浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司 李步沛

世界文化遺產(chǎn)是被聯(lián)合國教科文組織和世界遺產(chǎn)委員會(huì)確認(rèn)的、人類罕見的而且目前無法替代的財(cái)富，是全人類公認(rèn)的具有突出意義和普世價(jià)值（Outstanding Universal Values ）的文物古跡和自然景觀。它是不可再生資源，它具有脆弱性和易破壞性，給古城保護(hù)工作帶來很大的困難，城市的發(fā)展和古城保護(hù)的矛盾實(shí)時(shí)困擾著麗江古城的管理者。“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)融合發(fā)展的新經(jīng)濟(jì)形態(tài)，其可以使傳統(tǒng)企業(yè)借助互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，提高創(chuàng)新力。麗江古城從遺產(chǎn)保護(hù)和古城管理出發(fā)，應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+古城保護(hù)”管理理念，結(jié)合麗江古城實(shí)際需求，探索麗江古城的保護(hù)和發(fā)展全新道路，為麗江古城保護(hù)管理局提供全新的管理方式升級。

一、項(xiàng)目建設(shè)背景

為了充分發(fā)揮科技創(chuàng)新在麗江經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的支撐引領(lǐng)作用，世界文化遺產(chǎn)麗江古城保護(hù)管理局將《麗江古城保護(hù)數(shù)字化管理技術(shù)及應(yīng)用》項(xiàng)目列為重點(diǎn)科研項(xiàng)目。項(xiàng)目從麗江古城實(shí)際出發(fā)對古城的遺產(chǎn)本體：建筑、橋梁、河道、廣場、古樹名木、噪音、游客流量、水質(zhì)、水流量等監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。同時(shí)對麗江古城的電力監(jiān)控、照明管控、視頻行為分析、人員定位、準(zhǔn)營證管理、修繕管理等日常管理采用“互聯(lián)網(wǎng)+”方式對麗江古城保護(hù)進(jìn)行常態(tài)化管理。

圖1 軟件架構(gòu)圖

二、需求分析

麗江古城保護(hù)數(shù)字化管理技術(shù)集成及應(yīng)用的建設(shè)目標(biāo)是：采用全新互聯(lián)網(wǎng)思維方式，綜合集成管理平臺(tái)以古城各類信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將各子系統(tǒng)上的各類信息有機(jī)的融合到一個(gè)統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)下，構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度的信息資源集成管理平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)信息資源的高度共享，為智慧麗江古城保護(hù)和管理建立大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.建立一套基于麗江古城的GIS地理信息系統(tǒng)：利用地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對麗江古城的地理信息互聯(lián)網(wǎng)化。

2.建立一套符合世界文化遺產(chǎn)監(jiān)測的信息系統(tǒng)：系統(tǒng)通過各種監(jiān)測手段對麗江古城的遺產(chǎn)本體、水體、游客流量、噪音等監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行預(yù)警管理。

3.建立一套適應(yīng)古城保護(hù)的信息平臺(tái)：從古城保護(hù)出發(fā)建立電力監(jiān)控、照明管控、視頻行為分析、人員定位、準(zhǔn)營證管理、修繕管理等系統(tǒng)，為麗江古城保護(hù)提供技術(shù)保障和決策支持。

三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)基于私有云計(jì)算，通過虛擬化技術(shù)集成服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供基于硬件基礎(chǔ)的服務(wù)，使用云計(jì)算技術(shù)，把內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力集中起來作為一個(gè)虛擬的資源池，為用戶提供私有云服務(wù)（如圖1所示）。

PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）為麗江古城構(gòu)建一個(gè)后臺(tái)服務(wù)平臺(tái)，通過平臺(tái)可以將應(yīng)用設(shè)計(jì)、應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用測試、應(yīng)用部署于該平臺(tái)，幫助用戶構(gòu)建多元化的平臺(tái)服務(wù)和產(chǎn)品定制需求。

SaaS（軟件即服務(wù)）為用戶提供獲取軟件服務(wù)的新形勢，是通過某種服務(wù)水平協(xié)議（SLA）直接通過網(wǎng)絡(luò)向?qū)ｉT的平臺(tái)獲取自己所需要的軟件功能服務(wù)。

用戶端展現(xiàn)的方式有PC端應(yīng)用和移動(dòng)端應(yīng)用。

2.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)前端監(jiān)測，后端數(shù)據(jù)分析功能。在前端監(jiān)測設(shè)備包括：游客流量、水質(zhì)監(jiān)測、水流量監(jiān)測、噪音監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、照明管控、電力管控通過網(wǎng)絡(luò)連接至數(shù)據(jù)中心交換機(jī)；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過虛擬軟件（VM）建立私有云，為前端采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，使網(wǎng)絡(luò)形成統(tǒng)一管理和統(tǒng)一交換的平臺(tái)；在數(shù)據(jù)交換中，交換機(jī)通過虛擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速尋址功能（如圖2所示）。

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

3.系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

（1）基于Web Server的GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

基于web server的GIS系統(tǒng)需要向用戶提供數(shù)據(jù)接口，包含基礎(chǔ)信息接口、功能接口、數(shù)據(jù)接口和應(yīng)用接口。

GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能：

地圖瀏覽功能：實(shí)現(xiàn)對麗江古城的地圖放大、縮小、漫游等功能。

地圖查詢功能：是位置查詢、圖層查詢、屬性查詢等功能。

地圖分析功能：通過設(shè)置緩沖半徑實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)域分析，通過地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對兩點(diǎn)之間的距離測量和多點(diǎn)間的面積測量。

（2）遺產(chǎn)保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)

麗江古城保護(hù)主要實(shí)現(xiàn)遺產(chǎn)本體信息監(jiān)測，遺產(chǎn)本體是遺產(chǎn)概念的載體。世界文化遺產(chǎn)麗江古城是從歷史、藝術(shù)、科學(xué)角度看在建筑式樣、分布均勻或與環(huán)境景色結(jié)合方面具有突出的普遍價(jià)值的單立或連接的建筑群；遺產(chǎn)本體信息包含：建筑信息、橋梁信息、街道信息、廣場信息、河道信息、水體信息、商鋪信息、古樹名木信息等。通過測量、定位、監(jiān)控、調(diào)查登記等手段實(shí)現(xiàn)對遺產(chǎn)本體信息的采集和錄入。

影響遺產(chǎn)本體的因素很多，包括自然因素和人為因素，對于影響遺產(chǎn)本體因素的事前監(jiān)測能夠很好的降低對遺產(chǎn)本體的破壞。我們通過高科新技術(shù)手段對麗江古城的大氣、溫度、降雨、風(fēng)力、噪音、水質(zhì)、水流量、游客流量等進(jìn)行前端數(shù)據(jù)采集，后端數(shù)據(jù)分析并實(shí)時(shí)預(yù)警，真正做到事前預(yù)警的功能（如表1所示）。

（3）古城管理功能實(shí)現(xiàn)

城市管理是個(gè)開放復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)，涉及基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)、公共事務(wù)和城市保護(hù)等多維度管理。系統(tǒng)將以城市基本信息流為基礎(chǔ)，從電力監(jiān)控、照明管控、線路防盜、視頻行為分析、執(zhí)法人員定位、準(zhǔn)營證管理、房屋修繕管理等麗江古城實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，為麗江古城打造一個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+古城保護(hù)”和管理的管理模式。

電力監(jiān)控從電量采集自動(dòng)化方式出發(fā)，實(shí)現(xiàn)古城商鋪實(shí)時(shí)用電的監(jiān)測、遠(yuǎn)程抄表、線路負(fù)荷分析、用電異常報(bào)警、能耗節(jié)能分析。

照明管控實(shí)現(xiàn)了古城路燈和景觀燈的遠(yuǎn)程自動(dòng)開關(guān)燈功能，通過監(jiān)測設(shè)備能實(shí)時(shí)了解路燈開關(guān)狀態(tài)，線路電壓、電流以及用電負(fù)荷。配置線路的阻抗值設(shè)定，增加線路末端電阻檢測實(shí)現(xiàn)對路燈線路的防盜功能。

人的行為在一定程度上反映某些事件發(fā)生的概率，視頻的行為分析將分布在城市不同角落的攝像頭通過智能分析軟件，分析出可能會(huì)發(fā)生的城市公共安全。諸如人員聚集就容易發(fā)生公共事件；快速移動(dòng)可能就有事件在發(fā)生；徘徊檢測區(qū)域進(jìn)入就容易發(fā)生偷盜現(xiàn)象；物品遺留能很好的提示值班人員；停車檢測能夠很好的解決古城內(nèi)亂停車現(xiàn)象。

執(zhí)法人員定位能夠很好的將執(zhí)法人員的實(shí)時(shí)定位信息傳至指揮中心，方便指揮中心實(shí)時(shí)調(diào)度，同時(shí)線路軌跡查詢、越界報(bào)警能夠約束執(zhí)法人員的行為。

準(zhǔn)營證登記管理和房屋修繕登記管理能夠很好的管理麗江古城商鋪的經(jīng)營行為，規(guī)范商鋪的經(jīng)營活動(dòng)。

四、結(jié)論

城市管理是一項(xiàng)繁瑣復(fù)雜的工作，應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的管理方式，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)了解麗江古城的城市日常運(yùn)營狀態(tài)，為城市管理提供決策支持。項(xiàng)目運(yùn)行幾個(gè)月來采集了大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有效解決了麗江古城路燈遠(yuǎn)程開關(guān)燈，不同時(shí)令開關(guān)燈時(shí)間在線更改問題；實(shí)時(shí)掌控古城用電情況，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)提高古城供電局工作效率；視頻行為分析和游客流量監(jiān)測為古城管理局提供大數(shù)據(jù)預(yù)警，為古城安全保駕護(hù)航；水質(zhì)、水流量監(jiān)測實(shí)時(shí)了解古城污染情況，為水域調(diào)度提供數(shù)據(jù)支持；對建筑、橋梁、街道、廣場、古樹名木等遺產(chǎn)本體以及影響本體的人為自然環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，探索出一條適合麗江古城保護(hù)的發(fā)展之路，使世界文化遺產(chǎn)麗江古城能夠得到有效的保護(hù)和利用。

表1 影響本體因素閥值設(shè)置