江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 朱 崢

?

“智慧園區(qū)”的模塊化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 朱 崢

【摘要】隨著國(guó)家信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)園區(qū)信息化建設(shè)也逐漸由早期的“網(wǎng)絡(luò)化”、“數(shù)字化”向更高層次的“智慧化”過度?！爸腔蹐@區(qū)”的設(shè)計(jì)需要體現(xiàn)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的理念。本文提出基于模塊化的“智慧園區(qū)”設(shè)計(jì)理念讓“智慧園區(qū)”的架構(gòu)更為清晰，并擁有更為靈活的可擴(kuò)展性。

【關(guān)鍵詞】智慧園區(qū)；模塊化設(shè)計(jì)；信息化

1 引言

產(chǎn)業(yè)園區(qū)是推進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)的產(chǎn)物。園區(qū)為科學(xué)配置土地資源、合理調(diào)整經(jīng)濟(jì)布局、有效改善投資環(huán)境、積極引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)集聚、全面提升產(chǎn)業(yè)能級(jí)發(fā)揮了重要作用，日益成為支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。

隨著國(guó)家信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)園區(qū)的信息化程度也在不斷加強(qiáng)，越來越多的信息以數(shù)字化的形態(tài)呈現(xiàn)，園區(qū)信息化建設(shè)也逐漸由早期的“網(wǎng)絡(luò)化”、“數(shù)字化”向更高層次的“智慧化”過度。“智慧園區(qū)”是園區(qū)信息化發(fā)展的高級(jí)階段，通過將政府、園區(qū)、產(chǎn)業(yè)有機(jī)的整合為一體，實(shí)現(xiàn)更透徹的感知、更全面的互聯(lián)互通和更深入的智能化。目前，我國(guó)的“智慧園區(qū)”建設(shè)缺乏完整、科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)體系，合適的運(yùn)行管理模式以及有效規(guī)劃從而導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)和信息孤島的產(chǎn)生。建設(shè)完成后的效果也與建設(shè)初衷存在較大的差異。為此，本文提出了基于模塊化的“智慧園區(qū)”設(shè)計(jì)理念，通過模塊化的設(shè)計(jì)讓“智慧園區(qū)”的架構(gòu)更為清晰，并擁有更為靈活的可擴(kuò)展性。

2 模塊化設(shè)計(jì)概述

2.1 模塊化理論

模塊的概念最早在建筑行業(yè)中通過將建筑按照功能分成可以自由組合的建筑單元的概念被提出，此時(shí)的模塊化強(qiáng)調(diào)獨(dú)立的個(gè)體在幾何尺寸上可以實(shí)現(xiàn)連接和互換。隨后，模塊被引入機(jī)械制造業(yè)以及計(jì)算機(jī)軟件業(yè)，通過與產(chǎn)品的功能聯(lián)系在一起，模塊具有了明確的功能定義特征、幾何連接接口以及功能輸入、輸出接口特征。

模塊是構(gòu)成產(chǎn)品的一部分，具有獨(dú)立功能，具有一致的幾何連接接口和一致的輸入、輸出接口的通用獨(dú)立單元，相同種類的模塊在產(chǎn)品族中可以重用和互換，相關(guān)模塊的排列組合就可以形成最終的產(chǎn)品。所謂模塊化，就是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，研究產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的構(gòu)成形式，用分解和組合的方法，建立模塊體系，并運(yùn)用模塊組合成產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的全過程。

2.2 模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及目標(biāo)

由于方案的制訂是依賴于客戶需求的不同而變化的，同時(shí)產(chǎn)品模塊的劃分必須考慮多方面的不同需求，所以產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)必須結(jié)合實(shí)際情況，沒有一成不變的解決方案。因此理解模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)對(duì)于利用模塊化達(dá)到的目的就顯得十分的重要。

模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要包含以下三個(gè)方面：

（1）模塊化設(shè)計(jì)讓組成部件具有獨(dú)立的功能。

模塊化設(shè)計(jì)避免了由于部件的設(shè)計(jì)更改會(huì)影響到產(chǎn)品的多個(gè)功能，降低了產(chǎn)品的復(fù)雜程度并提高了部件的重用度。

（2）模塊化設(shè)計(jì)要求模塊之間具備一致性接口。

為了提升模塊化設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)同類模塊之間的互換，嚴(yán)格的尺寸接口和輸入輸出接口的定義是必須的。

（3）模塊化設(shè)計(jì)中模塊構(gòu)成具有一定的層次。

為了降低設(shè)計(jì)的難度，應(yīng)將產(chǎn)品進(jìn)行模塊化分解，模塊可以包含子模塊，并由子模塊相互作用構(gòu)成模塊的功能并最終保證系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

通過模塊化設(shè)計(jì)，可以在以下幾個(gè)方面得到有益的：

（1）通過模塊的組合配置，可以創(chuàng)建不同需求的產(chǎn)品，滿足客戶的定制需求。

（2）相似性的重用，既可以重用已有模塊和已有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，也可以重用整個(gè)產(chǎn)品生命周期中的各種資源。

（3）減少產(chǎn)品工程復(fù)雜程度，因?yàn)槟K是產(chǎn)品部分功能的封裝，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員使用具體模塊時(shí)根本不用關(guān)心內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，可以使研發(fā)人員更加關(guān)注頂層邏輯，提高產(chǎn)品工程管理質(zhì)量和產(chǎn)品的可靠性。

3 “智慧園區(qū)”模塊化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

“智慧園區(qū)”總體系統(tǒng)架構(gòu)采取層次化和模塊化的設(shè)計(jì)思想可以簡(jiǎn)要描述為“二部分、五層次”。

（1）兩部分：從系統(tǒng)整體來看，“智慧園區(qū)”由兩個(gè)頂層模塊構(gòu)成，分別為信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息應(yīng)用平臺(tái)。信息基礎(chǔ)設(shè)施是園區(qū)信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，為信息提供存儲(chǔ)、傳輸和交換的平臺(tái)；信息應(yīng)用平臺(tái)基于信息基礎(chǔ)設(shè)施為園區(qū)內(nèi)政府、企業(yè)以及員工提供相應(yīng)的信息化服務(wù)。信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)結(jié)合不同的需求可分為政府、產(chǎn)業(yè)、民生三個(gè)領(lǐng)域用于面向園區(qū)各個(gè)主體（園區(qū)管理機(jī)構(gòu)、企業(yè)、員工等）。信息應(yīng)用平臺(tái)也相應(yīng)的衍生出政府、產(chǎn)業(yè)、民生、其他四類推動(dòng)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的引擎。

（2）五層次：“智慧園區(qū)”兩大模塊可細(xì)分為為五層次的架構(gòu)體系，其中信息基礎(chǔ)設(shè)施包含物理基礎(chǔ)設(shè)施以及邏輯基礎(chǔ)設(shè)施兩層，信息應(yīng)用平臺(tái)包含公共信息平臺(tái)、業(yè)務(wù)平臺(tái)、業(yè)務(wù)子系統(tǒng)三層。

“智慧園區(qū)”模塊化設(shè)計(jì)

物理基礎(chǔ)設(shè)施是“智慧園區(qū)”建設(shè)的基礎(chǔ)，為數(shù)據(jù)管理、存儲(chǔ)、傳輸、交換提供公共物理承載平臺(tái)。其中傳輸包含光纜網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、集群網(wǎng)、衛(wèi)星通信等多種物理路徑，管理、存儲(chǔ)、交換主要由數(shù)據(jù)中心機(jī)房的服務(wù)器、交換機(jī)以及存儲(chǔ)設(shè)備提供。

邏輯基礎(chǔ)設(shè)施基于物理設(shè)施搭建，提供數(shù)據(jù)邏輯承載平臺(tái)，主要包含IP承載網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)（傳感器）網(wǎng)絡(luò)、專用通信網(wǎng)，云服務(wù)平臺(tái)（云計(jì)算、云存儲(chǔ)）以及智能支撐網(wǎng)等，并向信息應(yīng)用平臺(tái)提供統(tǒng)一的協(xié)議、接口。

公共信息平臺(tái)是“智慧園區(qū)”模塊化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，通過統(tǒng)一的信息化平臺(tái)整合供需各方的信息，體現(xiàn)了“資源匯聚、共享協(xié)同”的設(shè)計(jì)理念，主要包含了數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)交換、運(yùn)行維護(hù)管理和目錄管理等多個(gè)子系統(tǒng)。其首先通過資源和信息的互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)效率最大化；其次根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行應(yīng)用模塊的增減和拆分，實(shí)現(xiàn)定制化和即插即用。

業(yè)務(wù)平臺(tái)是基于公共信息平臺(tái)搭建的，并由公共信息平臺(tái)提供統(tǒng)一可編程接口。根據(jù)參與各方的需求實(shí)現(xiàn)高度可定制化?？煞譃閮?nèi)部管理平臺(tái)、綜合服務(wù)平臺(tái)、安全防范平臺(tái)、節(jié)能減排平臺(tái)等多種平臺(tái)。其中內(nèi)部管理主要面向政府和園區(qū)管委、綜合服務(wù)平臺(tái)主要面向

企業(yè)和員工，安全防范和節(jié)能減排主要作為輔助服務(wù)類平臺(tái)。

業(yè)務(wù)子系統(tǒng)可以看做業(yè)務(wù)平臺(tái)的子模塊，可根據(jù)投資和用戶需求自行定制并增減，最終實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)平臺(tái)所要達(dá)到的建設(shè)目標(biāo)。

4 “智慧園區(qū)”模塊化設(shè)計(jì)舉例

5 總結(jié)

通過模塊化設(shè)計(jì)賦予了“智慧園區(qū)”高度的可擴(kuò)展性，其中最關(guān)鍵的應(yīng)用在于公共信息平臺(tái)的引入。園區(qū)公共信息平臺(tái)是園區(qū)數(shù)據(jù)公共進(jìn)出通道，為園區(qū)政務(wù)專網(wǎng)和各類智慧應(yīng)用提供基于園區(qū)公共數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)服務(wù)、信息承載服務(wù)以及數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)。隨著工業(yè)化、信息化“兩化融合”的不斷深入以及國(guó)家“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，越來越多的“智慧”將出現(xiàn)在我們的工作與生活中。通過運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)思路，可以將復(fù)雜的問題系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，有效推進(jìn)信息化的應(yīng)用水平。

參考文獻(xiàn)

［1］徐艷艷.物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代智慧化園區(qū)建設(shè)方案的研究［D］.長(zhǎng)安大學(xué)，2014.

［2］朱敏，楊會(huì)華.智慧園區(qū)解決方案探討及建議［J］. 移動(dòng)通信，2013，05﹕56-58.

［3］孫韓林，范九倫，劉建華，劉國(guó)營(yíng)，張高紀(jì).智慧園區(qū)建設(shè)探討［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，14﹕61-64.

［4］徐大成.基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的智慧園區(qū)信息系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)［D］.西安電子科技大學(xué)，2015.

［5］林芳宇.智慧園區(qū)政企公共服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.吉林大學(xué)，2014.

［6］李家斌.智慧園區(qū)設(shè)計(jì)概要［J］. 電腦知識(shí)與技術(shù)，2013，31﹕7083-7086+7090.