面向城市的物联网新型基础设施技术体系和标准化研究报告

全国信标委物联网与数字李生分技术委员会物联网标准与应用工业和信息化部重点实验室 ■指导委员会 范科峰、解如风、樊则森、卓兰、魏曼、孔令军 编制组（排名不分先后） 中国电子技术标准化研究院杨宏、汪晶晶、郭雄、苏静茹、孙旭 中建科技集团有限公司曾涛、苏衍江 重庆市质量和标准化研究院张程、孙凡力 重庆邮电大学张 中移物联网有限公司马姣、谭英杰 华为技术有限公司张婷、朱科义 视联动力信息技术股份有限公司元娜、郭霄峰 无锡物联网产业研究院吴明娟、吴中骅 杭州海康威视数字技术股份有限公司王雯、党桥桥 西安航天自动化股份有限公司马玲娜、董博 上海逸迅信息科技有限公司刘影、徐纯 中国联合网络通信集团有限公司齐飞、盛明哲 中兴通讯股份有限公司刘海军 陕西省信息化工程研究院赵晓荣、张勇 目录 1.1意义1.2范围与定义1.3相关政策 2.城市物联网新型基础设施案例 2.1.1CIM一网统管平台2.1.2智慧园区2.1.3智慧小区82.1.4智慧楼宇6 2.2公共服务 2.2.1智慧医疗112.2.2智慧教育.122.2.3智慧康养 2.3资源管理15 2.3.1智慧仓储: 152.3.2智慧水务:162.3.3智慧储能18 2.4.1智慧交通· 192.4.2智慧轨交20 2.5安全保障22 2.5.1公众安全222.5.2智慧安防232.5.3城市生命线:25 2.6.1智慧环保· 262.6.2体育赛事28 3.架构.31 3.1架构理念:313.2架构蓝图32 4.主要技术和产品类型34 4.1主要技术·344.1.1感知层技术·344.1.2网络层技术·364.1.3平台层技术.· 374.1.4相关新一代信息技术·374.2产品类型39 5.标准化需求·48 5.1现状·485.1.1国内标准化现状·485.1.2国际标准化现状·515.2需求·525.3建议52 1.引信言 1.1意义 随着信息技术的飞速发展和城市化进程的不断推进，城市建设面临着日益复杂的挑战和需求。为了实现城市的可持续发展、提升城市的竞争力和居民的生活质量，城市需要更加智能化、高效化的管理和服务。物联网作为新一代信息技术的重要组成部分，为城市的发展提供了新的机遇。城市物联网新型基础设施的建设，能够实现城市各类信息的实时感知、传输和处理，为城市的规划、建设、管理和运营提供有力支持。 城市物联网新型基础设施推动城市数字化转型。城市物联网新型基础设施的建设是城市数字化转型的重要支撑。通过物联网技术，能够实现城市物理空间和数字空间的深度融合，为城市的数字化管理和运营提供基础数据和技术支持，推动城市从传统的管理模式向数字化、智能化的方向转变。 城市物联网新型基础设施提升城市治理水平。城市物联网新型基础设施能够实时感知城市的运行状态，及时发现和解决城市中的问题，提高城市的治理效率和精度。例如，通过智能传感器可以实时监测交通流量、空气质量、水质等信息，为城市的交通管理、环境保护等提供决策依据。 城市物联网新型基础设施促进经济发展。城市物联网新型基础设施的建设能够带动相关产业的发展，如物联网设备制造、数据分析、应用开发等，为城市经济的发展注入新的动力。同时，物联网技术的应用还能够提高企业的生产效率和管理水平，促进产业升级和转型。 城市物联网新型基础设施改善民生服务。城市物联网新型基础设施能够为居民提供更加便捷、高效的服务。例如，通过智能物联网设备，居民可以实现远程医疗、智能交通、智能家居等，提高生活质量和幸福感。 1.2范围与定义 城市物联网新型基础设施是指基于物联网技术，通过各类传感器、智能终端等设备，实现对城市物理空间和社会空间的全面感知、数据采集和传输，为城市的规划、建设、管理和运营提供信息支持和决策依据的基础设施体系。城市物联网新型基础设施涵盖了城市的各个领域，包括但不限于交通、能源、环保、医疗、安防、市政等。具体来说，包括智能交通系统、智能电网、智能水务、智能环保监测系统、智能医疗设备、智能安防系统、智能市政设施等。 本报告中城市物联网新型基础设施与新基建、新城建、智慧城市、城市更新等概念存在区别。新基建是其他几个概念的基础支撑，为城市的数字化和智能化发展提供技术和设施保障；新城建侧重于城市基础设施的智能化升级，是智慧城市建设的重要内容：智慧城市是城市发展的目标模式，涵盖了新基建、新城建等多个领域，通过信息技术实现城市的高效治理和优质服务；城市更新则侧重于对城市现有空间和功能的优化和提升，使城市更加宜居宜业；城市物联网新基建是实现智慧城市和新城建的关键手段，通过物联网技术实现城市的全面感知和智能互联。这些概念相互关联、相互促进，共同推动城市朝着更加智能、高效、可持续的方向发展。表1对相关概念进行了详细解释。 表1相关概念解释 1.3相关政策 近年来，国家高度重视城市物联网新型基础设施的建设，出台了一系列政策文件，鼓励和支持各地加快推进物联网技术在城市中的应用（政策列表见附录）。相关政策文件围绕城市发展的各个方面，如新型基础设施建设、智慧城市建设、城市更新、数字经济发展等，旨在推动城市的现代化、智能化和可持续发展。例如，《贵阳市“十四五”新型基础设施建设规划》提出要加强物联网基础设施建设，提升城市感知能力；《上海市进一步推进新型基础设施建设行动方案（2023-2026年）》强调要布局“天地一体”的卫星互联网，打造连通内外的国际网络枢纽设施；：《武汉市加快推进新型智慧城市建设实施方案》明确要建设统一的物联感知体系，完善物联感知设施：《西安市“十四五”信息化基础设施建设规划》提出要推进物联网在城市管理、民生服务等领域的应用；《重庆市城市基础设施建设“十四五”规 划（2021一2025年）》将物联网作为城市基础设施建设的重要内容，加强物联网在交通、能源等领域的应用；《成都市“十四五”数字经济发展规划》《成都市“十四五”新型基础设施建设规划》和《成都市“十四五”新型智慧城市建设规划》都对物联网在城市中的应用提出了明确的要求和目标。 2.城市物联网新型基础设施案例 2.1城市管理与运营 2.1.1CIM一网统管平台 场景描述：城市信息模型（英文CityInformationModeling)，是以城市信息数据为基数，建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合，从范围上讲是大场景的GIS数据+小场景的BIM数据+物联网的有机结合。与传统基于GIS的数字城市相比，CIM将数据颗粒度细化到城市单体建筑物内部的一个机电配件、一扇门，将传统静态的数字城市升级为可感知、动态在线、虚实交互的数字李生城市，为城市敏捷管理和精细化治理提供了数据基础。 域“一网统管”技术架构中的数据支撑基础平台之一，是省域治理的基础数据核心。通过系统的建设，建立省域治理CIM“一网统管”物联感知体系，推动跨部门、跨层级、跨区域、跨业务、跨系统的物联感知数据共享，支撑各部门快速构建场景应用，提升各部门治理能力和水平，实现省域范围“一网感知态势、一网纵观全局、一网决策指挥、一网协同共治”。平台基于“一网统管”基础架构，率先推出“省、市、县”三级平台架构，融入六类场景，聚焦九大中低速行业，助力数字李生城市构建。截至目前，建设“省-市-县”三级架构共计33个物联感知平台，完成全省21个地市的对接，实现与一网共享、粤政图、粤政易、粤治慧等政务平台对接，成功赋能生态环境、智慧林业、消防安全等场景应用。 涉及的物联网技术：采用了物模型和大数据技术融合，实现物联数据的实时分类整合、多维属性逻辑重构。采用了分布式多级平台消息动态路由技术及数据同步技术，实现多级平台级联及跨平台资源协同。采用了多源数据采集、建模仿真和三维可视技术，深度融合全维度要素，实现城市信息数字化。 2.1.2智慧园区 场景描述：随着时代的发展、技术的进步，互联网+大潮日趋火热，建筑行业在业务飞速发展的过程中，也顺应这一趋势着力打造智慧建筑体系，进而完成自身的提升，在服务好客户的同时也能带来更好的效益。智慧园区的建设围绕设备设施运维管理体系，建立起一套综合了软硬件、人力、管理理念的生态系统，对企业在持续运维管理能力、运维管理技术提出了很高的要求。智慧园区管理平台以建筑运维管理为核心的智慧建筑建设，将充分结合移动互联技术、物联网技术，打通建筑运维过程中涉及到的客服接待、设备监控、事务响应、计划安排、任务管控、人力资源、财务收费、物料、外包、商业智能诸多业务领域。系统的实施，可大幅提升物业服务的品质、提升人员的工作效率、提升业主的满意度，做到减员增效、提升管理和服务品质、提升管理规模容量，为智慧建筑提升自身项目的品质、向运维要效益提供一大助力。 应用案例：重庆总部城智慧园区项目基于可视化三维模型高度集成的综合管理平台，将各业务子系统进行集成，集中进行监测和管理。可直观的展示各系统实时运营参数，以及便捷的操作系统控制参数。项目实现了对园区空气质量实时数据监测（PM2.5、湿度、噪 声等），停车场车位、电梯、摄像头数量概览：基本信息（建筑面积、可出租与未出租面积）、企业概况、知识产权与高层次人才统计：三维模型场景多点位可视化管理；远程查看实时视频，支持报警管理，点击查看详情含历史数据及统计；并盖倾斜>70°即报警，自动通知维修人员；路灯全局或单个开关控制，点击查看历史数据及统计；垃圾桶剩余容量<20%即报警，通知清洁人员；危险源气体如化粪池甲烷浓度>20%报警；实时显示火警、故障信号，自动生成运行记录；显示柴发设备状态，包括电压、水温等，智能生成统计报表：电梯实时楼层、状态，支持运行记录与故障记录查看；区管网水流方向显示、液位>80%即报警；统提供语音播报，支持报警处理与详情查看，确保园区安全高效运行。 涉及的物联网技术：智慧园区通过传感器技术：实时采集温度、湿度、光照、空气质量等环境及设备数据，为管理者提供全面数据支持：物联网通信技术（如Wi-Fi、Zigbee、LoRa、NB-IoT）：实现园区设备间的互联互通，支持数据交互和远程控制：大数据分析：深度挖掘数据，帮助管理者了解运营趋势，优化管理决策；人工智能：通过机器学习等技术，实现自动化决策和操作，提升园区智能化水平；云计算：提供灵活的计算和存储资源，支持系统高效运行：边缘计算：提高数据处理的实时性和效率，特别适用于高实时性需求场景；区块链：保障数据安全传输，增强数据可信度。 2.1.3智慧小区 场景描述：随着计算机技术、信息技术和控制技术的高速发展和广泛应用，智能控制技术取得了巨大的进展，智慧小区平台系统逐渐成为智能大厦的技术核心。它将建筑物内各弱电子系统集成在一个计算机网络平台上，从而实现子系统间信息、资源和任务共享。它将为业主提供一个高效、便利、可靠的管理手段，给使用者提供全面、高质、安全、舒适的综合服务。实现各专业子系统之间的信息资源的共享与管理、各子系统的互操作和快速响应与联动控制，以达到自动化监视与控制的目的。它追求的目标是：信息资源的共享与管理、提高工作效率和提供舒适的工作环境、采用“分散控制、集中管理”的模式，尽可能地减少管理人员和节约能源、能适应环境的变化和工作性质的多样化及复杂性和应付突发事件的发生。 心，集成了视频监控系统、门禁系统、消防系统、广播系统、给排水系统、周界报警系统、轨迹跟踪系统、人员定位系统。对汇集的各类信息进行分析、处理和判断，采用最优化的控制手段，对各设备进行分布式监控和管理，使各子系统和设备始终处于有条不紊、协调一致的高效、经济的状态下运行，最大限度地节省能耗和日常运行管理的各项费用，保证各系统能得到充分、高效、可靠的运行，并使各项投资能够给业主带来较高的回报率。整合各子系统数据至统一平台，实现全局监控与管理，集中存储、展示信息，确保各子系统状态透明。遇突发状况，系统自动触发多系统联动响应，如安防、消防及关键设备故障时全面协调行动；实施子系统分散控制策略：保持各子系统独立运行能力，通过分散控制机制协调运行状态，实时获取并处理各系统数据，实