业务管理平台依托定位技术、GIS与实景三维技术、物联网等新一代信息技术,以市政公用设施、市容环卫、园林绿化、城管执法等各项业务为突破点,实现对城市管理局全业务的智能监督管理;依托无线传输技术,借助单兵设备、城管执法车辆,实现对城管执法过程的全记录,做到“过程可视、数据可传、后果可控”。
业务管理平台是智慧城市管理整体框架中的核心部分,其集成了城市管理的各项业务应用,保障了智慧城市管理中的数据共享和信息互联,同时在实现网络融合、功能协同方面发挥着重要作用。业务管理平台主要包括市政公用设施综合管理平台、市容环卫管理平台、园林绿化管理平台、城市管理执法平台、视频综合管理平台等。
1)市政公用设施综合管理平台
市政公用设施综合管理平台是辅助市政设施管理单位的重要工具,通过该系统可以实现对市政公用设施的统一管理,利用智能设备,实现对桥隧、灯饰照明、下水道危险源、地下管网、井盖等设施的智能监测与定位。同时,通过系统可以进行日常检查、定期检查、特殊检测及设施的维护管理。
该系统组成结构图如图2-6所示。
系统平台运行框架结构如图2-7所示。市政设施管理系统采用了由数据层、组件层和表现层组成的标准三层体系结构。具体来说,数据层收集和存储来自各种市政设施的数据(如路灯、道路等相关数据信息),组件层则利用这些数据进行相关的访问及分析,将结果展示在表现层,供市政管理人员进行可视化管理。同时,整个系统还要有良好的运行环境,不仅需要基于合适高效的基础设施(如服务器等)和标准,还需要符合相关的政策和法律法规。
图2-6 市政公用设施综合管理系统组成结构图
图2-7 系统运行框架结构子系统功能描述
(1)城市照明与灯饰监控子系统
城市照明与灯饰监控子系统主要由两部分组成:一是城市路灯照明系统;二是城市灯饰监控系统。
城市路灯照明系统包含实时监测、单灯控制、城市路灯与城市亮化的布局表达等。
①实时监测功能:城市路灯照明系统不仅可以用来控制城市路灯及城市亮化的开关和调亮程度,还可以对现场状态进行实时检测。该系统是一种分布式无线“四遥”(遥控、遥测、遥调、遥信)系统,由无线通信网络、计算机信息管理和智能路灯控制设备等组成,它可以遥控整个城市范围内的路灯开关状态,遥测这些设备的电流与电压,以及遥调路灯的开关时间和线路报警的电压电流阈值,还可以根据这些数据和状态的监测结果,判断路灯配电设备运行有无故障和对相关的异常情况进行报警处理,并通过短信及时通知相关管理人员。
②单灯控制功能:城市路灯照明系统具备单灯控制模块,安装了单灯控制设备,并将单灯控制、照明控制功能接入照明管理总系统中,实现对单灯的远程控制。
③城市路灯与城市亮化的布局表达:城市路灯照明系统采用了地理信息系统(GIS)来表达城市路灯与城市亮化的整体布局,并在GIS上集成了灯型、电缆走向、灯杆布局等与管理信息相关的元素。
(2)地下排水管网管理信息子系统
地下排水管网管理信息子系统结合了先进的硬件设备和排水数字化管理技术,其目的是辅助技术人员及时消除排水管网的安全隐患,有效地监控和维护排水管网的运行情况。具体来说,管理人员利用GIS系统对排水管网、设施的空间地理信息和属性数据进行存储、管理和分析,并在计算机系统中图形化地再建城市排水管网系统,从而对排水管网的空间位置、连接关系和工程属性进行数字化管理。另外,工作人员还可以对排水管网的流量、流速、淤积、水质等参数进行实时监测,并充分利用这些数据制订排水管网的资源管理系统和综合办公自动化软件系统,实现排水管网管理的网络化、信息化和智能化。
(3)基础数据管理子系统
①维护城市设施分布图及其他相关数据:市政基础数据管理系统能够维护城市市政设施分布图及相关数据(包括道路设施、桥涵设施、排水设施、防洪设施、照明设施、共用设施、有线电视、井盖、杆柱、管线等数据明细)与普查的市政设施数据,可以进行数据分类、分层、统一编码。
②市政设施地图展示及报警:系统基于实景三维技术,实现矢量数据与遥感影像数据无缝拼接,使市政设施数据更加直观,易于辨别和分析处理。在此基础上实现对道路、桥梁、隧道、地下管线、路灯、户外广告等市政设施以及附属部件的GIS查询、统计分析、专题图展示。系统可以支持各类设施损坏、丢失等地图报警。
③信息查询与报表统计:系统提供市政设施及相关属性信息、资料的查询,并可以提供各类数据的统计及报表输出,为市政设施规划、建设和维护提供可靠依据,大幅提高城市市政管理的工作效率和管理水平。
(4)市政资产管理子系统
市政资产管理子系统实现对市政资产管理的可视化、可控化及自动化监管,具备对市政设施资产设备(涵盖市政管理中所有资产类型包括地下管线、路灯、道路、桥梁灯、车辆等)信息的管理、资产调度、合理配置和优化组合。以电子地图为基础,将全区市政设施资产信息实时地在电子地图上直观展现,充分发挥资产管理在工作中的作用,并具备对资产存量和动态的实时监控功能。
(5)市政设施维修与养护计划子系统
市政设施维修与养护计划系统能够制订日常工作任务及按照设施类型制订养护、维修计划,并可以将维护与养护情况进行记录;系统具备依据时间、计划类型等信息查询维修、养护记录。系统可以接收作业管理人员上报的问题,并派发给其他责任人。
(6)市政作业公司管理子系统
市政作业公司管理子系统实现对作业公司的管理,确保作业任务的实时监控和有效管理,包括以下几个方面:对包括公司名称、联系人、电话、地址、主要责任、人员配备信息、车辆配备信息、GPS定位芯片配备情况等基本信息进行管理;对包括道路设施、桥涵设施、排水设施、防洪设施、照明设施、共用设施、有线电视、井盖、杆柱、管线等在内的市政设施的养护和维修内容进行作业定额管理;对各作业公司各阶段的任务,能够进行定时、定量的管理;对作业人员、作业车辆的实时监控数据进行比对,确保作业进度的有效实现。
(7)市政公用设施综合管理考核评价子系统
市政公用设施综合管理考核评价子系统可以对市政维修养护、案件处理、设备领用、车辆使用、工作效率等情况进行综合考核评价,也可以按工作人员(业务人员)、部门机构、行政区域的立案数量、办理时限、未办结案件等情况进行综合评价,还具备对作业公司的考评。同时,定期或定时统计记录的历史数据,计算出相应的评价等级,并用图形化或表格化的方式展现这些数据。
(8)市政公用设施作业管理人员客户端
市政公用设施作业管理人员客户端实现对作业人员及车辆的实时监控与管理,以及接收市政设施养护、维修任务和案件的处置。作业管理员通过该客户端可以对包括定位、违规、作业任务完成统计、任务处理情况等进行跟进;可以对作业人员、车辆进行在线考勤管理;可以对日常巡查发现的问题进行处理、派发和上报。
(9)井盖管理子系统
井盖管理子系统安装有感应装置,通过电子条形码与电子标签RFID技术,结合物联网,实现对井盖定位、管理及实时监测,实现对所有市政井盖的全程跟踪,提高管理效率与动态调度管理能力。井盖管理系统支持对全区各类井盖的数据管理,包括类型、所属单位、编码等以及使用状态、维护状态等。同时,支持井盖的地图展示和属性明细查看。
(10)桥隧运行状态实时监测子系统
桥隧运行状态实时监测子系统接入公安监控视频和车辆流量监控数据,实现摄像头的全控制,并结合牌照识别和无限通信技术,全方位地监控道路实时情况。通过对车辆流量数据的统计分析,实时掌握道路的损耗程度,辅助系统生成确保桥梁安全的道路维修建议,系统通过PDA设备采集道桥的病害信息,并将病害信息上传到道桥系统中。桥隧监测数据管理模块可以提供与桥梁监测、养护单位、养护维修措施跟踪等相关的基础数据,这些数据为后续桥梁评价决策提供科学、有效的依据。养护人员根据系统给出的道桥维修建议制订相关的维修计划。可以查询全城的道桥属性信息,包括建设信息、权属信息等。
2)市容环卫管理平台
如图2-8所示为重庆市江北区数字化城市管理监督指挥中心的环卫智能管理系统垃圾监控界面。
图2-8 江北区环卫智能管理系统垃圾监控界面
市容环卫管理平台用于实现对环卫管理所涉及的人、车、物、事进行全过程实时管理,配合行车记录仪和油量监控设备,做到对作业车辆的行驶轨迹、作业时间、油耗、行驶速度等信息的监控,遇到事故时可以通过行车记录仪的摄像头获取第一手资料;通过转盘感应器与洒水感应器,对垃圾清扫车和洒水车的清扫、洒水作业进行实时监控。同时,可以合理规划城市环卫的管理,改进环卫工作的质量,减少环卫的运营成本,优化环卫的管理模式,并推动垃圾分类管理,最终实现“科技环卫”。
市容环卫管理平台的建设目标是根据市容环卫管理部门的实际业务需求,建立一套智慧环卫管理系统,统一化管理和调度归环卫局管理的监测人员、保洁公司、环卫车辆(洒水车、垃圾车等)、公厕、果皮箱、垃圾桶、转运站,改善环卫部门的科学管理水平。
市容环卫管理平台组成结构如图2-9所示。
图2-9 系统组成结构图
平台功能结构如图2-10所示。
图2-10 系统功能结构图
平台的功能模块遵循低耦合易扩展的原则,即每一个功能模块之间通过接口连接起来,封装成一个紧凑牢固的系统结构。基于这种模式,平台可以通过接口轻松扩展新的功能模块。
平台逻辑结构如图2-11所示。
图2-11 系统逻辑结构图
(1)环卫机械化保洁管理子系统
环卫机械化保洁管理子系统主要针对机扫、洒水、清洗作业进行规范化、精细化、数字化管理,管理内容包括为每辆作业车进行作业区域规划、按规划实时监控作业过程、自动形成针对作业车辆的考核评价报表。统筹安排机扫车、洒水车的作业规划,根据机扫车作业面积、机扫比率、机扫时间来增加或减少机扫作业量,根据总洒水量、洒水时间增加或减少洒水量和洒水次数。系统可以记录洒水车喷洒的时间和地点,以及机扫车清扫转盘启动的时间和地点,辅助管理人员实时监控洒水和机扫情况。
(2)垃圾清运管理子系统
垃圾清运管理子系统针对各城区的垃圾清运模式(直运、转运),对各类清运车辆进行作业过程实时监管。
(3)保洁人员管理子系统(www.daowen.com)
保洁人员管理子系统在电子地图上规划一线管理人员负责的责任区域,在GIS地图中,可显示责任网格内的责任区域划分及每个责任区域的负责人名称,区域名称,规划内的巡查次数、到岗时间、巡查时长等信息。通过GPS设备上报人员的位置数据,并结合规划的责任区域、上报时间实时监控一线管理人员的在岗情况、滞留时间,实时监控作业是否在规定的时间、指定的区域内进行作业。
(4)环卫巡查管理子系统
环卫巡查管理子系统通过给每个相关人员配备的GPS模块或电动车辆安装的GPS终端,实时采集人员GPS数据,针对不同作业、不同部门,细分机扫责任区、洒水责任区、保洁责任区和清运责任区,以适应不同管理的需要。对区域进行维度、分级管理,实现地图展示。结合责任区域和相关监控指标在电子地图上实时监控人员作业、巡查情况,并将这些数据进行自动汇总形成考评数据。
系统对巡查员按照“事前规划、事中监控”的原则,事前规划每名巡查员的责任区域,按照监控模式定义监控指标,定义每种监控类型的指标值。前端数据采集系统按照规划定义的各类监控指标进行监控,通过分析处理将数据上报中心服务器。中心业务监管系统实时展示巡查人员规划的内容,实时监控巡查人员在规定的责任区内的作业情况,并自动汇总各类监控指标形成考核报表。如果有异常违规情况,自动报警提示。巡查内容包括当前位置、滞留、离岗、越界、巡查轨迹等。
(5)环卫事件管理子系统
环卫事件管理子系统规范了事件处理流程,提高了事件处置效率,对事件的及时处理起到很大的作用。系统以事件为中心,将人、车、设施与事件进行关联,确保可以及时发现问题,及时派遣任务,高效进行问题处置和结果反馈,有效核查结案及考核评价。总体功能包括事件上报、事件派遣、事件处理、事件核查、事件调度、事件监控和事件处结。
(6)环卫即时指挥调度子系统
环卫即时指挥调度子系统为局领导、各业务科室负责人、各环卫所所长配备移动终端,无线连接指挥中心平台,随时掌握各现场作业人员、车辆位置及移动轨迹;实时查看事件点视频监控信号,随时随地进行可视化指挥调度。
(7)环卫设施管理子系统
环卫设施管理子系统实现在线管理中转站、垃圾箱、公厕等环卫设施。支持多种查询条件如编号、所在区域、责任人、完好状态等对垃圾箱数量进行查询统计,并根据查询结果将垃圾箱位置在地图上展示。系统根据分区域统计垃圾箱数量,估算垃圾量,根据每辆清运车载质量合理安排清运责任区域,计算车辆行进最优路径。结合相关技术对垃圾箱的清运情况进行实时监控,实时反映每一个垃圾箱当前清运状态。
如图2-12所示为重庆市江北区城市管理智慧中心的环卫智能管理系统运行截图。
图2-12 城市管理智慧中心的环卫智能管理系统运行截图
3)园林绿化管理平台
园林绿化管理平台通过对作业管理范围、责任网格的划分,明确各类责任主体,有效解决园林绿化数据采集、养护规划、喷灌控制、作业管理、树木成长观测及养护实施等一系列难题。通过整合现有绿化数据与普查结果制作新的绿化图层,在GIS地图上能清晰地反映出城市园林绿化的现状。同时,通过网格化管理,依托物联网、无线网络、GPS定位等技术,实现通过系统派发养护任务,实时掌握作业人员的情况,使养护管理更加信息化、智能化,能够全面提升城市绿化管理水平。
园林绿化管理平台组成结构如图2-13所示。
图2-13 园林绿化管理平台组成结构图
(1)基础数据管理子系统
基础数据管理子系统主要用于维护城市的园林绿化分布图及相关数据(园林绿地、居住绿地、道路绿地、公共绿地、林片、单位绿地等面积及植被分类明细等)与普查的绿化数据,进行数据分类、分层、统一编码,实现对矢量数据及栅格数据等属性数据的界面维护,并与后台数据库建立一一对应关系。本系统建立属性数据的批量导入导出模板,实现数据的批量导入导出。其具体功能为:整合现有绿化数据并结合普查的成果制作成GIS图层,实现绿地空间数据的综合展示,实现在地图上能够查看植物分布、重点树木、古树、绿化带的位置信息,并对园林绿化数据实时更新,划分网格化管理区域;支持影像数据的加载及展示,实现矢量数据与遥感影像数据无缝拼接、叠加显示,支持图层操作,使绿化数据更加直观,易于辨别和分析处理;根据区域责任制的划分,以不同的颜色区分作业公司的管辖范围,提供责任区详细信息查看包括基本属性、养护规划等;在GIS图层上,查看作业人员及作业车辆的定位信息及工作轨迹。
(2)古树名木及大树管理子系统
古树名木及大树管理子系统主要对包括古树名木及大树在内的有关数据的采集和录入,通过采集的数据,实现古树名木及大树生长情况的对比分析。
(3)植物动态管理子系统
植物动态管理子系统主要实现植物的栽种时间记录、所属单位/个人、品目、生长过程状况记录、树木移植记录变更管理(如移进、移出、死亡)、历史信息、当前状态(迁移、死亡)等基本信息的维护,实现变更记录的保存及历史查询。
(4)作业管理子系统
作业管理子系统用于进行定时作业计划、即时作业任务的制订和查看功能,可按照计划类型(月、季度、年)、养护类别、养护内容制订周期性的定时作业计划。
(5)智能喷灌子系统
智能喷灌子系统配备遥感设备,可以实现信号的无线传输,确保数据的实时获取。传输的数据主要包括环境温度、风力、气压、湿度、光照度、土壤水分、地理位置、植被种类等数据。通过数据比对及远程控制技术,实现智能喷洒。
(6)智慧公园子系统
智慧公园子系统实现公园的三维立体展示,同时提供相关信息(包括最新动态、公园平面地图、景区路线推荐、门票价格、紧急出口、Wi-Fi设置等相关信息)的展示与查看。
(7)园林绿化规划管理子系统
园林绿化规划管理子系统主要提供包括园林绿化的种植规划及养护作业规划。
(8)园林绿化案件管理子系统
园林绿化案件管理子系统接收监督员上报的绿化类型(古树名木、公园景观、绿地等)案件,对接收的案件进行核实、核查,将结果反馈到数字城管系统中。同时,提供各类案件的地图展示。
作业人员处理完上报的案件,系统可提供对已派发、处置的案件受理结果的跟踪。系统还具备对所派发、处理案件的数据统计功能。
(9)作业公司及作业人员管理子系统
作业公司及作业人员管理子系统提供对绿化养护承包单位的信息维护,包括作业人数、车辆数量、作业责任区划分等。支持展示作业公司作业范围及作业量、作业公司作业人员、车辆、设备等作业资源数据。同时,实现对绿化作业公司基本信息的录入及更新功能。还可根据划定的责任网格与作业公司一线人员建立对应关系,完成对作业公司的精细化监督与考核管理。
(10)绿化养护知识库子系统
绿化养护知识库子系统主要为园林绿化养护人员提供园林绿化方面的知识。养护知识包括养护标准、养护规则、养护流程、注意事项、养护方法等。病虫害相关知识包括名称、高发期、发病规律、病源、治疗方法、预防手段、病症描述等。
4)城市管理执法平台
城市管理执法平台作为城市管理者的“监视器、指挥棒和控制器”,以云存储空间地理信息为基础,依托多种移动通信技术,实现现场移动执法、平台人员调度管理、人员档案管理的功能。它通过加载整合各单项系统应用组件,并通过摄像头、传感器等终端收集、整理城市的各项“体征指标”,对相应专题图图层数据进行分类、加工、处理,利用图形化的界面形象展示各种信息内容,最终为城市管理者提供分析、研判依据和决策保障。通过该平台可以提高发现及解决问题的能力和效率,形成高效的执法体系。
系统平台的运作方式依赖执法人员、监督中心、审核部门及职能部门间的业务数据流转从而实现执法调度处理。该系统平台是结合业务间的关系实现城市管理和监管协调分离,使得城市管理职能部门真正履行公共服务和社会管理的职能,建立职责分立清晰、业务分工明确、执法信息与法规规范、执法情况反馈及时、问题解决迅速、监督严谨的数字化及信息化城市综合管理平台。该平台能实现全时段地理编码覆盖执法监控、案件基础数据管理、电子信息采集、移动案件受理、各个工作职能部门协调监督及综合评价等功能。基于以上分析,城市管理执法平台主要构建的是现场、监督、指挥及其职能部门之间的业务流转协调调度。同时,利用辅助外围系统实现对危险源、执法车辆、监控系统、GPS车辆监控及远程视频监控等业务。
城市管理执法平台的结构如图2-14所示。左侧是基础系统,主要用于城市执法管理;右侧是扩展系统,主要用于处理城管执法业务。
图2-14 城市管理执法平台组成结构图
系统平台网络拓扑结构如图2-15所示。系统局域网络需求带宽较高,数据流量大,对网络设备需求也较高。为提高网络处理能力,要求具有丰富的模块接口,扩展性要强,系统采用的核心交换机具有千兆级,捆绑千兆链路数据库服务器、GIS服务器、应用服务器,且接入交换机具有千兆连接功能,保证畅通连接数据中心、监控中心,同时实现多级平台连接政务网络,协调处理应急案件,有利于资源整合,建设统一传输、信息资源及网络平台即实现多网融合资源共享平台。
图2-15 系统平台网络结构图
5)视频综合管理平台
视频综合管理平台是智慧城市管理视频监控系统业务应用层的主线,以服务智慧城市为宗旨,围绕城市管理工作人员实际应用的需求,在视频图像及信息联网的基础上,提供一个易用、实用并且具备视频信息共享、存储查询等多项功能的视频综合平台,为智慧城市开展视频取证、视频监控、视频分析等业务提供应用服务支撑。
平台功能主要包括设备接入能力、平台联网功能、管理应用模块、运维管理模块、系统管理模块、移动应用模块和接口等。
智慧城市管理可调用的视频资源主要集中在公安及自建视频平台中,对视频资源单位所建的视频监控管理平台,应实现该监控平台与系统的视频综合管理平台的国标化对接。
借助联网网关可屏蔽平台层差异,实现平台间的信令控制、信令交互、信令路由、视频标准化转码、视频流推送及分发等功能。
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