NB-lot技术在智慧城市建设中的应用与发展——以盐南高新区智慧城市建设应用为例

文｜江苏省盐南高新区规建服务中心 王玲 吴坚 夏静怡

1 引言

2018年，江苏省政府办公厅发布《关于印发智慧江苏建设三年行动计划（2018－2020年）的通知》，明确提出，加快发展窄带物联网（NB-IoT）低功耗广域网技术，推进物联网感知设施规划布局，建设基于窄带物联网（NB-IoT）、软件定义网络（SDN）和视频监控网络的基础设施物联网运管平台，发展物联网开发应用。盐南高新区按照“城市智慧化、智慧产业化”的要求，结合城市精细化管理需求，推动NB 技术应用点到面，实时感知采集城市各类基础设施的运行状态，实时采集便民服务设施的运行状态和服务信息，提升盐南智慧化管理水平，助理城市精细化管理。

2 窄带物联网的主要特征

窄带物联网（Narrow Band Internet of Things，简称NB）是物联网领域一项新兴技术，是在2G/3G/4G 网络的基站上增设NB 通讯模块，并由运营商授权用于万物互联的网络。与4G、5G 网络相比，具有覆盖广、连接多、功耗小、成本低等特点，市场应用的空间非常广阔。经过实际业务应用，NB 技术具有明显优势：（1）耗能方面，4G 网络监测终端的电池使用寿命为2年，NB 网络监测终端的电池使用寿命为8年；（2）穿透力方面，4G 网络监测的井盖传输信号较弱，需要安装信号发射天线；NB 网络监测的井盖无需安装信号发射天线，能够实时无间断的将信号传输给接收器；（3）通讯成本，每个4G 网络监测终端通讯费为8 元/月，每个NB 监测终端通讯费不到1元/月。从项目运行情况看，监测设备均能正常发回信息，相对传统模式下，NB 技术的高穿透力、多连接数、低功耗、低成本，体积小等特点得到了验证。

3 建设应用情况及效果

按照“1+1+1+N”的建设模式，依托云计算、大数据等新一代信息技术，组建统一的窄带物联网，构建统一的NB 感知数据库、搭建统一的公共服务平台。“一网”即三大运营商建设的窄带物联网；“一库”即所有NB 终端采集的感知数据库；“一平台”即物联网公共服务平台，是N 类应用的支撑平台，对NB 终端的运行状态和采集的实时数据进行分析；“N 类应用”即依托NB 感知数据库和公共服务平台，开展城市基础设施、民生服务、政务服务等领域的应用，提升管理和服务水平。

3.1 NB 技术在市政路灯管理中的应用

传统模式下，路灯的管理多采用“三遥”+“人巡”方式，通过对回路进行遥控或定时开关，实现路灯的亮灭；路灯故障多采用群众举报，工作人员巡查等方式来发现，无法实现路灯的精细化管理；而基于电力载波和4G 网络的单灯控制系统有存在信号不稳、通讯费用高、不可多连接、无法穿透封闭灯杆等问题。借助NB 技术中的低成本、多连接、小体积等优势特点，将辖区内的照明设施进行统一管理，实时监测运行态势，发现运行故障；按照照明需求，实现照明灵活配置，有效降低运行成本和管理成本；结合运营商基站布点，在现有网络环境不变的情况下，将设备在线率由60%提升到98%左右，通讯成本下降75%。

3.2 NB 技术在地下管网管理中的应用

城市地下管网作为城市生命线，是城市赖以生存和发展的基础,在城市基础设施高质量发展中发挥着重要作用。城市地下管网多为隐蔽工程，在传统技术模式下，需要将RTU 放置在道路上，通过太阳能或常用电来保障传输信号的稳定传输，造成后期管理维护难度较大，且对现有市容环境有较大影响。借助NB 技术的高穿透性和低功耗特点，在各类综合管网中布设传感器，针对液位、有害气体、温湿度、压力、流量、水质等危害管网安全运行指标进行实时监测，有效掌握管网运行态势特征。在积累大量实时监测数据后，借助大数据分析技术实现了雨水管网管道通畅性预警分析、雨水管道出水口回灌预警分析、低洼区域防汛淹没预警分析、出水口水质追溯分析、污水管道有害气体联动分析、电力管道有害气体联动分析、燃气管道有害气体联动分析、电力管道火灾预警分析、供水管道跑冒滴漏预警分析、供水管道压力爆管预警分析等管道病害的事前预警。

3.3 NB 技术在城市家具管理中的应用

城市家具是保障人们在城市中各项活动安全、有序、舒适进行的必备条件，同时也是塑造城市风貌形象，提升城市空间品质的重要元素。如何借助NB 技术在城市家具智慧化提升方面进行模式创新，是整个智慧城市建设过程中考虑比较多的一个问题。借助NB 技术多连接、低功率等特点，将城市中的井盖、消防栓、垃圾箱、座椅、电控箱等城市基础设施进行智慧化提升，一方面实时监测其运行态势，发现问题及时处置，有效避免出现由于市政基础设施损坏导致的安全事件的发生；另外一方面把没有灵魂的城市家具、基础设施赋予生命，赋予活力，让城市动起来，让生活在这个地方的人能够感受到高科技的力量，体验智慧城市的成果，为人们的生活提供更多的便利，提高城市的活力，呈现崭新的城市建设面貌。

3.4 NB 技术在停车诱导管理中的应用

随着城市的快速发展和居民生活水平的不管提高，汽车保有量越来越高，从而导致公众停车难，部门管理难等问题出现。借助NB 技术多连接、低功耗、电池寿命长等特点，在区域内车位中布设基于NB 技术的无线地磁传感器，实时获取停车位空余信息，实现停车场流量监控、空闲车位导航以及反向寻车等功能；同时，借助停车管理信息系统，通过道路两侧的大屏、停车场门口的导航屏实现车辆的快速引流。

4 小结

窄带物联网作为物联网技术的重要分支，也是智慧城市建设过程中常用的一项技术；在数据小、覆盖广、功耗低、自主报告异常等业务场景中，窄带物联网技术相较于传统物联网技术有着绝对优势；在整体项目建设过程中，我们也发现几个方面的不足：一是NB 网络覆盖和商用进度不一，在前期项目建设过程中，三大运营商出于商业考虑，对基站、扇区等覆盖力度不足，当局部区域超过一定规模时，会导致大量物联传感设备掉线，无法监控城市基础设施运行状态。二是NB 技术终端质量参差不齐，由于缺乏统一的标准体系，各厂商各自为战，市面同款传感器存在明显价差和质量差异，需要结合实际业务场景进行选择。三是传统设备升级改造不易。针对智慧城市建设初期布设的传统传感器，不易进行NB 技术改造，将造成一定的浪费。