物联网生态（精选10篇）
物联网生态 篇1
0 引言
随着“一带一路”国家发展战略的贯彻与落实,作为区域经济发展“加速器”的物流行业迎来了新一轮的发展机遇,区域间经济合作与交流不断深化,中国与东盟国家间贸易量持续增长,跨区域物流产业链逐步形成和日趋完善。推动中国—东盟物流联盟和物流服务体系的形成,促进中国—东盟跨区域物流协调发展,是实施一带一路”国家发展战略的重要手段。新兴物联网技术在物流行业中的广泛应用,为我国物流行业从传统的发展模式向新型生态物流发展模式的转变提供了新的思路。在“互联网+”环境下,智慧物流和智能化物流信息服务的持续发展,为新型生态物流提供了可靠的发展基础。然而,地域文化的多样性,物联网技术应用水平的差异,物流物联网生态技术环境构建及物流发展规划的不同,都使得中国—东盟物流发展在面对“一带一路”的发展机遇的同时,也面临着区域合作升级带来的巨大挑战。因此,结合物流物联网技术体系、物流异构信息资源管理与智能化技术服务等要素,探索物流物联网生态技术发展路径,构建满足物流行业跨区域发展的中国—东盟物流物联网生态技术环境,将是适应国际物流行业发展趋势的前提和基础,同时也是“互联网+”新时代赋予物流行业的新任务。
1 中国—东盟物流物联网生态技术环境内涵分析
多区域物流合作是根据经济贸易往来的需求,为降低不同层次业务往来的物流成本而开展的跨区域物流协同。随着中国—东盟自由贸易合作区的成立,以及区域经济一体化的不断深化,物流发展地缘限制受到很大程度的弱化,中国—东盟多区域物流逐渐向系统化演变,尤其在当今“一带一路”的国家战略背景下,中国—东盟多区域物流实际上已发展成为由多个物流主体组成和参与的区域物流整体系统,每个区域都可以看作是—个物流主体或物流子系统,并形成完整的“运输—仓储—加工—配送”物流供应链体系,多式联运、异业联盟、智能技术公共服务等成为中国—东盟多区域物流发展的新趋势。
新兴物联网技术是推动多区域物流协同发展的重要动力,中国—东盟物流物联网生态技术环境是一个由物流基本环境结合物联网技术环境构成的复杂多层次要素集合,具备自组织优化与生态协调发展的特性。具体而言,它包括以下3个特征。
(1)自组织性。经济贸易和社会文化交流活动的深入,带动了中国—东盟多区域物流在资金、技术、信息和政策等方面的共同发展,各个区域物流子系统在打破自身封闭界限的同时,通过物联网互联互通的本质特征实现了区域间的交流与互动,使得多区域物流在长期发展演化的过程自组织形成统一的区域物流生态技术环境,并促进了多区域物流资源的优化配置。
(2)立体性。在整个生态技术环境当中,由基础物流技术、新兴物联网技术、生态环保技术相互交叉构成了主体技术环境;由政策体制、标准规范、多区域协同机制等相互交叉构成了辅助支撑环境。两类环境互相融合,构成立体化的中国—东盟物流物联网生态技术环境。
(3)生态协同性。区域物流的发展要与生态自然相适应,生态技术环境更强调了“生态”的概念,以可持续发展为基本理念,技术为物流业务服务的同时,降低物流行业对环境的污染,确保生态得到有效保护。
打造中国—东盟自由贸易区升级版,助推“一带一路”建设,需要从物流物联网编码识别规范、异构资源接入与集成、智能技术服务管理等方面的统一协同来丰富中国—东盟物流物联网生态技术环境内涵,以缓解多区域物流合作与竞争中面临的物流发展水平不均衡、发展机制不协调和物流生态技术环境不统一等压力。
2 中国—东盟物流物联网生态技术模型
从种类繁多的技术手段、物流行业应用中抽取典型的几类要素,通过分析其相互作用的机理,采取适当的切入点使其融合起来,构成中国—东盟物流物联网生态技术模型,并由此形成可行的技术路线,逐步攻破关键节点,掌握实现关键要素,使抽象的模型演变为具体的生态技术环境,为中国—东盟物流行业服务。
2.1 生态技术模型构建
中东盟物流物联网生态模型要体现多要素立体式交叉的特点。在支撑环境方面,以区域物流物联网技术标准、跨区域物流协同机制和区域物流大数据基础为3个要素。其中,区域物流大数据基础作为技术底层环境存在,为模型的各类中、高层提供数据支撑;区域物流物联网技术标准贯穿整个模型的技术部分,是实现区域协同、资源共享的基础;跨区域物流协同机制作为政府和企业可以遵循的某种方式,协调各方,在物流运作中起到“1+1>2”的作用。中国—东盟物流物联网生态技术模型如图1所示。
在支撑环境的围绕下是模型的主体——物流物联网生态技术,分为3个层次。第一层是行业基础技术,包括物流基础技术和物联网基础技术。其中,物流基础技术即包装、运输、存储、装卸、配送各环节所采用的传统技术和新兴技术;物联网基础技术即传感器、传感网、射频识别、卫星导航等技术。两类基础技术的碰撞融合即形成物流物联网的特定行业技术。第二层是中间件技术,能够实现异构的硬件、软件系统之间的互联互通,是跨区域资源共享的关键技术。第三层是物流综合联动层面的物联网应用技术,在第二层中间件实现异构资源对接的基础上,实现物流作业一体化、跨区域多式联运、中国—东盟保税物流、第三第四方物流、低碳物流及物流的多业联动发展。
2.2 技术路线
中国—东盟物流物联网服务发展技术路线不仅为中国—东盟区域物流的转型发展提供依据,更要为物联网技术在物流行业的深度应用指明方向。物流物联网新业态在中国——东盟跨区域经济发展中的作用显著,实现了传统物流服务业的转型升级,打造新型生态技术环境时必须考虑区域经济发展不平衡与技术发展不均等的差异性,通过物联网的互联互通特性实现资源真正意义上的流转。中国—东盟物流物联网服务发展技术路线如图2所示。
基础理论的研究始终要走在前列,由各地科研院所承担各项与中国—东盟物流经济发展、物流物联网技术优化与升级、区域物流体制机制与政策协同等相关的基础理论研究,不仅从技术层面为物流、物联网的相关企业提供支持,还要从决策咨询、决策参考的角度为政府等相关管理部门提供政策支持。在基础理论研究的基础上,由相关的区域标准委员会制定物流物联网标准体系。技术理论与标准体系的共同作用,能够推动物流物联网的硬件研发与部署,这是整个生态技术环境的底层基础。物流物联网解决方案的设计有赖于第四方物流物联网集成服务商,在设计的过程中融入低碳环保的理念与技术,并根据解决方案开发相应的物流物联网平台或系统,这是实现区域异构资源共享的最直接环节。在此基础上进行的物流供应链及各环节的技术应用,能够实现中国—东盟物流的一体化发展。
2.3 生态技术环境关键要素
中国—东盟物流物联网生态技术环境具备几个关键要素。第一个关键要素是标准体系与编码规范,在物流物联网的应用已经初具规模之时,相关的标准与规范依然缺失,导致硬件产品参差不齐,软件数据结构混乱,给区域互联互通的实现造成极大障碍。鉴于传统的物流标准已经形成了一定的体系,重点要建立物联网的基础标准,以及物联网与物流相结合而产生的行业应用标准,尤其是物流物联网信息编码规范,包括数据采集、存储、传输和应用的各个方面,通过统一的编码方式确定典型的物流信息数据结构,从而规范大规模数据采集终端的原始数据编码,提高数据传输处理的效率,规范越来越多的物流物联网应用平台和系统的数据结构,从根本上解决影响区域物流互联互通的异构数据问题。
区域异构资源集成应用是物流物联网生态技术环境的第二个关键要素,大数据、云计算等技术使物流各类底层数据汇总与共享成为可能,标准体系与编码规范实现跨区域资源集成的准确对接,在应用层面还需要将已有的各类物流行业应用系统、服务平台进行互联互通,构成中国—东盟区域物流资源集成网络。该网络的节点就是各级各类物流平台,平台下的资源都可以广泛共享与应用,新建成的平台也可以直接加入区域物流资源集成网络,其下的数据、资源等得到更多应用,同时使资源集成度日益提升。
第三个关键要素是物流物联网智能技术服务管理,包括中国—东盟物流物联网服务网点建设、智能技术服务创新、物流综合服务模式管理等多个方面,以合理的管理手段实现高效的技术服务。以区域物流枢纽为核心建设区域物流物联网服务网点,构成与原有物流基础设施相叠加的物联网服务网络,使物联网数据服务从虚拟的线上延伸到线下。物流物联网服务网点与物联网服务商共同实现智能技术服务的创新,将传统的物联网数据服务、位置服务不断优化升级,使其更加精准,服务领域更加广泛。物流综合服务模式管理则立足于具体的区域物流领域应用,如多式联运、保税物流等,需要有配套的综合服务模式提供一站式的服务与管理。此外,在物流物联网供应链的上下游企业之间、区域物流物联网联盟之间也需要相互协同的管理机制。
3 中国—东盟物流物联网生态技术环境构建路径选择
3.1 加强顶层设计与战略布局
中国—东盟物流物联网生态技术环境需要多区域上至政府下至企业共同努力,协同配合。其中,政策环境的建设必不可少。搭建中国—东盟物流物联网政策服务平台,在项目、资金、技术等方面制定相关政策,对特殊地区、特色企业进行重点扶持。改进物流行业多头管理的体制,一个单一领域一个管理部门,跨领域有主体管理部门与协同管理部门,形成纵向一致、横向连接的物流管理体制。完善区域资源共享机制、业务协同机制、人才培养机制等,进一步发挥市场机制对物流资源的配置和调节作用。制定一系列的物流物联网地区发展规划,从基础设施建设、城乡物流发展、物流多业联动、物联网技术环境构建等方面进行统一战略布局,有计划、分步骤地实现既定目标。
3.2 建设中国—东盟物流生态技术网络
以中国—东盟物流物联网生态技术模型为依据,建设区域物流生态技术网络,首先是以生态技术为理念的标准体系建设,包括物流工具与作业标准化、物流信息编码与传输规范化,以及在应用层面的诸多体系,如产品的物流追踪流程规范、可视化智能管理规范、物流配送中心建设规范、智慧物流供应链体系等。其次是建立基于中间件技术的大数据生态技术平台,通过该平台实现异构数据转换、异构系统与终端融合,使区域物流大数据网络联动联营,从而快速汇集现有的物流数据信息,提高有效信息的利用率。再次要建立均等化技术服务体系,通过互联网使物流物联网服务能够延伸到更广阔的区域,配合线下服务网点建设,构成均等化技术服务网络,逐步加快对不发达地区的扶持力度。
3.3 加强物流物联网多区域联动发展
建立保税物流园区与工业园区联动体系,发挥园区集聚辐射带动的作用,与华南经济圈、西南经济圈和东盟经济圈的工业园区建立多区域联动发展,从而增强区域综合吸引力和竞争力,带动大西南和中南腹地的经济发展,深化中国—东盟区域经济合作。发展海陆联动驱动保税物流,完善陆运通道,包括在保税物流园区至西南经济圈、东盟经济圈和华南经济圈和沿海保税区至内陆城市之间继续新建和完善高速公路和快速铁路;完善海运通道,包括加快建设深水航道、大型专业化泊位、通用和专用码头;推进海上客运和空中运输的建设,加强通关检验基础设施,包括验货场和口岸联检大楼的建设。加快建设第三方物流服务网络,重点加强物流企业间的联系,建设和完善第三方物流服务网络和供应链。加快发展区域物流供应链服务,在制造业物流、商贸物流、旅游物流、物流金融等方面加强联动,尽可能地发挥各种物流要素的作用,对物流要素进行优化组合和配置,提高供应链中各个要素的竞争力。
3.4 发展农村生态物流,缩小地区差异
利用“互联网+”战略带来的发展机遇,促进农产品与物流电子商务一体化发展。建设农村物流基础设施,完善城乡物流双向流通的体系建设,加强对农村物流体系的监管。通过建立—站式冷链物流体系和生鲜直采体系,解决鲜活农产品的物流问题,减少物流环节的消耗和农产品损耗。创新整合城乡物流运营模式,加快构筑现代农产品物流体系,依托物联网技术的支撑,有针对性地整合物流资源,简化流通渠道,实现农产品生产与物流配套协同发展。加强城乡链接点及农村关键地区的信息化传输设施基础建设,农产品加快接入物流识别技术,实现产品的有效追溯与跟踪。创新城市物流与农村物流对接模式,实现物流交通、信息化、生产与物流环节等方面的对接。鼓励发展生鲜农产品“网订店取”业务,引导电商企业和社区便利店等传统商贸企业合作,提升生鲜农产品网上销售的客户体验度和服务水平。
4 结语
中国—东盟自由贸易区升级版与“一带一路”国家战略实施促进了物流行业的飞速发展,对高效物流的需求日益迫切,与物联网、互联网等新兴技术相结合打造物流物联网生态技术环境成为必然。区域物流物联网生态技术环境具备自组织性、立体性和生态协同性等特征,由物流物联网技术标准、跨区域物流协同机制、物流大数据环境构成基础环境,物流基础技术、物联网基础技术与中间件异构资源共享技术作为主体技术环境,实现保税物流、低碳物流、多式联运、多业联动等上层应用。抓住标准体系、异构资源集成应用、智能技术服务管理等关键要素,根据技术路线做好路径选择,在顶层设计和战略规划、生态技术网络建设、区域联动发展和农村物流体系建设等方面下工夫,以物流物联网服务的提升推动中国—东盟区域经济的快速发展。
摘要：“一带一路”国家战略的实施为打造中国一东盟升级版带来前所未有的机遇和挑战,物流行业作为传统的服务业也面临着提供智能、高效、精准服务的转型升级压力。在发展“互联网+高效物流”的新形势下,以自组织性、立体性和生态协同性为区域物流物联网生态技术环境的内涵特征,构建中国一东盟物流物联网生态技术模型,探索其技术路线,把握关键要素,从顶层设计、建设生态技术网络、加强区域联动和发展农村物流物联网体系4个方面打造中国一东盟物流物联网生态技术环境,推进区域物流加速发展。
关键词：中国—东盟,物流,物联网,生态技术环境
参考文献
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物联网生态 篇2
关键词：生态环境监测；物联网技术；应用
随着我国工农业的不断发展，再加上城市化进程的持续深入，环境问题已经成为制约我国可持续发展战略的重要因素。现阶段，尽管我国已经针对生态环境污染问题制定了相关的规范与标准，同时还有一系列有关的实施细则与方法来针对环境污染进行控制，然而效果并不理想[1]。究其原因，主要在于环境保护的基础性工作，生态环境监测存在监测能力不足、监测措施落后以及自动化程度低等各不足，严重影响生态环境监测工作的开展。所以，加速推动我国生态环境监测工作朝着网络化、自动化以及智能化的趋势发展，就成为社会各界共同关注的焦点，而物联网技术的引入正是实现上述目标的重要途径。
一、物联网技术概述
物联网指的是“物物相连的互联网”，其主要是基于互联网所进行的延伸发展。最早是在1999年，由美国麻省理工学院专家提出，其将物联网定义成利用红外感应器、射频识别（RFID）等信息化传感设施，根据制定的相关协议，通过互联网连接任何物体来开展通信与信息交换，达成针对物体进行智能化的管理、监控、跟踪定位、识别的目的[2]。通过物联网技术能够使得人类的生活、生产与互联网进行更为深入的整合，使得人类生活、生产实现网络化、高效化以及智能化目标。
物联网技术通过多年的发展，在各行各业中的应用广泛，比如精细农牧业、国防军事、金融领域、医疗领域、智能家居、智能物流、智能交通以及智能电网等各个方面，其主要作用在于进一步缩短物理世界与信息系统存在的距离，将对应的传感器置入油气管道、建筑、医疗设施、家电、铁路、隧道、桥梁、公路以及电网等各个行业物体中，然后再与互联网进行有效的结合，使得人类社会能够与物理系统进行深度融合，在整合系统当中，利用高效计算机针对当中的设施、机器以及人员实施有效的监管。
二、物联网技术在生态环境监测的应用
（一）水质监测
针对水质在线监测的种类主要包含水质污染监测与饮用水监测。上述两种监测方法较为类似，均是在监测目的位置放置各类监视视频、传感器等设施，感知层设置完成以后，通过网络层来将相应的信息传递到应用层，而应用层则依照传感器具体位置、采集数据时间等相关内容来针对其进行系统的分析，最终达成针对水污染源、水质进行有效的监管。当前我国已经有生态环境监测站深入开发物联网技术，构建基于三层网络传输结构的环境监测体系，基于原有的中程无线传感网络技术和藻类水华预测预警模型实施进一步优化，不仅能够有效保障信息数据时间的连续性，同时能够将预测精度提升到80%左右。
（二）大气监测
针对大气监测，常用方案主要包含固定在线监测与流动监测这两种，由于在线监测具备同步达成监测与预报的作用，其已经成为大气监测主要的发展趋势。所谓固定在线监测，主要是在污染源排放口位置安装固定在线监测设施，基于监控范畴内根据网格形式来进行污染物传感器设置，进行即时的大气监测与预报。现阶段，我国许多城市都已经建立了环境空气自动监测系统，针对环境空气常规监测指标实施实时的监测与预报。比如武汉市，近几年详尽在全市范围内建设8个监测子站，综合利用各种传感设施针对大气环境当中的可吸入颗粒物、二氧化硫以及氮氧化合物等相关因子实施信息采集，然后利用互联网把实时信息传输到监控中心，达成环境空气自动监测与预报的目标。
（三）生态监测
生态在线监测技术将对应的监测范围划分为若干个分簇，对应的分簇则综合参考监测的相关需求，比如温度、噪音以及湿度等，分别设置对应的传感器来进行相关信息数据的搜集，然后将收集到的信息数据汇总传输到控制中心[3]。生态在线监测技术不但能够有效保障环境监测远程信息采样与传输的可靠性与实时性，并且通过在相应的监测范围内设置移动Agent节点，能够依照互联网能够构建实时的二维定位表，能够始终选择最佳的路径来进行信息的传递，使得整体功耗得到有效的控制。
（四）海洋监测
所谓海洋监测，其主要是把互联网与传感网应用到海洋环境监测工作中，将无线传感器布置在需要监测的海域，采集有机磷农药、化学氧耗量、重金属有机污染物以及营养盐等各类海洋环境监测的信息数据，利用无线发射设置来进行信息数据的传递，最终建立一套基于物联网技术基础的海洋环境智能监测系统。当中的每一个节点均能够连接不同的传感器，并且传感器具体安装位置能够进行水上、水下调节，能够有效满足各个不同监测点的相关要求。
三、展望
随着物联网技术的持续发展，再加上相关领域的持续完善，其在环境保护方面的应用越来越广泛。综合参考当前物联网技术在环境保护领域的利用，其未来的发展趋势主要包含横向与纵向两个层面。从横向层面来看，现阶段的物联网技术在环境保护领域应用相对较为单一，未来其还能够在海洋生态系统、化学组成、电磁监测、噪声监测以及土壤监测等各个方面进行有效的延伸。从纵向层面来看，在科学技术与信息化技术的推动下，物联网技术还能够实现更深层次的智能化、网络化，未来的发展不再局限于生态环境监测，而是形成一个环境保護的整体体系，使得相关工作的效率得以大幅提升。总而言之，物联网技术在环保行业的应用是必然是发展趋势，这就需要我们深入研究物联网技术，加大投资、推广力度，进一步推动我国环保事业朝著智能化、网络化、信息化的趋势发展。
参考文献
[1]杜克明，褚金翔，孙忠富，郑飞翔，夏于，杨小冬.WebGIS在农业环境物联网监测系统中的设计与实现[J].农业工程学报，2016，04：171-178.
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[3]高立艾，刘少博，李丽华.基于物联网技术的温室土壤环境监测系统的设计[J].节水灌溉，2012，10：72-74.
物联网生态 篇3
1 物联网商业生态系统主体竞合分析及企业生态位
1.1 物联网商业生态系统主体成员竞合分析
物联网商业生态系统中存在以用户为中心的价值网络,存在着多条产业链,而产业链上的电信运营商、系统集成商、芯片制造商、通信模块提供商、软件及应用开发商、传感器制造商、网络设备提供商、用户和高校科研机构等主体企业,基于各自的核心竞争力进行竞争合作活动。
物联网商业生态系统主体间竞争本质是协同进化、同生共荣、实现共赢。从系统主体间生存、发展与演化这3个角度来分析主体间竞合规律,主要有以下表现:
1)主体共存发展。作为在物联网商业系统中一个主体,要想在系统中不断的生存与发展,就要不断学习,创新与自我发展,并按照系统中所在价值链及产业链的发展规律进化;
2)相互关联的主体间相互竞争。在物联网商业生态系统中,由于每个主体所承担的角色、分工及核心竞争力不同,可能会导致为争夺某种资源而产生竞争,并且在相互竞争的同时也会促进主体自身的某一方面的进步与发展,但这种竞争的结果会发生物联网企业生态位的分离,最后得以共生与系统之中,并共同促进物联网商业生态系统的稳定发展;
3)主体协同共生。物联网商业生态系统的主体竞争与合作都是以各自核心竞争力为基础和前提的;在竞争合作的活动中,主体间相互依存,相互限制,相互协调,通过挖掘有利资源和优势能力,取长补短,整合资源,优化配置,加强协作,提高自身能力的同时促进系统各项能力的共同进步,更好地服务于用户,创造更丰富的价值,维持物联网商业生态系统的高效与持续。
1.2 物联网商业生态系统企业生态位
由于企业生态位反应了企业在特定市场环境中的位置与作用[5],所以物联网商业生态系统环境下的企业生态位,可以定义为一个物联网成员企业在商业生态系统中所处的位置和形态反应,与系统其他成员企业发生的活动关系,以及对物联网商业生态系统的适应性与利用的总和。可以从概念中了解以下几种含义:
1)物联网成员企业承担着物联网商业生态系统的价值和使命。系统中的每一个物联网企业都处在某一价值链的位置,并且通过与系统中其他成员企业进行活动行为,来组成整个价值网络,以此来完成整个物联网商业生态系统的使命,提供满足用户需求的服务,每一个企业都不能凭一己之力完成所有需求服务。
2)物联网商业生态系统的可用资源。这些资源主要是:信息资源,如企业文化,市场信息等;用户资源,如客户和市场份额等;供应链资源;物质成本资源,如厂房、设备等。
2 主体间竞争合作演化模型
物联网商业生态系统的成员企业间的相互作用与物种之间的作用方式有很大的相似性,在生态学理论中,两种相互竞争的种群同时存在于一个生态系统中时,他们都会抑制对方种群数量的增长,而自身的种群数量增长会按照Lotka-Volterra模型描述的方式增长[6],该模型能反应出因顾客个性化需求对一个种群企业的产品成本、功能、技术等因素的影响变化[7]。物联网的应用行业广泛,需要解决不同行业用户的需求,每一种物联网商品都要结合具体行业的专业知识,因此,单独的物联网企业很难完成于推广这种综合性的项目。然而现有的物联网产业中,由于我国缺少专业服务提供商,因此,有望主导物联网产业发展的是实力较强的电信运营商与系统集成商[8],所以本文先讨论运营商与系统集成商两者之间的竞争合作模型,不考虑外界因素对物联网商业生态系统的影响。
2.1 问题假设
首先假设物联网商业生态系统中只有相互影响、协同进化的电信运营商和系统集成商2个物种企业,且两种企业的实力均衡,电信运营商和系统集成商各自环境资源的增长不仅取决于自身市场资源量,而且还要被对方所拥有的市场资源量所抑制,但各自的最大市场资源量不会超过环境资源容量。当两个成员企业单独生存时,其生态位演变均遵循Logistic规律。物联网商业生态系统中主体都息息相关,每一类主体作为一个种群都不能被取代消亡,否则物联网业务将无法完成,电信运营商与系统集成商作为两个种群不能彼此替代,一旦某一方无法胜任系统的价值创造任务,都会有新的个体从原种群来接替,继续完成所应承担的任务环节。淘汰与更替也仅是种群企业个体的更换,而并非是种间企业。
2.2 竞争合作演化模型建立
基于以上基本思想、假设和方法,构建如下的物联网商业生态系统电信运营商和系统集成商的资源要素竞争合作演化模型为
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其中:R1,R2分别为电信运营商和系统集成商在物联网商业系统中的市场资源拥有量或者技术水平;r1,r2分别为电信运营商和系统集成商的资源量相对增长率;K1,K2分别为不发生竞争情况下其各自的环境资源利用最大容量;σ1为竞争效应系数(取大于-1小于1的常数),即系统集成商对电信运营商的发展所产生的相对抑制作用;λ1为合作效应系数(取大于-1小于1的常数),即合作中系统集成商对电信运营商的合作互惠作用,同理σ2,λ2可做相应解释。
2.3 竞争合作演化模型分析
物联网商业生态系统的竞争合作演化方程如上式(1)所列,令
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得到电信运营商与系统集成商生态位变化率等值线,如图1(a)和图1(b)所示。
根据上述公式及σ1,σ2,λ1和λ2内涵可知,电信运营商与系统集成商之间还主要存在以下几种竞争合作关系[9]:
1)若物联网商业生态系统的电信运营商和系统集成商的生态位是部分重叠的,如图3所示,2个成员企业市场资源占有量的竞争活动激烈,如果外界不加以任何约束的话,可能的后果是发生恶性竞争,不具竞争优势的成员企业必定会被淘汰,但具有竞争优势的成员企业将会占有重叠部分的生态位空间。即undefined时,物联网商业生态系统的两个主体都可能得胜,都能抑制对方,并且利用市场资源的能力都弱于可比较的竞争能力。系统存在3种平衡,如图2(a)所示,但此时的平衡点不稳定,稳定点平衡的条件是R2=K2,R1=0或R1=K1,R2=0,两个企业谁能胜出将取决于各自最初资源占有数量之比。
2)若物联网商业生态系统的电信运营商和系统集成商的生态位是完全分离的,如图4所示,说明它们占据着各自的全部生态位,并且没有市场资源的竞争活动发生,可能的原因是二者的企业生态位之前发生了较大部分的重叠,两个企业经过激烈竞争后为了达到共存的效果,都退回了一部分生态位,来求得在一个生态系统中共存,此时系统中合作的效应远远大于竞争效应,双方在寻求积极的合作来弥补自身资源的不足。即σ1,λ1或R2等于0和σ2,λ2或R1等于0时,二者各自的市场资源增长量都遵循Logistic规律呈“S”形增长。当两企业各自生态位宽度达到各自所能利用市场资源量最大时,二者的生态位在系统中达到平衡,而物联网商业生态系统也是平衡的。
3)若物联网商业生态系统的电信运营商和系统集成商的生态位是彼此邻接的,如图5所示,两企业不发生直接竞争,这样一种生态位关系是由于双方回避竞争的结果。电信运营商、系统集成商都不能互相抑制对方,不能完全抑制对方的成长,说明竞争效应与合作效应达到了动态平衡,通过合作式的竞争来实现协同。即undefined,两企业的等值线相交于F点,此时两个企业所产生的竞争负作用大于合作正作用。在OK1FK2区域内,由于undefined,所以R1,R2都是增加的,稳定点逐渐向右上方运动。当两个企业的生态位状态位于undefined区域时,由于undefined,这时R1继续增加,而R2将逐渐降低,所以稳定点逐渐向右下方F点运动。当两企业的生态位状态位于undefined的区域内时,undefined,即R1将逐渐降低,R2继续增加,所以稳定点将向左上方移动,直到F点为止,如图2(b)所示。因此,这种情况下只有一个平衡点F,由于电信运营商和系统集成商各自拥有不同的竞争优势,都不会被对方淘汰,结果是它们将在物联网商业生态系统中共生,直到生态位分离时,达到合作互惠的最好结果。电信运营商和系统集成商可以在物联网商业生态系统中各自区域中最大市场资源利用量下以特定生态位宽度共生,两个企业根据平衡点的分配来占用物联网商业生态系统的资源。
2.4 模型扩展
对于物联网商业生态系统中成员总数为undefined的竞争合作演化模型,其竞争合作演化模型扩展,如图5所示。
因此,式(3)为物联网商业生态系统的竞争合作演化模型,其中其对研究物联网商业生态系统中主体的竞争合作进化行为具有重要意义。
物联网商业生态系统主体间实际的竞争合作活动更为复杂,其中的某两个主体可能因某一项目基于各自的核心技术而促成合作,也可能产生竞争活动,而多个主体间也存在合作竞争活动,并且基本的合作竞争规律符合前文的讨论结果,在一定的环境下,多个企业可以实现互利共生的均衡状态,以竞争活动促进更好的合作,实现协同进化,创造价值。
3 合作竞争演化模型Matlab仿真
基于以上的模型,运用Matlab对物联网商业生态系统竞争合作模型进行仿真分析:
1)物联网商业生态系统中电信运营商与系统集成商存在着竞争合作效应,当合作带来的为负效应时,取仿真参数R1=3,R2=1;K1=6,K2=6;r1=0.08,r2=0.08;σ1=0.5,σ2=0.5;λ1=-0.8,λ2=-0.8。仿真结果,如图7所示。
从仿真结果(1)可以看出,当合作环境对彼此产生的为负效应时,竞争作用明显,市场规模占优势的电信运营商最终会打败不占优势的系统集成商,也会产生市场垄断,但也达不到电信运营最理想的市场规模。
2)物联网商业生态系统中电信运营商与系统集成商存在着竞争合作效应,但系统集成商对电信运营商带来负的合作效应,电信运营商对系统集成商带来正的合作效应,取仿真参数为R1=3,R2=1;K1=6,K2=6;r1=0.08,r2=0.08;σ1=0.5,σ2=0.5;λ1=-0.8,λ2=0.8。仿真结果如图8所示。
从仿真结果(2)可以看出,当2个企业间的系统合作效应相反时,起初两个企业的市场资源占有量都会扩大,但到达一定程度时,竞争效果明显,得到负的合作效应的电信运营商,市场规模会逐渐缩小;而得到正的合作效应的系统集成商的市场规模仍会有所扩大,但达不到最理想的情况,两个企业的竞争作用更为明显。因此可能造成系统集成商在物联网商业生态系统的垄断,造成利益分配不均,资源不能公平共享,一方独大的局面。
3)物联网商业生态系统中电信运营商与系统集成商之间存在着竞争合作效应,并且合作带来的正效应大于竞争带来的负效应。取仿真参数R1=3,R2=1;K1=6,K2=6;r1=0.08,r2=0.08;σ1=0.5,σ2=0.5;λ1=0.8,λ2=0.8。仿真结果如图8所示。
从仿真结果(3)可知,当物联网商业生态系统中电信运营商与系统集成商合作带来的正效应大于竞争带来的负效应时,合作的作用更明显,两个企业能达到的规模比没有合作竞争作用时要大,都不能抑制彼此的增长,这说明两个企业都想要更强大,都应选择合作式竞争的策略,实现系统内的协同,才能达到理想的市场规模。
4 结 论
本文在模型分析中虽然只选取了2个占主导地位的成员企业,但在紧密不可分的物联网商业生态系统的每一环节的活动中,仍然可适用。通过上述分析,更加可以说明物联网商业生态系统成员间的竞争活动是为了更好的合作,更好弥补自身企业的竞争力不足,发挥物联网商业生态系统的协同作用来促进产业的发展。只有资源共享、相互分工协作、发挥各自的核心能力,在获取更多利益的同时引导系统内其他主体成员快速成长,在竞争与合作的相互作用中达到一种动态平衡,达到生态位邻接的一种协同状态,才能使物联网产业多元化、高效化、弹性化地发展。因此,从商业生态系统生态位的角度对物联网成员企业之间的合作竞争机制及演化机理产生更加深刻的认识。
参考文献
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车联网:为物联网开道 篇4
车联网通过无线通信、GPS、GIS以及传感技术的相互配合，可以实现在信息平台上对车辆自身属性以及车辆外在属性（如道路、人、环境）等信息的提取和有效利用，在此基础上，还能为用户提供包括交通、安全以及娱乐等综合性服务。作为车联网项目的核心，Telematics（应用无线通信技术的车载电脑系统）将成为未来投资的热点，在2020年后，有望实现两亿辆汽车100%的网络接入，完成“全覆盖”。
车联网强调技术融合
Telematics主要指基于通信和信息（Telecommunication和Informatics）技术实现（无线）远距离监测和监控。Telematics可定义为通过内置在汽车、航空器、船舶、火车等运输工具上的计算机系统、无线通信技术、卫星导航装置、交换文字或语音等信息系统与服务器端的集成，它是通过互联网技术来提供信息服务的系统，被认为是未来的汽车技术之星。Telematics的原意覆盖的范围较广，但目前这个词基本上就是特指结合GPS、GIS和无线通信等技术的汽车电子（车体和车载）通信、管理和信息服务系统。Telematics产业链条主要包括用户、内容提供商、设备提供商、网络运营商、TSP（Telematics Service Provider，汽车物联网服务提供商）服务商5个部分。
TSP在Telematics产业链中居于核心地位，因此，TSP也成为了整车制造商、电信运营商、独立ICT厂商乃至导航地图厂商等力争的角色。
人们常将Telematics与ITS（智能交通）以及Auto-Electronics(车体或车用电子)相提并论，的确，这三者在产业上是密不可分的，但又有所不同。借助新的ICT技术，如车间(Vehicle to Vehicle, V2V)、车路(Vehicle to Roadside, V2R)、车外(Vehicle to Infrastructure, V2I)以及人车(Vehicle to Pedestrian, V2P)等，一个崭新而多元的车联网智能交通网络，正在各国政府和公共部门的主导下，有计划地规划和建设中。日本有VICS和SmartWay计划，欧盟有e-Call和e-Safety计划，美国有VII计划。中国提出的“车联网”重大专项计划可以说是对上述各国由政府主导的ITS计划和由企业主导的Telematics的回应。按上述“人-车-路-环境”的理念，中国提出的“车联网”理念包括Telematics、ITS、和汽车电子三大板块业务中与联网运营相关的部分，TSP运营服务是核心。
商用车联网潜力巨大
目前国内外业界在谈论Telematics时往往主要关注乘用车，由于乘用车用户一般为个体用户，大部分车主每天花在车上的时间多半为上下班时间，加起来不会超过两小时，TSP服务属于“锦上添花”，不是“刚性”需求，加上月服务费偏高（一般为20美元左右），导致乘用车用户在试用期过后的续约率很低，一般为10%左右，例如GM的OnStar在6000万辆车上“标配”了可提供TSP服务的设施，但只有大约600万活跃用户。
而对于商用车（包括货车、客车、出租车、救护车、消防车、警车、工程机械等等，如下图）来说，司机每天在车上的时间可能超过8小时，同时也属于工作场所，其所属的企业有管理上的要求，国家也有对“两客一危”商用车监控的强制要求（在2011年年底这类车辆必须实现联网），以及对“甩挂运输”等模式的推动带来的联网需求、商用车对TSP服务的需求，随着技术的发展会越来越普遍。
车队管理（Fleet Management）是对一个企业或机构的所有商用机动车车队的管理，包括一系列功能：机动车全生命周期管理、购车贷款和租赁财务管理（4S店）、 车辆维保、Telematics/TSP服务、驾驶员管理、速度和油耗管理、安全和车况管理、调度管理、载荷管理、库存管理、后台办公室管理等业务。据有关统计，在一辆商用车的生命周期中，购车费用一般只占20%，其余都是管理和维保费用，因此车队管理是一项很重要的服务，市场潜力巨大。
在中国，车队管理市场的碎片化很严重，目前还没有相关的市场研究报告，专业从事车队管理业务的企业不多。车队管理业务也可包括第三方智能物流系统，如冷冻链管理的应用等；移动资源管理（MRM）是一个比车队管理范围更广的业务，但车队管理仍然是MRM的主要内容。商用车车队管理和MRM业务目前在国内受关注程度相对较小，国内专注这项业务的企业也相对较少，还未形成规模。
标准与商业模式之惑
急需统一标准
未来的汽车不仅自身是一个高度信息化、智能化的载体，而且车与车之间，车与路之间，也能够通过物联网技术进行感应、协调。车联网也就是全面的“汽车信息化”，其两个指标是“个体数字化”和“网络群体化”。在行业发展初期，汽车还停留在个体数字化阶段，开发商能够根据不同的网络和标准，为不同的车型定制模块。但当“网络群体化”时代到来时，大片的标准空白，将会成为运营商的难题。例如各种3G制式之间，至今仍不能实现跨网视频通话，终端设备不能兼容不同营运商的SIM卡等。
车联网强调人、车、路的组合，要把这个产业链做大做强，标准至关重要，没有统一的标准，交通实时路况信息和应急信息等就很难及时被关联到车上面，服务也难以规范化。车联网涉及终端与车体电子系统和TSP之间的通信和数据标准，此外，还有TSP服务平台、内容提供商、政府监管部门的信息交换标准等网络通信层、系统层、应用层的标准。
在网络通信层面，目前全世界有多达40多种车体电子网络标准（常用的有CAN、LIN、FlexRay等），因带宽和使用特性不同，要实现统一几乎是不可能的，这就需要TSP终端能够兼容各种通信协议。 在应用层面，目前比较受瞩目的除GENIVI以外，还有NGTP、DSRC、OSGi VEG、AUTOSAR、SAE J2735等。
TSP发展到现在，互联网式的信息聚合和多功能应用越来越重要，笔者认为，物联网标准的核心和关键是基于大集成应用的数据表达、交换和处理标准协议的建立，以及其相对应的软件体系框架。车联网也一样，有了统一的数据表达，就可以像HTML/HTTP一统互联网江山一样为产业发展带来繁荣。
在技术层面，车联网是一个综合性产业， 需要对通信技术、消费电子、移动互联网、中间件和系统软件、嵌入式软件（Android应用商店模式等）、GNSS定位导航、GIS、LBS、ITS、车内总线技术、CTI语音技术、音视频娱乐与游戏系统、呼叫中心、搜索引擎，乃至SNS社交网络等技术、应用和业务模式有全面而深入的理解，并在此基础上融合和创新。
谁来买单？
在商业模式层面，乘用车领域一直让企业感到头疼的是“用户是否愿意为TSP车联网业务买单”的问题。不论是OnStar、G-Book，还是其他一些服务提供商，都有免费使用期，试用期过后，一般只有10%左右的续费率（尽管onStar宣称这个续费率他们也可以持平或略有盈利）。什么样的服务才是消费者需求的服务？什么样的服务能让消费者有付费的冲动？是否一定需要消费者来买单呢？下图是研究机构的一些需求分析结果。
根据用户需求，大致上有以下几种商业模式。
内容收费：靠流量收费提供利益分成，目前这种模式已有取得初步成功的企业；
有偿服务收费：多家企业集体分成，基本信息和内容免费，依靠道路救援、远程防盗等盈利，目前采用此模式的企业也有成功案例；
全部服务都免费：靠广告盈利，业界一致认为，车联网的最终归途和互联网一样是免费，但在目前使用率不高、点击率少的情况下，这种模式还有点早，有待探索。
以上模式的关键是TSP业务，如前文所述，整车厂商和移动运营商是汽车物联网所需的“垄断资源”的拥有者，地图资源是另一大重要资源，然而它和GNSS卫星定位服务一样，会逐渐失去垄断性。不过移动运营商、整车厂和地图厂商还是最有条件和基础做TSP服务的，下面列出了几种重要的TSP合作模式。
汽车厂商与移动运营商合资：这是最为常见的TSP，如奔驰与德国电信的合资项目，onStar与多家移动营运商进行合作，这种模式在产业成熟期将成为主流的商业模式。
移动运营商主导模式：这种模式在韩国较为普遍，移动运营商摆脱了汽车厂商的制约，不再受到具体车型的影响，但没有汽车制造商的支持，TSP很难开展前装市场业务，此外，终端机无法同汽车电子系统相连，限制了系统的功能。
第三方独立TSP模式：此模式固然具有高度的灵活性，但既得不到汽车制造商的支持，又缺乏移动网的专门支撑，在前装和后装市场都缺乏足够的话语权，除非已取得先发优势，靠高质量内容和服务赢得消费者，否则生存比较困难。
物联网生态 篇5
姚建铨:尊敬的汪院士、栗甲副主席和山东省的领导以及来自中国电子学会的副秘书长刘明亮博士以及王新霞主任, 以及在座的其他全国来的各位专家, 以及来自山东省各个企业、各个机关的一些领导和同志们, 非常高兴受组委会的邀请到这里来给大家见面, 作一个报告。
在做报告之前, 有两点先说明:这次是山东省首届物联网大会, 虽然这个时间比全国物联网大会和其他省市的物联网晚了几年, 但是我认为这个首届开的好, 刚才在几位领导的讲话里面, 我深深的体会到山东省物联网建设, 智慧城市建设方面以及有关的技术层次方面已经做好了充分的准备, 而且做了大量的工作, 我特别同意由中国电子学会指导, 山东电子学会举办的物联网大会能够二届、三届一直搞下去, 扎扎实实的推动山东省以及全国的物联网技术、物联网产业, 以及智慧城市产业发展。另一个, 山东省物联网技术、物联网产业的条件非常好, 我建议成立一个物联网技术智慧城市建设的研究院, 我毛遂自荐, 如果需要, 我可以来当顾问。
我今天想谈一下物联网跟智慧城市之间的关系。我觉得物联网在交通、能源、家居、社区、医疗各个方面都可以得到应用, 但是假如一个城市缺乏一个总体安排, 缺乏对一个城市的顶层设计, 光是各行各业的物联网技术和智慧医院、智通交通等等那是不行的。
在整个物联网和智慧城市建设里面, 大概从底层上去一般分四层, 要有传感器, 传感器取得信息以后要有通信层或者是网络层, 把它往上传输, 要经过信息处理, 要有计算层, 所以是传感层、通讯层、计算层和应用层, 这四层不能缺。要真正在物联网和智慧城市建设方面做出扎扎实实的工作, 必须要在每一个层面都要有自己独特的地方。
对于山东省的物联网和智慧城市, 希望更着重于这么几个领域:
第一个是装备制造业, 山东省大型装备业非常多, 怎么样把物联网技术跟智慧城市这样的概念应用在工业企业里, 也就是智慧工业, 工业物联网。这一方面, 我建议山东省济南市应该作为一个重点, 往智能制造中发展。
中国的制造业面临着两方面的挑战:一方面是以美国、德国、日本为主的发达国家, 他们要重新发展制造业;另一方面新兴国家由于人力成本低, 逐渐承担更多的制造产业。所以说中国的制造业可谓面临前所未有的困难。
在新一代信息革命里面, 将信息网络技术跟制造技术深度的结合, 实际上是通过物联网和服务网, 把产品、机器、资源、人有机的结合在一起, 推动各个环节的数据共享, 实现产品全生命全周期和全制造流程的数字化。这里面智能制造是两个方面, 一个是利用信息技术, 为智能制造的工艺服务, 另外一个为设备服务。德国提出的4.0, 就是把物联网和这个方面完全结合起来, 所以真正要智能化, 还有另外一个问题, 集中生产, 向网络化、异地化发展。
第二个是我个人比较熟悉的老年健康信息服务。中国的老龄化现象严重, 对老年人的关心、照顾、服务, 包括信息服务以及产业, 我建议山东省这方面也要考虑。
另外对山东省紧密结合的矿业的问题、农业的问题、海洋的问题, 还有之前提到的智慧园区的问题, 我觉得山东省抓的已经非常全面了。只要省里面重视, 只要在座的科技界、企业界、领导界大家重视, 我相信山东省在物联网和智慧城市方面完全可以走到前面的。
总体说来, 要把城市化、产业化、工业化、信息化融合这些问题真正解决, 就是要把城市建设成为智慧城市。智慧城市是城市发展的新模式, 是我们的梦想, 是我们美好的未来。而要实现智慧城市, 又要借助新一代的信息技术, 这里面不光是物联网, 还包括互联网、物联网、云计算、大数据等等。
另外一个, 要实现智慧城市, 跟管理者的理念非常有关系, 管理者的协同管理和协同服务, 管理者的理念非常的重要, 哪一个省市发展了, 领导抓的好, 这个城市的智慧城市发展速度就快, 所以从城市建设来说, 实际上利用两种空间来开发两种资源, 这两种空间就是物理空间和网络空间, 两种资源就是物质资源和信息资源。
真正智慧城市的概念是在新一代信息技术和加快发展的背景下, 以互联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础, 以物联网技术为核心, 以信息技术高度集成、信息资源综合应用为方法, 以智慧技术、智慧产业、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市发展的一种新模式, 我觉得这个概念还是比较完整的。
有的人从不同的角度来讲智慧城市是城市化的高级阶段, 是网络汇聚人的智慧, 以大数据整合的物理空间、网络空间交互的, 城市管理更加精细, 城市环境更加和谐, 城市经济更加高端, 城市生活更加宜居的软发展模式, 这种网络上的概念很多。但是智慧城市的理念一定要以信息技术运用为主线, 应该是复杂的相互作用的系统, 绝不是单一的一个系统, 而且又是城市发展的一个新型的模式。这里面有科学问题, 还有社会问题, 还有管理者的理念的问题。现在提到的智慧技术、智慧产业、智慧项目、智慧服务、智慧医疗、智慧社区、智慧家居等内容, 都是从不同的侧面来讲智慧化和信息化的应用。
我认为, 建设智慧城市很简单, 就是四句话:一个平安有序的城市、一个高效透明的政府、一个绿色和谐的产业。把这三个方面基本的元素和单元统一在一个平台上面, 用统一的数据处理, 统一的应用, 统一的业务接口。所以我认为要实现智慧城市五大要素, 第一个是安全, 第二个是高效, 第三个有序、和谐, 第四个是绿色, 绿色是智能环保, 还有最后一个是达到智慧。
全世界大概有很多城市被认为是比较好一点的智慧城市, 我本人的看法, 现在严格说来, 咱们全世界一个都没有达到智慧城市, 要有肯定在北欧, 那些小国家, 丹麦、挪威、瑞典、芬兰等等, 那些小国家工资很高, 劳保福利非常高, 也没有什么污染, 森林覆盖高, 那种地方接近于是智慧城市, 而中国没有, 美国也没有, 离真正的智慧城市距离还很远。
就我国来说, 智慧城市、物联网最发达的地区应该是江苏、浙江, 其次是广东地区、黄渤海地区, 再一个天津、北京, 再下来是武汉、成都等地区。山东青岛也不错的, 济南应该来说从前一段给人的印象是处在中游的状态, 可是今天我听完会以后思想有了一个转变, 山东做了大量的准备, 再过几年, 很可能会越过很多的省份, 我相信有可能跑到领跑当中去。
刚才有的领导已经提到, 像咱们国家, 发改委已经把包括物联网技术产业在内的, 包括环保、高端制造业、生物材料、能源这些方面列为新一代的信息技术, 列入七大战略性新兴产业。发改委最早起草战略性信息产业时, 我本人有幸作为物联网第九个课题的副组长, 参与了此项工作。我认为发改委将这些技术列为战略新兴产业, 是有前瞻性和扩展性的, 具有深远的意义。
七大战略性产业中, 我着重讲一下物联网中的传感器技术以及大数据。
在物联网产业中, 我比较熟悉信息技术、传感技术、通信技术、计算机技术、光电子技术、自动控制技术等等。以下我将以传感器为主, 讲一下它的发展。
2009年, 时任国务院总理的温家宝提出把传感系统和3G中的TD技术结合起来, 加快推进传感网发展。这里说的传感网, 也就是后来的物联网, 物联网这个概念更全面一点。我本人在传感器上面有一个总结:未来传感器的发展, 一个是微型化、组合化、集成化;第二个网络化、传感功能、传输功能结合, 另外有线、无线结合起来;第三应该是多参数符合传感, 多功能, 包括物理链、化学链、生物链都结合起来, 多参数的符合参数;第四个应该从波段来说, 将UV、可见、IR、FIR、STHz、微波、RS结合起来。最后一条我认为是最最重要的, 在传感器里面应该做出中国特色的新原理、新材料、新工艺、新器件、新技术。这里面我提到mems等等传感器来探索这个东西, 这个就不多讲了。
大数据产业大家也比较熟悉了, 现在很多城市里面为了搞平安城市, 在各个方面都装了摄像头, 一般的城市里面都装几十万支, 甚至一百万支摄像头, 这个大数据更不用说了。现在我们正在探索一个新的技术, 怎么样把有用的信号取出来, 不用的图像信息技术去掉就可以了, 留在那里就没有办法了, 第二天干不了了, 这是一个例子。
第二个例子, 大家知道人体里面心电图、心电图象传感等医疗领域, 各式各样的图像技术用的非常多, 这是第二个应用。
第三个例子也非常明显, 我们国家物联网有一个应用, 搞地震和山体滑坡泥石流的检测, 这个检测最好是早期检测, 为了检测有没有可能产生山体滑坡、泥石流, 要放温度传感器、PH值传感器、山体滑落传感器等等进去, 这些传感器出来的信息也是海量的。所以传感器的数据一定是海量的, 是大数据的, 这个问题已经非常严重。
最后, 我希望物联网技术、物联网产业、智慧城市建设, 应该说是有序发展, 和谐发展, 创新发展, 在咱们国家政产学研结合起来, 我想是可以的。所以我相信未来十年将是物联网和智慧城市建设茁壮成长的十年。咱们搞物联网、物联网产业, 智慧城建设, 要靠我们自己苦练内功, 扎扎实实搞自己有创新的技术和创新的网络系统。做到这一点, 我相信未来是光明的。再次声明一下, 我愿意为山东省以及济南市的物联网和智慧城市产业发展做一点自己的贡献, 谢谢大家!
物联网生态 篇6
一、教育生态理念及专业建设的生态性分析
教育生态学是教育学和生态学相互渗透的结果, 教育生态学研究教育与其周围生态环境 (包括自然的、社会的、规范的、生理信息的) 之间相互作用的规律和机理。教育生态系统以教育及其结构层次作为主体, 以开发者 (转换者) 、被开发者 (被转换者) 和服务者 (管理者) 三种功能为纽带, 以出人才、出成果为中心。教育生态环境可分类为社会生态环境、规范生态环境和自然生态环境三种环境圈层。教育生态环境以教育为中心, 围绕几种生态环境圈层, 形成多因子综合影响和相互作用, 对教育的产生、存在和发展起着制约和调控作用, 是一多维空间和多元环境体系。
江南大学物联网工程专业实施2年厚基础教育、1年物联网工程专业教育和1年工程实践教育的人才培养方案。具体采用能力递进的“2.5+0.5+0.5+0.5”本科生卓越工程师培养模式, 物联网工程专业卓越工程师培养计划实施方案可参照一年级 (校内一学年) 、二年级 (校内一学年) 、三年级 (校内0.5学年) 、四年级 (校内0.5学年) 。
二、卓越工程师培养的内部生态发展体系
(一) 创新优化工程能力培养课程体系
规范环境强调教育是科学技术的基础, 科学技术是教育的内容, 科学技术促进教育内容、方法和手段的更新。为适应物联网科学技术革命的挑战, 培养物联网工程专业卓越工程师, 对物联网专业建设提出了培养创新工程素养的质量要求。在课程体系设置方面, 强调知识的应用和知识的生产, 而不局限于知识的持有和追求。课程体系设置以学生工程实践能力、创新能力的培养为核心, 以工程实践与科研训练为主线, 以自然科学、人文社会科学及工程技术三类基础课程构筑教育平台, 划分为通识教育、学科基础教育、工程专业教育、工程实践教育四个层次。课程体系强调工程创新能力要求导向, 强化知识结构的设计与建设, 课程涵盖物联网支撑技术和物联网应用共性关键技术。四层次课程体系体现了教学从传授知识为主转变为开发智力为主, 强调学科的本质和知识结构, 形成连贯、顺序和整合的“螺旋状课程”结构, 以求实现知识的迁移。
(二) 创新教学团队建设
高校教师队伍是教育生态学的重要因子, 物联网专业教育与教师队伍的密切关系具有生态学的意义。依据教育生态的平衡规律, 教师队伍是专业建设成败的关键因素。教育生态因子教师队伍的花盆效应, 揭示高校教师不能在土产的环境中一直生产, 封闭和半封闭的教育系统会导致教师从书本到书本产生局部生态环境效应[9]。物联网专业师资队伍建设以组建创新工程教育师资队伍为目标, 培养具有创新性工程教育理念和实践工程教育能力的师资队伍, 形成一支具有国际视野的高水平教学团队, 重点抓好“双精型”、“双语型”和“双导师”队伍建设。
三、卓越工程师培养的外部生态发展体系
物联网科学技术促进专业培养形态的改变, 教育的基本形态呈现出向企业形态发展态势。基于卓越工程师培养目标, 强调知识培养的创新工程意识和创新工程能力。培养方案强调学校-科研院所、学校-高新企业的深度联合, 将高层次创造性人才提升计划与创新工程教育有机结合, 强调在更高水平的工程科学知识传授层面, 体现学术要求的知识结构和行业要求的工程能力之间的结合。学生从2年级开始实施导师制:校内实践环节由校内导师指导, 科研院所或企业实践环节由双导师共同指导。从以下几个方面加强外部生态环境对专业建设的良性作用。
1.构建校企联盟两阶段人才培养模式。依托物联网产业发展需求, 借助江苏物联网产业优势, 充分利用物联网技术教育部工程研究中心、物联网工程与技术江苏省优势学科、物联网工程训练综合训练中心江苏省高等学校实验教学示范中心等科研、教学平台, 结合无锡及周边地区物联网高新企业, 开展与科研院所、高新企业的多元合作, 提出由学校和科研院所或企业两阶段、双导师培养的卓越工程师培养手段, 提高学生工程实践能力的创新工程教育理念。
2.校企联合和企业实训课程设置。物联网工程专业实践教学培养方案的制定突出校企合作机制。加强产学研合作和教学科研结合, 促进交叉融合和资源整合, 优化实验教学体系结构, 突出平台建设;改革实验教学内容, 突出实践教学技术和方法, 拓展和优化专业课程内涵和功能, 形成工程实践性强的实验课程体系。实践教学培养方案重点考虑与地方物联网企业的合作, 在企业建立实习基地, 通过校企合作方式作为实践能力提升培养的重要手段。企业基地的实践教学分为四个层次:专业认知实习、物联网应用系统分析与设计、物联网工程实践、毕业设计, 总学习时间为43周。
认知生产实习目标定位于了解专业涉及的产品设计、生产、测试等流程, 建立起物联网系统的整体概念和感性认识, 进一步了解课程在微电子、通信与集成电路、传感网等领域的基本应用。物联网应用系统分析与设计通过现场考察和实际操作的形式完成学习过程。在校企联合培养基地开设与企业研发过程、生产过程、管理环节、市场营销、工程概算、工程施工、系统维护等方面的相关课程, 其主要教学目标是使学生验证、理解并掌握课程理论内容, 提高学生应用理论解决工程实际问题的能力。物联网工程实践要求学生到企业现场参与体验设计、开发、测试、工程实施的流程。通过专业实习使学生具体地感受和了解物联网行业新技术发展的现状和趋势, 了解专业领域的主要技术和经验, 培养初步的实际工作能力和专业技术能力, 培养学生应用理论知识解决工程规划、设计、施工、生产、维修和管理的能力。
毕业设计是实现培养目标的重要环节, 由企业提供合适的岗位供学生顶岗实习, 结合现场工程问题进行有针对性的研究与实践。通过联合培养使学生了解企业的全部生产运营流程, 了解行业的基本规范和发展需求。
四、结语
本文从教育生态的视角, 分析了物联网工程专业建设的教育生态特性, 同时, 基于教育生态理论, 构建和分析我校物联网工程专业卓越工程师培养计划, 在培养计划的方案实施中, 强调专业建设与环境的适应性、环境对专业建设的反作用, 尤其引入了校企联盟和双导师机制, 加强物联网工程专业建设的企业生态环境的建设。
摘要：本文以教育生态的理念, 分析了物联网专业建设的生态特性, 阐述了教育生态理念在制定该专业的卓越工程师培养计划方案中的指导作用, 提出卓越工程师培养内外部生态发展环境建设的重要性。
关键词：教育生态,卓越工程师,校企联合培养
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物联网技术及油气田物联网建设 篇7
关键词：物联网,物联网架构,油气生产
1物联网概念及技术架构
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。 它有两层意思1物联网的核心和基础是互联网, 是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;2用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。 因此, 物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
从技术架构上来看,物联网可分为3层:感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成,它的作用相当于人的神经末梢,它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。 网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
2物联网发展
物联网的概念最初来自“传感网”,是作为重大IT技术提出来的。 1999年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出,传感网是22世纪人类面临的又一个发展机遇。2003年,美国《技术评论》 杂志提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 到了2005年,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)发布了《互联网报告2005:物联网》一文,正式提出了“物联网”的概念。射频识别技术(RFID)、传感器技术将是其中的关键技术,2009年,美国工商业领袖的一次会议上,首次提出“智慧地球”的概念。 从此物联网的概念进入了国家的战略层,发达国家也纷纷效仿,提出相应的战略对策。
2009年8月7日, 国务院总理温家宝发表重要讲话, 指出 “在传感网发展中,要早一点谋划未来, 早一点攻破核心技术” “在国家重大科技专项中, 加快推进传感网发展”;“尽快建立中国的传感信息中心,或者叫‘感知中国’中心”。 近年来,北京、上海、广州等城市都加快了物联网发展的布局。 在各个行业,如石油工业、绿色农业、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试。
3油气生产物联网
根据中石油集团公司“十二五”总体规划以及油气田生产实际要求,急需加快面向生产操作过程的信息系统建设,通过信息技术与工业生产的融合,提高生产操作的自动化程度,保证生产持续、安全、稳定、高效的运行,为优化生产管理流程,实施精细化管理创造条件。
油气生产物联网系统就是利用物联网技术, 实现油气田井区、计量间、集输站、联合站、处理厂生产数据、设备状态信息在作业区生产指挥中心及生产控制中心集中管理和控制。 搭建油气田场站规范、统一的数据管理平台,支持油气生产过程管理,进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性。
油气生产物联网包括3个子系统(图1),以下对此3个子系统进行分析。
3.1数据采集与控制子系统
采集与控制子系统主要是利用传感、射频等技术,感知油气生产信息,建立覆盖油气全过程准确、可靠的自动化采集与控制子系统。 实现采集数据完善准确,过程控制精确到位,安全管理及时有效,系统控制稳定可靠。
数据采集与控制子系统包含4个主要功能:生产数据自动采集,生产环境自动监测,生产过程自动控制,物联设备状态监控。
采集子系统中,通过准确的数据采集才能真实地反映油气井数据的变化,指导油气井管理。 应当考虑到以下问题:
3.1.1传感器精度
数据采集所使用的传感器需要考虑精度等级;针对现场不同情况选择精度等级不同的传感器。
3.1.2环境条件
使用设备要考虑地区环境条件, 如北方地区需要考虑耐严寒、抗风沙,南方地区因环境湿度大,需要考虑防水等。
3.1.3仪表可管理性
主要体现在仪表采用合适的通讯协议, 远端实现仪表工作状态、生产日期、编号等的查询,使仪表校验等可控。
在控制子系统建设中, 设计理念上应当体现远端控制和就地控制相结合的理念。 具体来说,就是不能完全依靠远端控制信号进行控制,本地控制器一定要具有基本的逻辑处理能力,用于防止由于通讯链路故障或拥塞造成的部分控制信号不能及时到达而产生的危害因素, 另一方面还要防止现场出现紧急情况后远端不能及时发出控制指令而造成的现场生产失控。
3.2数据传输子系统
数据传输子系统主要是利用数据通信技术, 实现生产数据和视频图像的实时传输, 满足整个系统对数据的安全性、 实时性、稳定性等要求。 此系统可以实现井站的实时数据,指令的数据传输,以及图像的传输。
数据传输子系统采用有线和无线技术相结合的方式, 将井场、站库生产数据及视频信号高效、安全、稳定地传输到油气田监控指挥中心。 距站较近的井场、站站之间通过有线网络相连, 以光缆传输为主;井场和边远站库数据通过无线异构网络传输, 包括多载波无线信息本地环路(Mc Wi LL)、 全球微波互联接入(Wi MAX)、通用分组无线服务(GPRS)、数传电台等无线传输技术。
3.2.1以太网和宽带网
以太网和宽带网是互联网的主要接入形式, 也是物联网传输的主要通讯载体。 在物联网网络中,有以太网或宽带接入条件的固定终端应用时,可以通过终端上的以太网接口接入到网络, 这种接入方式, 继承了以太网和宽带的大数据量和低延迟的特点,可以用于传输大数据量的文件信息和流媒体信息。 但受限于应用网络,比如在新疆油田公司各作业区,各类站库、油井、水井位置大多处于沙漠、戈壁地区,使用受到限制。
3.2.2 GPRS / CDMA / 3G无线网络
移动无线网络,GPRS / CDMA / 3G等将成为未来物联网中主要的移动通讯载体,因其具有无布线、易布置、流动工作的特点, 将被大量应用在需要移动传输数据和不利于布线布网的野外场合。 但这种网络由于无线交换的特点,具有一定的时延,且带宽有限,一般用来做实时性要求不高和数据量不大的场合,而且使用存在向电信运行商付费问题。
3.2.3 WLAN无线网络
WLAN无线网络是以太网、宽带网的末端延伸,属于区域内的无线网络,兼有以太网、宽带网的优点,又具备GPRS / CDMA / 3G等网络的部分无线功能, 在无线联网中发挥重要作用。 但WLAN无线网络应用的范围,既受限于无线路由的信号范围,又受限于以太网、宽带网的接入,因此,一般应用在宽带接入的末端不适合布线的场合,并作为以太网、宽带网的重要补充。
将物联网技术应用于视频监控系统通过录像机、矩阵、云台摄像机实现视频监控系统的图像切换、录像资料调用。把录像机、矩阵、云台控制指令进行存储,可以实现对各种监控系统的控制,当接收到传感器发出的感知信号,就可以联动视频监控系统,调用多个视频监控图像,从不同角度监看目标的局部细节和周边区域的图像。
通过物联网技术的应用,油田视频监控系统,不仅可以使防盗报警、门禁控制、消防火灾报警、视频监控系统联动,还可以实现感知信息与视频监控系统联动,可使物品获取视频感知信息, 使现有的视频监控系统发挥最大的应用价值。
在建设过程中,对不同井、站视频的监控,需要针对不同场地视频监控提出适当的带宽要求, 需要制定视频传输带宽占用标准,不能无限制扩大,必要时可多种数据传输网共同采用。
3.3生产现场监控与管理子系统
生产现场监控与管理子系统主要是利用实时采集的生产信息,建立覆盖油气生产、处理全过程的生产管理、预测预警系统。 实现生产过程实时预警, 控制参数实时调整, 数据信息实时发布,管理决策及时到位。 此系统可以实现生产的实时检测、生产动态设备分析,设备管理等功能。
油气生产现场监控与管理子系统主要包含以下功能: 油气水井生产监控、远程自动计量、油气集输生产监控、生产环境监控、气体监测、防盗防泄漏监控、生产动态实时监控、故障预警、 系统管理、数据管理、物联设备管理。
由于物联网由大量的机器、设备构成,缺少人对设备的有效监控,并且数量庞大,设备集群等相关特点造成的,安全问题主要有以下几个方面:
(1)设备本地安全问题。 由感知节点多数部署在无人监控的场景中,存在人为破坏的隐患,它们的数据传输和消息也没有特定的标准,所以没法提供统一的安全保护体系。
(2)核心网络的传输与信息安全问题。 核心网络具有相对完整的安全保护能力,但是由于物联网中节点数量庞大,且以集群方式存在,对于单一的油气井或计量站来说,数据量不大,但是对于上千口油井来说,数据量是比较大的,因此会导致在数据传播时, 由于大量机器的数据发送使网络拥塞, 产生拒绝服务攻击。 同时由于要兼顾控制的及时性,有必要建立分布式数据库服务器和分布式应用服务器。
(3)物联网业务的安全问题。 随着物联网的发展,传感器的数目将呈几何级数的发展, 对物联网机器的安全信息进行管理成为新的问题,需要建设统一的安全管理平台,增强系统的安全性、保障各类业务的应用。
4总结
物联网生态 篇8
在“物联网与感知矿山专题讲座”之三“论感知矿山物联网的特征与关键技术”中指出,第三方应该可以方便地在感知矿山物联网应用平台上开发新的应用服务,以适应煤矿企业不断变化的需求[1]。本文仅举几个例子来说明感知矿山物联网应用的这种需求;然后给出煤矿行业物联网的四层基本架构,并简要分析各层的应用;最后说明煤矿行业物联网建设中需要注意的一些问题。
1 感知矿山物联网M2M平台
物联网的一个重要内容是其M2M应用平台[2],它主要实现各种数据信息集成,包括统一数据描述、统一数据仓库、数据中间件技术、虚拟逻辑系统构建等,并在此基础上构成服务支撑平台,为应用层各种服务提供开放的接口。M2M平台的核心在于能为服务商或第三方提供方便的接入服务,这也是感知矿山物联网区别于综合自动化的关键点之一。这种变化的应用需求随时可能产生。
1.1 完善安全避险“六大系统”的需求
国家安全生产监督管理总局明确要求煤矿在2013年6月底前完成安全避险“六大系统”(即监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统)的建设[3],要求根据井下采掘系统的变化情况及时补充完善安全避险“六大系统”;加强培训,确保入井人员熟悉各种灾害情况的避灾路线,并能正确使用安全避险设施。
配备“六大系统”后,这“六大系统”是否能够正常工作,特别是在灾后能否继续可靠工作,对于指导井下人员避险是十分重要的。采用物联网技术,可实现与矿工的双向信息传输,将“六大系统”的工作状况实时反映给矿山管理部门和每个矿工。感知层网络的灾后重构问题也是需要研究的问题,研究如何在灾后监测到“六大系统”的状况,并将正确避灾路线及时通知到井下每个人,这就需要感知矿山物联网的感知层与应用平台是完全开放的,适合“六大系统”服务商将其服务提供到网络上,以供矿山使用。
1.2 领导带班下井的需求
2010年7月19日,国务院发布了《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》,其中明确规定煤矿、非煤矿山带班的主体是矿领导[4]。“矿领导带班下井”制度就是为了促使煤矿及其领导真正重视安全生产、切实落实各种安全生产措施。国家煤监局局长赵铁锤表示:只要煤矿领导坚持带班下井,相当一部分事故是完全可以避免的。特别是当煤矿发生严重险情时,带班领导在采取立即停产、排除隐患、组织撤人等紧急处置措施方面发挥着不可替代的重要作用。然而,矿领导的指挥能力在很大程度上依赖于其对情况的全面了解和快捷便利的通信指挥手段。为了使矿领导能够在井下充分发挥出指挥能力,需要为其提供与地面类似的指挥条件,如通信、监测监控、事故情况、影响范围、辅助决策手段等。
如何实现这种新的需求需要众多的科技工作者进行深入研究和开发,同时也需要感知矿山物联网能方便地为他们提供服务开发的应用平台。
1.3 煤矿灾害监测的需求
煤矿井下灾害危险源分散且随开采活动而变化,现有的声发射监测系统、冲击地压监测系统、电磁幅射监测系统等基本上采用集中式监测、有线传输的方式,功能单一。而研究表明,利用基于煤矿煤岩结构变形失稳的多参量前兆信息特征参数的相互耦合关系,建立统一的冲击地压多参量分级预测准则及技术体系,形成基于微震、电磁辐射系统的多参量前兆信息识别与预测技术是目前较好的矿山灾害监测方法。而上述监测系统分别是由不同厂商生产的,难于实现多参数的监测。利用物联网分布式感知技术,可同时实现微震监测系统、电磁辐射监测系统、声发射系统,实时感知煤岩动力灾害孕育、演化和诱发过程中的异常特征和前兆信息,并进行各种信息的融合分析,实现煤岩动力灾害危险性多特征信息的实时感知。
2 煤炭行业物联网应用
煤炭行业物联网应用分为4个层次,如图1所示,每个层次的职能和要实现的目标各不相同。对于地方煤矿,有的矿业集团级物联网层由县(市)煤炭行业物联网来承担。
显然,图1中的感知矿山物联网层是各个矿山地面和井下的物联网,是整个煤炭行业物联网建设的重点和难点,也是最能体现煤炭行业物联网特征的内容。“物联网与感知矿山专题讲座”之一、二、三中已经阐述了感知矿山物联网的架构、核心内容和特征,这里就不再赘述。
2.1 矿业集团物联网应用
2.1.1 矿业集团自有网络组网格局
矿业集团物联网应用基本以网络化监测和管理为主。兖矿集团、淮北矿业集团、神华集团、山西潞安矿业集团等均已实现将煤矿综合自动化系统的信息上传到集团公司。
集团公司总调度室通过直观、生动的组态图和表的形式查看各单位及汇总安全生产监测信息、工况信息以及告警、故障信息。系统监测信息采用Web发布,供用户通过浏览器访问,同时将实时数据存储至历史数据库中供通防数据分析系统及其它专家系统调用。
集团公司领导及专业部室可直接通过桌面计算机终端查询生产经营、环境安全监测等文本信息和图像信息,将生产现场的安全监测信息和束管监测数据进行采集处理。例如兖矿集团通过RPR监控数据网络,将煤业公司所属南屯矿、兴隆庄矿、鲍店矿、北宿矿、济二矿、东滩矿、济三矿、杨村矿等8个煤矿共3 004个测点的数据上传。
2.1.2 租用运营商网络组网格局
随着煤矿资源的重新整合,加上各集团在外地并购资源,建设新的矿井,同时也有许多矿业集团矿山分布比较分散,因此,矿业集团自己布专网的方式并不适用,宜采取从运营商租用线路或信道的方式。
淮北矿业集团、徐矿集团、肥城矿业集团、山西潞安矿业集团、神华集团等均采用租用线路的方式,而且可以预料,随着全国煤矿资源的不断整合,各矿业集团在外地开矿越来越普遍,租用线路将是必然的发展趋势。
2.1.3 需要增加矿业集团物联网应用范围
目前,矿业集团物联网主要是将各矿瓦斯监测信息和部分综合自动化系统的信息联接到集团,实现对矿井运行情况的监控。大部分集团已实现了人事、财务、医保、煤炭营销、设备租凭管理等网络化管理和办公自动化,但仍需要从集团战略发展出发,使物联网充分运行在资源整合与分配、全局科技发展及人员培训等与全局相关的层面上,同时对各个矿山的运行、安全、环保、产量等各个层面进行监督和管理。
2.2 省级煤炭行业物联网应用
目前,省级物联网主要是出于安全监管的目的而建设,其功能以瓦斯信息上传至煤矿安全监察机构为主。
2.2.1 省级物联网主要功能
2005年国家安全监督管理总局37号文、2008年安监总煤装41号文等文件均要求煤矿安全监控必须实现联网,未联网的应责令停产整顿。
这样各省已建或在建的省级煤炭信息联网,其内容几乎无一例外均是以煤矿安全管理为重点的。例如山西省2003年6月开始建设省级煤矿瓦斯监测监控网络系统,工程建设包括全省高瓦斯和按高瓦斯管理矿井的瓦斯监测监控系统,以及各级煤炭安全管理部门的网络平台建设和软件开发,建成集数据、语音、视频于一体的多功能综合信息网络,覆盖了省煤炭工业局、10大煤炭集团公司及子公司,11个市、66个县和10个煤矿安全监察分局。
2.2.2 近期可能的发展
过去省级联网基本是将各矿业集团的瓦斯监测信息上传至省里,但随着国家安全监督管理总局发布安全避险“六大系统”安装使用和监督规定,预计井下人员定位系统的信息也将很快被要求上传到省里。另外,随着2010年11月15日“煤矿领导带班下井及安全监督检查规定”的执行,领导下井排班的信息也将会被要求上传到省里。结合人员定位系统,省级安全监察机构里将可直接监督领导下井情况。
2.2.3 需要增加省级物联网的功能
目前,煤炭行业省级联网主要以实现煤矿安全监督管理为主,是按照各种文件的要求被动进行的。如何发挥省级煤炭行业物联网在省内煤矿资源的管理、安全监管和环保监管等方面的积极主动作用,真正发挥煤炭行业物联网的作用,实现绿色、安全、环保、可持续发展的目标是非常值得关注的课题。
2.3 国家级煤炭行业物联网应用
目前,除煤安管理外,基本上没有形成国家级煤炭行业物联网,需要利用物联网技术加强国家对煤炭资源进行统筹管理和战略性规划。煤炭是一次性能源,又是碳排放的主要因素,从国家层面规划低碳经济,监测和管理碳排放是非常必要的。国家级煤炭行业物联网同时也能对全国煤矿进行安全监督。
利用物联网技术实现对全国煤安产品的监督管理是一个很好的设想。目前,煤安管理部门正在酝酿利用RFID技术实现煤安设备从生产、运输、使用直至报废全过程的监控管理。应该说这是煤炭行业物联网的一个很好的典型应用。这就更需要健全图1所示的四级层次结构的煤炭行业物联网,同时将各煤安设备制造企业也纳入到网络中来。
3 煤炭行业物联网建设需注意的问题
3.1 充分认识和理解感知矿山物联网
煤炭行业应充分认识到感知矿山物联网建设目的是将煤矿生产成本控制与管理、物料控制与管理、设备监控与管理、生产调度与生产数据统计分析等技术应用于煤矿经营与生产管理过程,通过MES承上启下作用和计算机网络与数据库支撑系统将PCS、MES、ERP和企业网服务系统集成,实现企业的信息流、物流、价值流优化集成,实现煤矿的优化控制、优化运行和优化管理,提高企业的运行效率和竞争力,而不是仅仅为了实现煤矿生产设备的监测与控制。
因此,煤炭行业各级领导和各级管理部门、各级技术人员要积极参与到感知矿山物联网系统的研究与学习中来,从煤矿生产、安全、管理和运营的各个方面来理解感知矿山物联网的作用,提出本矿对物联网系统的实际要求,探讨在物联网模式下煤矿运行的具体模式,以便尽快适应物联网矿山运行的要求。
3.2 统一规划设计,逐步实施
感知矿山物联网模型最主要的特点是可以根据矿山规模、现代化水平、开采方式等进行灵活的调整,以适应各种不同类型矿山的需要。因此,它也适用于对已投产的矿井进行物联网改造,其模型适用于统一规划设计,逐步实施。要重视网络平台、数据平台和应用平台的建设,进行主要子系统建设或接入;对于系统中各子系统接入方式,采用招承包商方式,由承包商来协调各子系统厂商的接入方式问题。
3.3 运行与管理
已投产煤矿通常己经有一套固定的运行方式和管理模式,这些运行方式和管理模式中并未考虑到物联网的运作方式。而感知矿山物联网系统的实施将打破煤矿现有的运行与管理方式,从组织机构到具体操作模式均会有较大的变化。各个独立子系统的操作原来由各个区队在各个不同的地点实现,如皮带的操作由皮带队负责,水泵的运行由机电队负责等。实现感知矿山后,这些子系统基本上都集中到监控中心来操作。如何管理这些原属于各个区队的职能与工作,是成立相对独立的综合自动化科室还是简单的集中各个区队的人员,这些都需要提前做好准备,对新的运行方式进行论证和讨论。
随着感知矿山物联网系统的建立运行,各个管理部门的职能和工作也将发生相应的变化,同样需要提前做好相应的运行准备工作。
3.4 物联网人才
物联网综合利用了信息技术、网络技术、计算机技术、控制技术,又与煤矿生产过程、管理模式、运营方式等紧密结合。应该说煤矿这几年通过人才建设与积累,拥有了一些上述各方面的人才,但这些人才相对知识较为单一,综合上述几方面知识的人才还是严重不足。为避免感知矿山物联网建立后无人维护与管理,迟迟不能发挥效率,在引进人才困难的情况下,应通过学习和培训逐步积累综合性人才,以适应感知矿山物联网的要求。
3.5 技术准备
感知矿山物联网是一个系统工程,其中感知层与控制层所连接的底层子系统是关键,需要提前做好技术上的准备。为此,需要进行各种子系统的自动化集成的准备工作,如各种供电系统均应具备微机综保装置,皮带控制系统具备联网接口,其它泵房系统等也均用PLC进行控制,以有效避免系统改造的重复投资和设备浪费。
3.6 重视标准建设
感知矿山物联网应该是一个开放式应用体系,可为任意服务提供商及第三方提供标准化的应用服务供给,给用户提供方便的服务添加与服务删除,为设备供应商提供方便的接口。因此,加强矿山物联网关键技术协议与规范、统一应用平台与中间件等标准是重要的。
3.7 重建设更要重应用
物联网是典型的以应用为驱动而迅速发展的,只有应用才能体现其价值。要避免重建设,轻应用,为面子、迫于政策而建设的情况,使感知矿山物联网动态详尽地描述并控制矿山安全生产与运营的全过程,实现高效、安全、绿色开采的目标,保证矿山经济可持续增长。
4 结语
感知矿山物联网M2M平台应是一个开放式平台,第三方应该能方便地在该平台上开发新的应用服务,以适应煤矿企业不断变化的新需求。在煤矿行业物联网的四层结构中,感知矿山物联网建设是重点和难点。各矿业集团、省级及国家级监管机构应特别重视对感知矿山物联网的建设,以建立高效的煤矿行业物联网。
摘要：指出感知矿山物联网M2M平台应为应用层服务提供开放的接口,适应完善安全避险"六大系统"、领导带班下井、煤矿灾害监测的需求;给出了煤炭行业物联网的四层结构,指出感知矿山物联网建设是整个煤炭行业物联网建设的重点,其它层次以煤矿安全管理和资源管理为主,并分析了矿业集团级、省级、国家级煤炭行业物联网的应用方式;提出了煤炭行业物联网建设需要注意的问题。
关键词：物联网,感知矿山,M2M平台,安全避险,六大系统
参考文献
[1]中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心.感知矿山物联网总体规划方案.2010.
[2]AndréZimmermann,Inge Gronbaek.Machine-to-Machine Communication[EB/OL].[2010-12-15].http://www.eurescom.eu/Public/Projects/.
[3]国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知安监总煤装[2010]146号[EB/OL].[2010-12-16].http://wenku.baidu.com/view/13ee9fc2d5bbfd0a7956732c.html.
物联网连天下 篇9
比较规范的表述，是在物理世界中，部署各类传感器，通过传感器收集物理世界的各种信息，获取各种信息；通过无线或有线网络，包括通讯网、互联网、卫星网进行传输；再通过后台对信息处理，从而达到对物理世界的识别管理和控制。（图1）
李国敏（《科技日报》网络时空周刊 副总编）：物联网也叫传感网，就是传感器加上互联网。通俗地解释，如果将我们身边的任何一个物体植入感应器（感应芯片）后，我们就给这个物体赋予了“智慧”，让这个物体变得有灵性。
比如饲养牲畜，从它出生开始，就给它植入一个感应器，那么，它整个生长过程中的状态，就始终处在我们监控掌握之中了。每天实时记录它的生长信息，它每天吃多少，它的血压、血氧、血糖，还有它的心跳情况。它每天都做了哪些活动，它当时是怎样一个状态，全部可以记录下来。
对患者进行检查，就是用传感器感知病人的血压，并且把血压的数据进行收集。（图2）
现在用来检查的设备，插了很多线，用着不是很方便。以后这些设备会更小巧，使用起来更方便，还会从有线变为无线。而这些数据不断更新积累，将会很庞大，还会有特殊的处理方法。
记录下来的数据，通过网络传到后台，云计算平台，或者智能库。就可以全天候地监测患者的情况，如果出现异常，可以立刻作出判断，通知医生。也就是说，可以对人从出生到老，一生的身体情况有完全的掌控。
现在我们给计算机查病毒，经常会用到“云计算”，这云计算怎么又跟物联网有关系呢？
张克平（无锡市信息化无线电管理局局长）：云计算不是现在才提出来的，几年前，国内外就在研究如何对海量数据进行分析处理的问题。怎样对计算机的数据能够动态地分配，怎样把这些数据更多地应用到现实生活中来。这些海量的数据，相当于一朵飘忽不定的云，不需要你知道后台是怎么处理这些信息的，只要提出你的需求，你想得到什么，最终能够得到你的要求就可以了。后台的这朵“云”会迅速计算，给出你所需要的正确答案。（图3）
物联网的魅力就在于，比如健康检查系统，可以随时监测我们的血压、血糖、血氧和心率，告诉我们如何重视身体健康，怎样保持身体健康。比如说它会提示我们吃多少盐，吃多少蔬菜、水果，多大的运动量更适合。
卢朝霞说，在这些方面，物联网可以给出一些提醒，当我们量完血压，确定血压高了之后。物联网可以告诉你的血压为什么高，你应该注意哪些问题，你要少吃盐，多吃蔬菜，适量运动。这相当于一个健康培训，也就是通过物联网，让远程的“医生”给你保健指导。
那么，如果突发疾病，物联网能够解决问题吗？
卢朝霞说，对于突发疾病，比如说某人心脏突然出现问题，物联网有专门的感知设备，它时时对心脏病人的情况进行监控。如果病人心率过快，急救中心或中心医院的设备会自动发现这个心脏病病人，会自动报警，警示别人关注他。同时，救护车也会按照这个病人的所处位置，尽快赶到实施抢救。定位系统也是物联网中的感知系统。
由于物联网的相通相连，实现全部医院的联网，一个急需治疗的病人，可以不用再挂号，很快送入专科医院接受检查治疗。
物联网的用途
物联网的应用十分广泛，能够深入我们生活中的方方面面。比如窗外寒风凛冽，如果你的车停在外面。你可以在下班之前5分钟时，按下你手机的某个键，你的车就会自动发动，暖风自动打开，等你打开车门时，车内很暖和，甚至汽车水箱的水温也会达到开动汽车的合适温度。
将来，我们的智能交通越来越发达，就不需要那么多私家车。物联网的智能交通，可以满足人们交通的需求。（图4）
智能交通可以在每辆车上安装传感器，把每辆车的信息传到后台，经过数据处理，可以知道哪条路堵车，哪辆车出了事故。这样就可以解决交通拥堵的问题。
比如在学校，你有一个卡号，是你身份的识别，凭卡你可以去图书馆借书，可以参加考试，以及到食堂买饭等等。对学生身份的全面管理，是物联网的进一步发展，它把信息实时采集以后，通过后台应用传给你。告诉你今天应该上什么课，告诉你哪个老师上什么课，你又应该准备什么样的作业。另外你这个学生考了多少分，通知你的家长等等，这是学校的物联网。
现在物联网上已经可以有很多我们日常生活的设备，通过物联网对冰箱、电饭锅、空调等实行远程控制。当主人进入家门时，他所需的事物都已就绪。
更细致一点说，因为物联网内的冰箱也有传感设备，冰箱里有多少个鸡蛋，多少个馒头，有多少袋牛奶，物联网有相关的信息。当主人从冰箱取出后，什么东西少了，少了多少，物联网后台能及时准确反映，和配送系统连起来，物业小区就会将需要补充的东西及时、如数送过来。这就是物联网的传感器和后台物流连起来，形成物联网系统中冰箱的一部分联系。
那么，物联网能不能告诉主人，冰箱冷藏室或冷冻室里的东西什么时候放进去的？是否新鲜？能不能适时提醒主人呢？（图5）
卢朝霞：现在的技术已经没有问题，因为每一个搁进去的东西，只要有标签它的信息就存储进去了，计算机会及时自动报警，提示主人及时处理。
张克坪说，物联网不仅管理而且鉴别，是不是放心肉、安全肉，甚至哪块肉出自那个部位。以及猪的产地、喂食什么饲料、生过什么病、打过什么疫苗、喂过什么药。运送时，什么样的车辆运输的，运到哪里，怎么存储的，怎么宰割的，整个过程都明明白白。
物联网现状及趋势
物联网带来的，不仅仅是物联网的应用，并带来相关产业的发展，物联网技术的发展是各国科技创新的竞争，表现出一个国家的科技实力和研发水平。从物联网的核心技术来看，什么样的传感精确度更高识别率更高，它带动很多产业的发展。也关系到网络的传递，要求网络传输速率快，可靠性强，安全性高。这带动了相关产业新一轮提升。而在此之后的应用，就更多更广了。（图6）
张克坪：从物联网的应用来看，由于涉及到社会的方方面面，各个领域，都跟物联网相关。试想一下，所有的物体跟物体之间，都能够实行对话，这个发展空间将有多大，它的带动效应会有多大。
现在广泛分布在物理世界的物体，大都是非智能的，通过物联网技术，可以让非智能的物体智能化。互联网时期，网络是非智能的，人是智能的。现在从物联网的角度看，物体是非智能的，但是我们所打造的这个网络体系是智能化的。所以它能让分布在物理世界的物体之间进行对话。
李国敏说，目前的物联网应用，还处于初步阶段。随着技术的进步和应用更加深入广泛，将需要大量的物联网专业方面的人才，因此设立这种专业是适应社会、科学发展的需求。互联网发展到移动互联网，再发展到物联网是科学技术进步的必然。
我们都将不可避免地投入物联网之中，不管你愿不愿意，这已经成为一个必然的趋势了。今后我们工作生活的方方面面，可能都会进入到物联网的体系当中去。
可以说，以后的物联网就在我们身边，物联网将无处不在。
物联网生态 篇10
马凯副总理强调, 要实现物联网健康有序发展, 必须要正确处理好以下几方面关系:一是市场与政府的关系;二是全局与局部的关系;三是创新与合作的关系;四是发展与安全的关系。在处理好这四个关系的基础上, 着力抓好以下几方面工作:
第一, 着力突破一批核心关键技术。按照需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来的原则, 瞄准物联网技术前沿, 把握未来发展方向, 围绕国内产业急需, 着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术, 加快研发智能传感器、大数据处理、服务集成、行业应用软件等关键技术。在技术创新中, 要高度重视标准制订工作, 要进一步完善物联网标准协调机制, 抓紧制订一批基础共性、重点应用和关键技术标准, 加快构建科学合理的物联网标准体系。同时要积极推进我国物联网标准国际化工作, 不断扩大我国主导的物联网国际标准领域, 大力提升我国标准的国际影响力和竞争力, 在技术研发和标准制订中, 要创新体制机制, 坚持以企业为主体、市场为导向, 加快建立产学研用相结合的创新体系。
第二, 积极推进重要行业领域应用示范。面向传统产业转型升级需要, 商贸流通、物流配送智能化需要, 节能环保和生态文明建设需要, 加强安全生产保障能力, 遏制重特大事故的需要, 农业生产和农产品生产流通管理精细化需要, 以及提升社会化管理, 深化管理智能化水平的需要, 在各行各业各领域做好物联网应用示范工作, 并认真总结经验, 大力开展规模化应用, 促进经济社会发展, 维护国家安全。无锡国家传感网创新示范区要继续发挥先行先试作用, 为全国物联网发展积累经验。
第三, 统筹推动物联网产业协调发展。下大力气把整个产业链打通, 重点发展与物联网感知功能密切相关的制造业, 与物联网通讯功能密切相关的制造、运营等产业, 大力发展物联网服务业, 推进相关产业协调发展, 形成产业链上下联动、共同促进的发展格局。同时要大力优化物联网产业组织结构和区域结构, 大力培育具有国际竞争力的物联网骨干企业, 积极发挥创新型中小企业的作用, 鼓励发展特色产业基地和产业园区, 形成具有较强竞争力的物联网产业集群。
第四, 切实提升信息安全保障能力。加强物联网安全保障技术、专业安全产品的研发, 尽快形成一批自主研制的国家标准和行业标准, 有效保障信息采集、传输、处理等各个环节的安全可靠。要加强信息安全监督管理, 完善安全等级保护制度, 建立健全物联网安全测评、风险评估、安全防范、应急处置等机制, 增强物联网基础设施、重大系统、主要信息等的安全保障能力。涉及国家安全和重要基础设施的物联网, 在应用系统解决方案、核心设备以及服务等方面必须立足于自主可控。要加强信息安全法律法规和制度建设, 保护个人隐私和数据安全, 建立健全信息安全预警机制, 严厉打击危害信息安全的违法行为。