CN109285100A - 一种基于边缘计算的智慧城市模型系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智慧城市技术领域，特别是一种基于边缘计算的智慧城市模型系统及其运行方法。所述的系统包括数字产业应用模块、数字民生应用模块、政府治理应用模块和城市管理应用模块，所述的各模块都可实现入库改查、边缘托管、数据流动管理和计算管理；以边缘计算为中心，所述将诸如物流运输、旅游、园区服务、社保、食品安全、医疗、协同办公、行政服务、数据开放、交通、城管、电网等产业应用数字化、智能化。本发明以边缘计算为基础，对智慧城市的建设和构造模型进行数字化管理；解决了智慧城市从理论到实际实施的建设性问题。
Description
技术领域
本发明涉及智慧城市技术领域，特别是一种基于边缘计算的智慧城市模型系统及其运行方法。
背景技术
如今，随着智能手机、可穿戴设备等边缘计算设备的大规模涌入，边缘计算也日益成为新技术发展的“燃爆点”，正加速改变着我们的日常生活。未来，我们的生活方式和工作模式将因边缘计算彻底改变。各行各业都将因为边缘计算为物联网注入的“催化剂”而获得数字化转型，万物互联的智慧时代将加速到来。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种于边缘计算的智慧城市模型系统及其运行方法；对智慧城市的建设和构造模型进行数字化管理；解决了智慧城市从理论到实际实施的建设性问题；从而实现“万物互联”、“高效智能”、“普惠便民”和“生态融合”的目标。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
所述的系统包括数字产业应用模块、数字民生应用模块、政府治理应用模块和城市管理应用模块，所述的各模块都可实现入库改查、边缘托管、数据流动管理和计算管理；
以边缘计算为中心，所述将诸如物流运输、旅游、园区服务等产业应用数字化、智能化；所述数字民生应用模块将诸如社保、食品安全、医疗等民生应用数字化、智能化；所述政府治理应用模块将诸如协同办公、行政服务、数据开放等政府治理应用数字化、智能化；所述城市管理应用模块将诸如交通、城管、电网等城市管理应用数字化、智能化。
所述的方法包括入库改查、边缘托管、数据流动管理和计算管理；
所述的入库改查是通过数据入库、数据修改、数据查询、数据回收等操作对所有的边缘设备进行管控；数据入库为新增边缘设备，数据修改为编辑边缘设备，数据查询为管理边缘设备；
所述的边缘托管是对边缘设备设施进行边缘平台系统安装、系统测试、系统运行和系统维护，调整边缘设备的智能程度和自主程度，用于适应环境和突发情况；按托管周期和频率设定托管参数，从而定期/不定期收集、交换和计算、分析数据；结合人工智能对应用设备产生的数据进行处理和转换；
所述的数据流动管理是管理相关设备的数据流动；
所述的计算管理对相关设备边缘计算的计算方式、计算效率、计算成本、计算时间、计算过程优化进行管理；通过以上各维度的维护和调整管理工作，提高边缘设备的计算能力、计算先进性、计算实时性和计算安全性。
所述的数据流动包括数据流入和数据流出。
所述的
计算方式包括寻求最优解和寻求最快解的平衡调整；
计算成本包括电量、时间、网络使用量；
计算时间和效率则是对实时性数据处理的一种优化；
计算过程优化则主要交由算法优化，主要方式包括人工智能自适应优化调整
本发明运用边缘计算、互联网和物联网等技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，提供一种智慧城市的构建管理系统，对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出实质性创造获得的方案，都属于本发明保护的范围。
以下是本发明的关于一种基于边缘计算的智慧城市模型构建管理装置的重要功能点实现方法：
本发明的智慧城市模型包括四大模块和四大功能。四大模块分别为数字产业应用模块、数字民生应用模块、政府治理应用模块和城市管理应用模块；四大功能分别为入库改查、边缘托管、数据流动管理和计算管理；每个模块都包含如上四大功能；即，四大基本功能都存在于四大模块，只是设备对象和应用方式不同；
数字产业应用模块。本模块以边缘计算为中心，将诸如物流运输、旅游、园区服务等产业应用数字化、智能化。利用边缘计算，可以节省人力，在大幅度在降低成本的同时，改善用户体验，并进行人性化应用管理，从而实现了产业的效率增值，促进了数字产业的发展和共荣；其中：
A：数字产业应用入库改查系统。本系统对整个数字产业应用(物流、旅游、园区服务等)的智能边缘设备设施进行统一管理，管理员可以通过数据入库、数据修改、数据查询、数据回收等操作对所有的边缘设备进行管控；所有的边缘设备数据都分布存储在中央云和边缘操作系统中；其中数据入库为“新增边缘设备”，数据修改为“编辑边缘设备”，数据查询为“管理边缘设备”：提供可视化图表工具，对物流、旅游、园区服务等数字产业应用的设备设施的名称、功能、基本信息、位置、维修情况、数据维护周期等进行全方位查询和对比；数据回收为“禁用边缘设备”；本系统功能重点在查询管理方面；
B：数字产业应用边缘托管系统。本系统提供一种开关和监控装置；对物流、旅游、园区服务等数字产业应用的边缘设备设施进行边缘平台系统安装、系统测试、系统运行和系统维护；调整如上边缘设备的智能程度和自主程度，用于适应环境和突发情况；按托管周期和频率设定托管参数，从而定期/不定期收集、交换和计算、分析数据；结合人工智能对物流、旅游、园区服务等数字产业应用设备产生的数据进行处理和转换；
C：数字产业应用数据流动管理系统。本系统管理数字产业应用相关设备的数据流动，从而对相关设备运行情况和数据处理情况进行监管；其中：
(a)：数据流入；数据流入方式包括摄像头、传感器、触控等；物流、旅游、园区服务等数字产业应用设备通过这些方式采集数据之后，即时对数据进行计算分析和存储管理，当数据处理完成后，即时通过边缘计算产出、发送数据至目标群体；
(b)：数据流出；数据流出方式包括网络、蓝牙、传感器、喇叭等；物流、旅游、园区服务等数字产业应用设备将通过实时计算产出的数据，以最适合的方式进行数据流出、传播、同时自我调整参数、自动改变设置等；
D：数字产业应用计算管理系统。本系统对数字产业应用相关设备边缘计算的计算方式、计算效率、计算成本、计算时间、计算过程优化进行管理；通过以上各维度的维护和调整管理工作，提高边缘设备的计算能力、计算先进性、计算实时性和计算安全性；计算方式包括寻求最优解和寻求最快解的平衡调整；计算成本包括电量、时间、网络使用量等；计算时间和效率则是对实时性数据处理的一种优化；计算过程优化则主要交由算法优化，主要方式包括人工智能自适应优化调整；
数字民生应用模块。本模块以边缘计算为中心，将诸如社保、食品安全、医疗等民生应用数字化、智能化。利用边缘计算，可以节省人力，在大幅度在降低成本的同时，改善用户体验，并进行人性化应用管理；真正实现普惠便民的应用；数字民生应用的四大功能智能边缘设备设施统一管理对象为社保、食品安全、医疗等民生应用设备；以医疗为例，设备包括智能边缘手环，智能边缘血压计，远程医疗平板等；
政府治理应用模块。本模块以边缘计算为中心，将诸如协同办公、行政服务、数据开放等政府治理应用数字化、智能化。由于边缘计算的实时性和安全性，所有政府治理分布平台较传统的服务大厅有如下优势：快速响应、快速分析计算、数据安全度高、隐私安全度高等；政府治理应用的四大功能智能边缘设备设施统一管理对象为办公、行政服务、数据开放等政府治理应用设备；以行政服务为例，设备包括一站式服务人性化互动设备和小型分布式服务互动设备等；
城市管理应用模块。本模块以边缘计算为中心，将诸如交通、城管、电网等城市管理应用数字化、智能化。利用无人机、分布式抓拍装置的边缘计算系统则可以有效管理城市，包括交通、水电情况、受灾情况等；城市管理应用的四大功能智能边缘设备设施统一管理对象为交通、城管、电网等城市管理应用设备；以交通为例，设备包括智能交通灯，无人机、分布式抓拍装置。
以物流运输为例，数字产业应用模块的四大功能流程实现如下：
A：入库改查。以智能边缘快递柜为例，现新增此设备入库。在入库改查系统上新增完毕后，即可初始化数据，从而可以在数据查询中对该设备设施的名称、功能、基本信息、位置、维修情况、数据维护周期等进行初始查询；当累计历史数据后，即可进行可视化的报表数据对比等；
B：边缘托管。首先进行快递柜边缘系统安装、测试和运行；系统维护是长周期的；测试过程中，调整快递柜的智能程度和自主程度，包括智能识别寄/取快递，智能识别当前操作人身份，自主注册引导，自主开/关柜引导，自主识别空柜等；按一定的周期和频率设定托管参数，从而定期/不定期收集、交换和计算、分析快递柜的寄/取数据，操作数据；结合人工智能对操作人员进行识别、对操作数据进行处理、存储和转换等；
C：数据流动管理。通过本系统可以监管快递柜的数据流入/流出情况；
(a)：数据流入；快递柜数据流入方式包括摄像头、触控等；当接收到对应的操作数据后，即时对数据进行计算分析和存储管理，当数据处理完成后，即时通过边缘计算产出、发送数据至操作人移动设备上，或移动APP如微信上等；
(b)：数据流出；数据流出方式包括网络、人工语音等；通过实时计算产出的数据，以最适合的方式进行数据流出、传播、告知操作人和其他人员该快递的最新动向和结果；同时自我智能调整参数、自动优化设置；
D：计算管理。本系统对快递柜边缘计算的计算方式、计算效率、计算成本、计算时间、计算过程优化进行管理；通过以上各维度的维护和调整管理工作，提高快递柜的计算能力、计算先进性、计算实时性和计算安全性；还有应对突发情况时的应激计算；
以远程医疗为例，数字民生应用模块的四大功能流程实现如下：
A：入库改查。以智能边缘心率手环为例，现新增此设备入库。在入库改查系统上新增完毕后，即可初始化数据，从而可以在数据查询中对该设备设施的名称、功能、基本信息、位置、维修情况、数据维护周期等进行初始查询；当累计历史数据后，即可进行可视化的报表数据对比等；
B：边缘托管。首先进行心率手环边缘系统安装、测试和运行；系统维护是长周期的；测试过程中，调整心率手环的智能程度和自主程度，包括智能识别心率变化，智能识别当前佩戴人身份，自主操作引导，自主用户切换引导，自主识别心率异常等；按一定的周期和频率设定托管参数，从而定期/不定期收集、交换和计算、分析心率手环的历史心率数据，测量数据(时间、地点)；结合人工智能对佩戴人员进行识别、对测量数据进行处理、存储和转换等；
C：数据流动管理。通过本系统可以监管心率手环的数据流入/流出情况；
(a)：数据流入；心率手环数据流入方式包括传感器、触控等；当接收到对应的操作和测量数据后，即时对数据进行计算分析和存储管理，当数据处理完成后，即时通过边缘计算产出、发送数据至佩戴人移动设备上，或移动APP如微信上等；
(b)：数据流出；数据流出方式包括网络、人工语音、震动等；通过实时计算产出的数据，以最适合的方式进行数据流出、传播、告知被测量人和其他相关人员(医生)该心率的最新测量结果；同时自我智能调整参数、自动优化设置；
D：计算管理。本系统对心率手环边缘计算的计算方式、计算效率、计算成本、计算时间、计算过程优化进行管理；通过以上各维度的维护和调整管理工作，提高心率手环的计算能力、计算先进性、计算实时性和计算安全性；还有应对突发情况时的应激计算；
以小型一体式服务设备为例，政府治理应用模块的四大功能流程实现如下：
A：入库改查。以政府文件打印设备为例，现新增此设备入库。在入库改查系统上新增完毕后，即可初始化数据，从而可以在数据查询中对该设备设施的名称、功能、基本信息、位置、维修情况、数据维护周期等进行初始查询；当累计历史数据后，即可进行可视化的报表数据对比等；
B：边缘托管。首先进行政府文件打印设备边缘系统安装、测试和运行；系统维护是长周期的；测试过程中，调整政府文件打印设备的智能程度和自主程度，包括智能识别打印文件类型，智能识别当前操作人，自主操作引导，自主用户切换引导，自主识别打印状态等；按一定的周期和频率设定托管参数，从而定期/不定期收集、交换和计算、分析政府文件打印设备的历史打印数据，打印人数据；结合人工智能对打印人员进行识别、对打印数据进行处理、存储和转换等；
C：数据流动管理。通过本系统可以监管政府文件打印设备的数据流入/流出情况；
(a)：数据流入；政府文件打印设备数据流入方式包括摄像头、触控等；当接收到对应的操作和打印数据后，即时对数据进行计算分析和存储管理，当数据处理完成后，即时通过边缘计算产出、发送数据至打印人移动设备上，或移动APP如微信上等；
(b)：数据流出；数据流出方式包括网络、人工语音、文字提示等；通过实时计算产出的数据，以最适合的方式进行数据流出、传播、告知打印人和其他相关人员该文件的最新打印状态；同时自我智能调整参数、自动优化设置、自动调整安全级别；
D：计算管理。本系统对政府文件打印设备边缘计算的计算方式、计算效率、计算成本、计算时间、计算过程优化进行管理；通过以上各维度的维护和调整管理工作，提高政府文件打印设备的计算能力、计算先进性、计算实时性和计算安全性；还有应对突发情况时的应激计算；
以城市交通为例，城市管理应用模块的四大功能流程实现如下：
A：入库改查。以智能交通灯为例，现新增此设备入库。在入库改查系统上新增完毕后，即可初始化数据，从而可以在数据查询中对该设备设施的名称、功能、基本信息、位置、维修情况、数据维护周期等进行初始查询；当累计历史数据后，即可进行可视化的报表数据对比等；
B：边缘托管。首先进行智能交通灯边缘系统安装、测试和运行；系统维护是长周期的；测试过程中，调整智能交通灯的智能程度和自主程度，包括智能识别交通拥堵情况，智能识别当前交通灯状态，自主切换，自主识别交通违规和事故等；按一定的周期和频率设定托管参数，从而定期/不定期收集、交换和计算、分析智能交通灯的历史监测数据，交通灯切换数据；结合人工智能对交通情况进行实时识别、对交通违规数据进行处理、存储和转换等；
C：数据流动管理。通过本系统可以监管智能交通灯的数据流入/流出情况；
(a)：数据流入；智能交通灯数据流入方式包括摄像头等；当接收到对应的交通拥堵/违规/事故数据后，即时对数据进行计算分析和存储管理，当数据处理完成后，即时通过边缘计算产出、发送数据至附近驾驶人移动设备上，或移动GPS导航上等；
(b)：数据流出；数据流出方式包括网络、人工语音、文字提示等；通过实时计算产出的数据，以最适合的方式进行数据流出、传播、告知附近驾驶人和其他相关人员该路段的最新拥堵状态；同时自我智能调整参数、自动优化设置、自动调整警告级别；
D：计算管理。本系统对智能交通灯边缘计算的计算方式、计算效率、计算成本、计算时间、计算过程优化进行管理；通过以上各维度的维护和调整管理工作，提高智能交通灯的计算能力、计算先进性、计算实时性和计算安全性；还有应对突发情况时的应激计算。
Claims (5)
1.一种基于边缘计算的智慧城市模型系统，其特征在于：所述的系统包括数字产业应用模块、数字民生应用模块、政府治理应用模块和城市管理应用模块，所述的各模块都可实现入库改查、边缘托管、数据流动管理和计算管理；
以边缘计算为中心，所述将诸如物流运输、旅游、园区服务等产业应用数字化、智能化；所述数字民生应用模块将诸如社保、食品安全、医疗等民生应用数字化、智能化；所述政府治理应用模块将诸如协同办公、行政服务、数据开放等政府治理应用数字化、智能化；所述城市管理应用模块将诸如交通、城管、电网等城市管理应用数字化、智能化。
2.一种权利要求1所述系统的运行方法，其特征在于：所述的方法包括入库改查、边缘托管、数据流动管理和计算管理；
所述的入库改查是通过数据入库、数据修改、数据查询、数据回收等操作对所有的边缘设备进行管控；数据入库为新增边缘设备，数据修改为编辑边缘设备，数据查询为管理边缘设备；
所述的边缘托管是对边缘设备设施进行边缘平台系统安装、系统测试、系统运行和系统维护，调整边缘设备的智能程度和自主程度，用于适应环境和突发情况；按托管周期和频率设定托管参数，从而定期/不定期收集、交换和计算、分析数据；结合人工智能对应用设备产生的数据进行处理和转换；
所述的数据流动管理是管理相关设备的数据流动；
所述的计算管理对相关设备边缘计算的计算方式、计算效率、计算成本、计算时间、计算过程优化进行管理；通过以上各维度的维护和调整管理工作，提高边缘设备的计算能力、计算先进性、计算实时性和计算安全性。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的数据流动包括数据流入和数据流出。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的
计算方式包括寻求最优解和寻求最快解的平衡调整；
计算成本包括电量、时间、网络使用量；
计算时间和效率则是对实时性数据处理的一种优化；
计算过程优化则主要交由算法优化，主要方式包括人工智能自适应优化调整。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的
计算方式包括寻求最优解和寻求最快解的平衡调整；
计算成本包括电量、时间、网络使用量；
计算时间和效率则是对实时性数据处理的一种优化；
计算过程优化则主要交由算法优化，主要方式包括人工智能自适应优化调整。
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