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基于Web GIS社區智能化與數字化系統集成解決方案
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    摘要:社區作為城市的最基本組成單元,也是城市居民最集中的區域,大多住宅社區配備有智能化與數字化系統。由于社區數字化和智能化系統集成涉及異構網集成、各類智能化與數字化設備通信協議千差萬別等技術難點,因而這些資源并沒納入城市網格化管理系統。本文以構建基于Web GIS社區智能化與數字化系統集成平臺關鍵技術進行闡述,通過集成實現社區數字化和資源重組,填補數字城市網格化管理空白。
    關鍵詞:數字社區;GIS;智能化與數字化;系統集成
    1. 概論
    社區智能化與數字化系統集成以數字化為基礎,將GIS技術引入社區管理領域。地理信息系統可將社區安全監控、建筑智能化與數字化監控、消防監控、房產資源、物業管理等各種信息與地理空間位置很好地結合在一起,圖文并茂、簡捷直觀。可以管理的數據量更大,分析功能更強,新技術和新手段的采用對政府服務,物業管理企業創新、技術創新,提高工作效率和經濟效益,提高市場競爭力起著重要的作用。

    系統集成基于用戶服務、業務服務、數據服務三層構架,采用面向空間、面向對象、面向用戶的組件設計思想。各子系統現場數據采集和Web層面互操作,通過OPC、Web GIS控件和開放的數據庫接口等支持下在管理層實現。系統通過接口模塊組成實時監控網絡神經。系統體現了空間可視化、智能化與數字化和總控管理自動化的技術水平,實現對各子系統進行統一的監測、控制和管理;實現跨子系統的聯動;是集多種專業管理系統、通用辦公系統、Internet應用等多方面的合理整合。它不僅規范和完善對居民的服務、服務企業內部的業務流程、操作模式、管理模式,而且利用Internet的覆蓋能力,實現了與各相關政府部門的電子處理系統相聯接,構成了電子化的虛擬數字社區。

    2. 目標
    傳統的社區管理信息系統在其設計和操作過程中的復雜性和分散性已不能適應這一發展的需要。為了解決這一矛盾,系統集成將綜合應用數字化技術、GIS技術、傳感與自動控制技術、IC智能化與數字化卡技術、網絡與數據庫等現代信息技術,將社區內各個智能化與數字化系統集成為一體,具有空間可視化、管理智能化與數字化功能,以適應當前與未來發展的客觀需求。
    系統集成將社區住宅樓宇資源、家庭防盜報警、周界報警、消防報警、視頻監控、停車場管理、可視對講、門禁一卡通、電子巡更、公共設備監控(送排風、給排水、電梯)、水電氣三表抄送、話音服務、社區電子商務、電子物業管理等集成為一體,并實現以下目標。

     2.1 對各子系統進行統一的監測、控制和管理
    系統集成將分散的、相互獨立的子系統用相同的環境、相同的軟件界面進行集中管理。管理員可以通過自己的桌面計算機監控各子系統的運行狀況信息等。這種監控功能是方便的,可以以生動的圖形方式和方便的人機界面展示希望得到的各種信息。

     2.2 實現跨子系統的聯動,提高整個系統工程的功能水平
    系統實現集成以后,原本各自獨立的子系統從集成平臺的角度來看,就如同一個系統一樣,無論信息點和受控點是否在一個子系統內都可以建立聯動關系。這種跨系統的控制流程大大提高了系統的自動化水平。

    2.3 提供開放的數據結構,共享信息資源
    系統建立一個基于Intranet開放的工作平臺,采集、轉譯各子系統的數據,建立對應系統的服務程序,接受網絡上所有授權用戶的服務請求,實現了數據共享。這種網絡環境下的分布式B/S體系結構使集成信息系統充分發揮其強大的功能。

    3. 基于Web GIS社區智能化系統集成平臺關鍵技術
    3.1 社區空間數字化處理
    社區空間數字化處理包括社區總體設計CAD平面圖、建筑設計CAD圖、弱電與地下管網施工CAD圖轉為GIS數據層集以及空間與屬性拓撲關系建立;社區360度實景圖片與電子地圖的匹配、社區空間地圖與城市地圖的無縫連接。社區空間數字化處理和地理基礎數據庫是數字社區建設的基礎工作。
    社區實時交換數據包括家庭報警、安防報警、消防報警、視頻及云臺、變焦互操作數據;設備運行狀態、互操作數據;水電氣三表采集數據;一卡通門禁、消費、車輛出入數據;社區實時管理交換數據。

    3.2 通信協議服務器與網絡集成
    構建支持不同現場設備通信協議服務器、OPC(OLE for Process Control)設備驅動程序庫,通過ODBC(open database connectivity)和動態IP解析,實現“現場總線+局域網+廣域網”的數據交換。支持信息管理域應用軟件與實時控制域進行數據傳輸;應用軟件與過程控制設備之間的標準通信;異種數據庫之間的互聯問題。系統集成網絡結構如圖1所示:
圖1:系統集成網絡結構

    3.3 系統三層架構
    系統采用用戶服務層、業務服務層、數據服務層三層架構,Client/Server+Browser/Serve體系結構。三層之間的功能相對獨立,保證了系統的安全可靠和高度可擴展性。結構如圖2:
圖2:B/S+C/S系統三層邏輯架

    3.4 社區突發事件報警應急預案
    根據不同突發報警事件類型、性質、發生地點環境、安防配備條件以及處理各類報警事件的經驗預先建立的面向對象的、人機交互的智能化與數字化應急預案系統,包括初始預案、應急預案。報警應急預案系統是實現社區發生的突發報警事件快速指揮調度的保障。

    4. 系統總體功能結構
    系統總體功能結構包括地圖空間導航、監控空間的放縮漫游、空間與屬性數據相互查詢、設備組態化監控、可視化報警與聯動、安全事件統計分析、專題圖標生成、注冊和權限管理、遠程服務等基本功能。結構如圖3:
圖3:集成平臺總體功能結構

    5. 應用系統功能
    5.1 系統主頁
    基于Web GIS平臺,社區地圖導航可快速進入需要的服務、管理層面。系統以社區智能化與數字化地理信息應用為背景,將各自獨立的子系統連接起來,為用戶提供了一個統一的管理操作平臺。這一平臺上可以獲取各種管理信息,統一組織、統一處理,是一個具監視、控制、管理一體化功能的強大的信息管理系統,以及用戶權限及密碼設置安全性檢查,系統日志、操作日志查詢等維護功能。

    5.2 社區空間電子圖導航
    系統提供可視化友好界面,通過社區與社區電子圖導引,使用戶能快捷的進入所需要的管理層面和區域,完成各項管理和監控工作。在安全監控子系統中,不管用戶監控的范圍有多大,同時報警點有多少,系統始終會以最佳的顯示比例將報警點所覆蓋的區域在監視器居中顯示,用戶可通過電子圖導航直接查詢和處理報警信息。

    5.2.1 圖形操作
●圖形瀏覽:漫游、開窗放大、縮社、鷹眼;
●圖層控制:動態調入/刪除圖層,圖層顯示/隱藏,圖層順序變換;
●對象選取:點選、圓形選取、矩形選取、多邊形選取。

    5.2.2 空間查詢屬性
●點選:即用鼠標點中某個樓層單元,可以顯示該單元的基本情況、聯系電話、房形結構圖;
●層選:可選擇任意圖層,使該圖層的所有屬性列表顯示;
●框選:用鼠標的拖拉畫矩形框,使該框內圖層的所有屬性列表顯示;
●線選:可沿某條線路查詢該線路的所有屬性。[Page]

    5.2.3 屬性查詢空間
    用戶可選擇系統提供的屬性查詢字段,查詢該屬性在空間的分布狀況。用鼠標點擊屬性列表中某條或多條記錄,系統將記錄所對應的分布圖形以特殊顏色顯示出來。

    5.3 社區視頻監控集成
    社區視頻監控系統(包括可視對講門口機視頻)集成是在視頻系統的功能基礎上,通過接口在網上客戶端實現視頻報警聯動監控。系統提供初始設置,將視頻監視區域與其他報警器報警關聯,并可設置報警保存的圖像幀數。在社區公共視頻監視區域,包括停車場、道路、會所等,當其他安防設備報警時,系統將自動創建媒體窗口,把相應報警的實時攝像圖像切換到集成系統監控主屏幕,并可控制云臺和變焦。用戶也可以點擊地圖上任一攝像頭,系統將會彈出該攝像頭的實時視頻監視圖像窗口。

    5.4 停車場管理系統集成
    系統將停車場管理系統中的視頻監視,IC卡收費等實時監控數據集成到信息中心值班室綜合監控平臺進行管理。點擊停車場攝像頭可以實時監視停車場視頻圖像。如停車場發生火警報警時系統將會自動彈出報警信息和相應的視頻圖像;系統提供了停車場現場記錄數據和歷史數據的管理和查詢。

    5.5 可視對講系統集成
    系統將可視對講系統集成為一體進行管理,實時監聽查看對話語音、圖像,存儲對講語音記錄數據。在監控中心系統提供任一訪客電視對講視頻圖像和語音監視和歷史回放,并可查詢和管理歷史數據。

    5.6 電子巡更系統集成
    包括離線式和在線式兩種。對于在線式,必須隨時在集成平臺上反映巡更人員的位置;對于離線式,集成平臺要能對巡更人員所持有設備的數據進行統計、審核。系統可方便的設置和更改巡更線路、到達每個巡更點的時間,并可在顯示器上動態顯示巡更人員行走軌跡、到達每個巡更點的時間、是否違規等數據,便于對對巡更人員進行考核。

    5.7 周界防范報警系統集成
    包括周邊的紅外對射等裝置。當探測器被觸發時,集成平臺彈出報警防區的圖形界面和相應區域的攝像視頻,并提出解決方案及離出事地點布局最近的保安人員的位置。

    5.8 家庭安防報警和家居智能化與數字化系統集成
    當家庭發生報警事件時系統將會在社區電子圖以紅色標志顯示報警建筑位置上快速提供在什么樓棟、樓層單元號、房型、報警位置與發生什么類型報警,并提供報警處理預案和業主信息。系統提供業主遠程登陸家居智能化與數字化化系統,操作家用電器遠程開閉。

    5.9 門禁系統集成
    通過集成平臺監控社區每個門禁開關狀態,統計持卡人的出入情況;顯示每個門口的狀態和樓層區域空間位置,查詢門禁屬性;實時顯示門禁報警信息,聯動顯示相關攝像視頻圖像,統計每個門禁和卡的出入口情況,管理門禁的參數設置。

    5.10 公共設備自動化系統集成
    在社區信息中心計算機監控平臺上,以組態界面實時監視設備運行狀態參數,如設備運行出現異常,計算機將自動發出報警,同時以醒目的顏色標識異常的參數和可能出現故障的部位。系統建立維修、維護預案,提供設施故障原因分析、設施故障影響分析。在意外情況下,設施的自我調整提供設備運行時間統計,如設備超時運行系統將自動發出警報,提醒管理人員安排設備例行檢修。設備監控主要包括給排水、會所中央空調、送排風、電梯等系統監控。

    5.11 居民熱線服務系統
    語音熱線服務系統采用8-16對電信中繼線接入,通過計算機語音卡和管理模塊實現熱線服務語音自動答詢和坐席人工答詢。語音熱線服務包括電信電話中繼線、麥克風、計算機語音卡、錄音系統。熱線服務自動答詢包括居民辦事、社會救助、勞動保障、醫療保險、調解服務、法律咨詢、住宅保修、投訴舉報轉入人工答詢等服務內容。

    5.12 網上便民服務
    社區便民服務平臺支持網上服務請求,包括系統登陸、服務項目(全面教育、求職就業、文娛體育、旅游服務、社區醫療、房產服務、居家服務、維修維護、菜籃子工程、理財服務、院線服務、婚嫁服務、保障服務、家政服務、便民信息)、服務預約、報修申請、繳欠費查詢、居民投訴、社區論壇、密碼修改等功能。

    5.13 社區資源環境瀏覽
    系統以社區電子地圖為背景,通過電子地圖導航、360度實景瀏覽,居民可以方便了解社區各種資源環境,包括房產資源、售樓網上展示、交通道路、綠化、景點、公交站點、體育鍛煉場所、會所、商業、銀行、醫院、學校。360度全景演示系統的服務內容:社區內樓盤形象專題;三維全景社區虛擬參觀游覽;三維全景虛擬社區內樓盤樣板房展示。

    5.14 數字社區的“一卡通”系統
    利用IC卡作為居民信息的載體及與系統數據接口,不僅可以實現社區內部的應用,如社區單元門禁管理、保安巡更管理、電梯乘梯權限管理、訪客管理、車輛進出管理等;同時也實現與數字城市系統的通用性,充分利用社會資源,如與公交卡實現卡片兼容與金額清算;還可與城市預警系統進行接入聯動,實現國家各級行政機關政務和社會信息數據向社區的下延。

    5.15 社區物業管理平臺
    社區各住宅小區電子物業管理系統包含了社區主要的基礎數據,因此統一社區物業管理模式和數據類別、格式,可以為社區綜合管理提供最豐富的數據資源。在社區管理中心服務器安裝的網絡物業管理系統平臺為社區各住宅小區物業管理公司提供了標準的物業管理模式。各物業管理公司無需安裝這個系統,通過社區管理中心開設一個帳號,發給一個初始登陸密碼和系統管理員密碼就可以通過PC機上網使用這個系統,完成物業管理公司各項日常物業管理工作。物業管理系統包括資源管理、住戶管理、收費管理、住戶服務、設備管理、倉庫管理、維修管理、安全衛生、辦公管理、經理查詢、系統維護、前臺服務等子系統。

    6. 系統設置和維護
    6.1 權限設置
    由于系統采用三層架構、功能模塊化結構,可根據用戶管理角色和管理區域設置系統登陸權限,用戶只要登陸就可以進入所授權的管理層面。系統權限設置分為權限組(管理角色)設置、權限設置、用戶權限設置。
    6.2 數據維護編輯
    系統提供的后臺數據維護包括地理基礎數據圖形編輯、屬性數據更新、數據庫數據備份等。
    6.3 系統管理
    系統可以快速顯示系統日志、操作日志查詢、系統分析結果等。為管理員快速、準確維護系統提供了支持。

    參考文獻:
【1】西門子集成軟件Insight 2000簡介 中國航空工業規劃設計研究院網站
【2】建設部建筑智能化與數字化國家標準2005年
【3】智能化與數字化建筑系統集成技術展望《工程設計CAD與智能化與數字化建筑》2002年9月 李華英 李興林
【4】建設部寧波萬達廣場示范工程驗收標準 2006年


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