崔國剛

摘 要：研究以GIS平臺為基礎(chǔ)建設(shè)智慧社區(qū)的方法，結(jié)合勝利油田實際情況，借助于二、三維及移動地理信息系統(tǒng)平臺，在水、電、氣、暖物業(yè)管理，重要車輛監(jiān)控與管理、社區(qū)安防，便民服務(wù)等方面展開研究，探討建立基于GIS平臺的勝利油田智慧社區(qū)方案，以滿足勝利油田提出的建設(shè)“智慧社區(qū)”的目標(biāo)和油田居民現(xiàn)代化生活需求。

關(guān)鍵詞：GIS；智慧社區(qū)；數(shù)據(jù)服務(wù)；油田信息化

中圖分類號：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）03-00-04

0 引 言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和油田信息化水平的不斷提升，勝利油田提出了建設(shè)“智慧社區(qū)”的目標(biāo)，“智慧社區(qū)”既是社區(qū)建設(shè)的一種理念思考，也是新形勢下探索、提升油田居民幸福感的一種新模式。它以智能、人文、服務(wù)為理念，以“管理精細(xì)化、服務(wù)人文化、運(yùn)行專業(yè)化、操作信息化”為建設(shè)思路，以統(tǒng)籌各類服務(wù)資源為切入點，以滿足油田居民在房屋維修、環(huán)衛(wèi)、綠化、安保、助老、托幼、水電氣暖、物業(yè)管理、房產(chǎn)、社區(qū)經(jīng)營管理等方面的需求。基于地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺將各個獨立運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)整合起來，能夠提高系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)能力，增強(qiáng)社區(qū)管理水平，例如：利用地理信息系統(tǒng)查看視頻監(jiān)控是否存在盲區(qū)，并提供優(yōu)化方案等。

1 智慧社區(qū)的發(fā)展

1.1 智慧社區(qū)

智慧社區(qū)是指充分借助物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)把物業(yè)管理、安防、通信等系統(tǒng)集成在一起，充分利用多種信息資源，為小區(qū)住戶提供一個安全、舒適、便利的現(xiàn)代生活環(huán)境，重要涉及社區(qū)便民、社區(qū)安防、環(huán)衛(wèi)綠化、醫(yī)療衛(wèi)生、學(xué)前教育等領(lǐng)域。

1.2 智慧社區(qū)的發(fā)展

2010年，國內(nèi)興起智慧社區(qū)建設(shè)潮流，上海、深圳、南京、寧波提出“以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、互動化、協(xié)同化為基本特征，構(gòu)建科學(xué)、智能、人本、協(xié)調(diào)的城市居住系統(tǒng)”，將城市管理、政府職能及社會服務(wù)“智慧化”[1]。

智慧社區(qū)本身代表了一種較現(xiàn)代的生活方式，受建設(shè)成本和消費水平影響較大，因此，發(fā)展還很不平衡，許多大中等城市如青島等都走到了社區(qū)發(fā)展的前列，國家大型企業(yè)方面，長慶油田、克拉瑪依油田等也在智慧社區(qū)建設(shè)方面做了大量的工作，取得了很多成功的經(jīng)驗，走在了智慧社區(qū)發(fā)展的前面。

2 智慧社區(qū)總體設(shè)計

以“平臺化、模塊化、集成化、開放式”為原則，按照統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)、統(tǒng)一程序接口、統(tǒng)一安全認(rèn)證的思路進(jìn)行建設(shè)。整體架構(gòu)為四層結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層、用戶層。地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)服務(wù)作為平臺為專業(yè)應(yīng)用提供空間數(shù)據(jù)支持，數(shù)據(jù)服務(wù)為各專業(yè)應(yīng)用提供屬性數(shù)據(jù)支持，專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)可按照系統(tǒng)平臺提供的接口不斷擴(kuò)展，系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

3 地理信息系統(tǒng)平臺建設(shè)

3.1 地理信息系統(tǒng)在智慧社區(qū)建設(shè)中的作用

（1）地理信息系統(tǒng)技術(shù)是“智慧社區(qū)”信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。

根據(jù)工業(yè)和信息化部電信研究院《物聯(lián)網(wǎng)白皮書（2011年）》，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架包括感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用三層。其中，感知層主要實現(xiàn)物體感應(yīng)和識別，涉及物理世界中的信號轉(zhuǎn)換、物體標(biāo)識和位置信息的獲取。這些分別由相應(yīng)的傳感器、智能標(biāo)簽、定位設(shè)備等信息基礎(chǔ)設(shè)施來完成，而要實現(xiàn)定位功能固然離不開地理信息中的影像獲取和位置基準(zhǔn)。

（2）地理信息系統(tǒng)技術(shù)是“智慧社區(qū)”業(yè)務(wù)化運(yùn)行不可缺少的信息資源支撐。

地理信息系統(tǒng)技術(shù)作為一個具有顯著空間特征的信息資源，具備融合80%以上信息資源的特點，為此，其對于實現(xiàn)“智慧社區(qū)”的集約建設(shè)、共建共享，特別是部門間的各專業(yè)信息的共享與整合至關(guān)重要。

（3）地理信息系統(tǒng)技術(shù)是“智慧社區(qū)”智能服務(wù)不斷拓展的有力工具[2]。

3.2 地理信息系統(tǒng)平臺建設(shè)

地理信息系統(tǒng)平臺的建設(shè)主要包括：二維地理信息系統(tǒng)、三維地理信息系統(tǒng)和移動地理信息系統(tǒng)，三者優(yōu)勢互補(bǔ)，能夠大幅度提升地理信息系統(tǒng)技術(shù)在智慧社區(qū)中的作用。

二維地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能夠直觀直接展示復(fù)雜的地形地物，同時具有強(qiáng)大的空間分析功能，其緩沖區(qū)分析、最優(yōu)路徑分析等功能，可以應(yīng)用到社區(qū)水、電、氣、暖管線斷網(wǎng)分析、公共設(shè)施管理、車輛監(jiān)控等方面。

相比于二維地理信息系統(tǒng)，三維地理信息系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢，空間信息的展示更為直觀；多維度空間分析功能更加強(qiáng)大，在社區(qū)中可以應(yīng)用到社區(qū)視頻監(jiān)控、地下管線管理、房屋管理、智能巡查等多個這方面，利用三維地理信息系統(tǒng)進(jìn)行社區(qū)設(shè)施管理。

使用移動地理信息系統(tǒng)用戶能夠通過各種移動終端（智能手機(jī)、平板電腦等）訪問社區(qū)的各種應(yīng)用，并且通過移動終端所帶的GPS實現(xiàn)位置定位，可廣泛應(yīng)用在社區(qū)水、電、氣、暖管線定位、外出工作人員（巡線、維修、保潔）管理、社區(qū)安保、助老助殘等方面。

3.2.1 基本功能

地圖基本功能包括：放大、縮小、平移、上一視圖、下一視圖、測量、全圖、輸出打印等功能。

3.2.2 高級功能

地圖高級功能包括：多邊形查詢、拉框查詢、穿跨越以及標(biāo)注編輯功能。

3.2.3 系統(tǒng)導(dǎo)航

社區(qū)專業(yè)系統(tǒng)導(dǎo)航分為地面導(dǎo)航、單位導(dǎo)航兩種方式。地面導(dǎo)航按照專業(yè)系統(tǒng)可以分為：居民房屋系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、雨污排系統(tǒng)，并根據(jù)社區(qū)要素之間的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行導(dǎo)航，導(dǎo)航模式如下：

房屋系統(tǒng)：社區(qū)→小區(qū)→建筑物；

供水系統(tǒng)：社區(qū)→小區(qū)總閥→區(qū)域斷閥→樓宇閥→建筑物；

供電系統(tǒng)：社區(qū)→變電站→環(huán)網(wǎng)柜→箱式變（配電室）→配電箱→建筑物；

供暖系統(tǒng)：社區(qū)→鍋爐房（首站）→換熱站→小區(qū)主管線→分支管線→建筑物；

供氣系統(tǒng)：社區(qū)→配氣站→調(diào)壓箱→小區(qū)主管線→樓前盤管→建筑物；

雨（污）排系統(tǒng)：社區(qū)→污水泵房→化糞池→檢查井；

單位導(dǎo)航：社區(qū)→物業(yè)公司→物業(yè)站→小區(qū)→建筑物。

4 基于GIS平臺的社區(qū)專業(yè)系統(tǒng)建設(shè)

二、三維及移動地理信息系統(tǒng)都是社區(qū)專業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺，但應(yīng)用范圍與支持的應(yīng)用各有側(cè)重，圖2展示了二、三維及移動地理信息平臺與專業(yè)應(yīng)用之間的關(guān)系：

圖2 系統(tǒng)平臺與專業(yè)應(yīng)用關(guān)系圖

應(yīng)用系統(tǒng)以二三維及移動地理信息系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)服務(wù)為手段，其他專業(yè)子系統(tǒng)充分以地理信息系統(tǒng)平臺為線索形成有機(jī)整體，利用數(shù)據(jù)服務(wù)的方式集成、共享、交換數(shù)據(jù)。

4.1 社區(qū)車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)

該管理系統(tǒng)有效解決對車輛監(jiān)控、指揮、調(diào)度、防盜等問題，其界面如圖3所示。主要功能如下：

（1）實時監(jiān)控功能與調(diào)度

顯示車輛的即時狀態(tài)信息，以便于隨時掌握車輛的使用情況，合計安排調(diào)度車輛，延長車輛的使用壽命，節(jié)省油費開支。

圖3 基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的車輛監(jiān)控平臺

（2）軌跡回放功能

可隨時查任何車輛某一段時間的全部軌跡記錄，以便于監(jiān)控管理。

（3）電子圍欄功能

根據(jù)需要設(shè)定車的行使活動范圍，當(dāng)超出服務(wù)范圍時，系統(tǒng)便開始報警，這樣可及時地發(fā)現(xiàn)車輛的異常情況。

（4）超速報警功能

實現(xiàn)轄區(qū)內(nèi)車輛超速報警。

4.2 水電氣暖管網(wǎng)管理系統(tǒng)

利用三維地理信息系統(tǒng)可對社區(qū)四供一排設(shè)施進(jìn)行有效管理，實現(xiàn)水電氣暖管網(wǎng)的信息化、數(shù)字化運(yùn)營管理，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）分類查詢：在地圖上圈定某一范圍，查詢該區(qū)域的用水、用電、用氣情況，并可以實現(xiàn)分系統(tǒng)（住戶、辦公、商品等）用水、用電、用氣統(tǒng)計，輔助社區(qū)規(guī)劃設(shè)計；

（2）線路損耗展示：將損耗嚴(yán)重的水管線、氣管線，電力線在地圖上進(jìn)行預(yù)警顯示，方便用戶到現(xiàn)場查看；

（3）移動GIS提高管件更換等維修效率；

（4）可視化的異常報警；

（5）應(yīng)急處理。

對于爆管的事故，用戶指定爆管位置，系統(tǒng)能夠通過計算影響用戶數(shù)、能源消耗量等，自動做到最優(yōu)分析，制定出合理的處理方案。

4.3 社區(qū)便民服務(wù)

4.3.1 物業(yè)報修

當(dāng)居民撥打440報修電話時， GIS系統(tǒng)可提供準(zhǔn)確的位置定位，大幅提高調(diào)度人員的工作效率，更有利于調(diào)度對維修人員的監(jiān)督考核。根據(jù)維修歷史記錄在GIS系統(tǒng)中生成維修地點專題圖，能夠及時發(fā)現(xiàn)經(jīng)常出事地區(qū)，提前對設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)，降低維修事故發(fā)生率。

4.3.2 助老助殘

建立老、幼、殘、孤、寡居民電子檔案，為每位受助對象家庭建立了服務(wù)臺帳，以便及時跟進(jìn)服務(wù)。

（1）針對老人

比如老年癡呆癥患者、健忘老人等，在征得家屬同意情況下，可以利用手機(jī)定位、跟蹤患者，防止老人丟失。

（2）針對病患

地理信息系統(tǒng)中顯示患者的位置，以便如果需要醫(yī)療服務(wù)中可以快速、準(zhǔn)確到達(dá)患者家里。

（3）困難家庭

展示困難家庭分布圖，提供最優(yōu)路線走訪幫扶路線，自動生成幫扶對象安排表，提醒為受助對象提供幫助，提高幫扶走訪效率。

4.3.3 避災(zāi)疏散

在堅持預(yù)防為主、以人為本的防災(zāi)基本原則下，合理的災(zāi)前避震疏散區(qū)劃是保證受災(zāi)人群安全快速地疏散轉(zhuǎn)移的重要措施，可以在以下幾個方面提供幫助，降低居民自行避難的盲目性：

（1）避難適宜場所、疏散最佳路線的選擇；

（2）設(shè)施容量計算：以避難服務(wù)覆蓋人數(shù)最大化為目標(biāo)建立疏散區(qū)劃方程，以距離短優(yōu)先原則求出最優(yōu)解，確定每個疏散單元的避難歸屬。

4.4 社區(qū)安防服務(wù)

4.4.1 安防監(jiān)控

利用GIS系統(tǒng)把監(jiān)控位置、可監(jiān)控范圍、當(dāng)前顯示范圍和報警位置顯示在地圖中，提高監(jiān)控能力，如圖4所示。

（1）方便監(jiān)控

在地理信息系統(tǒng)中顯示攝像機(jī)的位置以及可監(jiān)控范圍，處于監(jiān)控狀態(tài)的攝像機(jī)用亮色圖標(biāo)表示，關(guān)機(jī)或者設(shè)備故障的攝像機(jī)用“”表示。

（2）監(jiān)控優(yōu)化

在三維地理信息系統(tǒng)中可以進(jìn)行通視分析，優(yōu)化攝像機(jī)的位置。

圖4 通視分析

4.4.2 事故點報警

針對各種危險發(fā)出報警信號， GIS平臺實時顯示出報警位置等信息，以便迅速對報警采取相應(yīng)的措施。

4.4.3 社區(qū)巡查

基于二、三維以及移動地理信息系統(tǒng)平臺，建立基于地理信息系統(tǒng)的社區(qū)巡查空間決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)根據(jù)小空間實體位置優(yōu)化巡查記錄點和巡查路線，提高小區(qū)巡查的管理水平。主要包括：優(yōu)選巡查記錄點和線路；巡更人員實時監(jiān)測；輔助警情處理。

4.5 環(huán)衛(wèi)綠化

對小區(qū)內(nèi)綠化帶、樹木等綠化信息進(jìn)行資料建檔，相關(guān)位置、邊界等信息通過GIS平臺進(jìn)行直觀展示，將維護(hù)計劃等信息通過民聲服務(wù)平臺進(jìn)行公示，使小區(qū)居民了解相關(guān)信息，監(jiān)督相關(guān)維護(hù)。

4.6 醫(yī)療衛(wèi)生

GIS技術(shù)在社區(qū)公共衛(wèi)生領(lǐng)域主要有以下方面的應(yīng)用：

（1）醫(yī)療指揮急救調(diào)度

利用GIS技術(shù)進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)決策、調(diào)度，最大限度減少人員傷亡及財產(chǎn)損失。

（2）資源分配評估與衛(wèi)生監(jiān)督

優(yōu)化配置當(dāng)?shù)毓残l(wèi)生資源，并有利于醫(yī)療衛(wèi)生活動和社會服務(wù)的開展。

（3）疾病的監(jiān)測與預(yù)警

了解疾病的高發(fā)地區(qū)、高危人群，探索疾病的病因或危險因素，進(jìn)而可以預(yù)測疾病發(fā)生趨勢，流行強(qiáng)度。

4.7 學(xué)前教育

及時、準(zhǔn)確掌握油田學(xué)前教育信息，為學(xué)前教育管理、決策和重大項目實施提供數(shù)據(jù)支撐，監(jiān)測各社區(qū)學(xué)前教育發(fā)展?fàn)顩r，實現(xiàn)對學(xué)前教育的動態(tài)監(jiān)管。

（1）統(tǒng)計分析，利用地理信息系統(tǒng)平臺可以展示油田幼兒園所在位置及幼兒園的劃片范圍，同時還可以根據(jù)學(xué)生居住地制作學(xué)生分布專題圖，結(jié)合計生數(shù)據(jù)等信息計算每個幼兒園片區(qū)的入園率等信息；

（2）入院劃片查詢；

（3）學(xué)生分布專題圖；

（4）入園率專題圖，結(jié)合計生及學(xué)生信息，制作入園率專題圖，對入園率較低區(qū)域進(jìn)行原因分析，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供數(shù)據(jù)支持，如圖5所示。

（5）劃片優(yōu)化，利用GIS平臺，結(jié)合幼兒數(shù)量，幼兒園容量等數(shù)據(jù)，對幼兒園的劃片范圍進(jìn)行優(yōu)化。

圖5 入園率專題圖

5 結(jié) 語

GIS平臺建設(shè)智慧社區(qū)的方法，可充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)技術(shù)在設(shè)施位置定位、軌跡跟蹤、信息查詢等方面的優(yōu)勢，并可有效集成社區(qū)房產(chǎn)、供水、供電、供氣、供暖、雨（污）排、物業(yè)收費、車輛管理等多源數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一模式開發(fā)建設(shè)GIS平臺的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，使社區(qū)的管理模式和服務(wù)模式發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，大幅提高社區(qū)服務(wù)和社區(qū)管理的智能化、現(xiàn)代化水平，提高社區(qū)勞動效率和服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)社區(qū)服務(wù)向人文化，居民生活向智能化發(fā)展，推動油田社區(qū)向智慧社區(qū)持續(xù)邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]熊偉. 關(guān)于測繪地理信息助力“智慧中國”建設(shè)的思考[J]. 測繪與空間地理信息，2013，36（3）：139-141.

[2]譚華，陳宇華，李穎，等. 廣東省物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用孵化基地應(yīng)用分析[C]. 泛在網(wǎng)技術(shù)與發(fā)展論壇， 2012.

[3]丁峰.Webservice和Asp.net在GIS中的應(yīng)用探討[J]. 微計算機(jī)信息，2005，21（1）：162-163.