智慧城市建设：关于西安的案例研究

智慧城市建设：关于西安的案例研究

吴雪莹12345, 王嘉炜12345

陕西省土地工程建设集团有限责任公司 陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司

3自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室4陕西省土地整治工程技术研究中心5自然资源部土地工程技术创新中心

摘要：在数字城市的基础上，随着城市建设的不断完善和发展，提出了新的发展模式--"智慧城市" [1]。它以人为本，以应用为导向，注重可持续发展[2]。智慧城市也是一个复杂的互动系统，包括智能交通、智能环境、智能人、智能生活、智能经济和智能治理。具体来说，它旨在基于云计算、物联网、传感网等技术，根据不同需求配置核心资源，通过在建筑、路网监控、智能医院等多个领域建设智能环境，形成城市的良性循环。本文通过对西安智慧城市的技术、发展现状进行回顾总结，对未来的发展提出几点建议。

关键词：智慧城市，QR，RFID，PPP模式

西安于2012年加入智慧城市建设，2013年出台了四年发展规划，2016年西安交运与百度合作建设智能交通，2018年1月1日，西安开始在公共交通（公交、地铁）上使用qr码，成为西北地区首个智能移动支付的城市。

1.西安的现有技术和模式

智慧城市是在大数据和云计算的基础上进一步优化和建设的。西安市的数据采集和信息处理的基本技术如下。

1.1 RFID、QR码和传感器技术

RFID是无线电频率识别的简称，也被称为电子标签技术。这种方法的原理是通过阅读器和标签之间的非接触数据通信来达到识别目标的目的。RFID具有抗干扰性强、安全性高、识别元件快速等优点，根据其系统的不同功能，可分为电子监控技术、便携式数据采集系统、物流系统和定位系统。

传感器是物联网中获取信息的主要设备，帮助人们完成物品的自动检测和控制，包括温度、湿度、压力等传感器。它通过敏感元件、转换元件和电子电路三部分的协同作用，对相应物体的信息进行感应、转换和传输。

二维码是我们日常生活中最熟悉的技术，除了第一类行式二维码外，矩阵式二维码也被广泛使用。它按照一定的规则在平面上分布着特定的几何图形，用几个与二进制数相对应的几何图形表示文字信息。

1.2 SuperMap GIS--技术支撑平台

SuperMap GIS在技术支持平台市场占有很高的份额。该产品向网络客户端提供具有与桌面GIS相同功能的GIS服务，如REST服务、WPS等。它可以支持多种类型的客户端访问，支持分散环境下的数据管理和分析，并提供多层次的开发框架。具体来说，SuperMapiServer Java用于构建服务审判GIS服务器，SuperMapDeskpro用于数据处理。

基于该平台，西安市运营管理信息系统的关键技术包含用于JavaScript前端开发技术的SuperMapiClient和SuperMapiServer的服务技术。

1.3 WebGIS、地址编码、Ajax和JQuery

WebGIS是互联网与GIS相结合的产物，是网络地理信息系统的一个重要组成部分[3]。它将互联网技术应用于GIS的开发，拓展和完善了GIS的功能。它将不同部门的数据存储在不同的服务器上。当每个用户通过浏览器与服务器交换信息时，它还可以与其他非GIS信息联系起来。

地址编码是地址描述信息的空间位置。它可以分为两种类型。地理编码将地址转换为相应的真实位置，而反向地理编码是指根据坐标获得行政区和街道等具体信息[4]。

Ajax（Asynchronous JavaScript and XML），它在客户端和服务器端之间引入了一个中间层，这样在双方交互时只需要更新部分内容而不是重新加载，从而避免了因浏览器无法响应而导致的白屏现象。JQuery是一个与CSS3和各种浏览器兼容的JavaScript，具有良好的可扩展性和大量的插件[5]。不断简化的编程使程序员能够更加关注应用程序的功能需求。此外，JQuery还在一定程度上优化了页面的视觉效果，为用户提供了更舒适的体验。

1.4 项目模式-PPP

在西安，很多智慧城市建设项目都选择了PPP（公私合营）模式，如2019年的 "雪亮 "项目。这种模式是一种双赢的模式，符合政治体制改革和发展的趋势。在这种模式下，地方运营商或社会资本与地方政府合作，共同建设和运营项目。对于一些项目，政府部门只提供缺口补贴，所以没有必要单独成立开发公司。

对于有些项目，民营企业单独成立项目公司，由政府部分投资，但不能由政府控制。在我市，类似的项目还是由政府主导的。根据不同的项目，收入是否能覆盖投资，有不同的方式，主要是BOT BOOT等。

2.西安市智慧城市的发展现状

上述技术和模型为西安智慧城市的建设建立并不断更新了数据来源和计算方法。就西安而言，主要体现在智能交通和智能治理方面。

RFID已被广泛应用于物流跟踪、无人超市、医疗等领域。西安已经形成了从核心芯片、RFID技术到物联网、系统集成解决方案等非常完整的产业链。西安国际港务区、高新技术开发区等园区也已经形成了物联网产业集群。

由于不断优化GIS和互联网技术的平台，在智能交通方面，除了二维码可以在公交车上使用，今年公共区域监控覆盖率将达到100%，西安已经有了独立的地图平台，有了处理交通数据的能力。它可以实时分析交通图像，智能分析交通拥堵情况，为官员和外部用户提供直观的、交通拥堵点的云图像和警报。另外，租用 "云翼天空 "搭建的交通云平台，每天可处理2200万条社会信息和数据。西安交警使用的 "智能视频巡检 "系统，可以快速发现报警情况，尽快处理，减少拥堵。现在，如果在西安发生轻微事故，只要上传不同角度的照片，交警和保险就能同时在线处理，最快7分钟就能完成处理，大大降低了道路拥堵的可能性，保证了道路的畅通。

停车问题也逐渐变得更加智能化。根据每天获得的五六十万条动态停车数据，西安市利用动态停车热力图和柱状图对不同区域的停车需求进行分析，然后实时掌握情况，通过移动终端向有需要的人提供最终信息。

还建设了环保GIS系统，整合各种环境数据，如噪声、污染源等，实时评估西安市综合环境状况，全天候监测环境质量，快速定位环境破坏区域。一些地区还建立了电子板，为公众展示环境状况，虽然还没有普及，但大大改善了生态环境和市民的环境意识。

在智慧治理方面，西安市已经完成了城市运行管理综合信息系统的建立。2018年，许多政府服务部门开通了网上服务窗口，省去了大量排队等候的时间。西安也是首批将社会保险卡放入移动应用的城市之一。通过人脸认证后，市民可以直接领取社保卡，并在药店付款。

与两三年前相比，西安市民的效率、便利性和生活舒适度都有了很大提高，这也是一个良好的开端。

3.一些建议

众所周知，最终的 "智慧城市 "是万物互联，实现智能照明、自动浇灌、公园协助、设备监管等一系列智能设施。一些更高层次的 "智能 "可能在短期内无法实现，这里有一些关于可能实现的建议。

3.1智能公交站牌

在公共交通领域，城市公交车是大多数人选择短途出行的重要交通工具，但在候车时难免会出现焦急、无聊、错过等情况。虽然有些APP已经应用，如 "车来乐"，可以用来查询公交车路线和到站时间，但这只是乘客的信息获取，并不能真正实现公交车的智能调动。建议采用户外液晶显示屏、2位数码管和GPS设计智能公交站牌，配以无线监控摄像头，显示车辆到达时间、线路、空位等服务信息。

这样一来，智能交通就能够得到更好的发展。除了显示车辆信息外，显示屏还可以用来显示服务信息（景区知识、美食）、公共信息（时政新闻、天气预报等）、娱乐节目等。而这些信息可以根据大数据的计算结果，按照不同地区、各时期乘客的身份、年龄等进行调整。乘客可以根据车辆的实时情况，缓解自己的焦虑情绪，安排自己的计划。公交站牌的监控设备可以监控公交站牌附近的客流和车流，根据实际情况进行智能公交调度，方便市民出行。

3.2 智能照明

就西安市主城区而言，路灯主要由时间和光感控制。主干道上的照明设施状况良好，具有实际效用。但对于次干道旁的绿化人行道，有些地方人少，但照明却一直很亮，会造成一定的能源浪费，而有些地方缺乏照明，行人的心理体验也会降低。

建议根据现有研究，这些地区可以尝试通过传感器技术和ZigBee技术构建网络，接入互联网，实现具有人体感应的智能照明路灯。光敏传感器和多普勒微波雷达可以采集各种数据，同时还可以利用北斗卫星定位技术，快速定位故障位置，进行故障修复。

ZigBee是一种新兴的短距离无线网络技术。它遵循分层设计的原则。顶层由框架、设备对象和应用支持组成。NWK层完成网络地址和设备路由处理，MAC层为相邻节点提供通信和数据分解，物理层实现数据发送和接收[6]。

如果智能照明系统建设成功，其意义不仅在于节约城市的运行成本，更重要的是促进城市对人民生活更加人性化的服务，并通过先进的设计理念提高城市管理水平，减少电力、煤炭等能源的消耗，逐步为创建智能环境作出贡献。

还有一个建议，如上所述，西安市在各区内部的信息交流方面取得了很大的进步，但西安市应加强各区之间的信息共享，继续完善相关GIS平台的建设，才能真正实现市内的信息交流。

总之，智慧城市的本质是人，而不是技术。它意味着更多的城市包容性，更高的有效生产力和工作效率，以及更少的成本。

但是，比如说，目前我们便捷的移动支付，在不精通电子设备的老年人面前，还是不够 "智能"。如何解决这样的问题，应该由城市的建设者和参与者来考虑。虽然西安在智能交通和治理方面取得了一定的进展，但距离未来更 "先进 "的智慧城市建设还有很长的路要走。

参考文献

[1]Liming Jiang. (2005). “Application Research of WebGIS in Digital City Spatial Information Service”,Bulletin of Surveying and Mapping, 2005(10),60-63.

[2]

Jun Chen, et al. (2003). “Digital China Geospatial Basic Framework”.Beijing Science Press.

[3]Linbin Ma. (2012) “WebGIS technology principle and application development”.Beijing Science Press.

[4] V. Mathiyalagan, S.Grunwald, K.R.Reddy, S.A.Bloom. (2005) “A WebGIS and geodatabase for Florida’s wetlands”. Computers and Electronics in Agriculture,2005(47),69-75.

[5]Li He, et al. (2011) “Application of jQuery in AJAX technology framework page loading”.Computer Era,2005(47), 25-26.

[6]MingZhu. (2015) “Comparison with power line carrier in street lamp single lamp control system”.China New Telecommunications, 2015(19),39-40.