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科技园区的智慧化路径

近年来,随着智慧园区规划和建设不断深入,上海浦东软件园、北京中关村软件园、苏州工业园区、厦门软件园等国内知名的科技型园区在智慧园区领域积累了丰富的建设经验.全国园区纷纷效仿,掀起了智慧园区规划与建设的热潮.然而,一个园区小则10万平方米,大则10平方公里,建设起来并非易事.

其一,智慧园区的建设内容涉及互联网、物联网、云计算、大数据等多种技术,各层次之间、平台之间、系统之间的依赖关系非常复杂,园区开发方会面临很大的技术挑战；其二,智慧园区建设周期长,包含的子项目多,涉及建设方、承包方、供应商、社会资源之间的相互协作,园区开发方面临很大的管理挑战；其三,智慧园区建设投入大,园区开发方面临很大的资金压力.由此可见,虽然智慧园区建设能带来巨大的经济和社会效益,但风险同样巨大.因此,提炼一套智慧科技园区建设规范用于指导建设,有助于提升建设成功率.

智慧园区建设核心“成员”

智慧科技园区建设的核心内容划分为五个层次,分别是基础设施层、感知层、网络层、数据层和应用层.智慧园区的基础设施建设包括建筑设备基础设施、安防报警基础设施、IT基础设施；感知层由RFID（Radio Frequency Identification,射频识别技术）、摄像头、二维码、传感器、智能终端构成,实现对人员、物体、环境等的识别和信息采集；网络层为智慧园区提供统一通讯服务,主要由移动通信网、光纤驻地网和无线局域网三部分构成.模拟线路、RFID、蓝牙、NFC（Near Field Communication,近场通信）等通信方式作为补充；数据层是智慧园区的信息资源平台,为各类应用提供统一的信息服务,数据层由数据服务总线、数据管理中心、应用系统数据库组成；智慧园区应用包括掌上园区、智能卡、运营管理平台、公共服务平台等.

除此以外,智慧园区应对基础设施访问、应用系统权限、管理员权限、用户权限进行统一授权、统筹管理,采用以级联（树形权限）为主的多种权限模式.用户认证方式应支持OpenID、应用系统应支持OAuth（Open Authorization,开放授权）、子系统接入应符合SAML（Security Assertion Markup Language,安全断言标记语言）等开放的认证协议.接口应具有负载均衡、动态伸缩能力,满足性能可扩展要求.

基础设施层.园区的基础设施主要包括园区建筑、道路、管沟及其附属设施设备,而智慧园区的基础设施主要是指功能性建筑区域和建筑物附属设备,其技术规范必须优先遵循国家标准.

建筑设备管理系统主要包括电力监控系统、空调通风监控系统、电梯监控系统、照明设施监控系统、给排水监控系统等,主要对建筑物的设施设备进行监控,确保其正常运行；安防报警管理系统主要包括视频监控系统、门禁管理系统、火灾报警系统、安全报警系统、公共广播系统等,确保园区与建筑物的安全和稳定.这些系统建设首先应通过主机,采用以太网接口方式,统一接入智慧园区数据服务总线,保证物理链路传输畅通；其次对外应提供标准化的数据接口和报警接口,确保信息数据在应用层面支持系统之间联动；最后RS232、RS485等通用接口应采用BACnet MS/TP、LonWorks、Modbus协议.

IT基础设施建设主要包括IDC机房和云计算平台.IDC机房建设应达到电信标准Tier3级别标准.供电采用2路独立市电,配电柜带ATS（Automatic Traner Switching equipment,双电源自动切换开关）切换,配备UPS（Uninterruptible Power System,不间断电源）备用电源,UPS供电系统须冗余,根据需要配N+M个功率模块.机房应抗8级地震,抗强风暴和雷击.机房采用机柜冷池系统、下送风方式,保证室内恒温23&plun;2℃,恒湿50+5%.云计算平台建设应采用KVM（Keyboard Video Mouse,键盘、显示器、鼠标）、XEN等Hypervisors技术,支持OpenFlow等网络虚拟化技术,按需提供CPU、内存、硬盘、操作系统等计算资源,提供负载均衡、端口映射、防火墙等网络管理服务,提供Web Console、Command Shell和Web Service API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）等访问接口.

感知层.感知设备主要是指感应园区人和物状态的终端设备,以及存储人或物信息的终端载体.主要包括RFID、摄像头、二维码、传感器和智能终端.

RFID标签应满足ISO/IEC14443AB、ISO/IEC15693、EPC18000-3协议,满足EPC18000-6B、EPC18000-6C标准；摄像头应具备低照度、强光抑制、宽动态、红外、ICR红外滤片式自动切换、透雾、3D数字降噪、电子防抖、自动光圈、音频异常检测、ROI感兴趣区域编码、移动侦测等功能,从而应对各类应用场景；二维码应满足QRCode和ISO/IEC18004标准,适用于普通的扫码软件；传感器能感受规定的被测物理量,并按照一定规律转换成可用信号,常见的物理量包括压力、温度、加速度、湿度、位置等；智能终端应具备读取二维码、读取RFID标签、读写智能卡、读写等功能,支持无线局域网络（WLAN）、有线局域网络（LAN）、无线网络（3G/4G/蓝牙）的传输方式,支持GPS定位与地图导航功能,支持RS232、RS485、RJ45、USB2.0等接口.

网络层.通信网络是智慧园区信息资源流动的物理载体和媒介,移动通信网应实现全园区范围内,覆盖中国电信、中国联通、中国移动三大运营商的4G通信网络.

光纤驻地网可采用FTTB（Fiber to The Building,光纤到楼）技术,网络架构整体上采用三层架构：接入层、汇聚层、核心层.园区网络应采用全三层IPv4或IPv6互联设计.网络安全方面,在各功能子网（园区网、分园区网络、IDC托管网络、云计算网络）之间,应部署高性能防火墙系统,在高速交换的同时实现相互隔离；在公网出口层面,应采用防火墙、IDS/IPS、流量清洗等技术手段确保网络安全.

无线局域网在园区范围内全局覆盖以支撑各类无线应用,无线网络应支持WLAN定位功能.AP（Access Point,无线接入点）设备支持802.1x认证、MAC地址认证、PSK认证、Portal认证,支持隐藏SSID、链路完整性检测、高密部署应用优化,支持Native IPv6和IPv6 Portal.AC（Access Controller,无线访问控制器）设备应支持同AC和不同AC间二、三层漫游,支持Open system、Shared-Key、WEP-64/128、动态WEP、WPA、WPA2、CCMP、SSH v1.5/v2.0、无线EAD、Portal认证、802.1x认证、本地认证等功能.

数据层.信息资源设计从数据交换、数据共享和利用的角度,包含三部分内容.数据管理中心以信息资源标准来集成、整合、存储来自各应用系统的数据,形成园区统一有序的信息资源体系,支持全部信息资源共享、统一信息服务,从全局角度为管理者提供综合分析和决策支持服务.具体应包含：存储信息资源标准的数据库；集中、可扩展、有统一数据模型的主题数据库；面向园区数据应用的多维数据仓库；统一管理和维护信息资源标准功能；具备数据采集、清洗、整合、转换等功能的数据处理工具.

数据服务总线为智慧园区各业务系统提供数据交换和消息服务,不应受操作系统和编程语言的约束,能满足智慧园区异构平台和系统交换、通信的需要.总线应实现技术中立,支持JCA（Ja Connector Architecture,J2EE连接器架构）、Web Service、BPEL4WS、RESTful等主流技术,采用XML（Extensible Markup Language,可扩展标记语言）作为标准通信语言,支持JSON、VTC等数据交换格式.

应用系统数据库存储各应用发生的业务数据.数据库设计应同时满足智慧园区单个业务条线的管理需要,及智慧园区数据共享、数据分析利用的需求,满足ACID（Atomicity Consistency Isolation Durability,原子性、一致性、隔离性、持久性）标准要素,非结构化数据库设计适应分布式存储和处理要求.数据库类别包括财务、客户、资产、招商、档案、物业、智能卡、停车、餐厅、在线商城、虚拟社区、设备运行状况等数据库.

应用层.应用系统是园区服务的在线门户和园区管理的信息化工具.一般园区的应用系统必须包括4个要素：掌上园区、智能卡、运营管理平台和公共服务平台.

掌上园区是一系列智慧园区移动应用,应用建设应满足屏幕适配性和系统兼容性原则,面向未来技术应用的趋势设计,采用HTML5+移动客户端技术相结合开发移动轻应用.

智能卡采用CPU芯片的接触卡或非接触卡,支持线下消费、停车、梯控、考勤、门禁等多种应用场景,接触卡应满足ISO/IEC7816协议；非接触卡应满足ISO/IEC14443-AB协议.

运营管理平台是处理园区日常业务的统一门户,包含人力资源管理、财务管理、客户管理、资产管理、合同管理、物业管理、档案管理、全景监控、设备管理、安保管理等业务功能.平台统一登录认证、统一数据接口、统一权限管理.采用B/S系统模式,前台采用HTML5技术,兼容常用浏览器.平台部署时应使用磁盘阵列,支持双机热备,确保平台能够长期稳定运行.平台采用GIS+BIM技术,实现园区地理信息建模、可视化园区管理.

公共服务平台是对外服务的统一门户,包含信息发布、在线服务申请、服务流程跟踪、虚拟社区、短信服务、在线商城等服务模块.充分整合线下的服务资源,通过互联网平台模式对外提供服务申请.

智慧园区建设实例

目前,上海浦东软件园在完成智慧园区顶层设计之后,紧接着完成了智慧园区建设规范的制定,从根本上避免了许多重复建设、重复设计的潜在风险.运营管理平台是园区内部的业务管理平台,包括园区OA、客户管理、资产管理、合同管理、财务管理、人力资源管理等业务.平台建设遵循技术规范,实现统一的登录认证、数据接口、权限管理,大大方便了园区管理者使用.运营监控指挥系统实现了园区可视化管理,系统建设集成了安防类管理系统、设备监控类管理系统及相关设备.通过统一接口规范,明确了采购要求,有效控制设备可用性,避免采购的设备无法使用.公共服务平台的建设过程中预留了标准化数据接口,能通过数据服务总线,实现数据积累和沉淀,辅助运营分析和决策.

上海浦东软件园正在规划建设三林分园和川沙分园.基于顶层设计与技术规范,园区建设方能快速明确智慧园区的建设组成,并在园区规划层面统一规划、设计,避免二次返工和系统设备不兼容的情况发生.

通过这些智慧园区建设实例,一套合理的建设规范能够对智慧园区建设起到良好的辅助和促进作用,规避了许多建设过程中会产生的项目风险,有效加快了项目建设进度,提高项目建设质量.随着各类新技术、新应用层出不穷,智慧园区建设规范也应与时俱进、不断发展,从而为智慧园区建设提供有效参考.

智慧论文范文结:

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