【物联网发展新特征新趋势】 物联网发展新趋势

【物联网发展新特征新趋势】 物联网发展新趋势,第1张

中央领导同志多次提出,要着力突破传感网、物联网的关键技术。什么是物联网?物联网具有哪些基本特征?物联网产业发展对转变经济发展方式具有什么样的意义?当前物联网产业发展在世界范围内展现出哪些新趋势?
进入21世纪以来,一些发达国家为了推动信息社会发展,提出建设“无所不在的网络社会”,并将其作为国家或地区信息化发展的重要组成部分,纷纷出台相关的战略和政策。2010年,我国发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,也把新一代信息技术作为战略性新兴产业的重点领域,提出加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施,推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发与产业化,加快推进“三网融合”、促进物联网和云计算的研究和应用示范。
一、物联网是传感网、互联网、自动化技术和计算技术的集成及其广泛与深度应用。
物联网是互联网的延伸与拓展,是新理念引导下新一代信息技术的应用集成创新。物联网以互联网为基础设施,是传感网、互联网、自动化技术和计算技术的集成,及其广泛和深度应用。其功能是,各类实物信息被不同的传感器感知、采集、形成数字信号,通过各类网络快速传输到信息处理层,加工处理的信息形成信号或知识,一方面为管理服务提供信息依据,另一方面可以通过传输层反馈至传感设备,实现对实物的 *** 作。物联网既是网络技术的发展,又是自动控制技术在巨型复杂系统中的应用。物联网的应用是工业化与信息化的深度融合。过去,信息技术与制造业“两层皮”,信息基础设施与实物基础设施“两层皮”,信息基础设施建设、通信、互联网、数字内容等领域独立发展。物联网集合了许多现代信息技术,实现信息基础设施与实物基础设施相结合,把信息化融入产业发展、人民生活和社会管理的各个方面,推动信息技术、互联网技术、自动化技术在更多领域深度应用,促进更多行业、更大范围的信息化与工业化的融合。如智能交通是在车辆大幅度增加后,传统的交通管理模式不能满足交通安全需要的情况下发展起来的;城市智能化管理是在城市功能不断丰富和互联网普及的情况下,为了提高管理效率而发展起来的。物联网产业是传统产业与新兴产业的有机结合。物联网技术的应用与推广,将改造提升一批传统产业,带动一批新兴产业发展,扩大一批传统产业的市场规模。目前,物联网大都在传统产业应用,如交通、物流、电网、石油天然气、食品等行业,极大提升了这些传统产业的效率,改进了发展方式。同时,物联网的应用带动了相关制造业和服务业的发展,包括芯片、传感器、集成模块及设备、中间件制造业,以及应用系统设计与集成、软件开发、试验检测、工程实施、云计算等高技术服务业的发展,扩大了其市场规模。
二、物联网功能多、应用面宽,产业链中服务业比例高,产业发展潜力巨大。
从物联网本身的特点和规律看,物联网产业发展潜力巨大,大有作为。一方面,物联网功能多、应用面宽,以市场需求为发展动力。物联网技术的应用是运营、管理和商业模式创新引导的集成创新。发展物联网的动力是满足市场需求,节约能源、降低成本、改善管理、提高效率和便捷生活。物联网不仅应用于诸多影响国计民生的重要行业,而且在日常生活等领域拥有巨大潜在市场。一是以政府公共服务为主的公共管理和服务市场。如电子政务、城市管理、医疗、教育等领域。二是企业为主的行业应用市场。如电信、电力、物流、石油天然气等行业。三是以个人和家庭为主的消费市场。如购物、家用电器、休闲娱乐等消费领域。随着技术的不断发展,物联网服务的领域正在扩展。另一方面,物联网产业链长,是制造业与服务业的有机融合,对加快发展现代服务业具有重要意义。纵向看,物联网的产业链可以分为上、中、下游。上游是网络设施、终端设备、传感器、芯片、集成模块、中间件制造等相关制造业;中游是互联网及其运营服务;下游是物联网的用户和服务商,包括应用系统设计和集成、软件开发、试验检测、工程实施、云计算和系统运维等高技术服务业。物联网涉及众多应用领域,是一个跨多学科多部门的细分市场。每个物联网应用领域又构成各自的产业链。物联网产业链中服务业比例较高。物联网产业的中、下游大都是信息技术服务业。发展物联网不仅将带动相关制造业发展,而且将极大促进高技术服务业的发展,形成服务业新业态。同时,由于物联网是根据应用系统特点设计的网络,解决的问题不同,应用方案也就不同。因此,发展物联网不能简单地引进技术,不能照搬照抄国外经验,必须有本国的技术支撑。物联网应用具有本地化优势和主动权,主要体现在应用设计自主权和采购主导权方面。
三、物联网应用一般在社会效益较大的领域优先布局,逐步向生活消费领域拓展。
目前,全球物联网产业部分领域处于重大技术突破的孕育期和产业发展初期,物联网技术的研发和应用主要集中在美、欧、日、韩和我国。从世界范围看,物联网技术发展和应用主要呈现以下趋势:
第一,需求导向,整体规划,目标明确。近些年来,欧美日韩等纷纷出台发展物联网的战略计划。一是在社会效益较大的领域优先布局,逐步向生活消费领域拓展。目前,各国政府主要在医疗、电子政务、电网、教育、交通、城市管理等领域推行物联网计划。如,近年来,美国政府以刺激经济为目标,重点支持宽带网、智能电网、卫生医疗信息技术应用等。欧盟从发展绿色经济的角度出发,优先发展智能汽车和智能建筑,2009年发布的《欧盟物联网战略研究路线图》又提出了航空航天、汽车、医药、能源等18个物联网主要应用领域。日本从营造“使国民安心和有活力的社会环境”出发,以交通、医疗、教育、环境监测、政府治理等公共领域的信息服务为重点。韩国则从寻求增长动力和发展优势产业出发,在食品和药品管理、交通和物流管理、环境监测、安全监测、工业自动化等方面进行应用示范;国际金融危机发生后,又提出发展智能通信、家庭应用和娱乐等,推动物联网在消费领域应用。二是根据实际需要确定物联网应用重点,有针对性地解决行业问题。三是市场需求驱动,企业自发创新发展。大部分物联网技术的应用是水到渠成,当信息技术发展到一定程度,就出现了应用物联网技术的市场需要。如物流行业最初应用物联网技术是出于对食品安全监控的需要;发展云计算是一些掌控信息资源的企业,为了利用剩余的计算资源,通过商业模式创新与技术创新发展起来的。
第二,坚持成本效益原则,提高社会整体效益。有些大规模应用的物联网投资巨大,只有当其整体效益超过提供者和用户负担的成本时,投资才有意义。与此同时,还要发挥各种合作机制的作用,多层次、多渠道、多方式推进国际科技合作与交流。鼓励境外企业和科研机构在我国设立研发机构;鼓励我国企业和研发机构积极开展全球物联网产业研究,在境外开展联合研发和设立研发机构,大力支持我国物联网企业参与全球市场竞争,持续拓展技术与市场合作领域。
第三,应用导向,技术和标准先行。目前,全球物联网产业的核心技术尚不成熟,标准体系正在构建中。研制与物联网有关的标准不仅有利于规范市场、指导产业发展,而且对各国掌握物联网产业发展的主导权具有重要意义。因此,发达国家在发展物联网的过程中,一方面根据应用需求进行技术研发,掌握关键核心技术;另一方面要在制订标准上狠下功夫。
(作者系国务院发展研究中心技术经济部部长)

物联网,是通过射频识别、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,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网就是“物物相连的互联网”。
一、物联网的起源
物联网概念起源于比尔盖茨1995年《未来之路》一书,在《未来之路》中,比尔盖茨已经提及物联网概念,只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起重视。随着技术不断进步,国际电信联盟于2005年正式提出物联网概念,而今年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应后,物联网再次引起广泛关注。而我国官方近期对传感网(物联网的另一称谓)的多次提议表示我国物联网的发展也正是提上议事日程,同时也表明我国物联网的发展将加快。目前,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。
从推动经济发展角度来讲,作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮,从长远来看,物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎。90年代克林顿政府的“信息高速公路”发展战略使美国经济走上了长达10年左右的繁荣。出于信息技术对经济的拉动作用,奥巴马政府的“智慧地球”构想旨在找出美国经济新的增长点,在此背景下,物联网概念应运而生。
二、物联网的营销环境发展
以物联网为代表的新一代信息技术的应用,不仅带来了技术的变革和创新,还不断催生出新的生产方式、交易方式、组织形态、竞争格局和发展模式。如今,物联网已不仅是一个概念和发展理念,我国已将物联网的发展列入“十二五”规划,成为国家重点发展的战略性新兴产业。今年我国又推出了支持物联网发展的专项资金,重点支持物联网领域的技术研发、产业化标准制订,围绕物联网发展的相关规划和政策也在紧锣密鼓地制订和完善当中。目前,我国物联网产业正呈现出电信运营商、高校、科研机构、传感器企业、系统集成、应用软件开发等相关环节迅速聚合联动之势。
智慧城市的未来。
物联网来了,会给人们的生活带来怎样的不同?答案是,会让城市变得更智能,使人们的生活变得更便捷。
在大唐电信总裁曹斌眼中,现在的物联网只在特定范围内应用,是垂直式的物联网。未来,物联网应用将扩展到智能家居、智能交通、智能医疗等领域。
目前,现有的物联网技术已经在食品安全监测、远程诊断等方面小有斩获。
在人们普遍关注的食品安全领域,生产、运输、销售的各个环节都可以通过传感技术进行追踪监测。对生产者来说,使用最广泛的是RFID(射频自动识别)技术。有些酒厂在产品标签中植入一个RFID芯片,记录这瓶酒是哪天在哪条生产线上生产出来的,酒精度是多少,甚至在数据库里还有这瓶酒生产的很多数据。
随着技术的不断成熟,物联网的种种应用正在走进人们的生活。
三、物联网--产业“新贵”
如果说过去的20年是互联网时代的话,现在我们正携手走入物联网的新时代。7月底刚刚发布的《中国物联网发展报告(2011)》中指出,作为我国经济发展的一个新的增长点,物联网产业链条的雏形目前已基本形成。报告认为,我国发展物联网所需的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业都已成熟或基本成熟,而下游的应用也已广泛存在。越来越多的人开始在这个日渐成熟的新兴市场中寻找商机。
物联网专业的风起云涌,从一个侧面投射出物联网这个“新贵”行业的潜在价值。在业内人士看来,物联网已成为国际新一轮信息技术竞争的关键点和制高点。《中国物联网发展报告(2011)》预测,未来10年,物联网重点应用领域投资可达4万亿元,产出将达8万亿元,物联网发展的春天正在到来。
中国电子商会物联网技术产品应用专业委员会副会长刘曙光认为,物联网产业作为我国战略性新兴产业的重要组成部分,是我国建设创新型国家的动力引擎,加快发展物联网产业对提升我国信息产业综合竞争力有着重要的意义。
四、亿万商机一触即发
“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。当前,世界不少发达国家加大这方面投入,研究开发新技术,力图占据领先位置。我国也将这项技术发展列入国家中长期科技发展规划。
南京邮电大学物联网:专家王汝传教授预测10年内物联网就可能大规模普及。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。专家预计,这一技术将会发展成为一个万亿元规模的高科技市场。
在国内市场,据易观国际预测,仅“产业排头兵”RFID市场领域,2009年中国市场规模将达到50亿元,年复合增长率为33%,其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。而因此催生的电信、信息存储处理、IT服务整体解决方案市场等等,更是潜力惊人。因此,“物联网”被称为是下一个万亿级的信息技术产业。
也有专家指出,互联网与“物联网”的结合可提高管理效率与资源使用效率。据测算,如果给2万台配电变压器配上传感器,一年可降低电损12亿千瓦时。种种便利,都是将传感网技术与互联网紧密结合之后的必然成果,成为人类社会迈向更加高效、智能的信息社会的一大特征。
大物联网召唤新商业模式:从各自为阵到全盘互通,视野拓展、格局骤扩的同时,大物联网概念横空出世的背后也必然召唤着新商业模式及推动矩阵的构建。
国金证券分析师陈运红表示,物联网需要信息高速公路的建立,移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及是物联网海量信息传输交互的基础。而目前3G在中国刚刚起步,普及尚需时日。
他认为物联网架构建立需要明确产业链的利益关系,建立新的商业模式,而在新的产业链推动矩阵中,核心则是明确电信运营商的龙头地位。
“信息通路的基石和脉络作用是最为核心的部分,”陈运红认为,借此运营商能将其影响力贯穿这个产业链。相比RFDI、传感器等单个的微观产业链,运营商在大物联网架构中的作为空间将大得多。

物联网定义
物联网(The Internet of things)的定义是: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,把所有物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
物联网发展
2009年11月20日,工业和信息化部部长李毅中在全国装备工业“两化”融合典型经验座谈会上首次明确了物联网应用示范方向。他表示,传感网、物联网的发展将优先选择重点工业领域、基础设施、环保监测、公共安全、工业控制、医疗卫生等领域,开展应用示范。同时,要加强TD-SCDMA与传感网的密切结合,推进传感网与通信网融合发展。联想到当年“三金工程”对我国信息化发展的推动,示范工程的启动意味着尚处于产业初创阶段的物联网将进入发展快车道。
在工业和信息化部牵头组织的国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”中,传感网就已作为主要支持内容之一,加大了资金投入,启动了从总体战略到关键技术与设备等多项课题研究
2010年,中国政府将出台一系列物联网发展相关的产业政策,国务院、发改委、工信部、科技部等部门都有可能出台相关产业扶持政策来加速促进中国物联网产业发展。与此同时,各省市和产业园区也将会有相关的配套扶持政策出台,江苏省无锡市、北京中关村科技园等将有可能成为地方政策出台的先行者。
在技术与标准化方面,北邮、中科院、南邮、无锡中国物联网产业研究院以及中国物联网标准化组织有望在物联网标准和关键技术方面取得突破性进展,一系列重点行业应用产品将被推出市场并逐步开始规模化应用。
行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要驱动力。研究发现:智能交通、城市安防、智能电网等行业市场成熟度较高,这些行业传感技术成熟,政府扶持力度大,在许多城市已经开始规模化应用,市场前景广阔,投资机会巨大,将成为未来几年物联网产业发展的重点领域;医疗卫生、家庭、个人等领域的智能传感应用则需要较长的时间,技术、标准均有待于进一步完善,大多产品还处于试验阶段,短时间内不会大规模应用。

物联网(The Internet of Things,简称IOT)的概念是把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。

国际电信联盟2005年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现 *** 作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道,家用电器等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。

具体的说就是在农业、物流、能源、环保、医疗等重要领域都将推进物联网规模化应用。物联网将加速向各领域渗透应用,催生出无人零售、精准医疗、智能制造等大量新模式新业态,生产生活的“痛点”“难点”正在破题,一系列“独角兽”企业有望诞生。

扩展资料:

物联网在农业、工业、服务业、公共事业中均有很好的应用前景:

一、物联网在农业中的应用

1、农业标准化生产监测:是将农业生产中最关键的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤温度、土壤含水率等数据信息实时采集,实时撑握农业生产的各种数据。

2、动物标识溯源:实现各环节一体化全程监控、达到动物养殖、防疫、检疫、和监督的有效结合,对动物疫情和动物产品的安全事件进行快速、准确的溯源和处理。

3、水文监测:包括传统近岸污染监控、地面在线检测、卫星遥感和人工测量为一体,为水质监控提供统一的数据采集、数据传输、数据分析、数据发布平台,为湖泊观测和成灾机理的研究提供实验与验证途径。

二、物联网在工业中的应用

1、电梯安防管理系统:该系统通过安装在电梯外围的传感器采集电梯正常运行、冲顶、蹲底、停电、关人等数据,并经无线传输模块将数据传送到物联网的业务平台。

2、输配电设备监控、远程抄表:基于移动通信网络,实现所有供电点及受电点的电力电量信息、电流电压信息、供电质量信息及现场计量装置状态信息实时采集,以及用电负荷远程控制。

3、企业一卡通:基于RFID—SIM卡,大中小型企事业单位的门禁、考勤及消费管理系统;校园一卡通及学生信息管理系统等。

三、物联网在服务产业中的应用

1、个人保健:人身上可以安装不同的传感器,对人的健康参数进行监控,并且实时传送到相关的医疗保健中心,如果有异常,保健中心通过手机提醒体检。

2、智能家居:以计算机技术和网络技术为基础,包括各类消费电子产品、通信产品、信息家电及智能家居等,完成家电控制和家庭安防功能。

3、智能物流:通过GPRS/3G网络提供的数据传输通路,实现物流车载终端与物流公司调度中心的通信,实现远程车辆调度,实现自动化货仓管理。

4、移动电子商务:实现手机支付、移动票务、自动售货等功能。

5、机场防入侵:铺设传感节,覆盖地面、栅栏和低空探测,防止人员的翻越、偷渡、恐 袭击等攻击性入侵。

四、物联网在公共事业中的应用

1、智能交通:通过cPs定位系统,监控系统,可以查看车辆运行状态,关注车辆预计到达时间及车辆的拥挤状态。

2、平安城市:利用监控探头,实现图像敏感性智能分析并与110、l19、l12等交互,从而构建和谐安全的城市生活环境。

3、 城市管理:运用地理编码技术,实现城市部件的分类、分项管理,可实现对城市管理问题的精确定位。

4、环保监测:将传统传感器所采集的各种环境监测信息,通过无线传输设备传输到监控中心,进行实时监控和快速反应。

5、医疗卫生:远程医疗、药品查询、卫生监督、急救及探视视频监控。

参考资料来源:百度百科——物联网

参考资料来源:人民网——我国在物联网前沿领域实现领跑

等保10
2007年和2008年颁布实施的《信息安全等级保护管理办法》和《信息安全等级保护基本要求》。这部法规被称为等保10。经过10余年的实践,等保10为保障我国信息安全打下了坚实的基础。
等保20
等保20相关国家标准于2019年5月10日正式发布。2019年12月1日开始实施。这是我国实行网络安全等级保护制度过程中的一件大事,具有里程碑意义。
等保20与等保10的区别
等保10主要强调物理主机、应用、数据、传输,而20版本增加了对云计算、移动互联、物联网、工业控制和大数据等新技术新应用的全覆盖。
相较于等保10,等保20发生了以下主要变化:
1、名称变化。等保20将原来的标准《信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求》改为《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》,与《网络安全法》保持一致。
2、定级对象变化。等保10的定级对象是信息系统,现在20更为广泛,包含:信息系统、基础信息网络、云计算平台、大数据平台、物联网系统、工业控制系统、采用移动互联技术的网络等。
3、安全要求变化。等保20由一个单独的基本要求演变为通用安全要求+新技术安全扩展要求,其中安全通用要求是不管等级保护对象形态如何都必须满足的要求,针对云计算、移动互联、物联网和工业控制系统提出了特殊要求,称为安全扩展要求。
4、控制措施分类结构变化。等保20依旧保留技术和管理两个维度。
在技术上,由物理安全、网络安全、主机安全、应用安全、数据安全,变更为安全物理环境、安全通信网络、安全区域边界、安全计算环境、安全管理中心。
在管理上,结构上没有太大的变化,从安全管理制度、安全管理机构、人员安全管理、系统建设管理、系统运维管理,调整为安全管理制度、安全管理机构、安全管理人员、安全建设管理、安全运维管理。
5、内容变化。从等保10的定级、备案、建设整改、等级测评和监督检查五个规定动作,变更为五个规定动作+新的安全要求,增加了风险评估、安全监测、通报预警、案事件调查、数据防护、灾难备份、应急处置等。

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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