物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)的基本組成架構(gòu)

作為新一代信息技術(shù)的主力，物聯(lián)網(wǎng)的吸引力不容置疑。特別是近年來物聯(lián)網(wǎng)概念的逐漸實施和普及，為各行各業(yè)的創(chuàng)造發(fā)展提供了契機。物聯(lián)網(wǎng)作為一個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，需要國家的大力支持和幫扶，目前，國家工信部正在組織資深專家學者做物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)規(guī)劃，并將側(cè)重于標準的制定。雖然對概念火熱，但對于物聯(lián)網(wǎng)的具體定義，由于各自立場不同，定義并不特別清晰，歐洲認為物聯(lián)網(wǎng)是一個動態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，具有基于標準和互操作通信協(xié)議的自組織能力，美國是將物聯(lián)網(wǎng)和計算機科學緊密聯(lián)系，中國則認為物聯(lián)網(wǎng)是基于傳感網(wǎng)并與之關(guān)聯(lián)，符合監(jiān)控特征的系統(tǒng)。

目前，國內(nèi)普遍認為，物聯(lián)網(wǎng)不僅是傳感網(wǎng)，也不僅是應(yīng)讓用和服務(wù)，物聯(lián)網(wǎng)是一個由感知層、傳輸層、應(yīng)用服務(wù)層構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。感知層既是基礎(chǔ)，也是技術(shù)層面較難實現(xiàn)的部分，它是通過智能卡、RFID電子標簽、GPS及紅外感應(yīng)器、激光掃描器、光熱敏器件等各種物理、生物和化學量傳感器等采集信息，使物體“開口說話”，這是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對物體互聯(lián)的第一步。感知過程中存在“如何獲取數(shù)據(jù)感知真實世界”、“數(shù)據(jù)合理使用分析”兩個核心技術(shù)難題。為使監(jiān)測數(shù)據(jù)更精確，需要技術(shù)的不斷創(chuàng)新，研究生產(chǎn)各類特定的傳感器。目前，國內(nèi)的傳感器都是針對不同的個體設(shè)計，較少會具備多用途多功能，未來的方向是一個傳感器實現(xiàn)對更多物理化學量的監(jiān)測和感知。網(wǎng)絡(luò)層的核心是依靠各種通信協(xié)議，通過無線傳感網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)等傳輸感知層的信息數(shù)據(jù)，將物與物、人與物之間的信息形成互通交流。應(yīng)用層則是展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用巨大價值的核心架構(gòu)，它實現(xiàn)了信息的分析處理和控制決策，以及完成特定的智能化應(yīng)用和服務(wù)的業(yè)務(wù)，從而實現(xiàn)物與物、人與物之間的感知，發(fā)揮智能作用。

物聯(lián)網(wǎng)是建設(shè)智慧城市的重要手段

人類是基于物理空間和物質(zhì)資源生存并生產(chǎn)生活的。未來的城市發(fā)展和社會發(fā)展，將出現(xiàn)物理空間和虛擬空間并存，而當虛擬空間中的問題影響到物理空間時，還會產(chǎn)生數(shù)據(jù)資源或信息資源?；趦蓚€空間和兩種資源的社會發(fā)展觀或城市發(fā)展觀，會給物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建和產(chǎn)業(yè)帶來新的變革和發(fā)展，通過從兩個空間中活用兩種資源，并使其交叉互動，可以將物理空間中的個人資源聚合至虛擬空間，并把資源分享至物理空間，形成資源的循環(huán)互動。

在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用方面，每個國家根據(jù)自身條件，重點也各不相同。美國的優(yōu)勢是工業(yè)自動化和機器人，日本的優(yōu)勢是環(huán)境監(jiān)測及人體健康保障，中國的重點在于城市熱點即智慧城市和智能家居。

智慧城市的概念很大，簡單說就是通過各種智能感知的手段，讓整個城市的功能實現(xiàn)更智慧，這也是城市化發(fā)展的最基本目標。具體看，智慧城市是指充分借助物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)，發(fā)揮信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)達、傳感技術(shù)領(lǐng)先、電信業(yè)務(wù)及信息化基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)良等優(yōu)勢，通過建設(shè)信息通信基礎(chǔ)設(shè)施、認證、安全等平臺和示范工程，加快產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建城市發(fā)展的智慧環(huán)境，形成基于海量信息和智能過濾處理的新的生活、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會管理等模式，面向未來構(gòu)建全新的城市形態(tài)。

物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)是建設(shè)智慧城市的手段和工具，是承載智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施。中國的城市化起步較晚，也走了一些彎路，和國外發(fā)達國家相比還較為落后。目前，國內(nèi)眾多城市還處于數(shù)字化城市建設(shè)階段，只是把城市的地理、公共設(shè)施等信息，通過數(shù)字化技術(shù)將其變成了人們可以看到的樣子，信息數(shù)字化只是智慧城市的第一步，而未來更多的是要求城市功能的智慧化。

現(xiàn)在國內(nèi)很多城市的管理并非都是智慧的。例如，城市交通堵塞問題、社區(qū)物業(yè)管理問題等等，智慧城市建設(shè)更大的內(nèi)涵應(yīng)是一個民生工程，是借助物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)等信息化技術(shù)，使城市居民的幸福指數(shù)更高。

智慧城市的基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等各類網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用載體是數(shù)量眾多、功能齊全的各種高級終端；部署對象是城市生活的各個方面，包括：智能小區(qū)、智能交通、智能學校、智能電網(wǎng)、智能物流、應(yīng)急指揮、智慧政府OA；注重提高處理突發(fā)時間的應(yīng)變能力、節(jié)約能源和環(huán)境保護的可持續(xù)性。

目前在重點行業(yè)中已經(jīng)實現(xiàn)了具備物聯(lián)網(wǎng)特征的系統(tǒng)應(yīng)用，而集群特征和遠程控制則是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要標志。包括：

路網(wǎng)監(jiān)控：主要是車輛自動識別及防盜、車輛門禁、城市公交智能調(diào)度、電子警察、出租車移動智能是被系統(tǒng)。

內(nèi)河船舶監(jiān)控：基于船舶身份識別及進出港自動監(jiān)管系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動記錄船舶進出港、防止船舶帶病出港、船舶出港定位安全、船舶回港通知、不停船檢查及問題船舶管理、錨地統(tǒng)計、流量統(tǒng)計。

醫(yī)院監(jiān)控：醫(yī)療設(shè)備采用標簽技術(shù)，便于醫(yī)生拿取使用，避免遺漏或錯誤使用。同時，在患者監(jiān)護、新生兒標識管理、醫(yī)院接觸史管制、醫(yī)院重要資產(chǎn)和物資定位、醫(yī)藥供應(yīng)鏈管理等方面也有應(yīng)用。

煤礦監(jiān)控：用于煤業(yè)礦業(yè)等井下和隧道作業(yè)場所，可以標識記錄人員和車輛儀器設(shè)備的位置信息。

集裝箱監(jiān)控：通過箱體/箱內(nèi)物質(zhì)信息標識和電子封條信息標識，保證集裝箱的安全性。

智能家居：通過家庭網(wǎng)關(guān)對整個家庭的控制，包括中央控制系統(tǒng)、防盜安全系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、照明觸控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、健康監(jiān)護系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、影音娛樂系統(tǒng)等。通過家庭網(wǎng)關(guān)可以讓住戶獲得各種家庭服務(wù)的平臺，使不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備互相聯(lián)通，匯總外部各種渠道的信息。

智能社區(qū)：居家生活信息化、社區(qū)物業(yè)管理智能化、IC卡通用化。在滿足基本生活功能外，創(chuàng)造出綠色自然環(huán)境、多媒體信息共享環(huán)境、和諧人文環(huán)境。

物聯(lián)網(wǎng)與安防行業(yè)的契合

國家對安全防范體系的重視，促進了物聯(lián)網(wǎng)安防的發(fā)展，各地平安城市體系的建設(shè)大都考慮了多系統(tǒng)的集成和聯(lián)動，在道路交通、機場、車站商場等人流密集、管控難度大的場所都興起了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用的嘗試與建設(shè)。

物聯(lián)網(wǎng)具有的實時感知、準確定位、有效控制等基本安防要素，和安防行業(yè)緊密相關(guān)。因為物聯(lián)網(wǎng)在公共安全方面的應(yīng)用核心是智能化，公共安全管理的關(guān)鍵是預先感知，具有物聯(lián)網(wǎng)的天然屬性。發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，需要安防產(chǎn)業(yè)加速網(wǎng)絡(luò)化，而視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)將成為典型的實施方向。

安防行業(yè)的發(fā)展方向是高清化、智能化和行業(yè)化。高清監(jiān)控面臨包括傳輸、壓縮、存儲、網(wǎng)絡(luò)、性價比、照度要求、可靠性、應(yīng)用環(huán)境、標清融合等多方面的壓力與挑戰(zhàn)。建設(shè)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)會帶動流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲空間、對接協(xié)議、解碼性能等軟硬件技術(shù)的進步。因此，高清只有覆蓋前端采集、中心管理、錄像存儲、解碼顯示等各個環(huán)節(jié)才能發(fā)揮真正作用。智能化能幫助視頻監(jiān)控實現(xiàn)由被動防御向主動防御的轉(zhuǎn)變，讓監(jiān)控人員從繁瑣操作和海量信息中解放出來，更高效更精確地管理監(jiān)控目標。網(wǎng)絡(luò)化推動了智能監(jiān)控的多樣化發(fā)展，既可以在前端部署智能分析模塊，也可以在后端軟件平臺部署智能分析單元，可以實現(xiàn)區(qū)域警戒、目標跟蹤、密度測算、流量統(tǒng)計等實時分析功能。安防系統(tǒng)行業(yè)化解決方案是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。從僅僅追求單一的安防產(chǎn)品銷售到如今的廣泛重視行業(yè)化解決方案，這一發(fā)展源于市場競爭的不斷加劇和產(chǎn)品細分的必然結(jié)果。在監(jiān)控市場的產(chǎn)品線逐漸豐富，并且逐漸同質(zhì)化競爭的情況下，如何為客戶提供更加便捷高效的解決方案，成為各主要廠商思考的重點。在這樣一個背景下，愿意了解客戶需求，具有產(chǎn)品、系統(tǒng)整合能力的廠家，通過對現(xiàn)有產(chǎn)品進行行業(yè)化升級改造，為客戶提供全套解決方案，并在實踐中不斷完善自己的系統(tǒng)，實時跟蹤行業(yè)需求和行業(yè)規(guī)范，形成了獨立的圍繞音視頻技術(shù)的非安全防范監(jiān)控需求的行業(yè)產(chǎn)品，比如天地偉業(yè)針對城市道路交通的智能交通系統(tǒng)，針對檢察院審訊的司法審訊系統(tǒng)，針對高考防作弊的電子監(jiān)考系統(tǒng)，針對電力變電站的無人值守系統(tǒng)。

高清產(chǎn)品行業(yè)化，隨著高清數(shù)字技術(shù)的推廣，安防行業(yè)可以為用戶提供更加豐富實用的功能，從而提高系統(tǒng)效能，創(chuàng)造綜合效益，但如何將高清技術(shù)更快普及，需要在效益和成本間做多樣化探索。高清視頻在行業(yè)軟件中將率先得到批量應(yīng)用，主要由于行業(yè)項目對視頻指標和質(zhì)量的要求較高，基于高清圖像的系統(tǒng)可以提供管理部門更有效率和更有價值的管理，比如針對公安刑偵審訊等，基于高清的錄像取證能保證對面部行為細節(jié)的逼真記錄，而且由于存儲時間并不長，系統(tǒng)整體造價并不會太高。而且行業(yè)項目對價格相對不是很敏感，成功的樣板項目，可以起到較好的示范帶動作用。

智能交通作為智慧城市建設(shè)的先行者，是將信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計算機技術(shù)等有效集成應(yīng)用于整個交通運輸管理體系，建立起大范圍全方位的綜合運輸管理系統(tǒng)，可提高交通運輸能力、緩解交通阻塞、提高路網(wǎng)通過能力，降低能源消耗，保障交通運輸安全及效率，減輕環(huán)境污染。智能交通系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)多樣化，如車輛導航、交通信號卡農(nóng)股指、集裝箱管理、自動牌照識別、超速報警、道路交通監(jiān)控、停車場引導、車流量分析預報、氣象預警、橋梁除冰等，包括機場車站客流疏導系統(tǒng)、城市交通智能調(diào)度系統(tǒng)、高速公路智能調(diào)度系統(tǒng)、運營車輛調(diào)度管理系統(tǒng)、機動車自動控制系統(tǒng)等。

以天地偉業(yè)最新推出的交通指揮中心管控平臺為例，它是為交通指揮系統(tǒng)服務(wù)的統(tǒng)一信息平臺，實現(xiàn)信息交換與共享、快速反應(yīng)決策與統(tǒng)一調(diào)度指揮。通過對采集到的交通數(shù)據(jù)分析、加工處理，來實施交通控制、管理、決策和指揮。該系統(tǒng)是集合了高科技前端采集技術(shù)與后端智能化分析決策軟件的整合系統(tǒng)，具有極強的兼容性和擴展性，能夠從點到線、從點到面地進行區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，從而最終形成覆蓋整個城市的安全防護系統(tǒng)。

交通指揮中心管控平臺以實戰(zhàn)需求為重點，依托警用地理信息系統(tǒng)，實時監(jiān)測并協(xié)調(diào)組織區(qū)域內(nèi)的各種交通流，保證區(qū)域內(nèi)道路網(wǎng)交通負荷處于最佳狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)、處理各種突發(fā)事件，疏導交通；對管區(qū)交通狀況進行監(jiān)測，監(jiān)視，有效組織各種交通流；科學調(diào)度警力，緊急救援及路障清理力量；處理緊急事件、事故。有效監(jiān)測各種違法行為，依法糾正相關(guān)違法行為。整合現(xiàn)有智能交通系統(tǒng)資源，重點建立交通視頻監(jiān)控，公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)、誘導控制系統(tǒng)、交通信息采集系統(tǒng)等。增強基層交警主動發(fā)現(xiàn)，快速處置，有效管控，嚴格、科學執(zhí)法。系統(tǒng)可以與公安部PGIS警用地理信息系統(tǒng)無縫對接，也可以建立獨立的地理信息系統(tǒng)。并且其他交通信息進行交互關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)接口技術(shù)、通信技術(shù)與公安部要求一致。該平臺可以為決策者提供實時的信息，并根據(jù)匯總的實時信息提供多種應(yīng)急解決方案和警情趨勢分析。

該系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)功能包括：

根據(jù)國家未來發(fā)展規(guī)劃，城市智能交通系統(tǒng)的建設(shè)將會持續(xù)加大發(fā)展力度。首先將在50個左右的大城市推廣交通信息服務(wù)平臺建設(shè)，提供交通信息查詢、交通誘導等服務(wù)；其次將在200個以上的城市發(fā)展智能控制信號系統(tǒng)，形成智能化的交通指揮體系；還將在100個以上的城市推進公共交通區(qū)域調(diào)度和相應(yīng)的系統(tǒng)建設(shè)，加大電子票務(wù)的建設(shè)和應(yīng)用。

面臨機遇，物聯(lián)網(wǎng)化的安防行業(yè)需要從單一功能產(chǎn)品向多傳感終端集成轉(zhuǎn)變，從單一變量監(jiān)測向周邊環(huán)境全面感知轉(zhuǎn)變，從被動防御到基于模型研判和態(tài)勢分析的主動防御轉(zhuǎn)變，從單純產(chǎn)品提供向應(yīng)用服務(wù)運營轉(zhuǎn)變。面對物聯(lián)網(wǎng)帶來的商機，企業(yè)要重視修煉內(nèi)功，并不斷探索創(chuàng)新應(yīng)用模型、創(chuàng)新商業(yè)模式。不論使用什么樣的技術(shù)，最終目的是為大眾服務(wù)、改變社會的生產(chǎn)、生活方式。

物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中應(yīng)用的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一是云計算，通過基于互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)/自治的服務(wù)為個人和企業(yè)用戶提供按需即取的計算。各個云計算領(lǐng)域的廠商為發(fā)展云業(yè)務(wù)，推出不同的平臺和標準，但當前缺乏統(tǒng)一的云計算標準，制約了云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外，云計算是技術(shù)、運營和商業(yè)模式的協(xié)同，關(guān)鍵技術(shù)是基礎(chǔ)，商業(yè)模式是要點，運營能力是核心。

物聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展需要IPV6技術(shù)的支撐，如果要將互聯(lián)網(wǎng)的IPV4技術(shù)應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)，想實時了解家里的情況就比較困難，因為IP地址不夠用，無法為家里的智能家電終端分配實名地址，很難監(jiān)測到家里某一個攝像機或家電終端的運行情況。如果引入IPV6技術(shù)，海量的IP地址就能分配到不計其數(shù)的終端設(shè)備，如手機、打印機、攝像機、空調(diào)、電視、汽車等種類數(shù)量激增的其他各種新設(shè)備，通過高速安全的傳輸，人們就可以實現(xiàn)對傳感器的遠程精準遙控。

物聯(lián)網(wǎng)通過電子標簽可以對人員/車輛/資產(chǎn)/動物/食品/物流等城市管理領(lǐng)域提高處理效率，提高處理準確性，是智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。目前國內(nèi)自主創(chuàng)新能力不足，自主知識產(chǎn)權(quán)缺乏，大多按照國際標準執(zhí)行，國內(nèi)相關(guān)標準還處于編制過程。

行業(yè)化是安防廠商進行高清推廣差異化競爭，提升整體軟硬件研發(fā)實力和一站式解決方案的必由之路。經(jīng)過多年的發(fā)展，天地偉業(yè)在公檢法司和智能交通領(lǐng)域已經(jīng)取得了不少的進步，可以真正成為用戶愿意推廣使用的產(chǎn)品，幫助用戶解決工作流程的管理問題。比如基于高標清混合模式的新一代電子警察系統(tǒng)，可以在提高圖像清晰度、保證車牌抓拍識別率的同時，有效降低系統(tǒng)綜合造價；比如基于數(shù)字實時高清技術(shù)的新一代檢察院審訊系統(tǒng)，在滿足傳統(tǒng)問訊文字視頻同步刻錄的同時，提供了實施非壓縮的720P廣播級視頻畫質(zhì)。但是，我們要看到還有相當多的行業(yè)用戶在使用簡單功能拼湊出來的通用監(jiān)控軟件，說明行業(yè)軟件的專用性和實用性還存在很大差距，這一方面需要平臺廠家將更多安防新技術(shù)以及用戶專用系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用集成進來，一方面要推動行業(yè)主管部門的相關(guān)標準和規(guī)范的制定和宣貫。

此外，隨著攝像機數(shù)量的增加和區(qū)域監(jiān)控密度的提高，如何充分利用好海量的圖像資源是擺在用戶面前的實際問題。智能分析是一個重要的有效的手段，但現(xiàn)有的分析算法在實戰(zhàn)中價值偏弱。不僅大多是針對標清視頻的，較少是真正高清視頻的分析，而且對處理器的開銷較大，大多用于對少數(shù)重點場景進行分析。

物聯(lián)網(wǎng)的核心是業(yè)務(wù)應(yīng)用的創(chuàng)新。應(yīng)用是主體，技術(shù)是手段，必須在應(yīng)用層將技術(shù)與行業(yè)需求結(jié)合，方能實現(xiàn)深度融合和智能發(fā)展。目前困擾其在安防行業(yè)內(nèi)大面積應(yīng)用推廣的主要因素，一是物聯(lián)網(wǎng)傳感系統(tǒng)的整體設(shè)備成本高，二是最終用戶對于其在實際應(yīng)用中的綜合效益和必要性認識不足，通常以視頻監(jiān)控、報警探測和人員管理相結(jié)合為主要的系統(tǒng)配置。后者是目前首要解決的關(guān)鍵問題，只有將目標識別定位的優(yōu)勢與用戶的日常業(yè)務(wù)密切結(jié)合，解決流程中的管理問題，提高追溯準確性和效率，才能擴大用戶群體，加速物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；?。

結(jié)語

在信息數(shù)據(jù)激增的物聯(lián)網(wǎng)時代，安防企業(yè)除了大力發(fā)展自身技術(shù)和應(yīng)用服務(wù)外，還要加大力度對自身數(shù)據(jù)資源的把控和對其他行業(yè)的資源整合利用，將對資源的控制力和占有率作為核心競爭力，以應(yīng)用為導向，依靠市場驅(qū)動行業(yè)進步。