崔國剛

摘 要：研究以GIS平臺為基礎建設智慧社區(qū)的方法，結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“智慧社區(qū)”的目標和油田居民現(xiàn)代化生活需求。

關鍵詞：GIS；智慧社區(qū)；數(shù)據(jù)服務；油田信息化

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

0 引 言

隨著信息技術的飛速發(fā)展和油田信息化水平的不斷提升，勝利油田提出了建設“智慧社區(qū)”的目標，“智慧社區(qū)”既是社區(qū)建設的一種理念思考，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、服務為理念，以“管理精細化、服務人文化、運行專業(yè)化、操作信息化”為建設思路，以統(tǒng)籌各類服務資源為切入點，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、社區(qū)經營管理等方面的需求?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)（GIS）平臺將各個獨立運行的應用系統(tǒng)整合起來，能夠提高系統(tǒng)間的協(xié)調能力，增強社區(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)絡通信技術把物業(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、學前教育等領域。

1.2 智慧社區(qū)的發(fā)展

2010年，國內興起智慧社區(qū)建設潮流，上海、深圳、南京、寧波提出“以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化、互動化、協(xié)同化為基本特征，構建科學、智能、人本、協(xié)調的城市居住系統(tǒng)”，將城市管理、政府職能及社會服務“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)建設方面做了大量的工作，取得了很多成功的經驗，走在了智慧社區(qū)發(fā)展的前面。

2 智慧社區(qū)總體設計

以“平臺化、模塊化、集成化、開放式”為原則，按照統(tǒng)一設計、統(tǒng)一技術架構、統(tǒng)一程序接口、統(tǒng)一安全認證的思路進行建設。整體架構為四層結構，數(shù)據(jù)層、服務層、應用層、用戶層。地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)服務作為平臺為專業(yè)應用提供空間數(shù)據(jù)支持，數(shù)據(jù)服務為各專業(yè)應用提供屬性數(shù)據(jù)支持，專業(yè)應用系統(tǒng)可按照系統(tǒng)平臺提供的接口不斷擴展，系統(tǒng)整體架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構

3 地理信息系統(tǒng)平臺建設

3.1 地理信息系統(tǒng)在智慧社區(qū)建設中的作用

（1）地理信息系統(tǒng)技術是“智慧社區(qū)”信息基礎設施的重要組成部分。

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)絡構架包括感知、網(wǎng)絡和應用三層。其中，感知層主要實現(xiàn)物體感應和識別，涉及物理世界中的信號轉換、物體標識和位置信息的獲取。這些分別由相應的傳感器、智能標簽、定位設備等信息基礎設施來完成，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。

（2）地理信息系統(tǒng)技術是“智慧社區(qū)”業(yè)務化運行不可缺少的信息資源支撐。

地理信息系統(tǒng)技術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、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重要。

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

3.2 地理信息系統(tǒng)平臺建設

地理信息系統(tǒng)平臺的建設主要包括：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，能夠大幅度提升地理信息系統(tǒng)技術在智慧社區(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雜的地形地物，同時具有強大的空間分析功能，其緩沖區(qū)分析、最優(yōu)路徑分析等功能，可以應用到社區(qū)水、電、氣、暖管線斷網(wǎng)分析、公共設施管理、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大，在社區(qū)中可以應用到社區(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)進行社區(qū)設施管理。

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、平板電腦等）訪問社區(qū)的各種應用，并且通過移動終端所帶的GPS實現(xiàn)位置定位，可廣泛應用在社區(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、穿跨越以及標注編輯功能。

3.2.3 系統(tǒng)導航

社區(qū)專業(yè)系統(tǒng)導航分為地面導航、單位導航兩種方式。地面導航按照專業(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)要素之間的拓撲關系進行導航，導航模式如下：

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

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

圖2 系統(tǒng)平臺與專業(yè)應用關系圖

應用系統(tǒng)以二三維及移動地理信息系統(tǒng)平臺為基礎，數(shù)據(jù)服務為手段，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整體，利用數(shù)據(jù)服務的方式集成、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)需要設定車的行使活動范圍，當超出服務范圍時，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)四供一排設施進行有效管理，實現(xiàn)水電氣暖管網(wǎng)的信息化、數(shù)字化運營管理，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)劃設計；

（2）線路損耗展示：將損耗嚴重的水管線、氣管線，電力線在地圖上進行預警顯示，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

4.3.1 物業(yè)報修

當居民撥打440報修電話時， GIS系統(tǒng)可提供準確的位置定位，大幅提高調度人員的工作效率，更有利于調度對維修人員的監(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)經常出事地區(qū)，提前對設備進行維修和保養(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臺帳，以便及時跟進服務。

（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)療服務中可以快速、準確到達患者家里。

（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 避災疏散

在堅持預防為主、以人為本的防災基本原則下，合理的災前避震疏散區(qū)劃是保證受災人群安全快速地疏散轉移的重要措施，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）設施容量計算：以避難服務覆蓋人數(shù)最大化為目標建立疏散區(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

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)中顯示攝像機的位置以及可監(jiān)控范圍，處于監(jiān)控狀態(tài)的攝像機用亮色圖標表示，關機或者設備故障的攝像機用“”表示。

（2）監(jiān)控優(yōu)化

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

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)內綠化帶、樹木等綠化信息進行資料建檔，相關位置、邊界等信息通過GIS平臺進行直觀展示，將維護計劃等信息通過民聲服務平臺進行公示，使小區(qū)居民了解相關信息，監(jiān)督相關維護。

4.6 醫(yī)療衛(wèi)生

GIS技術在社區(qū)公共衛(wèi)生領域主要有以下方面的應用：

（1）醫(yī)療指揮急救調度

利用GIS技術進行應急響應決策、調度，最大限度減少人員傷亡及財產損失。

（2）資源分配評估與衛(wèi)生監(jiān)督

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

（3）疾病的監(jiān)測與預警

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，進而可以預測疾病發(fā)生趨勢，流行強度。

4.7 學前教育

及時、準確掌握油田學前教育信息，為學前教育管理、決策和重大項目實施提供數(shù)據(jù)支撐，監(jiān)測各社區(qū)學前教育發(fā)展狀況，實現(xiàn)對學前教育的動態(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)學生居住地制作學生分布專題圖，結合計生數(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）學生分布專題圖；

（4）入園率專題圖，結合計生及學生信息，制作入園率專題圖，對入園率較低區(qū)域進行原因分析，為領導決策提供數(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行優(yōu)化。

圖5 入園率專題圖

5 結 語

GIS平臺建設智慧社區(qū)的方法，可充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)技術在設施位置定位、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、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GIS平臺的專業(yè)應用系統(tǒng)，使社區(qū)的管理模式和服務模式發(fā)生重大轉變，大幅提高社區(qū)服務和社區(qū)管理的智能化、現(xiàn)代化水平，提高社區(qū)勞動效率和服務質量，促進社區(qū)服務向人文化，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。

參考文獻

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