什么是物联网？应用前景呢

行业主要企业：大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)

本文核心数据：中国物联网市场规模、中国物联网区域竞争情况

行业概况

1、定义

所谓“物联网”(Internet of
Things，IOT)，又称传感网，指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术，包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。

2、产业链剖析：共有四大层面

所谓产业链，是以生产相同或相近产品的企业集合所在产业为单位形成的价值链，是承担着不同的价值创造职能的相互联系的产业围绕核心产业，通过对信息流、物流、资金流的控制，在采购原材料、制成中间产品以及最终产品、通过销售网络把产品送到消费者手中的过程中形成的由供应商、制造商、分销商、零售商、最终用户构成的一个功能链结构模式。

从产业链条来看，物联网的产业链条由上而下可以分为感知层、传输层、平台层和应用层四个层级。

自2018年中美贸易摩擦以来，美国加大了对中国高新技术出口的限制，不断扩大实体清单，影响了中国一些科技主导型企业的发展，这从侧面警示了中国在全球供应链中地位的脆弱性。物联网通过传感器把物理世界与数字世界联系起来，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。其中传感器作为数据采集的源头，已经成为各种应用能力所需的数据来源所在。目前中国国内也涌现出了一些传感器芯片重点生产企业，如：高德红外、西人马、士兰微、敏芯微电子、博通、全志科技、大唐微电子、复旦微电子等。

行业发展历程：处于市场验证期

物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与因特网连接起来，进行信息交换
和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发 展历史悠久，可分为三个阶段：

行业政策背景：政策大力推进

“十三五”以来，国家重视物联网产业建设及物联网成果应用，出台多度政策意见来推动物联网产业发展。在“十三五”以来发布的行业政策中，以推动物联网成果应用为主，利用物联网技术加强信息交换、提高监督管理水平等。

根据最新发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，在“十四五”期间，明确新基建，还要让5G用户普及率提高到56%。并且5次提到关于物联网的规划发展，除了划定数字经济的7大重点产业外，其余4次提到的场合均体现出对物联网发展重点的表述。

十四五规划中划定了7大数字经济重点产业，包括云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实，这7大产业也将承担起数字经济核心产业增加值占GDP超过10%目标的重任。

发展现状

1、中国物联网连接数快速增长

全球物联网仍保持高速增长。物联网领域仍具备巨大的发展空间，根据GSMA发布的《The mobile economy
2020(2020年移动经济)》报告显示，2019年全球物联网总连接数达到120亿，预计到2025年，全球物联网总连接数规模将达到246亿，年复合增长率高达13%。我国物联网连接数全球占比高达30%，2019年我国的物联网连接数363亿。而根据2021年9月世界物联网大会上的数据，2020年末，我国物联网的数量已经达到453亿个，预计2025年能够超过80亿个。

2、应用层与平台层价值最高

从产业链价值分布看，应用层和平台层贡献最大的附加值，分别占到35%左右，传输连接层虽然重要，但产值规模较小;底层的感知层元器件由于种类众多，产业价值也较大，占到20%左右。

3、传输层产业结构中传输层占比最高

根据赛迪发布的《2019-2021年中国物联网市场预测与展望数据》，物联网的传输层依旧位居最大份额;随着大规模地方性物联网政策的落实陆续完成，支撑层增长速度放缓;而随着各领域市场需求的释放，平台层、应用层市场增长速度将持续呈上升趋势。

4、中国物联网市场规模突破25万亿

目前，物联网已较为成熟地运用于安防监控、智能交通、智能电网、智能物流等。近几年来，在各地政府的大力推广扶持下，物联网产业逐步壮大。再加之近几年厂商对物联网这一概念的普及，民众对物联网的认知程度不断提高，使得我国物联网市场规模整体呈快速上升的趋势。2019年我国物联网市场规模约在176万亿元左右，2020年根据赛迪公布的数据，我国物联网市场规模约达到214万亿元左右;预计未来三年，中国物联网市场规模仍将保持18%以上的增长速度。中国物联网市场投资前景巨大，发展迅速，在各行各业的应用不断深化，将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。

行业竞争格局

1、区域竞争：北京物联网相关项目最多

截至2021年5月底，工信部共公开2批《物联网关键技术与平台创新类、集成创新与融合应用类项目公示名单》，前瞻结合2批的项目名单分析，目前中国物联网关键技术与平台创新类、集成创新与融合应用类项目主要集中在北京、浙江、广东和山东，其项目数分别为39个、24个、22个、20个。

2、企业竞争：以龙头企业间的竞争为主

《2021年中国物联网企业发展指数报告》于2021年10月29日发布，报告从动态角度评估物联网产业链各公司发展状况，围绕企业影响力、资金支持、研发技术能力、发展成效等多维度能力进行分析，剖析中国物联网企业的成就和面临的挑战，并总结中国物联网企业的发展情况及市场参与者竞争实力，试图发掘物联网行业业务实力强、成长性好以及竞争壁垒高的优秀企业群体。根据《2021年中国物联网企业发展指数报告》，2021年我国物联网最具领导力企业名单如下：

物联网行业发展前景及趋势分析

1、产业物联网占比逐渐上升

根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》，2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半，预计到2025年，物联网连接数的大部分增长来自于产业市场，产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看，未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。

2、市场规模不断增大

目前，物联网在全球呈现快速发展趋势，欧、美、日、韩等国均将物联网作为重要战略新兴产业推进，但在繁荣景象背后却仍存在着众多阻碍发展的因素。其中核心标准的缺失，尤其是作为顶层设计的物联网参考架构等基础标准目前仍处于空白，基于争夺物联网产业主导权，各国对国际标准方面的竞争亦日趋白热化。

新冠疫情对于物联网行业来说犹如达摩利斯之剑，一方面疫情导致全球技术供应链出现一定的停滞期，另一方面疫情助推中国物联网的渗透。2020年无人工厂、无人配送、无人零售、远程教学、远程医疗等“无接触经济”的爆发均离不开物联网技术的支撑。综合多方面的情况分析，前瞻认为未来5年中国物联网的发展将保持高速增长，到2026年市场规模超过6万亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

随着物联网技术发展不断进步、NB模块成本不断下降、云技术与大数据的发展不断推进，当下水务领域出现了各种远程抄表的“新物种”，物联网与云计算正在迅速改造传统水务行业。

中国电信成都分公司携手天翼物联产业联盟于6月8日在中国西部信息中心举办了“水·网·云”天翼物联智慧水务研讨会。此间，新都水务的智慧水务崭新尝试浮出水面。

此外，为了快速打造智慧水务运营服务新模式，进一步拓展水务产业链的合作，全面助力智慧水务的建设，由水司、中国电信和无锡聚为科技有限公司共同签订“互联网”+智慧水务云服务系统战略合作协议。

传统水务行业的头疼之处

虽然各种智慧抄表应用的硬件开始逐渐出现在家庭用户中，但其实当下的水务行业从业者并没有轻松很多，这又是什么原因呢？

因为当下水务系统的信息化程度普遍过低，一个水务公司往往有几十套系统，系统之间数据形成孤岛，连数据调用都十分困难更不用提“数据的二次利用”了。

无锡聚为科技有限公司副总经理常峰涛与昆山市自来水集团有限公司信息中心薛颖均表示，当下水务公司大多处于“粗放式”的管理模式，诸如管网监测等还依靠传统的模式。

薛颖说：“昆山自来水的信息化很大程度上是客户倒逼的成果，譬如微信、支付宝支付水费、譬如电子账单等功能。”

虎哥了解到，并不是水务公司不愿意做信息化更好为客户服务，而是出于以下多种原因，让水务公司难以进行信息化改造。

1

水务系统过于复杂

水务系统是个相当复杂的系统，从源头到端都可以包括在内，更不用提“智慧水务”了。建设部城市水资源中心所长、中国城镇供水排水协会秘书处副主任周长青先生表示：智慧水务是一个庞大的系统，系统内又可以分众多子系统。现在没有企业能够完全打造出“智慧水务”，只是针对某些细分领域在做，目前来看智慧水务没有龙头企业。

正是因为系统过于复杂，所以水务同样需要复合型人才。但是目前来看，县级水务公司很难留住一个IT人员，所以在运维管理方面水务公司的信息化程度也就相对较低。

2

信息平台并未打通

虽然很多水务公司都在进行信息化的建设，但是由于各个系统之间信息化建设时间不同、厂商不同、标准不同等问题。所以数据很难实现跨系统之间的调用分析，更不用提跨公司统一管理或者监控了。

华北水利水电大学、城市水务研究院侯煜堃博士介绍：“就拿一个很简单的例子‘管网漏损’监测来说，水务公司要监测到漏损，需要调用的有GIS数据、区域流量数据、营收数据、客服系统数据、巡检系统数据。但这些数据根本没办法实现统一分析，所以当下对于漏损情况，只能采取原始的‘换管，换表’等成本高、效率低的补救措施。”

3

投入成本高昂

如果选择靠谱的方案提供商，为水务公司建立整体的信息化系统的话，成本会有多少呢？常峰涛认为，单就软件平台的投入就需要300到500万左右，这还不算其他的硬件等方面的投入。

这对于水务公司来说，改造成本还是过于高昂，更不用提用户不到5万的县级水务公司了。

4

后期运维困难

即便是水务公司建立起自己的信息化系统，后期的运营保障谁来负责？水务公司核心业在“治水”而不是IT运维，更不懂大数据、云计算等技术。

更多的水务公司，往往是5-7人管理着30多套系统，还要负责公司的新风系统、机房系统等维护，本身已经焦头烂额，进行数据的精细化运营更是不现实。

5

行业缺乏标准

由于每个企业的技术不同、标准不同，带来的另一个问题就是“行业标准”的缺失。

周长青认为：“水务行业缺乏一个统领性权威性的标准，协会标准只要是协会都可以制定，但权威性显然就不如建设部。但现在来看协会关于水务的标准都相对缺失，都是每个企业自己在用自己的标准，长期来看不太适合行业发展。”

6

信息安全性保障差

水务公司记录着本地每户居民的“居住位置、身份信息、消费数据”等敏感信息，而当下水务系统对于数据安全性的保障方面。

一家自来水公司的信息中心主任郭建飞说：“现在想想还是很可怕的，我们用户的用水等30多万数据在服务器中，公司员工只要有权限就能下载。如果信息安全保障的不到位，那么问题无疑很严峻。”

SaaS平台解决水务公司信息化改造

为了快速打造智慧水务运营服务新模式，进一步拓展水务产业链的合作，全面助力智慧水务的建设，由水司、中国电信和无锡聚为科技有限公司共同签订“互联网”+智慧水务云服务系统战略合作协议，打造“水网云”的一站式智慧水务应用服务平台。

借用中国电信天翼云物联平台（无线网、NB网络、光纤网络），未来的中小水务公司可以实现像SaaS平台一样，通过购买服务的方式实现信息化改造。

也就是说，原本水务公司需要花费百万进行信息化改造，未来可以实现按年缴费（譬如每年10万）即可享受智慧水务方面的服务。

具有这些特点：网络接入形式多样、托管模式成本低、广泛适应多厂商设备多协议、安全保障级别高、无需运营维护……通过一站式的水务云服务，水务公司可以实现以较低的成本享受远程抄表、手机设备巡检，DMA漏水监测，水质在线监测等众多功能。

同时水务公司将不用担心维护问题，四川电信将为水务公司提供维护服务，而水务公司可以专注于核心业务为用户提供更优质的服务。

在研讨会上，虎哥了解到这套水务云服务系统最初是聚为想和BAT互联网巨头中的一家共同打造的，结果谈了半年并没有实践，最后发现电信才是最合适的选择。

“因为他们的服务没办法做到覆盖到每个乡镇，但是电信可以，电信能把服务覆盖到每个水务公司。”无锡聚为科技有限公司副总经理常峰涛说。当然除此之外，虎哥认为电信作为运营商，安全性的保障也是水务公司需要考虑的因素之一。

电信搭建智慧水务基础设施

在这背后，则是四川电信在网络建设、物联网搭建、产业推进等多个方面进行努力的结果。

物联网方面，作为首批7个NB-IoT试验省份，自2016年12月以来，中国电信四川公司重耕800MLTE网络，累计投入上亿元打造物联专网。2016年12月10日，成都800M专网率先开始实施，各市州也陆续进行网络改造。

2017年5月，中国电信率先建成全球覆盖最广的新一代商用物联网NB-IoT网络，全国NB-IoT基站总量33万，开通率达97%，其中四川基站总量24万，开通率达100%。具备低功耗、海量连接、深度覆盖等多项优点的NB-IoT物联网应用正全面走向市场。

借助NB-IoT网络的优质覆盖，中国电信四川公司积极布局全省物联网，聚焦智慧城市公共设施服务和行业垂直领域，重点在智能气表、智能水表、智能井盖、土壤检测、智能安防、水质监测、智能停车等领域成功开展多场NB-IoT外场试验。在智能抄表领域，我们在成都市新都区、天府新区，已经开展智能燃气、智能水务试点，现在数千台NB水表、燃气表已投入使用。

产业推动方面，2017年9月中国电信四川公司联合华为、中兴、四川长虹、四川九洲等10余家副理事长单位，并依托电子科大、西南交大的专业技术支持，共同成立具有四川特色的四川天翼物联产业联盟。

另外值得一提的是，为了推动四川物联网产业发展，四川电信打算在资金方面增加支持力度。中国电信四川公司政企客户部总经理杨斌介绍，天翼物联产业联盟打算成立基金，为川内从事物联网的企业提供资金支持，而目前针对四川的基金规模大致是10亿。

同时，中国电信四川公司和九洲集团、五粮液等公司成立物联网联合实验室，将物联网业务发展与本土企业的产业链相结合，构建产、学、研一体的物联网生态圈。帮助物联网企业在推广产品前进行场景化的试用，从而完成试错过程。

供水管网水质对于我们的身体健康和周围环境至关重要，水是人类赖以生存与经济社会发展不可替代的基础性资源，也是生存环境的基本要素。随着网格化管理大城市的基本建设，随着科学技术的不断进步，随着大家自然环境观念的提高，供水管网水质在线监测系统应运而生。
国内十大供水管网水质在线监测系统是怎么样的？下面让我们一起来看看吧。

一．上海敢创供水管网水质在线监测系统

上海敢创供水管网水质在线监测系统WQCE 200成套设备，运用新起的物联网、云计算技术等，对水资源的监测能做到24小时不间断监测和远程监控，达到及时掌握水质的动态变化，并可实现对各监测点的远程实时数据采集和分析处理，对可能出现的问题及时进行了解处理，并为管理人员提供快捷、方便的日常 *** 作与维护管理。
不仅如此，它的设计主要是针对传统的水质监测设备在无市电的情况无法使用，同时需要试剂的缺陷，而进行电池供电低功耗多参数水质自动监测设计开发的。设备监测的水质参数主要有：余氯、浊度、电导率、PH值及温度。终端采用GPRS/NB-iOT无线通讯方式，并通过互联网将水质数据发送到监控中心，同时终端支持MODBUS通讯协议。
除此之外，水质监测终端内置锂电池，无需外接电源，IP68防护等级，适合在恶劣环境条件下正常工作。采用集成全光谱在线技术，多参数在线自动测量，无需化学试剂，无二次污染，适用于无人值守的饮水安全水质监测站点， *** 作简便，即插即测。
二．甘丹科技水质在线监测系统

甘丹科技GD33-101B型标准五参数水质监测仪是一款可持续检测水质各项指标的仪器，同时连接多种参数传感器同时运行测量，又称多参数水质监测仪。采用了小型、便携式的壁挂式设计，重量轻、体积小可在有限空间里实现对水质的实时监测，中文交互菜单，功能设置简单易 *** 作。除标配五参数外，根据客户需求灵活配置参数，达到实时监测水质动态是产品突出的亮点。可选配参数包括：ORP、余氯、COD、氨氮、悬浮物、叶绿素、蓝绿藻、水中油等
三．凯纳福科技水质在线监测系统

凯纳福科技KNF-400A型水源地水质监测系统，可实时在线监测多个指标如：pH，浊度，温度，电导率，氨氮，COD等，无需试剂，即插即用，具备物联网云平台数据管理系统，可进行数据导出，曲线绘制，短信/微信/邮件等预警接收方式，报警值可设置。
四．哈希水质在线监测系统

MS6100水质在线自动分析仪作为一款多参数在线水质分析仪，可连续监测余氯、总氯、浊度、pH、ORP、电导率和温度7 种参数。该款水质在线自动分析仪的浊度模块采用360°X90°检测技术，更加准确。维护量低，配置灵活。MS6100 多参数在线水质分析仪针对7种参数分别采用如下检测方法：

余氯/总氯：N,N-二乙基-1,4-苯二胺光度法（DPD法）

浊度：90°散射比浊法，在入射光束周围360°收集散射光；

pH/ORP/电导率：电化学法；

温度：NTC30K
五．广州正虹水质在线监测系统

正虹水质在线监测仪采用国际领先的微流体进液控制技术（专利保护），每种试剂的进液量只有常规在线分析仪的1/2~1/3，每种试剂仅为05mL~07mL，而进液精度则高达2μL。基于独特的正虹水质在线监测仪技术，仪器的流路系统得以大大简化，仅含四个核心器件：蠕动泵、十通道多位阀、进液导管、消解比色装置。正虹水质在线监测仪控制软件直接提供了“仪器校准”、“质控样校验”、“零点/量程漂移”、“数据分类查询”、“数据合规补足”等“数据有效性审核”要求的功能，易于客户企业方便快捷地测试并统计出相应数据，完成污染源在线监控系统运行的现场核查。
六．中信水质在线监测系统

中信DH334DS多参数水质在线分析仪是常规五参数水质在线监测仪，常规五参数有PH、温度、溶氧、电导率、浊度。监测仪采用模块化设计，分析仪主机连接PH、温度、溶氧、电导率、浊度4支传感器，水质常规五参数可以直接并综合反映水体受有机和无机污染的程度以及水体本身的一些相关物理指标。
七．隆力德水质在线监测系统

隆力德在线多参数水质测试系统 2020XT可测：ph/ORP，温度，溶解氧，电导率，浊度和悬浮固体，COD，BOD，盐度，NH4-N，NO3-N，NO2-N，TSS／SAC／TOC，PO4。IQ SENSOR NET是一套全新的智能化测试系统，能自动识别IQ SENSOR传感器，具有模块化扩展系统功能。
八．湖南菲尔斯特水质在线监测系统

菲尔斯特FST100-SZXT-01多参数水质在线分析仪一体化集成设计，可测量多种水质参数；水质参数酸碱度、余氯、溶解氧、电导率、浊度和温度，其它需监测项可作说明；测量参数可选，精度高，重复性好；传感器可任意组合，安装简单易行，维护方便；无须填加试剂，没有试剂消耗；在一定范围内对电极进行自动补偿；多种输出方式可选（RS485 MODBUS-RTU，4G，以太网口）；可集成流通消泡、自动清洁、数据采集、数据远程传输等功能，降低了系统集成难度和工作量。
九．陕西正大水质在线监测系统

陕西正大ZDA-2000系列多参数水质监测仪采用多合一结构设计，每支传感器带有防水连接器，校准数据存储，在传感器内，可现场校准和替换。最多可以同时接6支数字传感器，可选荧光法溶解氧、四电极电导率、 浊度、pH、 ORP、 叶绿素传感器。配备自动清洁装置，可消除气泡，防止微生物生长，可以从容应对如河流、湖泊、海洋及地下水等多种水环境监测需求。具有极佳的可靠性，可在无人值守的环境中运行数月无需维护。
10 ．石家庄圣启水质在线监测系统

石家庄圣启水质在线监测系统，通过建立无人值守实时监控的水质自动监测站，可以及时获得连续在线的水质监测数据(常规五参数、COD、 氨氮、重金属、生物毒性等)，利用现代信息技术进行数据采集并将有关水质数据传送至环保信息中心，实现环保信息中心对自动监测站的远程监控，有利于全面、科学、真实地反映各监测点的水质情况，所能检测的参数有：PH、温度、溶氧、电导率、浊度、氨氮、COD、重金属含量等。

1我国城市生命线工程安全运维管理现状
为了保障城市生命线工程安全运行，我国部分城市相关部门采取了一定的监控措施。以上海为例，为了有效减少爆管或是漏水情况，上海浦东威立雅自来水公司在所辖部分区域水管内安装了流量仪；为了确保用电安全，上海电力建立了远程监控预警系统；为确保生命线工程的安全，上海市由国土资源管理部门和轨道交通企业合作建设了全球首个地面沉降监测网络——上海市轨道交通沉降基准网。
由于现有煤气、自来水地下管道、供电和通信线路等部分设施老化，加上违章施工和使用不当及偷盗、人为破坏等问题，造成煤气泄漏燃爆和大口径水管爆裂、通信供电线路中断等事故时有发生。城市生命线工程安全运维管理还存在一些薄弱环节，城市公共安全风险和隐患日益增多，原因主要有：
1）城市生命线工程相关的管理部门众多，运行监测信息获取、公共安全风险和隐患监测等无法在一个平台上统一管理；
2）各部门独立的管理平台系统往往互不相通、自成体系，形成信息孤岛，导致信息和资源无法共享；
3）突发事件应急指挥技术支撑系统的智能分析和辅助决策水平亟需进一步提高。因此，作为智慧城市以及城市公共安全的重要组成部分，城市生命线工程的安全保障要依靠预防加控制，必须采取有效的监控和预警。
2物联网和bim技术在城市建筑安全生命线运维管理中的适用性
从国内外研究现状来看，城市生命线工程的研究主要集中在地震震害分析、风险评估、应急管理等方面。1991年美国麻省理工的Kevin教授首次提出物联网（TheInternetofThings）的概念，是指将利用RFID等传感技术随时随地获取物体的信息，然后通过各种网络与互联网的融合，将信息实时准确地传递出去，最后利用云计算、模糊识别等智能计算技术，对海量数据信息进行分析和处理，从而对物体实施智能化控制。
近年来，国内外陆续开展了物联网在供热、供气和供水等方面的应用研究，并在此基础上将物联网与GIS相结合，提出基于物联网和GIS的基础设施管理系统。目前关于城市生命线工程方面的研究主要存在以下问题：
1）将物联网技术单独应用在某一类生命线工程中，尚无建立统一的运维应急管理框架以及各部门间的协同响应机制；
2）物联网与三维GIS的融合从一定程度上解决了运维阶段发生事故时管道线路的定位问题，在利用三维动态模拟不同管线之间以及管线与建筑物之间的具体关系和影响问题时，必须将设计施工等信息录入模型，需大量的手动输入，造成数据信息丢失严重。
建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）的出现不仅可整合城市生命线工程的图形化及非图形化资料，提供虚拟实境模型，并纳入流程的观念，降低规划、设计、施工、运维各阶段转移工程资料的信息遗漏问题。国际标准组织于2006年提出了CGB（CAD-GIS-BIM）架构，并制定相关技术标准以达到整合宏观与微观空间信息，并进行交换与交互 *** 作，提供城市数字化、救灾等相关应用。
事实上，BIM是三维GIS发展的新趋势，是一种应用于工程设计、建造、运行和维护管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目所具有的真实信息，并在项目全生命周期过程中为各方主体提供信息协同、共享和传递，具有可视性、可模拟性等特点。BIM是物联网应用的基础数据模型，而物联网作为互联网的有效延伸，包含并兼容了互联网所有的应用和资源。城市生命线工程运维安全管理以其多领域、多主体、多目标等特征，成为物联网和BIM延伸和应用的最佳平台，是实现智慧城市的重要发展方向，如图1所示。
3基于物联网和BIM的城市建筑安全生命线运维管控平台设计
31设计目标
本系统采用以公共安全科技为核心，以物联网、bim技术为支撑，以建设规划管理、日常运行管理和应急管理流程为主线，软硬件相结合，通过对城市生命线工程的实时动态监控，旨在突发事件应急管理等提供科学决策的技术平台。生命线工程的各个子系统共用基于BIM的生命线工程动态监控数据库，实现统一化管理，最终为城市应急管理提供科学决策基础和依据，技术体系如图1所示。
陈兴海，等•基于物联网和BIM的建筑安全运维管理应用研究本系统按照城市生命线工程建设与运行信息的采集、传输、分析和应用（简称“感、传、知、用”）四个环节展开，以标准规范与运行管理、信息安全为保障，分为感知、网络和应用三个层面，确保各单位相关数据互联互通和资源共享，如图2所示。其中，感知层主要利用射频识别等感知设备，即把传感器分别安装到生命线工程及相邻建筑物的关键部位，实时获取位置距离、力学性能、运行参数等感知信息；网络层主要通过各类相关网络，特别是有线宽带和无线宽带专网的建设和应用，对感知信息进行安全可靠传输；应用层主要是运用云计算、云存储等技术，对获取的物联网信息进行共享整合、智能分析和处理控制，通过有效的运行管理模式，服务城市统一应急管理科学决策。
32系统主要功能
模块根据生命线工程监测预警与应急管理系统的特征和目标，并结合供水、供气管道、电力、通讯线路，桥梁结构监测等类型分析，城市生命线工程安全运维管控平台系统应包括工程信息共享平台、监测数据管理、三维模拟与漫游、健康诊断与安全评估与应急预警管理的五大功能模块。
33技术架构
331工程信息共享平台通过制订相关标准，在设计施工阶段形成BIM的基础上，开展城市生命线工程相关各单位物联网感知设备和管理对象的编码服务，收录生命线工程的基本信息，包括工程名称、地理位置、项目规模、建造日期、主要设备材料信息、参建单位相关资料，以及动态监测测点布置、传感器类型、参数设定等内容。
332监测数据管理系统能够通过传感器实时采集工程结构健康安全数据信息，利用网络将获取的信息传输到BIM数据库中进行位置定位，然后存储在云计算网络服务器中，用户可以实时共享查询所需信息。
333三维模拟与漫游系统可以根据用户的选择范围生成三维浏览图，从不同角度观察生命线工程的空间位置、相互关系等信息，通过改变参数来模拟生命线工程综合网络的变化情况。
334健康诊断与安全评估针对不同生命线工程的特点，当监控系统发现监测数据有异常情况时，通过预先设置的阀值来判断生命线工程的安全运行状况，超过设置的安全设计值将会触发调用服务器中的历史数据进行健康诊断与安全评估，并整合各单位工程的相关业务信息，实现智能分析研判，同时将分析结果存入数据库中。
335应急预警管理根据健康诊断与安全评估系统模块的研判，应急预警管理系统具有制定生命线工程的维护管理方案、启动城市联动防灾应急预案，以及提供城市防灾指挥数据支持等功能。基于物联网和BIM的城市生命线工程安全运维管控平台通过上述五大系统功能模块，全面对工程结构和管线安全运维状况开展在线动态实时监测，系统维护人员和各相关部门可以通过平台提供的客户端查询各个系统功能模块的工作状态和监测对象的实时工共享信息，协同对工程出现的异常状态做出及时科学决策。
随着经济社会的快速发展以及城市化进程的不断推进，城市公共安全风险和隐患逐步增多，作为智慧城市的重要组成部分，基于物联网的城市建筑安全生命线工程运维管理平台在城市管理中的地位也日益凸显，它能发挥不断提高城市安全运行和应急管理能力。通过本文研究，主要得到以下成果：
（1）针对城市生命线工程运维安全管理多领域、多主体、多目标等特征，成为物联网和BIM延伸和应用的最佳平台，是实现智慧城市的重要发展方向；
（2）采用以公共安全科技为核心，以物联网、BIM技术为支撑，以建设规划管理、日常运行管理和应急管理流程为主线，软硬件相结合，通过生命线工程的各个子系统共用基于BIM的生命线工程动态监控数据库，实现统一化管理，最终为城市应急管理提供科学决策基础和依据；
（3）根据生命线工程监测预警与应急管理系统的特征和目标，并结合供水、供气管道、电力、通讯线路，桥梁结构监测等类型分析，提出了城市生命线工程安全运维管控平台系统五大功能模块的技术架构。
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