第十三章 智慧城市建设：怎样推动城市的智能化服务？（1 / 3）

当今世界大约有50%的人生活在城市之中，而且城市的数量和规模还在不断扩大，随着人口的增长，城市化的弊端也渐渐显露出来。全球变暖、环境恶化、资源匮乏、交通拥挤和贫富差距大等一系列问题接踵而至，成为了人们深恶痛绝的“城市病”。

目前，物联网技术的飞速发展将城市带入了新的发展阶段，“工业城市”和“数字城市”解决不了的“城市病”，完全可以交给“智慧城市”来根治。智慧城市具有更加智能的人与人、人与物、物与人的互通互联的感知能力，可以更加高效安全地完成数据、资源的高度整合，具备更科学的监测、计算、分析和决策能力以及更加智能化的执行力。智慧城市的建设，不仅为城市的产业规划提供了有力的支持，还为交通、医疗、教育、能源和安全等基础服务提供了自动化、网络化、智能化的解决方案。

智慧城市正逐渐引领着未来世界城市的发展方向，有关专家预测，智慧城市的建设可以使一个城市的发展红利增长2倍以上，实现3倍的可持续发展目标。

1.智慧交通——交通事故的终结者

随着社会的发展，城市的人口越来越多，在一定程度上带动了经济的发展。但2010年以后，汽车的使用频率和数量大大增加，给城市的交通带来了巨大的压力，刮擦、车祸频频发生，停车场的管理效率也不尽如人意。随着物联网技术的发展，智能化的停车场系统应运而生，它可以利用传感器各节点的感知能力来管理和监测每一个停车位，并提供特殊的指引服务。同时，该系统依靠M2M（机器对机器）平台和4G网络覆盖的优势，必能引领停车场自动化和智能化的新格局。以系统为单位，以物联网技术为基础，可以将智慧交通领域所用到的智能系统分为三类。

第一，不停车收费系统（ETC）。俗称“全自动收费”，即收费过程中不需要任何人工的接触和参与，无需司机停车即可实现自主缴费。ETC主要依靠射频识别技术、电子技术和计算机技术以及网络通信技术，通过在汽车上安装射频标签，实现与收费车道上的收发器进行数据交换，然后通过联网的银行卡进行自动扣费。车主和司机只需有一张卡就可以在城市的任何一个停车场和小区停放车辆，而各大停车场也无需做任何技术性的装修和改造，也不用改变原有的运行设备和模式。不停车收费系统是建设智慧城市的必然要素，是实现“一卡在手，全城无忧”的前提。

第二，智能停车管理系统。停车场按内部结构可分为封闭式停车场和开放式停车场，封闭式停车场有明确的出入口，缺点就是地点较为隐蔽，使用率低。而开放式停车场可以充分利用开放的道路资源，容易被发现和利用，但缺点也显而易见，就是无法安装门禁系统，逃费现象严重。而且，无论是封闭式停车场还是开放式停车场，它们都有一个共同的缺点，就是缺少对应的停车指引和信息指引，导致进入停车场的车辆无法获取空闲车位信息，既浪费了驾驶员宝贵的时间，也不利于商圈内交通压力的疏导。因此，很多停车场都采用了停车管理系统，它可以将商圈周围多个停车场的车位信息实时发布，并显示在广场的大屏幕上，这样不仅可以降低周边道路的拥堵，还可以减少车辆聚集造成的环境污染。

智能停车管理系统的基本工作原理是这样的：总系统为商圈周围每个停车场的车位放置车位传感器，当车辆在某个车位上停放或离开5秒以上时，车位检测器就会通过无线网络将数据发送给总系统，并通过广播电台、大屏幕、车载收音机或者手机短信通知周围的驾驶员。同时，管理平台开始进行车位的安排管理和引导提醒。下面是其系统直观图：

图14-1-1 智能停车系统直观图

该系统可以分为五部分，分别为前端检测子系统、信息发布子系统、中间传输子系统、控制子系统和管理子系统。

（1）前端子系统，包括车辆检测器和车位检测器。车位检测器安置在地面正中，对该车位是否有车辆进行判断，并将信息实时发送到总系统。车辆检测器则设在停车场入口和出口，用于监测车辆通过信息，并通知门禁系统自动控制栏杆的开启和关闭，同时可以自动统计车流量，并向系统进行周期性上报。

目前最先进的当属地磁感应车位检测器，它利用磁敏数字式传感器触发车位的检测，再加上红外网络装置的辅助，可以精确地感应车位是否存在车辆。

（2）信息发布子系统，包括显示车位的屏幕、触摸屏查询器和网络发布终端。该系统可以对停车场周围的车位信息进行实时发布，还有车位预定查询和寻车功能。信息发布子系统的屏幕一般分两处放置，较大的屏幕放置在停车场旁边的商圈和广场，而较小的屏幕则设在停车场内部的通道内，为驾驶员进行车位引导。

（3）中间传输子系统，包括路由节点和中继节点。路由节点采用MESH架构，接收车位检测器发送的无线信号，并与网关节点进行通信，通信时可以采用无线，也可以采用有线。中继节点算是一个辅助装置，主要针对距离网关节点较远的楼面车位，它可以自动接收车位检测器的无线信号，然后传输给路由节点。

（4）控制子系统，由网关节点组成。网关节点是传输子系统与管理平台的连接枢纽，用于数据的汇集。另外，控制子系统还管理着出入口栏杆、二维码读取器、车辆检测器等装置，完成车辆的正确识别和场内设备的控制，并协助信息发布子系统完成LED引导屏的信息发布；还可以提供各种设备的接口，连接其他设备扩展功能。

（5）管理子系统，包括后台和现场管理软件、停车信息服务平台和总服务器。现场和后台管理软件采用C/S架构，完成对车位的管理服务，其主要功能有二维平面车位显示、空闲车位统计、车位占用统计、空闲车位信息发布和车位使用情况周期统计等，以使停车场管理人员及时了解现场的车位使用和预定情况。

停车信息服务平台采用B/S架构，可以与周围的多个停车场后台管理软件进行同步管理。同时，多个停车场设备进行统一监管，信息服务平台和二维码平台、银行卡支付平台相连，完成驾驶员身份的确认和收费金额的计算。

第三，一卡通系统。该系统可以通过一张卡实现不同作用的智能管理，并可以在不同的设备上使用。一卡通将多种不同设备挂在一条数据线上，并通过这条数据线和计算机通信，在同一个数据库中实现卡的发行、挂失、注销和数据查询。典型的一卡通系统分为公交智能化系统和货车智能安全系统。

（1）公交智能化系统。该系统不仅仅指公共汽车，还包括出租车、路桥收费、水电缴费、卖场消费和其他小额消费。要实现智慧城市的一卡通工程，就应该设计层次型的体系结构。首先，设置城市一卡通总系统，我们称之为一级系统，主要负责清算任务；其次，在城市中设下若干个充值和结算子系统，我们称之为二级系统，主要为公交车或出租车提供结算终端，同时，每个二级系统下设若干三级系统，作为公交、出租及其他小额消费的营运子站点；三级系统之后，就是无数POS机终端设备，俗称消费点。设计该分层系统的目的就是建设一个覆盖整个城市的公共消费领域，比如用射频识别技术和先进的计算机技术实现电子化消费。

公交智能化系统的核心是信息化管理系统，该系统通过电脑通信、电脑网络、数据库、射频识别卡等领域的先进技术，实现对乘客售票、验票和数据采集以及对公交企业内部的调度、油量统计、排班、决策等方面进行统一管理。

（2）货车智能安全系统。该系统可以看成是一种支付系统，用最新的射频识别技术将射频标签嵌入到手机卡中，这时候，装有该手机卡的智能手机就可以看成是一部NFC（近距离无线通信技术）手机。此种手机可以代替各种密匙、钥匙或者身份证等私密信息，方便人员进行考勤和消费，在特殊情况下，还能起到门禁作用。

2.感知菜场系统——智慧饮食实战设计

感知菜场系统又称为“菜场一卡通”，迎合了省内人群刷卡消费增多的趋势，“菜场一卡通”实现了消费者和经营者之间真正意义上的电子钱包功能，让持卡的消费者可以在整个菜场内自由消费。

感知菜场系统并不是将现金交易简单转换为刷卡交易，而是解决我国的生肉市场混乱现状，实现对各种生肉类商品的数据信息追踪。针对蔬菜市场经营者大而散、不易控制等特点，感知菜场系统可以实现对全市蔬菜流通全过程的追踪，对卖家和商品同时监管，有利于规范经营者的行为，提升蔬菜的质量。另外，通过加入“城市放心肉服务体系项目”系统，在各大农贸市场和大型超市使用射频标签电子秤，能确保消费者买到的蔬菜有追溯信息可以查询。追溯系统引入了物联网技术，按照“正向追踪，反向追溯，提升管理”的要求进行批次追踪，应用于蔬菜和肉类安全监督管理的始终，是一个完整的农产品安全控制体系。

追溯系统利用云计算、数据库以及射频识别多种技术，建立了中心数据库，实现数据的融合、监控和查询，为商品的每一个环节提供了最可靠的质量检测和数据侦查，确保产品供应链的高质量数据传输，让肉类和蔬菜行业彻底实现完全透明。感知菜场系统的智能性决定了它的设计并不简单，需要符合阶段性、系统兼容性、技术先进性和成熟性、信息的安全性和准确性，以及系统的稳定性、可靠性、标准型和开放性。

明确这些要点后，我们还要知道感知菜场系统的整体设计目标是建立一个以结算系统为核心的一级平台，然后下设以小金额支付业务为基础的、连接各大菜场和发卡维护网点的二级应用平台。最后，再由智能IC卡与POS机组成三级应用平台，从而全面实现电子化消费。菜场系统在具体建设的时候，要结合菜场的特点和性质，分两个阶段进行：一是基础阶段，制造安全可靠、性能稳定、易于维护和拓展的菜场管理数据中心，然后发行具有支付和读取写入功能的非接触式芯片卡；二是完善阶段，建立菜场无线终端，利用芯片卡的支付功能，建立一个数据反馈和付费系统，并进行POS机布点，完成初步的试水建设，然后逐渐覆盖整个市场和周边的领域圈。下面，我们就系统的各个平台以及工作流程进行详细的分析：

第一，一级平台。该平台主要包括数据管理中心和数据中心，监管整个系统中硬件和软件的正常运行。一级平台中的数据库有很多种，包括“充值数据库”“消卡数据库”“结算数据库”以及“查询数据库”，因此，一级平台几乎涵盖了所有的管理业务流程，其接口以菜市场为整体划分，每一个接口都可以支持相对应的代理银行点。

第二，二级平台。该平台可以协助一级平台进行资金的清算，并提供消费的各项信息，为平台拥有者提供准确的数据，为管理决策提供有力的参考，从而起到节省资金和提高服务质量的作用。

第三，三级平台。又称为“用户平台”，可以为广大市民提供丰富的交易环境。该平台实现了芯片卡与POS机的数据交换，也真正实现了“一卡在手，买肉无忧”。另外，系统还会在交易日的第二天将前一日的交易以短信形式发送给消费者，同时，经营数额和交易数量也会以短信的形式发送给经营者。

第四，信息流程。当手持芯片卡的消费者在菜场的支付终端进行消费时，其交易信息就被记录在了POS机中，充值终端为芯片卡充值时，其数据信息也会被记录下来，具体流程是：菜场开始营业时，经营者启动POS机进行签到，当第一个消费者在该POS机上刷卡消费时，POS机就会记下这次交易信息，并传输到管理中心，再由管理中心反馈交易进行指令，提示经营者进行下一步的交易工作。因为菜场中的POS机不会轻易移动，所以发生在卖场中的交易数据可以通过ADSL（非对称数字用户环路）等方式进行联机由POS机的无线终端传输到管理中心。