城市管理智能化展望

城市管理智能化展望（通用7篇）

城市管理智能化展望 篇1

随着人们生活水平的提高, 汽车逐渐进入到普通家庭, 这无疑对道路交通的要求也越来越高, 为提高道路行车效率, 迫切需要建设一个高性能的智能交通系统 (Intelligent Transportation Systems, ITS) , 以满足大家的需求。

1 智能交通系统的概念

智能交通系统 (Intelligent Transportation Systems, ITS) 指的是建立在较完善的基础设施之上, 将先进的信息技术、计算机处理技术、数据通讯传输技术、电子传感技术及电子控制技术等有效组合在一起, 并运用于整个交通运输管理体系中, 从而能够在大范围、全天候发挥作用, 建立起的一种准确、实时、高效的综合运输和管理系统[1]。依据智能交通系统的概念, 我们可以看出, 为了解决社会不断增加的交通需求与有限的道路资源之间的矛盾, 使有限的道路资源能被充分利用, 提高人们的出行效率, 保障人们出行安全, 智能交通系统作为信息、通信、传感与控制技术综合运用的产物, 能给人们带来便捷。

但目前, 我国城市交通仍面临着许多严重问题, 如成都, 作为西南地区的一个大型城市, 虽然其承载能力越来越强, 路网体系也日趋完善, 但随着汽车保有量的强劲增长, 道路供需关系依然非常严峻。据成都市交管局数据显示, 截至2014年3月, 成都地区的汽车保有量突破268.59万辆大关, 中心城区突破114.18万辆, 这个数据仅次于北京。而且成都已月均增2万新车, 并持续了62个月。一天就会产生数百亿条GPS数据, 而车牌识别信息、交通监控视频信息等数据量更大, 交通相关的数据量也早以从TB级跃升到PB级[2], 因此, 如果要实现对城市道路的交通流量信息、交通状况、交通违法行为等的全面监测, 特别是承担在交通高峰期采集、处理及分析大量的实时监测数据的工作, 整个平台的运行压力将会非常巨大, 大数据 (big data) 就此产生, 大数据分析交通除了流量及车辆的相关信息外, 还必须包括路面情况、天气、突发情况、周边环境等诸多因素, 传统的交通数据分析法已很难有效处理如此庞大的数据的问题。城市智能交通应具备的特点和需求分析如下。

1.1 数据信息海量化

整个城市的交通行为主体作为城市智能交通的分析对象, 海量数据必然成为固有特性。

1.2 应用负载变化大

城市交通流特性呈现出区域关联性强, 随时间变化大的特点, 系统需要根据实时的交通流数据, 做出全面采集、分析、处理等。而传统的智能交通方案由于无法在全局上统筹, 往往会因此陷入彼此孤立的情形。

1.3 高稳定性和高可用性

只有要求城市智能交通系统具有高可用性和高稳定性, 才能更好地、更快捷地提供畅通、安全、高品质的行程服务, 以保障交通运输的高安全、高时效和高准确性, 让政府、社会和公众感觉到方便。而目前的很多方案中, 由于各生产厂商繁杂、设备类型众多、质量参差不齐, 而国内也缺乏统一的标准, 这样不仅系统维护成本高, 而且也很难做到保持智能交通系统的高稳定性。

1.4 数据共享需求

目前, 正在建设中的智能城市交通系统, 大量的终端设备出自不同的厂商或不同平台, 这样就形成了许许多多的信息孤岛, 彼此间很难实现共享数据。这在很大程度上影响了系统功能的充分实现, 智能交通系统在硬件、接口上应做的统一, 从而使行业信息资源的全面整合与共享成为智能交通发挥整体方案优势、整体统筹资源、统一协调的基础。

1.5 信息实时处理性能要求高

随着城市交通的拥堵日趋严重, 人们在出行时要求能随时随地通过熟悉的方式获取所需的出行计划和实时的出行信息, 因此, 未来的智能交通需要满足高效性、实时性的要求。

2 大数据与云计算技术对智能交通系统的影响与应用

云计算 (cloud computing) 是将计算任务分布在大量互联的计算机构成的资源池上, 使各种应用系统能够根据需要获取存储空间、计算力和各种软件服务, 该资源池被称为“云”。“云”是指一些可以自我管理和维护的虚拟计算资源, 通常包括宽带资源、计算服务器、存储服务器等大型服务器集群[3]。而云计算 (cloud computing) 是一种基于互联网平台的计算方式, 为计算资源提供全新的计算模式, 其服务方式可动态、伸缩且虚拟化, 云计算技术还会将所有的计算资源汇集在一起, 并通过软件实现对资源的自动高效管理。这使用户能更加专注于自己的业务, 无需为繁琐的处理细节感到烦恼。云计算技术之所以能有效处理和应对交通数据量大、可用性高、稳定性要求高、信息实时处理要求高、应用负载波动大、数据共享需求大等问题, 并能实现应用的灵活性, 高效整合资源, 降低运维成本和总能耗, 很大程度上是源于其自身的高可靠性、弹性扩容性好、快速部署及按需服务的特性。云计算技术以其高度的信息部署、优异的扩展性以及自动化IT资源调度, 成为解决智能交通面临的问题的关键技术手段, 成为一种全新概念的信息服务模式, 有助于智能交通系统的快速实现。

建设基于“云计算”的智能交通系统, 要实现交通信息的动态采集、分析、处理及发布, 并及时向用户提交动态交通信息, 报告路况动态变化信息, 指导用户出行计划, 规划用户行车线路, 从而有效提前进行分流拥堵流量, 从而提高交通通行效率[4]。其具体应用如下。

(1) 城市中的车、人或设备等每个交通终端节点, 均可以实时地通过交通云得到基于整个城市交通信息智能分析后提供的服务。

(2) 通过综合整个城区的交通流信息及汽车的运行计划信息, 每个交通信号灯都得到高效控制, 并在面控、立体多维的基础上进行相关预测;城市交通引导系统也可以与交通信息个性化服务进行无缝结合。

(3) 为了更智能地提高交通运行效率, 拓展一个智能交通信息服务市场, 运营商要相应地通过手机基站定位, 向用户提供实时的交通信息服务, 这些信息与交通控制、引导相结合。

随着移动通信网络的发展, 从早期的2G网络到3G网络, 再发展到当前的4G移动通信网络, 4G网络使图像视频传输更加稳定, 决策也更具有时效性, 并为智能交通系统提供了更多应用的可能, 移动网络在智能化交通信息系统中的运用日趋娴熟、准确, 使智能交通系统真正、全面、高效地服务于社会, 为缓减交通压力做出了更大的贡献。移动网络技术还有效地为智能交通系统的发展提供了新的发展思路。

3 4G移动网络的网络结构的核心技术及优点

3.1 4G移动网络的网络结构的核心技术

4G移动网络体系结构从下往上可分为物理网络层、中间环境层、应用网络层。正交频分复用 (OFDM) 技术是这一代移动通信网络的核心技术, 该技术可以为用户提供速率高、时延小的数据交换服务, 能达到下行50Mbit/s与上行100Mbit/s的峰值速率。OFDM技术特点包括:具有良好的抗噪声性能及抗多信道干扰能力, 可扩展网络结构。

3.2 4G移动网络的优点

3.2.1 通信速度高、灵活性好

4G移动通信系统速率可以高达到l00Mbps, 甚至是150Mbps。由于4G网络不仅是面向手机, 还面向智能手表、控制器、眼镜等移动智能终端设备, 这些终端设备极大丰富了人们的生活, 使通信变得更加灵活多样。

3.2.2 系统兼容性好

未来的4G移动网络要面向全球发展, 可以预测4G移动网络一定会开放出更多标准化的接口, 并与全世界各种网络进行高速通讯、互联。

3.2.3 网络采用宽频谱

4G移动网络的每个信道会占有100MHz的频谱, 是3G移动网络的20倍左右。

3.2.4 通讯费用低

目前, 很多3G移动网络用户之所以能方便地过渡到4G移动网络进行通信, 是因为4G移动网络与3G移动网络的兼容性较好, 且4G移动网络的系统采用灵活的操作方式。在加上4G移动网络通讯费用相对较低, 为4G移动网络的快速部署创造了条件。

3.2.5 网络通信质量高

4G移动网络通信时代是高质量通信的时代, 与3G移动网络通信技术相比, 4G移动网络通信技术将在很大程度上提升大数据的交互、处理能力, 特别是跟云计算技术的结合, 大大提高了效率, 4G移动网络让广大人们拥有了前所未有的、便捷的移动网络交互体验, 面对越来越复杂的网络环境, 通信质量也得到了较好的保障, 4G移动网络通信也能满足3G移动网络通信尚不能覆盖的区域。

4 基于云计算的智能交通的关键技术

上述的需求, 使大数据与云计算技术成为城市智能交通系统的重要支撑。为了有效地将云计算技术与跟4G网络相结合, 提升信息传递的准确性和可达性, 还需解决以下几个主要技术问题。

4.1 最优路径规划问题

云计算技术在智能交通系统中的另一个重要应用是智能交通系统中的最优路径规划, 它在各类应急系统及车辆路径导航系统中具有重要作用。智能交通最优路径规划是以交通运行数据为基础, 在云计算数据中心对各交通影响因素进行分析、处理和判断后, 再通过短讯、车载终端、GIS电子地图等各类终端发布帮助信息, 为道路的使用人员提供最优路径, 引导信息及各类实时交通帮助服务信息, 以提高车辆的通行效率及行车安全。

4.2 智能交通流预测与出行引导问题

基于云计算的智能交通流预测与出行引导可通过物联网对交通流量数据进行实时采集, 对这些数据进行分析和快速处理, 以便对道路交通流进行实时动态判别和准确预测, 从而正确指导用户出行, 这样必须建立起智能交通流量采集数据库及非结构化的数据库。

4.3 智能交通事故预警处理问题

道路交通中的突发事故严重影响城市道路交通运行的安全性和可靠性, 因此, 面对突发事故, 必须快速做出反应, 提出处理预案, 然后对其进行有效、及时地处置。基于大数据分析的交通事故应急处置方案的形成, 是通过物联网技术快速采集和分析交通突发事件及整个道路流量信息, 迅速地进行事故故障处理, 并及时发出预警信息, 提前、有效和安全地疏散车流, 达到不影响交通正常运行的目的。

5 我国智能交通系统发展趋势

众所周知, 我国4G移动网络牌照已经发放, 围绕4G移动网络的各项业务也快速展开, 但目前, 网络通讯费用并没有下降, 这对基于4G移动网络智能交通系统的开发与使用具有较大影响, 相信随着4G网络的普及、通信环境的改善、资费的下调, 大数据的交互平台将有望在许多移动设备 (如手机、平板电脑) 上实现, 云计算技术也将得到更广泛的应用。例如, 未来的智能交通系统将会出现自动驾驶系统、大数据与智能交通、生态智能交通系统、移动互联网与智能交通等。近年来, 基于移动网络智能终端的与交通相关的APP得到飞速发展, 因而, 移动互联网技术在人们出行中的作用将越来越大。

6 结语

基于4G移动网络的大数据和云计算技术的智能交通系统是一个复杂的系统工程, 它涵盖了网络构建、信息采集、系统集成及应用开发等多方面内容, 同时也涉及城市交通运行管理中的许多领域。要在4G移动网络平台上加快推进大数据和云计算技术在城市智能交通系统中的研究及应用, 必须不断加强技术革新、保障云安全、完善基础设施建设, 并将政府构建的基础性开放平台与引导科研机构、高校、企业参与应用研发相结合。

参考文献

[1]吴忠泽.迎接中国智能交通的新时代[J].科学, 2010 (1) :3-6.

[2]毕然, 党梅梅.智能交通系统标准化现状及发展趋势[J].电信网技术, 2011 (4) :44-47.

[3]赵娜, 袁家斌, 徐晗.智能交通系统综述[J].计算机科学, 2014 (11) :7-11.

[4]陆化普, 李瑞敏.城市智能交通系统的发展现状与趋势[J].工程研究—跨学科视野中的工程, 2014 (1) :6-19.

城市管理智能化展望 篇2

几点建议

近日有网友在铜陵市市民论坛上反映，天津路路灯晚上开灯时间过晚，学生放学后天已昏暗，路灯还没有开启，影响学生的行走安全。同时笔者注意到，早上七点天津路的路灯还没有关闭，有些浪费资源。与天津路相近的北京路道路路灯开启与关闭的时间也不一致。小区的路灯的开启与关闭的时间也不合时宜，如一些小区下午5点多天还大亮就开启了路灯，凌晨天还没有亮就关闭了，环卫工人在“漆黑马乌”环境下打扫卫生。一些城市亮化美化的景观灯也存在开启的太早的现象，设置的开启与关闭的时间存在长期不变。随着城市的建设与发展，铜陵市市政道路路网建设飞速发展，对城市各类道路的路灯的管理也就提出了更高的要求。为做好道路路灯的管理，建议：

1.建设智能化路灯管理系统。建设能根据周边环境光线的强度变化而自动控制器开启与关闭的路灯系统，根据季节的变化科学合理的制定全市统一的路灯（光源）的开启与关闭的时间。

2.路政部门应加强路灯系统的统一管理。授权路政部门对于全市范围内市政道路的路灯系统的统一管理与维护工作，解决多头管理，多部门协作的问题。在智能化系统运行的基础上，适时给予人工干预，实施分路灯精细化管理，既节约能源，又保证道路照明。

城市管理指标相关研究与未来展望 篇3

一、开展城市管理指标相关研究的必要性

全球化经济趋势越来越广泛, 开展城市管理指标相关研究有利于满足和加快我国城市化进程;在我国经济发展的重心已经转向了城市, 城市化进程的不断推进, 带来了巨大的经济效益, 但是也引发了一系列问题, 例如:资源贫瘠;环境污染;人口膨胀等, 这就提出了加强城市管理的重要性;开展城市管理指标相关研究有利于满足国家“十二五”划建议, 针对我国国情, 统筹城乡, 互动区域, 改善居民生活质量, 提高公共服务能力, 促进城乡协调发展, 关注和保障民生;另外开展城市管理指标相关研究能够进一步应对国家标准化发展的趋势。经济全球化的影响下, 国际组织对城市化开展了深入研究, 逐步建立了一套比较全面的城市指标体系, 其中涵盖经济、金融、文化以及环境等各个方面, 不同的指标体系来约束城市管理。在充分了解国家标准技术指标内涵的基础上, 结合我国城市发展的实际情况, 进一步加大对城市管理标准化研究, 有效应对国家标准提案, 实现我国经济和社会的协调发展。

二、城市管理指标的相关研究

根据国家对城市发展及其管理的研究, 以及国际化标准化发展的条件, 最终提出了关于城市管理指标的相关体系, 概括为三大方面:全球城市指标;城市智能基础设施量化评估;社区可持续发展。其中全球城市指标主要从居民的生活质量, 具体针对教育、健康、休闲、交通、能源以及城区规划等方面具体探究;另外是从城市状态方面研究, 针对城市人口、住房、市政管理、气候、环境以及技术与创新等方面进行探究。在城市智能基础设施量化评估体系中, 主要针对目前城市基础设施的相关内容具体展开, 需要通过采用定量分析的方法来衡量城市能源、交通等, 为城市管理者提供方便, 不断完善城市基础设施项目;基于社区可持续发展方面, 最终的目标是建立一套社区可持续发展管理体系标准, 将其作为衡量社区可持续发展的指标, 具体包含:社区可持续发展管理体系的要求、商业规划、住宅规划、工业园规划、绩效指标及评估以及使用年限等, 进一步统筹城乡, 促进趋于良性互动, 协调发展, 加快改善居民生活条件, 保障民生, 加强城市管理要求手段。

三、城市管理指标的进一步研究

为了加快城市发展, 提升衡量城市发展指标, 因此, 还需要对城市管理指标进行深入研究。具体可以从以下几个方面开展:

1. 成立城市社区可持续发展标准化技术委员会的必要性

基于我国城市化发展的现状以及城市管理国家化标准的要求, 需要尽快成立城市社区可持续发展标准化技术委员会, 进而有效地为我国城市宏观管理提供技术保障, 协调各部门, 全面落实标准化管理的相关政策、方针及其技术等, 同时城市社区可持续发展标准化技术委员会的成立能够按照国家制修订标准的各项方案, 为城市标准体系建立有针对性的内容, 在组织和协调城市管理范围的基础上, 努力做好国家标准制修订工作, 进而开展城市管理的各项工作, 逐步向国家化标准发展。

2. 深入开展对城市管理标准化的研究力度

在全球化的背景下, 面对城市管理国际标准化的大环境以及国内城市化进程不断加快的趋势下, 基于城市管理的现状以及现代城市的状态, 深入开展对城市管理标准化研究十分有必要。国家相关部门应该加大对城市宏观管理标准化研究, 给予更有效地支持, 不断开发新的研究项目和课题, 逐步建立一套适合我国城市管理标准化研究的相关体系, 完善城市管理项目, 协调城市经济、社会及其基础设施等方面的管理, 制定科学的评价指标及其评价程序, 确保我国城市管理工作的顺利进行, 进而加快城市化进程。

3. 建立健全我国城市管理指标体系

基于国际标提案的基础上, 借鉴发达国家城市管理的先进经验, 并结合我国城市管理的具体现状及其城市发展的状态, 完善有关我国城市管理指标体系工作, 要将城市经济、政治、金融及其居民的参与程度等敏感性指标融入其中, 彼此之间协调互动;努力做好城市环境指标评估方案及其技术性指标, 在净化城市环境质量的基础上, 实现资源的可持续利用, 完善城市管理项目;增加对城市发展过程中的衡量指标, 城市管理者在衡量城市发展现状的基础上, 不断扩展, 将经济、政治、文化及其环境等方面涉及其中, 进而加快我国城市化进程, 改善和提升城市管理水平。

四、结束语

综上所述, 城市是我国国民经济和社会发展的重要载体, 做好城市管理工作对于提升城市发展水平有着十分重要的作用, 本文通过研究城市管理指标的标准化, 阐述了加快开展城市管理指标研究的必要性, 最终为进一步加强城市管理指标研究提出了建议, 建立健全城市管理指标体系, 统筹城乡;协调规划, 在有效应对国际标准化城市管理的基础上, 推动我国城市经济的发展, 加快城市化进程。

参考文献

[1]常文慧, 李俊超, 杨洋.智慧城市评价指标体系构建研究[d].中国科学技术大学, 2015.

[2]沈建国, 宁登.城市指标与城市管理--联合国人居署”城市指标项目”回顾与展望[J].城市发展研究, 2004, 11 (3) :42-46.

城市管理智能化展望 篇4

随着近年来我国经济发展速度的加快,城市供热管网及换热站越来越庞大、分散、难以管理。热源、换热站、管网作为城市极为重要的基础设施和经济与社会发展的源泉,加强对热源调度和信息化管理建设具有相当重要意义[1,2]。

伴随着智慧城市概念的提出[3,4,5],城市的供热监控系统也向着自动化、智能化方向发展,提出智慧热网运营管理平台,利用物联网技术和自动控制技术对热源、换热站、管网到热用户的整个供热系统运行过程的主要参数、管网信息、设备运状况进行动态监测以及通过历史数据与实时数据的多维度比较,优化热源的调度,指导热源和换热站的运行调节[6,7,8,9,10],保障供热过程的安全高效运行,实现智能化信息管理。

本文提出智慧热网运营管理平台,采用OPC技术实现多通道的数据实时采集的方式,利用Lab VIEW软件的图形化设计思想实现上位机数据监制与分析[11,12,13,14],来实现城市供热系统的监控与智能化管理的方式[15,16]。

1 系统总体设计

智慧热网全息化管理平台针对热网的运行特点,从提高能源利用率的角度出发,并结合热力公司实际需求而开发的热网调度管理系统,集调度与运营管理于一体,功能包括人机界面、数据库管理、远程数据采集、远程控制、报警分析、趋势管理、报表应用,以及居民和非居民供热计量和计费等,利用先进的通讯网络,对整个供热链路,包括热源厂、换热站、管网、公共建筑和分户计量进行跟踪监控,不仅可以让调度人员全面掌握整个供热系统的状态,还能快速、准确地反映现场故障报警信息,方便巡检和维护人员及时检修,这样不仅节省大量的人力、物力,而且极大地提高了热网的现代化管理水平,达到了节能降耗的目的。系统的总体结构框图如图1所示:

2 远程通讯方案设计

2.1 PLC与OPC通信的实现

以OPC为客服端,下位机的控制系统以PLC为控制器,实现OPC与PLC控制器之间的通信是采用Internet通信协议。在OPC客服端的每个通道可以通过Internet来设置每个换热站的通道名称以及IP地址,通过OPC多通道多设备实现并行数据实时采集和数据的快速交换,可以把城市的各个供热的换热站信息集中采集起来,实现统一管理。数据并行的实时采集和数据的快速交换如图2所示。

(1)设置OPC服务器:先把OPC客服端启动,新建一个新通道并命名,在该通道下连接设备驱动选择“Modbus TCP/IP Ethernet”,通讯接口选择PLC映射的端口。完成OPC客服端的通道设置。

(2)配置设备ID:在该通道下连接设备驱动下连接设备类型和ID,设备ID为PLC在网络中IP号,按照实际情况进行配置。其他步骤为配置系统的扫描频率、连接时间和请求相应的时间。

(3)配置PLC的I/O点:配置要采集和控制的PLC的I/O点标签,通过标签所对应得地址,去采集相应地址的数据。还可以通过标签设置数据类型和客户访问类型以及采样频率。

2.2 OPC与Lab VIEW通信的实现

Lab VIEW上位监控软件程序与OPC的通信是C/S模式,监控软件程序作为客户端接口,

通过创建I/O服务器连接到OPC tags,然后绑定标签信息,将创建的变量绑定在OPC标签上,就形成了具有标签名称的共享变量,通过共享变量的方式来实现Lab VIEW与OPC服务器的数据通信,实现上位机与服务器的数据通讯,如图3所示。

通过共享变量,可以改变数据的类型、范围以及读写等功能,使数据交换的功能得到很大的拓展,这不仅对于本地数据间的通信,而且在网络系统中共享数据,也可以在上位机软件实现数据的共享。在变量与网络中对应的变量进行连接,可以对其属性进行了设定,因此用户可以很方便地通过共享变量建立其与网络变量的一一对应的关系,从而实现网络间的数据的通信。

3 监控系统软件设计

3.1 软件结构设计与实现

热网管理系统的功能是通过通讯系统采集现场控制系统的数据,并对数据进行相关的分析和处理或者向下对现场控制系统下达各种指令,来实现对换热站的实时监控。设计的上位机的流程图如图4所示。本系统采集的现场数据通过上位监控计算机的HMI界面显示到计算机显示器或主控中心大屏上,并对采集的数据进行报警判断,作相应的报警,根据报警信息来确认报警的位置和对其报警的控制,同时把采集到的所有实时数据和产生的报警信息存储到监控服务器的数据库系统生成历史数据库,通过访问数据库服务器可以方便地实现历史数据的查询、显示趋势图以及报表打印等功能。

3.2 智能热网运营管理设计

热网管理系统设计的用户界面是主控中心工作人员与监控计算机人机交互的窗口,该系统具备远程控制、供热报警、历史数据与实时数据的多维度比较等功能,实现了集中控制和管理功能,便于供热企业了解用户的实际采暖状态,解决了热网运行存在的水力失调的现象,实现了热网全面的水力平衡运行。还可以根据室外温度的变化自动调节供水温度,实现个换热站无人值守,从大大提高了供热效果,节约能耗,并且提高供热的服务质量。

热网管理系统基于SOA的企业应用体系架构,可集成任意采集装置、传感装置、网络应用数据等,可监测换热站的供水压力、回水压力、供水温度、回水温度、室外环境温度、供热量、燃气量、耗电量、补水量、水箱液位、电动调节阀开度反馈,以及循环泵、补水泵的运行状态、故障状态参数。并可以检测和存储公共建筑热力入口和用户热计量等数据,实现远程无人自动抄表。同时可以远程控制换热站的热水循环泵和补水泵的启停及频率设定,以及一次管网和公共建筑热力入口电动阀的开度调节,实现对供热系统的温度、浏览、压力等参数进行控制,提高智慧热网热平衡,实现节能控制。热网管理系统在运行的过程中有很多的参数需要进行采集和处理,需要准确地对换热站供热的参数数据进行实时的采集,采集数据可以建立档案数据库,对采集的现场数据进行统计分析使用;包括数据累计、平均值、最大值、最小值等多种计算,可按表格、趋势显示各个换热站和公共建筑的热力入口,以及供热分户热计量数据。

4 系统测试结果

系统测试主要包括两方面的内容;通讯功能和智慧热网全息化管理平台的设计,本系统使用OPC与现场的各个PLC控制器相连接,通过以太网驱动设备Modus TCP/IP与相应的IP地址,如图5所示。实现OPC实时采集各个地区的换热站的PLC,实现OPC的远程数据采集,通过设置完成,可以在快速数据交换客服端显示实时采集的数据。

在OPC采集的数据与Lab VIEW进行数据交互,通过I/O服务器的共享变量对OPC服务器的数据的标签采集,通过OPC标签实现数据的实时交互,如图6所示。通过与数据库SQL Server的连接,实现对数据库的操作,可以对采集的数据的进行存储和数据的分析和对历史曲线的分析。分析数据的报警与预测报警。

5 结语

城市智能停车管理系统研究 篇5

城市智能停车管理系统是智能交通系统的重要组成部分, 是解决城市停车难问题的有效手段。我国停车产业的发展, 大致可分为4个阶段:第一阶段, 20世纪80年代停车产业酝酿时期, 停车只是少数人的需求;第二阶段90年代起步时期, 随着国外出入口设备巨头进入中国市场, 市场划分更细, 但本地厂商占领国内的大部分市场;第三阶段, 在新停车场信息化浪潮中, 一批新锐公司进入停车设备业, 带来全新的发展思路和理念;第四阶段, 伴随物业服务水平的提高, 对停车场信息化的需求进一步增强。

随着我国经济的迅猛发展及城市化进程的不断推进, 汽车保有量迅速增长, 城市交通可持续发展的瓶颈不仅体现在道路拥堵上, 也体现在停车管理效率低和违法停车严重等方面, 停车问题已经成为各国大中城市经济发展的1个通病, 表现在以下5个方面。

1) 停车信息不够透明。随着互联网的高速发展, 网络已经成为人们日常生活中必不可少的工具, 国内缺少专用的停车信息资源平台查询了解实时停车信息。导致不熟悉情况的车主在停车的过程中浪费了大量的时间, 且产生了无效交通, 使道路更加拥堵, 甚至少数人会由于找不到车位而违法停车, 给交通管理带来额外压力。

2) 智能停车场的建设程度较低:随着交通问题越来越受到各方关注和重视, 智能交通作为解决交通问题1种有效途径逐渐得到认可和推广。与发达国家相比, 我国的智能交通事业发展仍很落后, 尤其是在智能停车场的建设方面, 仍处在起步阶段, 在覆盖范围, 智能化程度都还有比较大的差距。

3) 路侧停车管理效率低下。由于近些年机动车数量呈爆发式增长, 尤其是在城市地区, 机动车停车位数量严重不足, 路侧停车作为城市停车的重要组成部分, 在相当长的一段时期内, 还没有有效的方式替代路侧停车[1], 但是目前国内路侧停车管理主要还停留在人工管理层面上, 管理效率低下, 存在诸多管理漏洞, 不能对路侧停车实时有效监管, 从而导致各种停车问题的发生。

4) 违法停车现象严重。路侧违法停车在各个城市中非常普遍, 一直是制约城市交通有序管理的顽疾, 也对城市交通的高效运行造成严重干扰。在城市核心区的重点路段上缺乏对违法停车的有效监管, 不仅使城市形象大打折扣, 也易引发交通事故, 从而使本就脆弱的交通系统更加雪上加霜。

5) 对城市停车问题缺乏系统的管理。由于对各种停车信息, 如停车场资源、违法停车等信息缺乏统一的管理, 不能使政策制定者和管理者对城市停车问题做出准确合理的判断, 从而影响对停车问题的系统解决。

为了解决上述问题, 在智能交通系统的发展的基础上, 城市智能停车管理系统应运而生。

1 智能停车管理系统发展现状

在当前城市因土地资源紧缺和机动车保有量迅速扩张的前提下, 如何利用科技手段提高停车管理水平, 研究和建设智能停车管理系统, 促进现有停车设施的有效利用, 已经成为解决城市停车问题的有效方法之一。

国内外智能停车管理系统建设现状如下。

国外一些国家与地区在智能停车场管理系统的研究与应用上起步较早, 其技术要相对成熟, 功能相对完善。1971年, 德国亚琛市建立了世界上最早的停车诱导系统[2]。l973年, 日本柏市建立了日本最早的停车诱导系统[3], 它可以向停车用户提供的诱导信息包括停车场的位置、总车位数、使用状况等。到1995年, 日本已将停车诱导系统引入了40多个城市的交通管理。东京市新宿地区建立的停车诱导系统综合考虑了路网控制、交通控制、安全监控等相关因素, 被认为是日本首例成熟的案例。

在理论研究方面, Russell G.Thompson研究了停车搜索模型和停车诱导系统的优化和信息显示的配置等相关理论和方法;D.Teodorovi提出了基于整数规划和模糊逻辑方法的停车位预订系统;V.W.S.Tang提出了1种基于低成本无线网络的智能停车管理系统, 该系统是更高级智能交通系统的一部分, 可以在系统间实现数据共享;Z.Pala以RFID技术为主线, 对停车场管理的数据传输方式进行了研究总结;M.Y.I.Idris对智能停车系统及其技术进行了的研究, 总结了系统的功能和应用。

与国外发达地区相比, 我国的智能停车场管理系统起步较晚。在理论研究方面, 杨晓光等对城市停车诱导信息系统进行了总体设计;蔡景勇等将GIS引入停车场管理系统, 对管理系统的信息显示方面进行了研究与分析;季彦婕等对停车诱导信息板进行了研究, 并建立了泊位状况显示优化的模型;李维龙等对不同车辆探测技术进行了对比, 并介绍了低功耗无线传感网络技术。

北京在2001年建设了市内第一套停车诱导系统工程———王府井地区停车诱导系统, 并在2012年对该系统进行了升级, 应用了物联网云计算技术, 以及移动互联网技术, 建设全方位的智能停车诱导系统, 实现以互联网、手机、车载导航、诱导屏、广播等全方位的多级、连续的发布手段, 方便驾驶员随时随地了解停车信息。同时也为政府、科研等部门开展静态交通的相应研究提供研究工具和数据支持。

上海、深圳、杭州等城市也都建立了停车诱导系统, 但是仍然存在着诱导系统覆盖范围小、系统落后、使用效果不理想等问题[3,4]。

目前, 智能停车场和停车诱导系统的发展速度最快, 对这2个方面的研究也最多, 但是对智能停车管理系统的整体研究比较少, 缺乏系统性的认识, 不能从全局考虑, 把智能停车场、停车诱导系统、路侧停车管理和违法停车等系统综合起来共同开发, 形成1个比较完善的体系。笔者从整合的角度出发, 提出了智能停车管理系统的主要功能及系统架构。

2 系统主要功能

智能停车管理系统要满足全面收集城市相关停车动态及静态信息, 通过有效整合、综合分析与控制各种交通管理资源和设施, 达到先进实用、反应快速、运转协调、安全可靠的现代化停车管理指挥和服务体系的要求, 全面提高城区交通管控能力和停车服务水平。该系统应具有以下几方面功能。

1) 数据共享功能。智能停车管理系统只是智能交通系统中的一部分, 因此该系统应该具有较强的兼容性, 能实现与其他智能交通子系统进行信息共享、数据传输等功能, 方便统一管理和维护。能够最大限度的利用现有的智能停车管理设施, 使其成为智能停车管理系统中的一部分, 做到资源的合理利用。

2) 停车信息采集、处理、研判功能。通过对智能停车场、路侧停车场、违章停车监控系统等取得动态、静态停车信息, 系统后台软件将对所采集的信息进行统计、分析, 得出相应的停车数据, 为交通指挥调度、有关领导制定相关决策等提供重要依据。

3) 违法停车监视与管控功能。通过覆盖市区内的视频摄像机以及各类交通检测装置, 对市区停车状况进行全面的实时监控, 尤其是城市重点区域。在指挥中心可通过视频摄像机, 随时定点检查路面上、停车场内的停车状况, 及时发现违法行为并予以纠正处罚[5]。

4) 停车诱导和信息服务功能。基于综合交通信息采集系统, 交通指挥中心可以发布多种停车信息, 一方面可以通过道路上的可变诱导屏为道路出行者提供实时的停车状况信息;另一方面可以通过系统部门之间的信息传输, 获取其他相关部门的信息并实现交通信息与其他相关部门的信息共享。

市民可通过电脑、手机等互联网终端登录停车资源信息平台, 实时查询需要的停车信息, 包括停车场位置、停车场总车位数、空车位数、收费标准、营业时间等信息。

3 智能停车管理系统架构

智能停车管理系统由数据采集层、数据分析层、终端发布层和数据共享层组成, 见图1。

1) 数据采集层。数据采集层是数据分析层、终端发布层和数据共享层的基础, 其主要目的是利用各种信息采集设备收集各种停车数据, 包括车位信息、停车收费信息、违法停车信息等。

该层为数据分析层、终端发布层和数据共享层提供数据和性能保证, 由于集合了多种数据采集设备, 需要对数据进行初步整理和储存, 同时在动态更新的情况下保证系统的稳定性以及数据的准确性和及时性至关重要。

2) 数据分析层。数据分析层结合数据采集层为数据和停车管理提供实际需求, 利用数据挖掘技术, 产生有助于交通主体进行决策和判断的信息, 需具备数据的准确性、分析的实时性和功能的多样性等三方面特性。

数据的准确性要求数据分析模型要经过充分和严格地验证, 并定期对模型进行准确性评估;分析的时实性要求平台能够给用户提供最新的分析结论, 并根据最新结论做出有效决策。功能的多样性要求平台具有多维度的分析能力。

3) 终端发布层。终端发布层是将数据分析层产生的分析结果存储, 根据不同的终端请求, 提供和展示不同的分析结果, 要具有易用性。此层直接面向应用对象, 提供的服务必须让用户容易理解和使用, 界面友好, 易于操作, 能够准确找到与需求对应的功能入口。

4) 数据共享层。数据共享层是将终端发布层的反馈数据和数据分析层产生的分析结果共享给整个智能交通系统, 使停车数据的利用达到最大化, 为交通的可持续发展提供有力支撑。此层面向的是各智能交通系统, 因此需要有标准的数据接口和标准的数据格式。

4 技术实现

系统具体的技术实现思路是, 考虑到停车数据的巨量性, 可采用大数据技术处理和存储交通数据, 结合大数据与云计算技术, 利用专家数学模型对海量交通数据进行多维度的分析和挖掘, 并通过云发布服务, 将分析结果传达至各类终端, 使交通参与者能快速、全面、准确的完成交通决策。

1) 数据采集层技术实现。该层主要是利用摄像头、雷达、超声波和人工上报等多种方式所结合的综合停车信息采集技术来实现。计算机对采集数据进行初步整理并存储, 为后续数据收集与处理打下基础。

2) 数据分析层技术实现。采用数据挖掘技术, 根据交通信息采集层提供的实时数据、数据综合分析等需求, 结合专家数学模型, 对采集的停车海量数据进行实时处理和有效分析, 随时随地掌握整个城市的停车服务状态、停车难多发区、违法停车实时状况, 实现停车诱导、违法停车实时管理等一系列智能交通行为。

利用Hadoop技术的使系统对交通数据的处理更准确、更快速[6]。利用NoSQL (非关系型数据库) 对交通数据中包含的海量图片、视频、音频等数据进行有效的存储和管理。利用HBase技术实现数据的快速存取[7]。

3) 终端发布层技术实现。采用云计算服务将停车场位置、价格等情况进行多终端、多类型的发布服务。支持PC、Pad, 智能手机 (iOS/Android) 等各类终端;信息受众包括行业管理人员和广大公民, 使得行业管理人员能够快速评估停车服务水平, 公众实时感知停车状况, 从而提升交通管理水平和服务满意度, 进而减轻道路交通堵塞、降低汽车运输对环境的影响。

4) 数据共享层技术实现。利用SOA技术 (基于面向服务的体系结构) 实现不同智能交通系统间的数据交换与共享[8]。SOA是1种开放的、可扩展的、安全的和可组合的软件架构, 它具有易维护和更高的可用性等特点。利用这种技术更易于实现停车数据的共享与分析。

5 智能停车管理系统组成

智能停车管理系统主要包括停车资源信息平台、停车诱导系统、路侧停车管理系统、智能停车场管理系统[9]、违法停车管理系统5部分。系统通过前端数据采集装置收集停车场、路侧停车场的车位信息和违法停车信息等, 并将数据传回系统后台进行处理, 将处理后的数据分别传送给停车诱导系统和停车信息资源管理平台, 并能将这些数据与关联数据库、交通指挥中心和其它智能交通系统共享。系统逻辑架构图如图2所示。

系统的物理架构见图3。

从上述的系统逻辑架构和物理架构图中可以看出, 智能停车管理系统具有完善的功能。从系统构成方面, 智能停车管理系统可以提供停车资源管理平台、停车诱导、路侧停车管理、智能停车场管理和违法停车管理等核心功能;从信息流程方面, 包含信息采集、信息处理和信息应用等主要流程。据此设计开发的智能停车管理系统, 能够为城市的停车管理提供有力的支撑, 在提高城市交通效率的同时, 促进城市交通管理的科学化和现代化进程。

6 结束语

通过智能停车管理系统的规划建设, 把现有的智能停车管理设施集成到1个系统中, 使资源利用达到最大化。通过改造和新建智能停车基础设施, 逐渐完善智能停车管理系统。实现停车信息采集和处理、停车信息查询、违法停车监控、停车诱导等多种功能, 在一定程度上能够解决当前城市的停车难问题, 提高停车设施利用率, 创造较大的社会效益和经济效益。

未来智能停车管理系统的发展趋势有以下几个方面:

1) 停车场实现数据共享[10], 打破信息孤岛, 建设停车物联网平台, 实现停车诱导、车位预定、电子自助付费、快速出入等功能。

2) 停车诱导、车位引导和反向寻车系统快速普及。

3) 逐渐实现无人化服务。

4) 手机实现车位预定、支付、寻车等功能。

参考文献

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[3]王泽河, 樊月珍, 毛恩荣, 等.先进的城市停车诱导系统的研究[J].计算机工程与设计, 2006, 27 (2) :188-189, 194.Wang Zehe, Fan Yuezhen, Mao Enrong, et al.Study on parking guidance system of city[J].Computer Engineering and Design, 2006, 27 (2) :188-189, 194.

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[8]凌晓东.SOA综述[J].计算机应用与软件, 2007 (10) :122-124, 199.Ling Xiaodong.A Review of SOA[J].Computer Applications and Software, 2007 (10) :122-124, 199.

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城市管理智能化展望 篇6

0 引言

智能控制是一类独立驱动智能器械达到目标的边缘交叉学科, 它主要用于解决一些复杂的, 时变, 非线性的系统问题。在这类情况下, 通过常规的数学模型无法有效完成任务, 智能控制就是在这样的背景下发展起来的。本文对DNA文化编码算法进行了优化创新, 以此来实现对城市实时道路交通的智能管理。

1 优化创新的算法流程

优化后的DNA文化编码算法主要包括三个主要元素:信念空间, 种群空间, 影响函数。信念空间立足于宏观角度, 模拟文化的产生与发展过程;种群空间是算法展开的主要空间, 它主要利用演化操作与性能评价来反映自身迭代进化的过程;影响函数通过的作用是为了更新粒子群当中的优秀粒子的信念空间, 可以帮助其更快速更优质的演化[1]。该算法首先初始化种群空间以及信念空间, 然后计算种群空间的演化代数从而判断是否展开演化信念空间步骤。如果满足接受条件, 则更新信念空间, 用当前状态下种群空间中的最好个体替换最差个体, 计算使用度, 利用算法的选择, 交叉, 变异来进行自身演化[2]。粒子群演化中, 每运行影响函数代用信念空间群体中适应度较好的m个个体来替换掉最差的个体。最后评价所有粒子的适应度状况, 实时更新种群粒子的位置 (P) 与速度 (V) , 选择出最佳粒子, 直至满足终止条件, 输出最优路径。

2 寻找最优路径

依据第一章的优化改进过的算法流程, 下文利用优化后的DNA文化编码算法, 寻找最优交通路径, 阐述如下:

2.1 建立初始种群

初始种群的建立在DNA基因文化算法的遗传进化过程当中起到举足轻重的作用。如果初始种群的平均适值较高, 则迭代过程能够在相对较短的时间获得最优解[3]。建立初始种群的流程可以按照如下思路进行:我们首先可以结合道路特征编制一个DNA编码的优质抗体记忆库, 然后如果存在相同或相近的道路状况, 可以直接调用合法的初始抗体群;反之, 则通过聚类生成初始抗体群, 保持初始种群的多样性, 便于遗传操作的正常开展[1]。

2.2 信念空间

本算法对信念空间采用了DNA算法中的选择, 交叉, 变异操作对DNA群体进行迭代演化分析, 其交叉遗传算子最小变化单位表示如下:

则第i个知识个体的可用矢量为:

本算法采用位置+速度的优化算法使得粒子趋近于全局最优解, 最终通过粒子位置所在的DNA序列集合来获得最优个体。

2.3 更新信念空间

信念空间的初始种群需要不断进行更新演化。本算法采用DNA算法当中的选择、交叉与变异操作, 利用轮盘赌选择出较优个体, 种群数目为n, 个体i适应度设为fi, 则它被选择概率如下:;然后通过两点交叉操作使其知识解群体共享知识信息, 结合均匀变异操作利用概率P进一步扩大搜索空间, 扩展算法的全局观。助其更快速更优质的演化, 扩大搜索空间。

3 算法效率分析

判断DNA基因文化算法效率的参数主要包括进化代数与种群规模。因此本文从这几个参数进行模拟实验, 算法在100代以内就引起了急剧收敛, 到500代时呈基本稳定状态。因此, 针对贵阳市交通特点, 我们选择种群为50, 进化代数为500代, 运行时间为20分钟, 得到最优解为1.0803e+8。

4 总结

从实验中可以看出, 本算法可以基本解决动态计算最优解, 优化车行路径的问题。但在这样的情况中, 考虑到DNA进化的变异性, 算法并不够稳定, 这样的情况导致了同样的种群, 同样的优化代数情况下, 可能产生多种解。这是在将来的工作和学习中需要进一步解决的问题。

摘要：囿于贵阳特殊的地理环境, 光靠发展道路的硬件设施建设不能完全解决问题, 要与交通技术管理手段相结合。本文对传统的DNA文化编码算法进行了优化创新, 同时结合贵阳市交通具体情况, 利用算法使车辆在行进过程中, 不断寻找最优路径, 达到缓解道路压力的最终目的。

关键词：DNA,算法,智能

参考文献

[1]丁永生, 基于生物芯片的DNA计算——模型、算法及应用[M], 丁永生等著, 科学出版社, 2011-11-01:109-111

[2]文静.公众出行交通信息服务系统关键技术分析[J].软件, 2013, 34 (5) :143-144

城市管理智能化展望 篇7

1 传统方式的“抄核收”模式的弊端

传统方式的“抄核收”模式存在地域广、监控难、投入大、干预多、效率低、差错高、缴费难和成本高等诸多问题亟待解决。下面具体地阐述了“抄核收”工作中存在的常见问题。

1.1 地域广、监控难、投入大、干预多

随着“智慧城市”建设的不断推进,我们基本实现了分户供给“电、水、气、暖”。首先我们的客户分布在城市的大街小巷,人工抄表入户,实际距离已经远远大于城市地域。其次,城市生活时间基本为法定工作时间,我们的抄收人员只能利用下班时间完成抄录和收费工作,如客户不在家、表计故障未能发现等原因就会造成漏抄、少算等问题,很难监控。再者,地域广,非工作时间工作,我们就需要投入更多的人工和金钱。由于人工的增多、客户不配合和人员业务及个人素质差异等原因,必然造成人为干预“抄核收”准确性的因素增加。

1.2 效率低、差错高、缴费难

因为整个工作流程都是由人工来完成,工作进度就会存在不确定性。每个人每天的精力是有限的,随着人口的增加,我们的工作量也在逐步地加大,就需要更长的工作时间。大量的数据通过人工录入后再核算,也是一个相当大的工作量,也需要相应的时间。而且整个抄表工作是人工用眼睛读取示数并进行记录,再录入系统,中间任何一个环节出错均会导致抄表工作失误,后续的核算工作也会变得没有意义。此外,抄表工作人员的工作态度也是抄表误差的一个重要因素,比如一个工作人员因为做事马虎或者过度劳累都可能造成工作失误。传统的工作方式难以实现各个工作环节的监督,不能及时发现问题,审核员只能对电费计算的准确与否进行审核,但是不能审核抄表率的正确与否,使得电费会计不能获得可靠的数据。因此,传统模式存在工作效率低、差错率高的问题。城市生活群体工作时间基本一致,传统的“走收”方式下,收费人员所收资金安全风险日益突出,而营业厅“坐收”,由于工作时间一致,人们需要专门安排时间去缴费,为生活和工作带来诸多不便,缴费难的问题必然出现。

1.3 成本高

随着经济的发展、人们生活水平的提高,工资水平也相应地提高,人工成本在不断地提高。如果所有的工作都是手工来完成,需要投入大量的劳动力,比如,一个抄表工作人员每天抄表的数目是有限的,他采集的数据送回去,还需要人工进行录入,录入完成后,还需要专业人员进行核算,整个流程走下来,需要大量的人力物力可见一斑。

雇用人员的同时,人员管理上也是一大问题,需要专业的部门和人员对员工进行管理,这一块又会产生人工成本。因此,传统的抄表方式在目前生活水平下,已经不适应当前的经济环境,它带给企业的人工成本太高,严重降低了企业的经济效益。

2 解决的措施

2.1 建设“四表合一”工程,实现远程实时抄表

电、水、气、热是人们日常生活不可少的公共服务产品。“四表合一”采集建设工程借助电力集抄的经验和技术,通过拓展用电信息采集系统应用领域,推动供电、供水、供热、燃气“四表合一”采集,目的在于打造新型能源服务模式、全面支撑智慧城市建设,减少抄表工作量和硬件重复建设,建设节约型社会。

通过“四表合一”和业务融合,构建公共事业统一服务平台,支持全方位的“一站式”电子化业务服务,可以实现漏水、漏气预警和用量提醒,为客户提供完整、及时、准确的用能信息,显著改善客户用能互动化服务体验,促进客户能源消费理念转变,顺应“智慧城市”建设发展趋势,推动构建公开、透明、高效、便捷的“互联网+能源”运营模式。

2.2 建设智能核算系统,实现无人工干预核算

从数据抄录,到核算完成,中间有数据转换计算和审核生成的过程,传统方式的核算过程,数据录入和审核为人工完成。以朔州地区30万余户电力居民客户为例,电费中心8名业务熟练的核算员需要10个工作日才能完成电费审核发行工作。建设智能核算系统,就能实现核算过程全自动化作业和无人工干预的效果。

建设以用电信息采集数据为依托,将客户抄表、计算、复核、发行等传统业务环节,通过系统模块的自动处理功能的智能核算系统,实现了采集数据的智能化“打包”处理,使得抄核业务效率整体得到了大幅提升,大大减少了人工对核算环节的干预。

2.3 拓展多元化收费方式,实现客户缴费零距离

传统模式的收费方式多为入户“走收”,资金的安全风险日益突显,存在资金被贪污、挪用、丢失和抢劫等风险。而营业厅“坐收”,存在与客户工作时间冲突、缴费客户排队等问题。国家电网公司经过十多年的不断努力创新,通过增加供电企业自有营业厅的服务功能,与金融企业合作开通代收电费业务和网上银行缴纳电费业务,充分利用互联网和电力营销信息化手段开通支付宝、手机微信钱包、掌上电力客户端和电e宝App等电费缴纳方式,全面构建供电企业“多元化”的缴费服务模式,为广大电力客户提供更便捷、更优质、更贴心的缴费服务,满足不同用户的缴纳电费的服务需求。

3 结论

进入互联网时代的今天,人们需要更加便利、便捷的生活方式。文章畅想了与大家日常生活密切相关的“供电、供水、供气、供热”等公用事业未来“抄核收”管理新模式的发展方向。这一模式的形成,将有力推进“智慧城市”的建设,能够利用大数据分析区域能源使用比例及使用结构差异,为政府节能降耗、减排增效策略调整提供数据支持,同时有效整合用能服务,扩大智能用能范围,提升能源使用监管水平,减少转嫁至客户的投资成本,最终实现政府、行业、客户三方共赢的有机协同和运营模式的可持续发展。

摘要：在全球互联网、物联网飞速发展的今天,传统意义的“供电、供水、供气、供暖”的抄表、核算、收费方式,已经不能满足人民日常生活方式的需要。依托国家电网公司用户采集系统、SG186系统和“互联网+”收费等新技术,实现“电、水、气、热”四表一体化远程数据采集,集中自动核算和多元化缴费的新的“抄核收”管理模式正逐步形成。为建设“智慧城市”,提高人民生活品质,提供了全新模式。