些数据本身还需要加工处理，导致普通的计算方式很难处理。所以，需要通过云计算技术将采集的数据及处理程序放到云端进行加工处理，而管理员可以随时随地使用各种网络设备来访问云端的服务，大大提高处理速度。云计算技术使用的是网络资源，其建筑管理系统是远程的、非耦合的，是将收集到的信息放到远程网络上进行处理，所以能够从一个智慧建筑发展到多个智慧建筑，有利于构建整个智慧城市。同时，数据信息存在于网络上更有利于开放交流，比如在环境监测、节能管理等方面，云计算能方便地取得更多的数据来进行处理，而不是单一建筑的数据。云计算技术带来的充足的计算服务资源，使得智慧建筑有着更大的发展空间，使得智慧建筑更加的信息化、可视化、人工化以及便利化。企业可以不断在云空间中添加各种信息处理检测模块处理采集到的信息，满足用户的各种需求，方便又相对节省资源。2.云计算在智慧建筑中的应用7.2.4BIM与人工智能技术在智慧建筑中的应用BIM技术在智慧建筑规划中的运用BIM技术在智慧建筑设计中的运用BIM技术在智慧建筑施工管理中的运用BIM技术在智慧建筑运营维护中的运用在智慧建筑的规划阶段，应用BIM技术可以将城市相关信息输入到建筑信息模型中，由信息系统对城市相关信息进行分析和处理，进而得出最优的规划方案。在此阶段主要包括模型维护、场地分析、建筑策划以及方案论证。场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素，是确定建筑物的空间方位和外观、建立建筑物与周围景观的联系的过程。建筑策划是在总体规划目标确定后，根据定量分析得出设计依据的过程。在方案论证阶段，项目投资方可以使用BIM来评估设计方案的布局、视野、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、色彩及规范的遵守情况在智慧建筑设计阶段，重视设计方案的优化，可以提升设计方案的合理性，充分体现智慧建筑的应用价值。BIM技术可以对各个专业进行三维建模，设计人员在开展设计工作时可以通过协同作业功能将各个专业设计方案同步到一个模型中，这样可以基于一个整体的系统对各个专业系统进行方案审查，同时还可以审查各个专业工程之间是否存在设计矛盾。另外，BIM三维模型能够全面、直观地将智慧建筑的结构和系统展现到设计人员面前，可以预测设计方案合理性以及最终效果。随着智慧建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得施工项目管理变得极为复杂。通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（3D+Time）模型中，直观、精确地反映整个建筑的施工过程。借助BIM对施工组织的模拟，有效协调施工过程中各施工单位、各施工工种、各项资源之间的相互关系。智慧建筑的运维技术是以建筑工程项目的各项相关信息与数据作为基础，集成各专业的建筑信息模型，应用轻量化的信息载体，实现不同功能，不同专业信息模型的数据汇总，可用于建设工程实施阶段的协调管控，贯通设计与施工的信息传递，实现高效沟通与协调的数字化工具，使建设工程在其项目规划、设计与施工阶段、运维阶段形成可视化的数据汇总及应用。1.BIM在智慧建筑中的应用7.2.4BIM与人工智能技术在智慧建筑中的应用人工智能技术是智慧建筑的核心支撑。在数据大爆炸的时代，想要实现环境、建筑、人类的协调统一，就必须存在一个能够处理环境变化数据、建筑实时数据、人群时间空间变量数据的中心，人工智能技术就是智慧建筑的“大脑”。人工智能技术的发展使得各种数据和变量的处理更加高效和准确。智慧建筑的构成非常庞大、复杂，单纯的依靠人力进行监控和协调必然会出现各种各样的问题，也会使得智慧建筑失去应有的反应速度，并且提高人力资源的成本。人工智能具有远超人类的计算能力和处理能力，能够极大地提高整个建筑的效率并且降低建筑的人工成本，使原本互不统一，各自分离的各个部门、各个区域进行有机融合，形成一个在空间上分离，但在时间上融为一体的协调的整体，使得智慧建筑真正成为了一个具有生命力的整合体。2.人工智能在智慧建筑中的应用7.1概述7.2新兴技术在智慧建筑中的应用7.3智慧建筑的构架及规划7.4智慧建筑的典型应用7.3.1

智慧建筑的构架图7-2智慧建筑整体构架图从行业视角看，智慧建筑构架分为感知层、平台层、应用层。智慧建筑系统以感知层为基础，以平台层为核心，以功能模块为保障，以应用层为实效终端.感知层装备物联网传感器，使建筑具备感知的“五官”和“神经末梢”，感知建筑空间、设备设施、智能系统、物联网设备等建筑基础设施，实现建筑设施数字化。7.3.2

感知层规划

感知层是智慧建筑获取建筑内外各种信息的途径，实现对建筑内基础设施、机电设备、安防系统、供配电系统、楼宇自动化、建筑环境、能耗、人员信息的全面感知和识别，是智慧建筑判断建筑运行状态、采集实时信息的主要来源，为智能建筑的管理提供数据支撑。1.感知层的特点感知层即智慧建筑中各个智能化设备和传感器，是智慧建筑技术体系的首要环节，主要进行信息的采集处理，为智慧建筑的高效运行提供基础信息。主要包括温度、湿度、烟雾、电压、电流、视频、音频等各类传感采集单元，实现对智慧建筑中人与物的全面感知。感知层是人的感知延伸，它扩大了人的感知范围、增强人的感知能力，极大的提高人类对建筑本身的了解水平。2.感知层的主要协议在智慧建筑的感知层不仅仅需要接入常规的传感器、摄像机，也包括了不同系统之间的互联互通。系统与系统之间的通讯需要通过标准的通讯接口及通讯协议来实现。智慧建筑的感知层在楼宇自动化、物联网通信、音/视频通信等方面的常见通信协议包括BACnet、KNX、Modbu、Lon、LoRa、WiFi、蓝牙、ZigBee、NB-Iot、RFID、PON、NFC、SVAC、SIP、Onvif等。3.感知层实现的功能智慧建筑的感知层通过各类传感器，以模拟量、数字量、通讯协议的形式将建筑物内的环境参数、机电设备运行参数、各类系统的指标参数进行采集并加以分析，同时根据这些参数向对应设备发出指令进行控制，并将检测参数和控制结果传送到更高一级的平台层，由于系统数据的采集是基于物联网的架构，因此各系统数据之间的互联互通非常容易实现，这些相关的数据将提供给建筑的平台层，供平台层进行更深入的数据分析和处理。7.3.3

平台层规划

平台层接收感知层传来的信息，利用大数据、云计算、机器学习等核心技术及其引擎对信息进行分析和处理。为智慧建筑提供数据存储和计算以及所需要的软件环境资源，从而保障整个系统对数据的需求。随着科技的快速发展和不断迭代，新的技术不断涌现，各种软硬件的发展使得技术能力得到几何式的增长。因此，智慧建筑平台要适应新技术的发展，满足技术换代的需求。智慧建筑平台要与物联网、人工智能、大数据分析、定位与导航、BIM+GIS等前沿的科技相适配，并与之有机结合。智慧建筑平台要具有兼容各种传感器、设备网关和系统的能力，这种兼容性不仅包含传统智能建筑和自动化的相关协议和系统，还要能够支持信息化系统、广域网络、BIM+GIS模型等协议、数据与系统。展性是传统智能建筑平台的一个薄弱点。项目规模的扩展、应用与系统的扩展，需要考虑诸多因素，要从网络、服务器配置、软件授权、系统负载能力、现场安装施工等多个方面进行修改和扩建。如何从设计初期就能把整个系统架构的扩展性设计到最优，是确保智慧建筑未来能长期健康发展的必要条件。智慧建筑所要研究的数据包含数据源，可以分为静态数据和动态数据。建筑的静态数据通常指一段时间内基本不会改变的数据，主要包括GIS数据、BIM数据、建筑物各种设施的基础属性数据等；动态数据则是反应建筑物各种状态变化的数据，例如建筑物的电梯运行状态数据、建筑物空气温湿度数据、建筑监控视频数据、建筑物内人员状态数据等。智慧建筑产生的全过程，包括设计、建造、维护等阶段。所有的智慧系统都是为了建筑物有效与高效运营而设置的，建筑物的运营需求是建筑物智慧的动力，建筑的全生命周期管理也应以运营需求为出发点。传统的智能建筑，更多的从管理运营者的角度考虑如何使建筑管理更高效，更节能，缺少对于在建筑中的人的考虑。智慧建筑的设计应该更多考虑如何更好的服务于建筑本身，并将其作为重要的考量指标。便捷人性化全生命周期管理数据融合扩展性兼容性先进性7.3.3

平台层规划

平智慧建筑平台的核心功能应该包含：数据的导入与采集、存储与融合、分析与决策、呈现与交互、以及对外服务接口等。智慧建筑一个核心要素是采集并整合建筑物的各种数据，实现建筑物的信息融合，因此智慧建筑平台的首要功能是实现对建筑物相关数据的采集。慧建筑平台的一个关键功能是如何将这些异构多样的数据进行有效组织，实现数据的融合、并存储在统一的数据平台，以便进行后续的管理和应用。获取建筑各种类型数据后，智慧平台需要对数据进行综合的分析和利用，提高建筑物的管理效率和使用体验。智慧建筑平台和建筑的管理者如何交互，也是平台规划和建设的重要工作。随着智慧建筑理念的逐步探讨和深化，目前普遍采用数字大屏的形态来承载智慧建筑平台的交互呈现。智慧建筑需要支撑大量的应用，以满足对建筑物的管理和服务，因此平台有对外服务接口的需求。数据的分析与决策数据的存储与管理数据的导入与采集平台对外服务接口数据的呈现与交互7.3.3

平台层规划在平台层中，知识库、规则库、算法引擎、人工智能单元是其中最核心的模块，它以云计算为基础，形成智慧建筑的“云脑”。平台层的知识库包括建筑行业和与智慧化相关的信息通信行业知识，其建设有几个环节：首先是涉及建筑行业设计、建造、运维全生命周期的现有知识的存储；其次是将行业专家经验和工程实践等隐性知识的转换为数字化知识；最后该知识库具备对已有知识的挖掘、整合能力，并能通过机器学习获取新的知识和经验，将其融入现有知识库结构中。知识库智慧建筑的规则库包含建筑、辅助设施（如弱电系统)、信息系统的标准、规范，以及项目实施中形成的方法、流程。智慧建筑在全面感知、数据分析、能效评估、资产管理等环节按照规则和流程进行管理，结合数字孪生技术，在具体应用中调用算法引擎，先进行数字模拟，再通过优化控制策略，调节提升居住者的满意度、降低运营管理成本。规则库和算法引擎人工智能是平台层的核心，采用机器学习、神经网络等技术，在分析规划、辅助设计、人机交互、节能降耗、商业智能等领域都有广泛的应用。人工智能单元能够自主学习，优化知识库的知识结构，自适应地应用规则库和算法引擎，使建筑和环境能满足人不断增长的需求。人工智能7.3.4

应用层规划通常，具有一定规模的建筑物，在智慧化体系中有一些共性的应用，例如设施管理、空间管理、能耗管理等，属于智慧建筑的基础性应用。能效管理系统是一个涵盖面很广的综合性系统，涉及建筑智能化、工业自动化、数据采集分析等多个技术领域。能效管理系统实施的最终目的就是通过智能化系统集成来实现对既有系统的能源消耗进行节约与改善。它是以绿色建筑内各用能设施基本运行为基础条件，依据各类机电设备运行中所采集的反映其能源传输、变换与消耗的特征，采用能效控制策略实现能源最优化，实现“管理节能”和“绿色用能”。国际设施管理协会（IFMA)把设施管理定义为：“通过整合人员，场所，流程和科技，确保已建环境高效运转的跨学科行业”。设施管理是对建筑设施寿命周期全过程的管理，包括选择设备、正确使用设备、维护修理设备以及更新改造设备全过程的管理工作。设备运动过程可分为两种状态，即设备的物资运动形态和资金运动形态。基于BIM三维数字模型，记录建筑空间的物理信息，商业信息及运营数据，对建筑空间进行功能分类，为不同的用户配置空间，根据空间使用情况数据确定空间的过度使用和使用不足的情况，通过分析各种空间绩效管理指标进行空间优化，提升空间利用率。智慧建筑的安防管理是利用建筑物信息化建设，通过各种建筑物传感器感知建筑物，并对这些传感器数据进行深度分析，实现对建筑物全方位的安全防护。应急管理是针对建筑物各种突发安全事件，进行防护措施的管理、安全疏散引导、以及安全预案的仿真等，为建筑的安全提供有力支撑。能效管理设施管理安全和应急管理空间管理7.3.4

应用层规划除了基础的智慧建筑应用外，在应用的规划中还需要考虑依据建筑物的特性，为建筑提供一些相关的特性服务，例如对于机场、火车站等提供室内定位导航等，提高用户在建筑物内的体验。室内定位的技术与室外定位技术完全不同，目前可行的技术有采用蓝牙、WiFi等实现定位，并结合惯性定位算法，一旦实现室内的定位，利用BIM等可以为用户提供精准的路径导航和交互呈现。智慧停车是指将无线通信技术、移动终端技术、GPS定位技术、GIS技术等综合应用于城市停车位的采集、管理、查询、预订与导航服务，实现停车位资源的实时更新、查询、预订与导航服务一体化。办公建筑是重要的建筑类型，这一类建筑的最主要特征是提供办公环境，其核心的特性应用包括访客管理、智慧会议系统、共享工位等。智慧城市是由智慧建筑或智慧建筑群组成的网络，需要考虑两者对接的设计要点。智慧城市除了智慧建筑外，还涉及智慧交通、智慧物流、智慧家居、智慧政务等系统。在信息系统设计中，要留有智慧建筑信息系统其它系统的接口。智慧建筑的运营业务并不是孤立的，它与智能家居、智慧建筑、智慧住区、智慧社区、智慧园区、智慧城市等的建设，融入智慧社会整体框架后，才能有效地建设和运营。智慧办公智慧停车室内定位和导航与营运业务融合与智慧城市对接7.4智慧建筑的典型应用7.1概述7.2新兴技术在智慧建筑中的应用7.3智慧建筑的构架及规划7.4.1

阿里巴巴智慧建筑图7-3阿里巴巴智慧建筑开放生态系统-神鲸的创新实践（图片来源于阿里巴巴智慧建筑白皮书）7.4.1

阿里巴巴智慧建筑图7-4深圳阿里中心共享空间架构（图片来源于阿里巴巴智慧建筑白皮书）7.4.2

微软西雅图总部微软公司总部位于华盛顿州雷德蒙德普吉特海湾地区。从1986年起，微软的总部经过多次扩建与改造升级，形成如今占地200公顷，涵盖145栋建筑的巨大总部园区。微软总部内的建筑外观显得低调朴实，但其同时也是全球智能总部的代表建筑群之一。然而，在2012年，园区使用智慧建筑改造方案之前，其运营管理面临以下问题。

管理难度大。园区内部145栋建筑建造于不同的时期，设备应用不同的程序和系统，以至于其基础设施难以全面管理，而传统的改造设备的模式代价巨大，预计花费在6000万美元左右。

能耗成本高。园区能耗巨大，每年产生超过5500万美元的能耗支出。7.4.2

微软西雅图总部节能降耗通过部署物联网传感设备，相对原有改造设备的模式，节省了5600万美元的额外开支；同时第一年能耗支出降低了200万美元，18个月内收回投资成本.运维提升提升技术人员工作效率，使技术人员每季度能够处理多达3万工单；同时48%的设备故障能够在60秒以内进行修正。生产力提升结合Office办公软件实现空间与软件的无缝连接。智慧建筑通过识别参会人员的位置，并结合与会人员当日的行程安排，推荐合适的会议室，并借助会议地点指引的功能，有效缩短寻找会议室的时间，提高办公效率。体验提升中央温控系统和空间利用分析软件实现互联互通，基于每个楼层的空间使用情况，温控系统自动调节到适合特定楼层的最佳温度，保证员工的舒适和高效。改造后的微软的总部园区在节能降耗、运维提升、生产力提升，并增强用户体验等方面运行成效如下。7.4.3

智慧建筑消防系统智慧消防主要功能消防设施监管消防工作监管消防人员监管消防工作指导图7-5智慧消防的主要功能

“智慧消防”是以物联网为基础，以消防大数据、云计算、人工智能、虚拟现实和区块链等现代信息技术为支撑的信息化、智能化社会消防管理、消防行政管理和灭火救援的运行、指挥、决策服务体系，是“智慧城市”的重要组成部分，其主要功能可总结为“三监管”和“一指导”7.4.3

智慧建筑消防系统图7-6智慧建筑消防系统的关键技术

智慧建筑消防系统的关键技术有射频识别、无线传感、物联网、大数据、云计算、移动互联网、地理信息系统、虚拟现实、人工智能、区块链等。关键技术射频识别无线传感物联网大数据云计算移动互联网地理信息系统虚拟现实人工智能区块链7.4.3

智慧建筑消防系统图7-7智慧消防系统构架“智慧消防”以消防设备的物联网化实现消防管理的数据化，是消防物联网、消防大数据、云计算等信息技术的有机融合，其系统的架构分4个层次：感知层、传输层、服务层、应用层。7.4.3

智慧建筑消防系统图7-8智慧建筑消防系统组成

智慧消防云平台智慧感烟探测器智慧可燃气体探测器智能消防水源液位探测器智能消防水源压力探测器电气火灾监控系统智能无线视频监控无线手动火灾报警按钮无线声光警报器NB-loT;5G/4G/3G高层建筑火灾一旦发生，难以救援，火灾预警十分重要。可在原有的火灾自动报警系统的基础上搭建智慧消防云平台，利用“感、传、知、用”等物联网技术手段，通过互联网，对消防设施、器材、人员等状态进行智能化感知、识别、定位与跟踪，实时信息传递和分析，为防火监督管理和灭火救援提供信息支撑，提高社会化消防监督与管理水平的智能化平台。7.4.3

智慧建筑消防系统图7-9智慧电气火灾在线监控系统智慧电气火灾监控系统可以监控设备电源的工作状态（电压、电流）以及电气线路中的剩余电流和电缆线温度，主要由电气火灾探测设备、监控器、无线传输装置、消防云平台等设备组成。

智慧消防云平台………NB-lot、5G/4G…短信电话APP推送数据传送7.4.3

智慧建筑消防系统图7-10智慧火灾探测系统

智慧可燃气体探测可用于检测可燃气体泄漏，预防气体泄漏造成的危害。当探测器探测到有可燃气体泄漏并达到探测器设定的报警浓度时，发声光警报。智慧探测系统可将报警信号通过NB-IoT网络无线传输至手机终端和监控平台，以便监控人员及时处理。

智慧消防云平台………NB-lot、5G/4G…短信电话APP推送数据传送感烟探测可燃气体探测7.4.3

智慧建筑消防系统图7-11智慧消防水源监测系统

智慧消防水源监测系统的功能是对消防水源液位和水压进行监测，由变送器、主机、无线传输网络以及智慧消防云平台组成

智慧消防云平台………NB-lot、5G/4G…短信电话APP推送数据传送智能液位变送器智能压力变送器主机7.4.3

智慧建筑消防系统图7-12智慧火灾手动报警系统

智慧火灾手动报警系统由智能无线手动报警按钮、无线声光警报器、无线通信网络、智慧消防云平台组成，可及时将火灾信息传送至消防控制室和值班人员手机。

智慧消防云平台………NB-lot、5G/4G…短信电话APP推送数据传送7.4.3

智慧建筑消防系统图7-13智能无线视频监控系统

智能无线视频监控由网络摄像机、监控中心监视器、移动终端组成。在智慧建筑内部的重点消防监控部位设置网络摄像机，并在不同的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音，用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。监督值班人员火灾视频监控消防设施监控移动终端和监控中心监视器TCP/IP谢谢观看第8章智慧城市管理智慧城市概论8.1智慧城市管理概述8.2智慧城市管理发展现状8.3智慧政务8.5智慧决策智慧城市应急管理国内外智慧城市管理建设经典案例8.48.68.7思考与联系8.1智慧城市管理概述

智慧城市管理内涵

智慧城市管理是智慧城市组成体系中的重要一环，城市的智慧管理目前学术界给出的定义尚未统一，一般情况下城市的智慧城市管理指的是政府相关部门利用现代化的技术（如大数据、数字化管理、云计算、人工智能、物联网等）对日常的城市管理工作进行高效管理的过程。智慧城市管理的特征（1）全方位感知。智慧城市管理的全方位感知指的是以先进的计算机信息传感技术、无线传感技术、物联感应技术等对城市日常的运行活动进行全方位的监测与监控。能够动态实时感知城市的实时状况，通过对感知数据和感知信息的处理与分析及时做出响应，实现动态实时立体的城市管理。（2）泛在互联网络。以先进技术构建出城市发展与运营管理的核心框架，同时结合物联技术把城市中的人与物紧密联系在一起，为智慧城市实现智能服务做好基础铺垫。（3）人工智能应用。新时期政府在行驶城市管理职责过程中最重要的资源莫过于信息资源，而信息资源的应用途径一定需要智能化技术来实现。智慧城市管理不同于智能城市管理，但是智能化的应用是实现智慧城市管理的重要建设环节。（4）人本逻辑。城市发展与管理在很长的历史时期都属于传统的粗放式发展与管理模式，重视城市的外表硬条件建设而忽略软环境建设。8.1智慧城市管理概述

智慧城市管理的价值体现（1）实现城市信息共享实现信息共享主要由价值体现层次中的基础设施架构层，通过信息捕捉与信息传输等基础设施的感应与感知，可以对城市管理过程中涉及到的街道、社区、环卫、交通等实现全面数据监控，并实现全部部件与事件数据信息的关联与互通，实现对于快速处置事件实现快速响应、决策与处理。（2）城市管理效率高效运行

精细化治理背景下城市管理运行效率提升是新时期城市管理部门管理工作的重中之重，运行效率的提升主要IOC层（综合运营中心层）实现。（3）实现数据关联与管理协同执行

传统的城市管理服务导致服务效率与服务效果差异化现象严重，特别是不同部门之间提供的服务往往出现离散化与失调特征。因此在网络基础层和IOC层的基础之上，城市管理者在进行城市管理活动过程中要注重城市的协同发展，实时调整服务供给，精准对接市民和城市服务需求，最终实现城市硬件环境与人文居住环境的和谐发展。（4）实现为人民服务的终极目标

进入“十四五”时期，我国转向高质量发展阶段，以人民为中心的思想成为发展的根本纲领。2021年3月7日，习近平总书记在参加十三届全国人大四次会议时强调，把高质量发展同满足人民美好生活需要紧密结合起来，推动坚持生态优先、推动高质量发展、创造高品质生活有机结合、相得益彰。8.2智慧城市管理发展现状

智慧城市管理体系与框架结合目前不同城市实际应用与当前的市场技术选择来看，智慧城市管理框架与体系基本包含以下几个方面：智慧政务、智慧监管、智慧服务、智慧决策。（1）智慧政务

智慧政务模块主要为了响应对电子政务发展的更高要求，融合大数据、云平台、物联互联等技术，通过监测、整理、运算、分析与评价等过程，实现城市运行与发展过程中不同政务部门之间的信息共享、资源互通、业务关联、联合监管，使城市管理相关部门的政务工作更加快捷、透明、高效、便民。（2）智慧监管

智慧监管基础来源于数字城市管理过程中的网格化管理，主要通过智慧监管系统对城市部件和事件进行自动感知、自动识别、自动跟踪、自动处理。具体来讲智慧监管系统下属子系统还可以细分为：监管中控中心、监管效果综合评价系统、监管预警系统、协同监管系统及监管反馈系统。（3）智慧服务智慧服务主要体现在通过智能化终端不断提升城市居民生活、出行、医疗、咨询等领域智能服务水平，甚至可以利用大数据自动感知、预测民众服务需求。（4）智慧决策智慧决策模块儿主要指的是通过地理信息、大数据、多类型数据融合、数据挖掘、AI技术支撑、智能算法、知识数据库等技术建立起来的智慧决策系统。8.1智慧城市管理概述

1.智慧城市管理现状

智慧城市管理在不同地区的实际建设情况差别较大，从目前的的整体状况来看，发达地区城市智慧管理工作推进速度较快且部分城市已取得实质性进展。当前学术界针对智慧城市管理到底怎么推行所进行的研究也有限，在本教材中我们依据最新中国知网数据库中的文献资料对智慧城市管理开展与研究的现状进行总结。智慧城市管理无论对于地方政府来说还是学术界的学者研究成果来说都属于新生事物，因此在建设和推进的过程中仍有较多问题，具体问题可以总结如下：（1）地方特色难以体现

我国目前共有地级市共计293个，目前开展智慧城市管理工作较好的城市基本都处于一、二线城市，其余地方城市在国家号召推进智慧城市管理工作时往往采用的方式就是外出学习后的盲目跟风行动，导致其余地区的智慧城市管理工作系统和模式基本大同小异，没有根据自身城市的特点以及“城市病”的特点去认真思考自身的智慧城市管理方向和重点应该在哪里，脱离城市管理的根本目的。（2）智慧城市管理技术仍处于初级阶段从目前的各大智慧城市管理系统推广平台以及地方实际的建设效果来看，很多智慧管理系统的推广只是在原来数字化城市管理的技术上换一个帽子而已，并没有实质性的智慧管理模块儿。而且部分城市对于智慧城市管理技术的需求分析不到位，对于项目的可行性研究部分做的不够深入、不够科学。往往导致智慧城市管理系统上马以后，城市与之相关的各项配套设施难以真正落实，导致智慧城市管理难以真正落地，且更不能实现各子维度信息资源的整合与共享。8.1智慧城市管理概述

（3）缺少统一标准归还，难以形成互动

智慧城市管理涉及的内容较多、业务归属较为复杂，如前所述当前多数地区的智慧城市管理工作建设的推进工作均是零零散散的推进，缺少统一的规划、标准作为技术支撑，这样导致的结果就是各个建设单位各自为战，即使建设完成以后智慧城市管理工作的各个部分也难以实现协同作战，难以真正提高城市管理的效率。（4）缺乏专业技术人员

智慧城市管理工作在现实层面对于各个单位来说均属于新生事物，而当前地方政府城市管理的相关部门与此对应的人员配备难以满足管理技术的需求，特别是当前老龄化背景下很多城市管理部门的人员也出现了老龄化问题，同时真正以城市管理专业背景毕业的技术性管理人员少之又少，对于我国智慧城市管理工作的推进来说缺乏最基础的保障。智慧城市管理对策与建议（1）深刻领会新时期智慧城市管理内涵

新时期的智慧城市管理不是简简单单信息化设备的堆砌，更不同与以往的数字化城市管理，它是数字化管理、智能管理、人本管理的综合高阶阶段。智慧城市管理不仅需要智慧化、信息化技术，更需要匹配的管理智慧对这些信息和技术协调整合。（2）成立常设负责机构

各地推进智慧城管理项目过程中往往会成立临时性的领导工作小组，临时领导小组的优点非常突出，可以短时间内形成对各个部门的强激励，有助于协调各个部门之间的工作。但是该种类型的机构缺点也非常明显，即不利于长期的工作机制，长期采用领导小组的组织机构形式会形成激励疲惫等负面影响。8.2智慧城市管理发展现状

（3）完善智慧城市管理顶层设计

做好关于智慧城市管理的前期调研工作，特别是针对各个部门的业务状况、项目需求、系统运行状况进行充分的调研与论证。制定符合全部门的智慧城市管理规范与标准，制定符合地区特点的顶层设计白皮书。（4）加快智慧决策与应急指挥管理智慧系统建设

以智慧城市管理平台为依托，推到各个部门之间的“信息孤岛”，打通治安、交通、绿化、环卫等系统的基础数据，建立智慧城市管理数据库，建立符合各个部门业务需求的智慧子系统，建立面临不确定性环境下的快速决策指挥系统，建立智慧风险预警与防控体系，提高城市面对公共安全应急事件反应能力与处置能力。（5）引进城市管理背景专业人才，提升人力资源

组建智慧城市管理相关的专家咨询团队、智囊团、高端人才团队以及专业人才团队，为智慧城市管理专业化队伍建设提供人才保障，定期对全体人员进行专业化培训，为中青年人员制定有层次的培训计划，定期针对不同岗位进行专业化考核，不断优化与提升现有人员队伍的人力资本。

8.3智慧政务1智慧政务概念与表现形式党的十九大在论述创新型社会建设部分首次提出了“智慧社区”的概念，这一新概念是对于智慧城市理念的具体化和时代化，而在实现智慧社区的过程中智慧政务则是先导和前提。伴随着政府服务模式的数字化与智能化转型，对于智慧政务的要求也提到了高效与无缝服务的高度，实现智慧政务对于政府管理与城市发展消除“信息孤岛”现象与实现信息集成与深化“放管服”改革等具有重要作用。(1).智慧政务概念智慧政务概念最早来源于电子政务，与电子政务一样智慧政务的概念同样是伴随着智能化时代发展而必然会出现一种政务服务模式。特别是2015年以来，WEB3.0 阶段的到来，虚拟技术、无线通信技术等技术的链接与交互催生智慧政务的到来。简单来说智慧政务的具体使命与特征是让政府变得更加“智慧”、透明、无缝与高效的高阶政务服务方式。(2).智慧政务与数字政府关系数字政府指的是相对于传统低技术水平背景下，在工业革命4.0物联信息系统支持下政府各项管理工作进入到一种全新形式的信息化政府的统称。从结果视角来看数字政府侧重点在于与在云技术的支持下将传统工作服务内容在数字化和网络化的形势下进行。从过程视角来看，数字政府则是指的利用信息化手段和数字管理思维提高政府服务质量的过程。从内容视角来看，数字政府涵盖的内容广泛，涵盖整个政府承担社会数字化治理的全部内容。8.3智慧政务(3)智慧政务的表现形式自2015年以来，特别是精细化城市治理理念提出以来，智慧政务概念已成为全国各个城市重点关注的建设内容。智慧政务当前表现形式和建设主体任务大致可以表现为：政务服务、协同办公、信息共享与政务云储存四个主体平台建设。1）政务服务。当前智慧政务中政务服务模块内容的建设任务主要是与一码通、一窗受理、一网通办、一号通等具体业务相关。2）协同办公。主要是为了解决政府服务部门之间系统独立，跨部门业务办理程序复杂等情况而努力建设的办公平台。最终达到办公业务多部门联合管理、程序规划、业务精准等目标。3）信息共享。该部分平台建设任务主要包含数据采集与管理系统、基础模型算法平台、动态数据监测和可视化服务系统、舆情大数据检测和决策、信息交换和服务平台与信息资源安全管理平台等子系统联合组成，以达到数据信息共享与管理的目的。4）政务云储存。该平台的主要任务以政务云技术为以上三个平台提供基础支撑和数据库存储等基础。2

电子政务电子政务指的是相对于传统政务形式，为适应时代的发展要求在政府部门与机关处理政务时全面应用信息化、科技化、数字化、智能化手段开展政务服务的新形式，确保不断提升政务办公效率，确保不断提高政府服务质量。《2020联合国电子政务调查报告》最新数据显示中国的电子政务水平排名全球45位，创造历史新高。其中电子政务发展水平核心指标的在线服务指数提升至全球第九位。电子政务建设至今已具备系统工程8.3智慧政务的特征，一般情况下各地建设的电子政务系统要包含以下几个部分的内容：（1）电子政务信息化系统平台。电子政务核心即要建设一套以信息技术、互联网甚至是移动互联技术支持下的综合系统平台，该平台在局域网和互联网的支持下可以实现数据库建设、权限管理、政策公布与解读等多个子系统共同构成。（2）电子政务系统是政府外部与内部业务的综合，该系统包含政府各个部门内部业务以外的社区、法律法规、行政审批等。（3）电子政务系统相对于传统的政务是革命性的政务系统，可以实现无纸化办公、信息获取与传达透明化、实现传统政务事项业务流程再造与优化的系统统称。（4）目前电子政务的类别按照服务对象的不同，基本可以归纳为四类：G2G\政府-政府、G2B\政府-商业、G2C\政府-市民、G2E\政府-内部人员。（5）目前电子政务的服务内容大致可以有以下几个部分：政务网络信息化建设、信息获取途径网络化、政府政务公开化、政务与公众互动化、政府采购电子化、建立政府储备知识库。（6）电子政务系统总体框架，从国家规划层面包含：服务应用系统、信息资源系统、基础设施建设、法律法规与标准化体系、管理体制。3.政府知识管理知识管理的背景产生于现代化城市发展愈加复杂系统化，内外部环境不确定性愈加强烈，管理内容更加精细化，对于先进管理方式的需求愈加突出。政府知识管理从不同层面来看可以分为本质层面、电子政府层面、8.3智慧政务管理对象与范围层面、构成要素层面、层级结构层面共计六大层面，不同层面分类所涵盖的政府知识管理的内容也不同。（1）本质层面。政府的知识管理是指在不确定性逐渐增多的外部环境下，国家的权力机关、社会公共管理机关、司法机关等部门为了适应外部环境的变化，为了不断提升自己的管理能力利用知识网络系统进行政府管理知识的检索、搜集、整理、分析与理解运用的整个过程。（2）电子政府层面。从电子政府正面来看知识政府的内容主要是通过信息化、数字化技术构建的“虚拟政府”来实现，以达到市民可以便捷的利用互联网或者移动网络与政府的各类服务互动的效果。（3）管理对象与范围层面。从管理对象与范围层面来看政府知识管理范围主要涉及两个范围，第一个范围值得是局限在政府各个部门内部的知识管理，第二个范围则是指以政府内部为核心辐射带动社会其他机构共同推进的知识管理。（4）构成要素层面。以要素视角来看知识管理指的是政府的知识管理实现过程中要依靠知识资源、人力资源为核心，管理的终极目标要以人本逻辑为中心，同时依靠技术要素如通信技术、计算机技术、网络技术、数字孪生技术等把管理活动与知识资源整合起来。（5）层级结构层面。层级结构分类主要依据政府知识管理所涉及到的层面数据宏观、中观还是微观层面。8.3智慧政务4.互联网+政务服务(1)“互联网+政务服务概述”“互联网+政务服务”的提出背景来源于2016年国务院颁布的《国务院关于加快推进“互联网+政务服务”工作的指导意见》，为了实现群众到政府办事“一网通办”、“依次办理”、“零跑腿”等目标。“互联网+政务服务”是指以互联网为载体实现政府部门公共服务业务的深层次融合，不断推进政府公共服务能力的提升与改进。在地方层面以湖南省的“互联网+政务服务”的总体目标是2018年第实现“一网”、“一库”、“一线”、“两厅”、“两平台”的公共服务模式。1）一网指的是省内政府官方门户要按照《国务院关于加快推进“互联网+政务服务”工作的指导意见》与《湖南省加快推进“互联网+政务服务”工作实施方案》的要求升级成为“互联网+政务服务”的服务平台。2）一线主要值得是协同省内“市长热线”，把市长热线改造成“互联网+政务服务”体系中能够与群众互动的重要沟通渠道。3）一库则值得是构建全省标准化、规范化的公共服务信息数据库。4）两厅指的是政务大厅的线上与线下形式。5）两平台指的是“互联网+政务服务”与“互联网+监督”平台的协同建设。8.4智慧决策与智慧城市管理另外一项紧密相关的模块就是政府部门智慧决策系统的建立和应用。城市管理决策的主要内容涉及城市发展的方方面面，决策牵涉的业务范围广、利益相关者多、影响因素复杂。因此城市管理决策的合理与否将会给国家和社会带来巨大利益，反之则是巨大损失。

1智慧决策构建基础（1）数据化技术支撑传统管理决策中，管理的重要依据为信息，新时期信息技术与数据资源仍然是决策的重要基础。特别是大数据时代的到来，抽样数据技术的不足将得到解决，政府部门决策将更多的依据先进的算法技术、全面的数据支持和真实的数据情况来实现。如纽约市迫于高发的罪案发生率，近期联合多家技术公司依据天气、赛事、节日等多项因素开发预测不同街区罪案发生率的软件，将有效的改善纽约市的治安情况。（2）智能算法模型支撑城市决策海量的数据是前提和基础，从海量的数据到合理的决策还需要先进的智能算法模型给与支持，大大提高决策过程中的问题标识、数据计算、预测分析等多重任务。如边缘计算技术可以以海量数据处理、低延迟、位置感知、数据激活、本地存储与实时响应等多方位技术，在智慧城市管理的交通领域决策领域应用越来越广泛。（3）跟踪决策实施支撑智慧决策的完整链条还应包含对于决策结果的持续跟踪、反馈与优化模型的支撑，特别是在智能决策出现问题是应具有反馈与纠偏的能力。杭州城市大脑，利用多方位的数据感知形成智能决策系统，特别是针对交通系统中的交通事故系统与停车系统还会持续依据决策效果评价对决策的整个链条进行检查，持续优化智能决策系统，提高智能决策效率与效果。8.4智慧决策

2智慧决策系统组成要素

城市管理指挥决策系统组成要素基本由决策组织、活动、信息技术要素三维度组成。其中决策组织主要起到决策发起点的作用，决策信息则起到决策依据的作用，决策活动则是以管理学角度来对管理活动的内容等进行描述，技术要素则是以信息技术来支撑信息和决策最终形成的工具。（1）组织要素城市管理智慧决策系统运行的基础保障即依靠决策组织的良好运行，组织要素从管理学视角来看依次包含组织结构、组织职责、组织方式与组织模块构成。（2）活动要素智慧城市管理决策流程活动要素的构成主要由业务活动梳理与业务活动逻辑关系共同支撑，二者缺一不可。（3）信息技术要素信息技术要素则是在组织要素和活动要素基础上保障智慧决策系统成型的核心内容。城市管理智慧决策的核心依据即信息，随着城市的发展，城市运行过程中产生的信息量将是巨大的，如何高效、合理且正确的利用这些信息对于智慧决策的形成有积极作用。信息技术要素具体包含信息采集、信息处理、信息归档与信息解读四个维度。8.5智慧城市应急管理

1智慧城市应急管理概念

传统城市管理过程中应急管理指的是为了保障城市公共安全，有效预防和应对突发事件，避免、减少和减缓突发事件造成的危害，消除其对社会产生的负面影响，而建立起来的以政府为核心，其他社会组织共同参与的有机体系。与一般的不同的是，应急管理体制对于城市管理来说是一个开放的体系结构，并具有组织集权化、职责双重性、结构模块化等特征。2智慧城市应急管理特征（1）数据资源巨大。城市大数据的数据资源来源丰富多样，广泛存在于经济、社会各个领域和部门，是政务、行业、企业等各类数据的总和，与应急管理相关的数据涉及到医疗、自然灾害、城市建设、交通等多部门的大量数据。（2）强大的分析能力。大数据技术本身带来的是对于城市应急管理数据的全方位透视，大数据处理首先是获取和记录数据;其次是完成数据的抽取、清洁和标注以及数据的整合、聚集和表达等重要的预处理或处理(取决于实际问题)工作;再次需要一个完整的数据分析步骤，通常包括数据过滤、数据摘要、数据分类或聚类等预处理过权最后进入分析阶段，在这个阶段，各种算法和计算工具会施加到数据上，以求能得到分析者想要看到的或者可以进行解释的结果。（3）公众的参与。城市应急管理过程中大数据技术的应用，不能完全依靠技术本身，还需要对于技术的治理对象给与重视，新时期城市管理的更加重视“以人为本”，在应急管理过程中能否体现大数据“取之于民、用之于民”特征至关重要。大数据时代，民众需求几何级增长，城市应急管理也随之面临“大考”。大数据的深度挖掘和跨领域融合可以让大数据“造福于民”，让大数据的“大智慧”提升城市治理效率。8.5智慧城市应急管理

3智慧城市应急管理意义（1）及时获得与城市公共安全相关的信息，实现应急管理各方单位共同协作，做到突发事件前的高效预防，事中精确化应对和事后全面评估总结。（2）体现人民至上、生命至上、以人为本的终极管理目标。在信息技术日新月异的今天，风险社会治理要做到“因事而化、因时而进、因势而新”，离不开先进的理念、科学的态度、专业的方法和精细的标准，正如习近平总书记所说，人类同疾病较量最有力的武器就是科学技术，人类战胜大灾大疫离不开科学发展和技术创新。加强应急管理智能化，切实提高预测预警预防各类风险能力，我们在增强风险社会治理预见性、精准性、高效性的同时要切记，城市应急管理的最终目标是更好地保障人民生命财产安全。（3）持续提高城市韧性和可持续发展能力。随着新行业、新模式、新生态的不断出现，城市公共安全问题已成为城市治理的关键点，如何构建科学智能的城市应急管理体系成为了城市可持续发展的重要挑战。城市应急管理体系是城市处理紧急事件或突发事件的载体系统，对维持城市各功能正常运转、生态系统平衡、城市任性、城市人民生命财产安全以及城市的可持续发展极为重要。在当前自然灾害频发、疫情防控形势依然严峻的背景下，打造韧性城市是实现可持续发展的必由之路。4智慧城市应急管理存在的问题

我国当前的智慧城市应急管理模式推进过程中，主要模式是通过对城市各个核心运行模块的数据进行采集、挖掘与分析，并及时给出应急决策方案。特别是应用领域目前一般涉及面较窄，在疫情常态化管理背景下我们当前的应急管理模式还存在着许多问题，未能得到足够的重视和解决。8.5智慧城市应急管理（1）数据共享难以实现对于智慧城市应急管理的推进过程中，要做到大数据、智能化应急管理的首要环节即实现各个联动部门的数据共享。数据共享工作在实际运作中出现“卡壳”、“梗塞”、“添堵”的情况不在少数，不同部门使用的数据库往往不同，数据格式也不一样，这使得在数据共享过程中，需要在数据的获取、转换、清洗、封装、传输、转载等方面进行大量的开发工作，效果也差强人意。政务数据与社会数据融合度不高，在应对突发事件时，难以形成协调互通、高效互联的有机运行整体。在疫情防控前期，以“智慧城市”为大脑的应急信息平台未能在危机事件预警和应急快速响应中提供良好的支撑和保障。（2）应急管理缺乏统一管理智慧城市公共安全管理或应急管理遵循的首要原则应是应急管理统一性问题，而目前应急管理缺乏统一的管理，导致应急管理开展的效果和效率收到影响。（3）基层社区应急管理能力不足对于当前智慧城市背景下的应急管理来说，社区应急能力不足应给与足够的重视。对于社区管理工作而言，一方面存在着经费来源少，应急管理人员、物资匮乏，交通运输，通讯保障体系不健全等问题。另一方面，由于针对社区应急管理工作的政策、法律法规还未健全，这些都导致社区应急反应能力较低，应急管理工作效率不高，应急保障工作落实不到位。8.6国内外智慧城市管理建设经典案例

1.杭州“城市大脑”助力智慧城市管理

杭州的“城市大脑”建设已经成为国内智慧城市管理建设的标杆案例，该项目启动于2016年，有阿里云负责人王坚负责，该项目助推智慧城市管理的突破点为交通项目，以大数据技术为核心对交通运营的各个维度进行优化，如今整个杭州“城市大脑”项目已形成“11+48”大系统与场景协调运行的场面，该系统让城市变得更加“聪明”，也使得杭州的智慧城市管理一步步迈进现实。

2.国外智慧城市管理建设案例汇总全球目前共计约200个左右城市都在如火如荼的推进智慧城市管理项目建设，美国率先提出了国家信息基础设施计划（NII）和全球信息基础设施计划（GII），随后欧盟又推出信息社会（INS）计划，近2007年至2013年之间欧盟为智慧城市管理所必须的信息和通信技术投入的科研经费达20亿欧元。具体各个国家和地区的智慧城市管理建设项目或计划主要有以下几个代表性地区或项目：（1）IBM（美国）助力智慧城市管理IBM公司利用其自身技术优势，把新一代计算机技术、信息技术充分的运用在与美国城市管理相关的部门和项目上，如交通、电网、公路等，并助推政府把管理过程中的港口、超市、机场、学校、医院、治安等部门联合协同起来，让政府在管理过程中变得更加“智慧”，让人、物、政务服务真正互相联结，形成智慧化的社会。8.5智慧城市应急管理（2）IDC（美国）助力节省城市管理成本该项目主要为智慧城市管理过程提供先进的有线网络与无线网络服务，利用IP-ENABLED装置来实现各个项目点的连接与协调沟通，最终目的是实现政府政务服务与居民访问咨询的远程管理，以此来达到城市管理过程低成本运行。（3）ZAIN（科威特）在科威特推行的ZAIN项目主要是通过先进的ICT技术，提供更高阶的城市管理服务，该技术的推广主要目的是可以让城市居民随时享受到人性化的服务，提高居民生活质量，同时该项目注重与城市民众的互动，在推行的管理过程中以互联网技术为基础让民众深度参与到项目的共建中来。（4）INEC（荷兰）搞项目推行的技术与科威特ZAIN项目技术相同均为ICT技术，荷兰利用该技术实现的智慧城管服务主要面向教育、出口以及老龄化问题等，项目的受益者或者服务群体同样来自城市的各个角落。（5）U-CITY（首尔）无处不在的城市韩国政府于2006年便启动U-CITY项目，首批项目试点定在韩国首尔，该项目的含义为无处不在的城市，也可以理解成无处不在的城市服务或随时随地提供服务的城市。该项项目技术的基础是基于通信技术的无线传感器技术，U-CITY项目以城市综合信息中心作为智慧城市管理的核心单元，共面向社会提供U行政、U交通、U医疗、U环境、U教育、U文化、U物流、U安全八项城市管理服务项目。U-CITY项目-走失儿童无线感应人脸识别系统练习8.7思考与练习1.新时期智慧城市管理的定义与特征都有什么？2.政府从数字化城市管理迈向智慧城市管理都需要经过哪些阶段？3.智慧政务的定义是什么？智慧政务与电子政务的区别是什么？4.请思考一下新时期智慧城市管理中技术的作用和地位是什么？

5.请思考一下结合新时期城市精细化管理的大背景，城市更新过程

中智慧城

市管理应体现的作用是什谢谢观看智慧交通智慧城市概论第9章9.1智慧交通的概念及特征9.2智慧交通的体系结构9.3智慧交通子系统9.4智慧交通的典型应用9.5思考与练习9.1.1

智慧交通的概念ITS（IntelligentTransportationSystems）是将先进的科学技术（定位、导航、计算机、通信、控制等）有效地集成并综合应用于交通运输系统，加强交通工具、交通设施、交通参与者三者之间的有机联系，提高系统感知、计算、分析、决策、管控和服务的能力，从而建立起的一种更加安全、高效、环保、节能、舒适的交通运输系统。9.1.2

智慧交通的特征以泛在先进的交通信息基础设施为基础实现全面感知，交通信息系统建设由局部试点向整体应用转变。利用物联网、人工智能、大数据、移动互联网等新技术高度融合，强调信息的实时性、系统性、高效性、交互性以及服务的广泛性，交通信息资源由分散型向集中型转变。智慧交通具备分析、预测、控制等能力，被赋予了人的主动思维能力，交通管理模式由被动式向主动式转变。智慧交通秉持以人为本、服务民生、需求引导、开放创新的理念。9.1智慧交通的概念及特征9.2智慧交通的体系结构9.3智慧交通子系统9.4智慧交通的典型应用思考与练习9.59.2.1

智慧交通体系框架的组成1用户服务用户服务是从用户的角度来描述智慧交通的系统功能及其可提供的服务内容，界定智慧交通可提供服务的范围。2逻辑框架逻辑框架是用来定义和确定为满足用户的所有需求，智慧交通所必须提供的一系列功能领城和模块及其关系。9.2.1

智慧交通体系框架的组成3物理框架物理框架用于将逻辑框架中的功能实体化，并把功能相近的物理实体整合成直观的子系统。4通信体系通信体系用于描述支持子系统之间及子系统内部进行信息交互的需求，方式和机制。5标准体系标准体系定义智慧交通各子系统之间的软硬件接口和通信协议等，确定智慧交通所需关键技术的标准化需求。9.2.1

智慧交通体系框架的组成6效益评价效益评价主要规定智慧交通项目的可行性、效益、社会环境影响及风险等的评价方法。7实施策略实施策略是指确保智慧交通项目顺利实施的组织方式、发展策略和保障措施等。9.2.2我国的智慧交通体系框架我国的ITS体系框架——用户服务10类用户主体，9个服务领域，43项用户服务服务领域用户服务交通管理交通动态信息检测、交通执法、交通控制、需求管理、交通事件管理、交通环境状况检测与控制、勤务管理、停车管理、非机动车及行人通行管理电子收费电子收费交通信息服务出行前信息服务、行驶中驾驶员信息服务、途中公共交通信息服务、途中出行者其他信息服务、路径诱导及导航、个性化信息服务智能公路与安全辅助驾驶智能公路与车辆信息收集、安全辅助驾驶、自动驾驶、车队自动运行交通运输安全紧急事件救援管理、运输安全管理、非机动车及行人安全管理、交叉口安全管理运营管理运政管理、公交规划、公交运营管理、长途客运运营管理、轨道交通运营管理、出租车运营管理、一般货物运输管理、特种运输管理综合运输客货运联运管理、旅客联运服务、货物联运服务交通基础设施管理交通基础设施维护、路政管理、施工区管理数据管理数据接入与存储、数据融合与处理、数据交换与共享、数据应用支持、数据安全9.2.2我国的智慧交通体系框架10个功能领域57项功能101项子功能4层逻辑元素层次表120幅数据流图交通基础设施管理智能公路与安全辅助驾驶城市公交货运管理交通管理电子收费客运管理紧急事件救援管理交通信息服务ITS数据管理我国的ITS体系框架——逻辑框架9.1智慧交通的概念及特征9.2智慧交通的体系结构9.3智慧交通子系统9.4智慧交通的典型应用思考与练习9.59.39.3.1出行者信息服务系统先进的出行者信息系统（ATIS）定义：通过对交通流和出行信息进行采集、传输、处理和发布，让出行者及时、准确地了解交通状况，实现出行前或在途中的路径规划与导航，避开阻塞路段、事故路段或环境不良路段，减少不必要的交通延误和拥堵，使出行行为和驾驶行为更加合理，提高整个路网运行效率和安全。组成：车载导航系统、基于智能手机App的导航系统、基于路侧可变情报板（VMS）的停车和行车诱导系统、一站式出行服务系统等。ATIS的网络架构示意图9.3.2先进的交通管理系统先进的交通管理系统（ATMS）定义：利用先进的通信、计算机、自动控制等技术，按照系统工程原理进行系统集成，使交通监控、信号控制、事故救援及交通信息系统有机结合起来，实现对交通的实时控制与指挥管理，保障城市内和城际道路网通行能力的合理、安全、高效使用。组成：交通信号控制系统、电子警察系统、非现场交通执法系统、警务管理系统、公安交通集成指挥控制平台、主动交通管理系统（如可变车道、可变限速、动态路肩、匝道控制等）等。交通管理系统架构示意图9.3.3先进的公共交通系统先进的公共交通系统（APTS）定义：在公交网络分配、公交调度、行程时间预测等关键基础理论方法的前提下，利用系统工程的理论和方法，将现代通信、信息、计算机网络等高新技术应用于公共交通系统，实现公共交通运营管理的信息化和智能化，为出行者提供更加安全、舒适、便捷的公共交通服务。组成：公交车辆运行监测系统、公交优先信号控制系统、公交运营调度系统、公交规划决策支持系统、公交信息服务系统等。公交运营调度系统示意图9.3.4智能车路协同系统定义：基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过车车、车路信息交互和共享，并实现车辆和基础设施之间智能协同与配合，达到优化利用系统资源、提高道路交通安全水平、缓解交通拥堵的目标。组成：车载感知子系统、路侧感知子系统、数据传输子系统、数据处理及预警子系统、交通控制与信息发布子系统5个部分组成。智能车路协同系统结构智能车路协同系统（CVIS）9.3.5智能收费管理系统智能收费管理系统（ETCS）定义：通过安装在车辆上的车载无线射频识别（RFID）等车辆自动识别设备与在收费站ETC车道上的微波天线之间进行专用短程通信（DSRC），利用计算机联网技术与收费机构进行后台结算处理，从而达到车辆通过高速公路、桥梁或停车场库收费站无须停车而能缴纳通行或停车费用的目的。组成：高速公路不停车收费系统和公共停车场库电子收费系统。高速公路不停车收费系统示意图9.3.6交通应急管理系统交通应急管理系统（TEMS）定义：利用先进的通信与信息技术，实现交通事件的自动检测，并系统地、有计划地、协调地使用人力、法规、救援设备和技术手段来减少事件的持续时间及其影响，改善驾驶员、事件当事人和事件处理人员的人身安全。组成：交通事件检测系统、交通紧急救援系统、危险品运输车辆监控系统、交通安全管理系统等。交通紧急救援系统示意图9.1智慧交通的概念及特征9.2智慧交通的体系结构9.3智慧交通子系统9.4智慧交通的典型应用思考与练习9.59.39.49.4.1城市交通大脑某城市智慧交通总体框架

城市交通大脑是传统智能交通体系的衍生与进化。通过搭建人、车、路、环境，全量、全景数据资源池，实现对全量个体用户画像式需求细分、数据集成与融合处理，形成“个体触觉”与“需求全景”。9.4.2快速公交系统

系统逻辑结构描述了