智慧绿道系统设计与实践——以成都市锦城绿道为例

智慧绿道系统设计与实践

—以成都市锦城绿道为例——

胡斌

白

张学川（四川省建筑设计研究院，成都市

610041）

DesignandPracticeofSmartGreenwaySystem

—TakingJinchengGreenwayinChengduasanExample

HUBinBAIDenghuiZHANGXuechuan

（SichuanProvincialArchitecturalDesignandResearchInstitute，Chengdu

610041，China）

Abstract：JinchengGreenwayinChengduistaken

as

an

example

to

analyze

the

functional

requirementsoftheprojectsmartgreenway，discusstheoverallarchitecturedesign，cloudarchitecturedesign，networkarchitectureandvideosurveillance，

关键词：智慧绿道；设计与实践；总体架构；云架构；网络拓扑；云计算；智慧物联杆；模块化数据机房

中图分类号：TN711.5

文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1003-8493.2019.09.003

emergencymanagementpower

calling，system，

publiclightingsmart

broadcasting，control，

parking

informationand

other

0引言

近年来，为了改善人居环境，在国内一些城市陆

release，energyconsumptionmonitoringandintelligent

distribution，

agriculture

subsystemdesignofthesmartgreenwaysystem，andintroducethesmartIoTpolefacilitiesandmachineroomconfiguration.

Keypractice；

words：

续启动了绿道建设。成都市于2010年启动绿道建设，并于2017年提出了构建覆盖成都全域的区域、城区、社区三级绿道的天府体系，全域规划形成“一轴两山三环七道”的区域级绿道1920km、城区级绿道

smartgreenway；designand

overallarchitecture；cloudarchitecture；

5000km以上、社区级绿道10000km以上。通过几年的实践，绿道在保护自然生态环境，构建绿色低碳城市以及彰显文化魅力上起到了较大的作用。对已建成的部分绿道运营状况分析发现，虽然绿道在提升人居环境方面取得了较大作用，但其社会效益还有待提高、经济效益发挥不够，主要表现在：绿道大多吸引“户外运动族”参与，对于更多的本地居民和外地游客则缺乏一定吸引力，其社会效益有待提高；目前绿道缺乏有效运营，需要不断投入资金进行维护，经济效益甚微。

networktopology；cloudcomputing；smartIoTpole；modulardatamachineroom

摘

要：以成都市锦城绿道为例，分析项目智慧

绿道功能需求，探讨智慧绿道系统的总体架构设计、云架构设计、网络架构及视频监控、紧急求助、公共广播、停车管理系统、照明控制、信息发布、能耗监测及智能配电、智慧农业等子系统设计情况，并对智慧物联杆设施、机房配置进行介绍。

作者信息

胡

斌，男，四川省建筑设计研究院，高级工程师，院常务副总工程师（电气）。

白，男，四川省建筑设计研究院，工程师。

张学川，男，四川省建筑设计研究院，高级工程师，智能化工作室总监。

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白张学川）

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ELECTRICITY

针对国内外绿道运营中存在的问题，成都市提出了建设智慧绿道的要求，通过引入云计算、物联网、大数据及人工智能等先进技术，改变过去重智能化基础设施建设、轻业务应用开发的弊端，通过“互联网+”的思维不断实现应用及服务迭代升级，真正体现未来智慧化社会的自服务、自升级及自运营的能力。实现综合服务，精准营销，降低运营成本，智慧管理助力绿道实现可持续发展。

运营，因此智慧绿道系统必须支撑运营业务开展。

2智慧绿道系统总体架构

通过需求分析，确定以云计算、大数据、物联网

及人工智能等技术为支撑，构建一个“两体系”、“五层级”的智慧绿道系统。

“两体系”为绿道安全

防护体系（为项目提供安全支撑）、绿道运维管理体系（为项目提供运维管理支撑），“五层级”为基础设施及数据接入层（包括安防、广播、信息发布、农业物联、应急报警等智能化基础设施）、基础网络层（包括业务网、WiFi办公网等基础网络设施）、基础

1智慧绿道需求分析

锦城绿道属于天府绿道体系“三环”中的重要一

环，位于中心城区绕城高速两侧各500m范围及周技术平台层（包括云平台、技术组件服务、核心技术平台和业务组件等）、应用服务层（包括绿道综合服务平台、绿道综合管理平台）、应用层（包括绿道门户系统、绿道APP、绿道公众号、绿道小程序等），

边7大楔形地块，跨经12个区，涉及生态用地

133.11km2。将建设“21”体系，即：500km锦城绿道，4级配套服务体系，20km2多样水体，100km2生态农业区，区域内设置有特色小镇和林盘院落，并配套有餐饮、住宿、游玩等设施，定位为“可进入、可参与、景观化、景区化”绿道。

需求分析是智慧绿道设计的前提和基础，根据成都市智慧绿道的整体定位，从市民及游客、管理及运营角度三个维度进行需求分析：

系统架构如图1所示。

3系统设计

根据智慧绿道系统的整体架构，对智慧绿道系统

的云架构、基础网络、各子系统进行设计，相关情况如下。

a.从市民及游客角度，根据锦城绿道的整体定3.1云架构设计

结合项目特点及运营管理需要，本项目采用私有

位，围绕市民及游客关于食、住、行、游、购、娱等方面的需求，将锦城绿道建设为安全、舒适以及有良好体验的绿道，建成的智慧绿道系统应能满足和支撑市民及游客的上述需求。

b.从管理角度，基于锦

城绿道线路长、面积广，整个绿道位于中心城区，因此需考虑的管理需求和绿道公司的管理需求。建成后应能与城市管理相结合，又能为绿道公司减少管理人员、提高管理效率、控制管理成本。

c.从运营角度，锦城绿

道的定位为自主经营、自负盈亏，因此需要培育绿道运营的自身造血功能，支撑其可持续

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图1智慧绿道系统总体架构

Fig.1Overallarchitectureofsmartgreenwaysystem

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设计交流

云与公有云相结合的混合云部署架构，既能保证本地系统服务的快速响应，又能实现异地容灾、业务扩展的弹性伸缩。保证在私有云互联网出口和专线断开的情况下，私有云仍能提供基本的服务能力。部署原则为：

b.办公、WiFi承载网采用接入交换机+GPON

+汇聚交换机混合组网形式，汇聚交换机采用虚拟集群，实现多条链路的负载分担及互为备份，系统网络拓扑图如图4所示。

3.3

面向公众服务、大数据存储和计算平台应用

智慧物联杆设施

本项目采用智慧物联杆设施实现WiFi覆盖、多

a.

等存在弹性需求的系统，以及需要使用公有云基础资源的系统部署于公有云。

媒体显示、摄像头监控、一键求助、广播等各智能化终端一体化部署。多功能智慧物联杆集成WiFi热点、

b.有云。

面向绿道运营公司内部、监管部门、商多媒体LED显示屏、互动触摸屏、视频监控、一键呼叫救助报警及广播等功能。同时每个杆体设置

家内部管理及绿道自身基础设施管理的系统部署于私

NB-IoT智慧设备安全监测系统，实现智慧综合杆本

联动控制平台和GIS服务平台为本项目基础

c.

核心平台，基于安全性考虑，采用公有云、私有云两地部署以实现冗余。

3.2网络拓扑

网络系统主要承载片

区内自有业务、公共WiFi

以及片区管理办公等信息化需求，网络分为业务网和WiFi、办公网两套网络，

总体网络采用接入、汇聚、核心三层架构，网络系统总体拓扑图如图2所示。结合锦城绿道特点，将整个绿道划分为东、南、西三段，三段分设汇聚交换机，在各段内设置若干接入点，两套网络系统构成如下：

图2

总体网络拓扑

Fig.2Overallnetworktopology

a.园区内自有信息化

业务通过业务网进行承载，接入层采用GPON方式组

网，汇聚交换机组成RPR环（弹性分组环），从而提升网络可靠性；采用双核心交换机和路由器，在核心交换机旁设置防火墙，确保业务网与后端平台间的安全隔离，系统网络拓扑图如图3所示。

图3

业务网拓扑图

Fig.3Topologicalgraphofservicenetwork

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图4办公、WiFi承载网拓扑图

Fig.4TopologicalgraphofofficeandWiFicarryingnetwork

身的电源监测（电源通断、过流）、箱体防盗、杆体倾斜监测预警、水浸预警等功能。

乐、日常广播、寻呼广播、应急广播。除结合物联杆部署IP音柱外，另在音乐广场、音乐草坪等公共区域，设置IP功率放大器和仿真景观音箱设备。

3.4子系统设计

根据项目的需求分析和智慧绿道系统设计，项目

3.4.4停车管理系统

设置有视频监控、紧急求助、公共广播、停车管理系统、照明控制、信息发布、能耗监测及智能配电、智慧农业等子系统，各子系统的信息传输均通过物业网、WiFi及办公网两套网络，各系统设计原则如下。

整个锦城绿道项目内设置有数百个停车场、数万个停车位，各停车场设置停车管理系统，并采用停车诱导、室内定位导航、移动互联网、平台化、云端化等技术，实现便捷导航停车及取车、无感支付等功能。

3.4.1视频监控系统3.4.5照明控制系统

采用数字监控系统，在绿道各主要出入口、广场及人流密集区域、驿站、一级绿道及部分二级绿道上设置网络摄像机，设置间距约为200m。在绿道数据

项目范围内有大量的道路照明灯具及景观灯具，本项目采用智能照明控制系统，在室外照明配电箱配置智能照明模块及控制网络接口，根据照明回路功能进行分回路控制。为了确保系统的可靠性，照明控制系统主要采用有线方式组网；对于个别有线组网方式难以覆盖的，通过NB-IOT方式接入系统。

中心机房设置监控系统综合管理服务器，并设置存储磁盘阵列和视频管理主机。

3.4.2紧急求助系统

采用全网络架构，在一、二级绿道的智慧物联杆上设置应急报警模块，每400m设置一个报警点；另在亲水区域、公共卫生间、地下停车场等位置设置应急报警模块。

3.4.6信息发布系统

信息发布系统既是为市民及游客提供天气、周边交通等信息的载体和平台，同时也是绿道公司广告发布的主要载体。项目结合综合物联杆、驿站等设置信息发布终端。在综合物联杆上分为挂杆小屏；在绿道主出入口、特色园入口、中心广场、特色院落服务站入口等处，设置1块24m2或35m2LED户外屏。主

3.4.3公共广播系统

公共广播系统采用纯IP架构，设置一个播控中心和若干个播控分中心，可以实现项目指挥中心集中广播和各分区广播。主要对出入口、广场、驿站、人流密集区域、亲水区域等公共区域提供背景音

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机系统设置于中心机房，结合信息网络架构和管理用房设置情况，设置若干个信息发布点。

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3.4.7能耗监测及智能配电系统本项目使用一套系统和终端设备实现智能配电和能耗监测，通过数字配电终端采集变压器低压侧和照明配电箱各回路的电流、电压、功率、功率因数、频率、用能示值等电参量，监测变压器出线开关状态等情况；并对参数进行分析，同时通过能耗监测系统对用水、用气情况进行测量。

在室外照明配电箱、供水表计、燃气表计等处配置数据采集点，选择具有标准以太网接口的数字配电终端可以直接接入网络，没有覆盖网络节点的区域通过NB-IOT的方式数据传输。

3.4.8智慧农业

本项目中有较大面积的农业种植区，作为观光及科普教育基地。为了提高农业管理水平和加强农业知识科普教育，项目设置智慧农业系统。在部分农业种植区域设置温度、日照、土壤温湿度等探测器；同时构建相应的数据分析和处理系统，搭建展示厅，为市民提供农产品质量安全溯源体验及休闲农业观光数字化体验服务。

3.5机房配置

机房配置按照“环形+支线接入”进行整体布

局，除满足本设计范围相关链路及管道需求外，还考虑区域内移动信号基站等相关链路及管道需求，以确保整个绿道内所有光缆入地。

结合机房服务半径及各系统配置要求，全段设置

1个指挥中心，1处核心机房，若干个三级节点机房。节点机房按照管理半径7.5km，并结合各段景观、

建筑分布情况及主干道路对绿道的影响综合考虑。根据本项目情况，机房配置分东、南、西三段分别进行考虑，各段机房设置详表1。

根据GB50174-2018《数据中心机房设计规范》的相关规定，本项目主数据中心机房按B级机房标

表1

各段内机房设置情况

Tab.1

Settingsofmachineroomineachsection

位置名称数量/个

主数据中心机房1南段

运营商机房1三级节点机房

7东段二级节点机房（部署东段核心交换机）

1三级节点机房

6西段

二级节点机房（部署西段核心交换机）

1

设计交流

准设计，二、三级节点机房按照C级机房标准设计。

考虑本项目建设周期较长，同时为了便于扩展，项目主机房采用模块化数据机房，结合私有云存储及计算资源需求，主机房需配置3组模块化数据中心机柜，每组模块化数据中心包含24个完整IT可用机

柜。因绿道各二、三级节点机房所在建筑机房条件参差不齐，为确保机房可靠性，均考虑采用配置UPS

及机柜空调的微模块数据机房。二级节点机房采用八柜微模块，三级节点机房采用四柜微模块。

4结语

智慧绿道系统的建设，是将现有的智能化系统技

术，与物联网、大数据、云平台等信息化技术进行融合，并加以创新，从而提升绿道的智慧化水平，服务于民众、绿道运维企业和。通过智慧绿道系统的建设能增强民众的安全、舒适、便捷等体验感受，提高绿道运维企业的管理效率和经济效益，能为智慧城市建设及城市治理做好相应的支撑。

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2019-07-16来稿2019-08-15修回

智慧绿道系统设计与实践———以成都市锦城绿道为例（胡斌白张学川）

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