城市园林绿化智慧化管理体系及平台建设初探——以山东省东营市为例

孙学明

（东营市湿地城市建设推进中心，山东 东营 257091）

0 引言

山东省东营市是国家生态园林城市，为打造“养护科学、监测智能、监管有效”的智慧园林管理体系，东营市开展了智慧园林项目建设。智慧园林管理系统是对东营市园林建设进行的科学化、智慧化管理。根据园林绿化智慧化管理体系及平台的概念与特点，结合东营市园林管理现状，东营市智慧园林管理系统能够满足日常业务管理和服务社会的需求。同时，系统组织结构具有合理性、开放性、可扩展性，便于用户后期对软件的自主维护［1］。

1 技术路线

1.1 逻辑架构

为满足管理部门业务需求、各权属单位的应用需要，根据项目的建设目标和建设内容，系统采用面向服务的体系架构（Service-Oriented Architecture，SOA），将各部分以松耦合的方式进行结合，通过服务间良好的接口和契约联系起来。

1.2 开发架构

系统体系结构采用SOA 框架，建立标准的体系结构，包括数据层、逻辑层和表现层3 个不同的应用层次。①数据层：采用Oracle 数据库系统，实现相关信息、基础地形数据的高效存储和管理。②逻辑层：实现数据库系统业务逻辑，如空间数据的存取、表现和操作等。③表现层：智慧园林系统，满足系统相关资源展示和管理。

1.3 运行架构

东营市智慧园林系统运行架构划分为4 个层次。

（1）物联网感知层：通过物联网设备进行远程监测数据的传输操作。

（2）数据存储层：物联网等数据经过数据传输、解析，最终存储到MogoDB 数据库中；系统的业务数据表存储在Oracle 数据库中；物联网设备的配置缓存等信息存储在Redis数据库中。

（3）基础支撑层：基础支撑层构成了整个系统的信息数据采集主体，主要包括3 个支撑平台，分别为时空信息管理平台、物联网接入和管理平台、数据库管理平台。数据库是所有决策管理的数据基础平台；物联网接入后，管理系统为物联网的基础信息提供配置管理；时空信息管理平台为地理信息系统（Geographic Information System，GIS）提供数据服务。3 个平台的先进性、高效性、可靠性、安全性决定了整个系统的性能，为系统提供了数据支撑。

（4）平台应用层：智慧园林系统基于现代网络和通信技术，融合了园林相关的各类信息，形成一套全方位、一体化的综合监测和管理系统，具备精确的响应能力。为实现良好的系统交互，智慧园林系统做到了系统运行稳定，功能完整实用，操作方便易用，具有充分的扩展性和前瞻性［2］。

2 系统功能设计

2.1 接口设计

2.1.1 无线数据传输接口

无线数据传输主要指无线数据城管通与数据库服务器之间的数据传输。使用无线数据采集工具，将采集到的城市事（部件）的相关信息，包括事（部）件的类型、相关图片、录音资料及位置坐标等信息通过中国移动的通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service，GPRS）传至服务器。

无线终端与服务器端的数据传输应该支持超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP），能够实现文本、图形、图像及声音等信息的传输。应满足以下要求：①支持HTTP 超文本传输协议；②支持数据无线传输技术；③支持传输数据加密功能；④无线实际通信速率不低于30 kbps；⑤在网络通信质量稳定情况下，信息传递成功率在99.9%以上；⑥与服务器进行数据交换和传输的并发用户数应能保证系统正常工作；⑦单次数据无线交换和传输时间小于30 s。

2.1.2 物联网数据流转接口

数据流转接口指物联网数据传输、解析、存储到系统数据实时更新过程中涉及的接口。

2.2 详细功能设计

东营市智慧园林管理系统基于城市管理的实际需求，全方面考虑园林相关行业重要指标数据，综合筛选布局，将园林相关行业管理内容数据合理布局展示，主要包括土壤监测、智慧苗木、养护管理、人员管理、统计分析、车辆管理、视频监控、视图显示8大功能模块。东营市智慧园林管理系统总体架构如图1所示。

图1 东营市智慧园林管理系统总体架构

2.2.1 视图显示

包括地图放大、地图缩小、地图漫游、清除图层、全图显示、图层控制等功能。

2.2.2 实时数据获取

实时数据获取：实时获取监测点各监测项的变化（土壤湿度和PH 值），并动态地改变前端所展示的数据的值。

报警数据获取：实时获取监测点土壤湿度和pH 值报警信息，并动态地改变前端所展示的数据的值。在系统中以悬浮窗体的方式，直观展示土壤湿度、PH值监测设备的运行实时数据，提醒处理人员及时处理报警信息。

2.2.3 信息查询

苗木点击查询：系统中苗木以点的形式在地图中展示，点击需要查看详情的点，便可以查询该点对应的苗木基本信息。

监测点点击查询：系统中监测点以点的形式在地图中展示，不同监测点的气泡窗口显示相对应的土壤湿度、PH 值，单击地图上监测点，可以查看监测点基本信息和关联视频。

园林工人动态监测：利用智能终端，每隔一段时间上报一次园林工人位置；每天固定时间对园林工人进行考勤，点击人员标注弹出人员具体信息。

2.2.4 智慧苗木

苗木基础信息查看：对苗木信息进行管理，主要包括苗木编号、苗木名称、所属科目、种植年限、养护单位、健康状态（健康、病虫害、死亡）、最后养护时间、生长状态（购买、种植、验收、养护）等基本信息，并提供添加、查询、查看、编辑、删除、定位等基本操作。

苗木聚合：对地图上所标示的苗木进行聚合显示，根据不同比例尺设置不同聚合效果，实现苗木聚合可视化。

日常养护管理：对苗木进行养护管理，主要为养护提醒功能，根据巡检人员上报的养护案件，显示苗木编号、最后养护时间、养护部门、养护人、养护原因、养护内容（灌溉、喷药、施肥、修建、松土）、养护状态等信息，并提供查询、报表、新增、查看、编辑、定位、删除等基本操作，同时提供批量养护操作。

2.2.5 视频监控

可查看所有监测点的视频数据，可以定位视频点的位置，显示实时监控视频。

2.2.6 车辆管理

车辆实时查看：可以实时接收应急指挥车的位置并且在系统地图上标示出来，显示车辆的详细信息，具体包括实时GIS位置、地址、速度等信息，并且系统可以与车辆实时语音对讲。

车辆轨迹回放：实现绿化车辆历史作业轨迹查询和回放，系统通过图形化方式在地图上回放车辆作业全过程，便于对车辆的监管。

车辆油耗监控：将查询时间段内的车辆里程、油耗、加油量等数据以表格形式展示。

车辆视频监控：对绿化车辆安装实时视频监控探头，实现对车辆实时作业画面监控。

2.2.7 统计分析

土壤湿度统计：可以根据不同监测点位置、监测数据时间等条件进行过滤，以图表和曲线形式显示一段时间内监测土壤湿度变化情况。

土壤pH 值统计：可以根据不同监测点位置、监测数据时间等条件进行过滤，以图表和曲线形式显示一段时间内监测点pH 值变化情况。

报警统计：对监测点实时监测的土壤湿度和PH 值的报警数据进行统计查询分析，可以根据不同监测点位置、监测数据时间等条件进行过滤，显示报警记录［3］。

考勤月报：利用智能终端实现园林工人考勤，以月份为单位统计园林工人每天考勤记录，利用柱状图显示统计数据。

2.2.8 人员管理

人员信息管理：对人员进行养护管理，主要包括员工编号、姓名、性别、年龄、部门、职务、联系电话等基本信息，提供查询、新增、查看、编辑、定位、轨迹回放、删除等基本操作。同时可修改相关联的智能终端。

2.3 数据库设计

2.3.1 逻辑设计

本系统的数据库按照面向对象的方式，设计对应实体类，由实体类对应数据库中的表，数据表中的关系对应了对象之间的关系。

根据系统功能，数据库以物联网数据库IotCoreDB 为中心存储相关数据，连接其他行业的物联网监测数据信息，如供水的压力和流量实时监测数据，防汛排涝的泵站、闸站等液位点。

2.3.2 物理设计

物理设计就是根据所选择的数据库特点对逻辑模型进行存储结构设计。主要涉及内容包括定义数据库、表及字段的命名规范，为表中的字段选择合适的数据类型并建立数据库结构。

本系统的数据实体包括业务数据实体和权限数据，基础数据包括监测历史数据、监测实时数据、监测点及监测项类型和配置表数据等，权限数据包括用户信息、角色信息及授权信息等。

2.3.3 数据库命名规则设计

主键外键关系、表间关系、表中字段是不可再分的属性。

表的表示：描述单一信息，功能简单实用、命名规范合理。

数据库命名采用驼峰式命名规则，如本系统数据库名为OnMap。

数据库表命名：物联网数据库相关表以smart_kylin 开头，后跟相关信息英文缩写，全部以小写命名，如监测项配置表命名为smart_kylin_config；业务数据配置以smart_aqyxpg 开头，如供水风险表命名为smart_aqyxpg_gs。

3 结语

智慧化管理体系是综合运用物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，对城市园林绿化管理问题发现形式实现全方位、全时空、全覆盖的管理。智慧园林信息管理系统的软件系统建设内容包括智慧苗木管理系统、土壤湿度和PH 值检测、园林工人动态管理系统、车辆管理系统、园林工程管理系统及视频监控系统6 项内容。“智慧+”让幸福感和获得感萦绕在城市的每个角落，为建设高品质和谐宜居生活城市提供了技术支撑。