★智慧城市典型案例展示★
长沙市城域物联网管理平台应用案例
高畅 闫伟 刘晓玉 黄书
长沙市大数据中心
深圳市有方科技股份有限公司
一、建设背景
1.政策背景
《长沙市新型智慧城市示范城市顶层设计》中明确要求，建设统一物联感知体系、深化城市智能感知单元建设布局、推进智能监控前端建设应用，建成重点部位高效感知的“城市神经元”系统和全市统一物联网管理平台。
在长沙市新型智慧城市发展目标中明确，2025年城市运行感知单元≥900万个。实现智慧警务、智慧消防、智慧水务、智慧交通、智能停车、智慧照明、智慧管廊等城市物联网场景智能化应用。
因此亟需建设城市物联感知平台，统一为各部门业务应用提供服务和传感接入接口，提供加强对物联网前端设备的统一管理与维护，实现物联感知数据共享利用。
2.业务现状
由长沙市大数据中心主导，在2021年6月份由数据局下新型智慧城市研究会牵头启动课题调研研究，课题调研期间我们组织了应急、城管、市政、交通等领域10余个相关业务部门开展了多次座谈，同时调研全国范围包括北京、武汉、深圳等十余城市物联感知建设内容、模式和重点应用，对我市感知建设中存在问题、当前建设重点、各单位共性感知资源、核心诉求等进行了总结梳理，总结全市感知建设现状如下：
一是系统孤立、相互之间联系困难。目前，长沙已有各种各样的物联应用，它的核心支撑都是各类物联系统平台，但系统和平台都是孤立的或独立的，互相之间的联接、协同、融合等非常困难，而且会越来越困难；二是需要的基础资源超出管辖范围。相关部门在推进物联网建设应用中，需要的基础资源往往超出了它的管辖范围，需要的基础能力超出了项目建设承载度。三是物联网缺乏标准规范体系。目前已存在诸多物联网相关标准，但是缺乏体系化，导致物联网应用无体系化的标准支撑，尤其是结合具体环境的落地实施标准极其缺乏，各类物联网应用的融合协同急需物联网标准体系的支撑，需要构建物联网标准体系。四是物联网安全问题突出。目前物联网安全标准体系尚未发布，大多数物联前端没有安全机制，政务云现有安全体系对物联网接入尚无防护，只有电网行业在物联前端中加入了安全芯片，其他行业有关安全方面基本都是“裸跑”。
3.建设目标
通过建立一个开放的城市物联感知中心，按照统一规划、统一管理的思路，打破多部门、多环节分块建管体制，实现物联感知数据资源全面整合，实现城市治理中的人与物、物与物之间的互联互通，不断提高管理效率及效果，充分释放数据价值，赋能各个领域快速构建可视化、智能化的应用，为“数字文明”新城市打造物联感知“新底座”。
二、建设内容
1.长沙市城域物联网管理平台建设
1.1 平台体系架构
图1 平台体系架构
应用层主要对本市惠民服务、生态宜居、智慧治理等领域应用提供感知数据和能力支撑。
系统层主要搭建全市“1+9+N” 总体框架，1”是城域物联网管理平台，是物联感知终端设备的总管理、感知数据流转的总通道、感知场景应用的总服务；“9”是区县级物联网管理平台，负责本地区感知数据的目录编制、汇聚整合、应用共享，与市级平台实现级联对接；“N”是指各行业物联网管理节点平台，负责本行业感知数据汇聚整合与供需对接，与市级平台实现互联互通。
能力层提供全市物联感知的数据治理、数据应用、数据赋能等物联共性能力。其中数据层主要汇聚本市各领域感知数据;对感知数据进行治理融合，数据资源编目、按行业构建不同感知数据主题库，为数据共享提供支撑；网络层利用政务感知网络（包含电子政务外网、视频专网等）和公用感知网络（5G等移动公网、无线及有线公网和互联网）等，保障各类感知信息安全可靠传输。
前端设备层是利用各类物联感知终端设备（包含视频监控、烟感、温感、压力传感器、气体分析、水质分析）等，对目标对象进行实时感知，监测感知对象的状态，实时获取各类感知信息。
1.2 平台能力体系
长沙市城域物联网管理平台基础能力，细分为资源共用、能力共享、数据融合、统一服务四方面能力。具体分为物联资源体系及资源共用能力、物联能力体系及共享能力、物联应用场景及匹配能力、物联服务体系及服务能力、物联应用支撑能力、物联数据融合能力、物联体系管控能力。最终形成物联公共基础资源共用、物联通用共性能力、物联统一开放服务的基础支撑系统，典型能力如下：
（1）一图总览。通过一图总览综合展示平台资源编目、设备接入、数据汇聚、数据共享应用等情况。
图2 平台一图总览
（2）感知数据汇聚。支持各类感知设备的快速编码和接入，通过在线协议脚本完成快速协议编解码工作，支持水利、交通、环境等行标协议设备免编码接入。
图3 感知设备接入
（3）公共设备模型复用。融合4818类成熟物模型参数，全市各单位对于同类型设备可直接复用接入。
图4 公共设备模型
（4）轻量级低成本部署。可按需构建不同行业的产品形态，真正做到让平台部署更快、更简单、成本更低。
图5 应急轻应用
1.3 数据资源体系
平台自上线以来，按照应接尽接的推进工作要求，推动全市各感知领域数据资源汇聚，全市各类前端感知设备、感知相关城市部件、感知相关能力接口汇聚至平台，为平台应用提供数据基础：
（1）感知前端设备。截至目前平台已汇聚16个部门20个业务系统42万台物感知联设备，涉及包括燃气设备、消防传感设备、环境监测设备等65类，日均产生的感知数据百万余条。
（2）感知城市部件。截至目前平台已汇聚水利、住建、交通等十余个部门包括管网、积水点、楼房在内的15类城市部件数据共享服务，各部门可基于部件维度进行感知应用。
（3）感知相关能力接口。截至目前平台通过设备直连能力、平台级联能力、第三方接口能力、算法模型的能力供应方式，发布2类设备维护能力、17类级联接口能力、7类环境、气象等第三方接口能力、34类算法模型能力，各市、区县部门可在线申请调用。
1.4 数据共享应用
通过消息订阅推送、开放接口等方式，提供感知设备数据共享、物联能力共享方面服务。物联设备数据共享方面，共为应急、住建等3家市级单位，天心区、宁乡市、长沙县3个区县6家单位的9个业务系统提供16万设备、12.1亿条数据共享；物联能力共享方面为市住建、应急、宁乡市、长沙县4个单位提供物联算法能力、设备远程维护能力、融合预警能力等能力14万余次调用服务。
2.防汛抗旱专题功能建设
2.1 专题功能概览
防汛抗旱专题功能建设是在城域物联网管理平台基础能力和数据基础之上，结合长沙市城市基础设施亮点，融合应急、水利、人保等相关部门业务需求，充分发挥全市视频云已经接入33万路摄像头及视觉算法平台优势作用，治理分析防汛抗旱相关跨部门城市部件及感知数据资源，以内涝监测、水库监测、河道监测、旱情监测等专题数据供应的方式建设专题指挥功能大屏。
图6 防汛抗旱专题
2.2 专题功能介绍
（1）内涝监测。通过整合全市范围336条城市道路、31个桥梁涵洞、8个倒灌小区等历史易涝点，梳理结合结合气象预警、排水管廊、道路水尺等感知预警能力和易涝点周边摄像头并配置相关视觉算法，实现物联视频在事前、事中、事后的融合预警。
（2）水库监测。通过整合全市范围300座重点水库，梳理结合结合水库周边摄像头并配置水库水尺算法、气象监测站、水库水位计等传感设备，实现水库水位超警的更精准预测。
（3）河道监测。通过整合全市38个堤垸及周边的河道数据，梳理结合结合堤垸摄像头、河道水位计等传感设备，实现河道水位超警、水位超限预警的更精准预测。
（3）旱情监测。通过整合全市291个气象监测站、80个水业二泵压力计、河道水位计、水库水位计、水质监测设备等多类感知设备，实现在旱情期间的旱情区域预警及对供水、水质环境的综合感知。
3、感知数据运营功能建设
1.1 数据运营场景概览
随着全球气候变化的加剧，极端天气事件频发，其中暴雨和洪水成为影响城市安全的重要因素。在暴雨天气下，城市排水系统往往难以承受大量雨水的快速汇集，导致低洼地带或部分小区因排水不畅积水严重。据统计积水点因为降雨分布及排水能力不同，每年都有30%以上的变化，判断积水点需要综合气象、地理位置、传感器等多维数据的进行融合分析。动态及突发的积水事件，会导致停在涉水区域车辆或财产受损，还可能危人民生命安全。因此，车辆涉水场景成为城市管理中亟待解决的问题。
基于城域物联网管理平台通过利用物联网、大数据、AI模型的技术，结合气象数据、地面水位传感器、井盖、管网数据对全市积水点和低洼区域实时采集数据和历史数据进行分析，对车辆停放区域是否存在涉水风险进行预判；能做到提前预警和实时告警、结合基站信令数据精准推送给客户。通过视频技术和传感器技术进行融合，智能化风险线巡检，降低风险的误告警，为现场疏导、精准救援、理赔提供数据支撑。
图7 运营调度中心
1.2 数据运营应用场景
风险减量服务是财险业服务实体经济发展的有效手段之一，当前风险来自信息掌握不足，减量源于数据融合的运用。
1、车主需求：在极端天气下，通过预警数据将车辆安全停放、及时了解自己车辆停放的风险，提前把车辆转移安全区域。
2、物业公司需求：准确的预警时间和强度数据，便于对涉水小区提前组织救援。能帮业主做好风险预防及救援，降低业主的风险损失提升服务质量。
3、保险公司需求：灾前：希望通过多维数据分析及结合视频，提高风险预警准确性和及时性，提供精准预警和救援；灾中：车辆精准救援，自动识别车牌号码发送对保险公司的救援提醒，并智能调度通知第三方救援机构；灾后：能通过相关数据加快现场勘察、对事故的真实性、损失的合理性进行全面审查、核实事故的真实性；对于可能存在的恶意骗险等欺诈行为进行识别佐证，降低理赔风险。
4、地图公司需求：可将预警信息在地图上标注及智能升级导航路线，能为运输企业用户提供增值服务。
5、搜索及AI大模型公司：作为大数据的分析的数据源，形成数据集训练城市模型，赋能旅游、农业等，如在搜索或大模型、智能体提供安全风险数据源。
6、政府需求：生成全市的风险热力图，协助政府快速应急指挥，相关管理部门联动处置。
1.2 数据运营流转流程
保险智慧风险预警平台：由湖南省人保建设，通过对承保地址、理赔数据、水淹数据和气象灾害数据进行综合分析，实现了水淹监测、风险预警、防灾调度和风险评估等四大主要功能，是人保风险减量管理的重要科技工具。
图8 运营数据供应流程
长沙市城域物联网管理平台：作为物联感知数据的总汇聚、感知能力供应总平台，提供物联感知数据加密脱敏、算法、预警模型等基础能力供应。
长沙市公共数据授权运营平台：市公共数据授权运营平台作为运营数据唯一合规出口，承接城域物联网管理平台脱敏后的算法告警、设备告警、视频流数据，并提供给数据运营平台。
数据运营平台：通过在互联网侧建设数据运营平台，一是接收市公共数据授权运营平台的城车辆涉水预警和救援及理赔佐证场景相关数据，并提供给气象风险预警平台使用；二是接收气象风险预警平台自建电子水尺等感知设备数据、物业停车场车辆进出数据、视频数据等，反哺给城域物联网管理平台，进一步扎实数据基础。
保险智慧风险预警平台：保险智慧风险预警平台作为湖南省人保搭建的防灾减灾工作业务平台，一方面接收城市车辆涉水预警和救援及理赔佐证场景数据，辅助开展业务工作；另一方面提供本平台电子水尺、易涝点数据和车牌查询接口，通过数据反哺给城域物联网平台，为业务成效提升进一步提供数据基础。
停车场、物业、救援等第三方平台：一是汇聚这些平台和车辆涉水预警和救援及理赔佐证场景相关的车辆进出数据、视频数据等，二是在商业运营场景做作为救援辅助平台，接收运营平台调度指令，共同开展预警救援业务。
三、创新亮点
1.建设模式创新
1.1 建设思路创新
通过城域物联网管理平台。创新城市物联体系的基础资源（公共资源）统一和融合建设、体系化和贯通性管理、基于云计算的服务体系、基于开放和产业优先的运营体系等 “建、管、用、营”新模式。
基于这一思路逐步推进长沙城域物联网管理平台的建设和应用，并实现全市基础资源汇聚、资源场景赋能、感知数据运营的有机融合。
1.2 统筹模式创新
长沙城域物联网管理平台在全市整体推进提出了“两级联动、充分利旧、统一目录”三大原则。其中两级联动：依托“一网统管”总体架构,按照市级为主、区县（市）为辅、以统为主、统分结合、两级联动的物联感知体系。形成全市感知资源“一张图”。市级和区级系统之间级联，市级统一对接行业物联网平台，各区城市感知数据在市级平台统一汇聚共享，各区之间可通过市级实现跨区的数据共享交换；充分利旧：对于已建设的各区和各职能部门物联感知平台充分利旧，按照全市统筹管理、就近接入原则，将直接按照统一标准格式通过级联方式实现与市级平台的对接；统一目录：依照“产服分离，汇聚汇通”原则，各区县部门依职责开展感知设备部署、数据采集和数据使用工作，形成感知数据生产小循环。依托市物联感知平台统筹建设统一物联云服务目录，形成物联服务大循环。
对区县感知建设提出“四统、三分、两推进”原则，指导市区（县）协同机制建设。其中四统：规划统一：规划均统一到“长沙市新型智慧城市示范城市顶层设计；标准统一：标准均依据全市《长沙市物联感知体系建设导则》进行平台建设；资源统一：市区（县）物联感知资源均统一为 “长沙市物联感知资源”；数据统一：市区（县）均使用统一物模型、物联感知编目、感知设备编码规则；三分：业务区分：区县基于各业务部门需求进行落地应用场景建设，市级推动全市物联感知融合场景建设；实施区分：实施主体、经费来源、管理模式、运营模式等均有所不同；共享区分：区县基于本区县物联感知节点实现区县感知数据共享，市级汇聚全市物联感知数据实现全域物联感知共享共用；两推进：业务联动：推进市区（县）物联感知业务联动和数据融合；分层运维：推进物联分级分类分域运行运维和运营；推进全市统一物联评估评价体系。
全市感知体系建设的统筹模式创新机制建设，不仅仅为市级城域物联网平台的建设和推广打下良好基础，同时为区县推广，市级感知能力的全市复用提供理论依据。
2.应用模式创新
2.1 “矩阵”模式
长沙城域物联网管理平台设计阶段创新性提出了以“矩阵”为物联体系的基础支撑先行建设，初步搭建城域级物联体系基础框架的“矩阵”基础概念。“矩阵”模式通过有机融合平台内部各类感知资源、感知能力、感知场景，实现各类感知应用的动态组合和按需供给。
基于“矩阵”技术模式，实现平台各类资源的灵活解构和重构，逐步填充公共基础资源体系、持续迭代通用共性能力体系、快速高效搭建各类物联应用。为平台的适应时代发展提供了灵活的解决思路。
2.2 核心技术特征
同时平台具备“开放式设备接入、数据孤岛治理、多场景服务开放、轻量级低成本部署”四大技术特色。
（1）开放式设备接入。支持市面上98%以上的物联网设备协议接入，内置主流物联网设备物模型，简化不同类型设备接入的复杂度。
（2）数据孤岛治理。通过自定义创建管理模型、区域网格及物联网数据图谱化管理等手段，解决物联数据孤岛问题，实现数据共享共用。
（3）多场景服务开放。支持开放性规则定义，具备丰富的标准化北向API接口，最大程度降低与上层应用对接的复杂度。
（4）轻量级低成本部署。微服务模块数量超过20种，可按需构建不同行业的产品形态，真正做到让平台部署更快、更简单、成本更低。
2.3 物视融合场景
（1）各领域数据物视融合：通过融合全市政务、市场领域感知相关监测预警数据，通过物视融合、预警分级分类，充分实现各领域感知数据的融合加工。
（2）一处治理、多处应用：在城域物联网管理平台实现数据治理和预警后，推送应急、保险、百度、城市居民（短信提醒）等多类用户对象，实现一类数据的多处应用。
3.运营模式创新
长沙市城域物联网平台基础平台部分和服务运营部分分别在政务云、公有云部署，城域物联网平台数据加工能力作为长沙政务数据加工平台的能力子集，面向感知数据运营提供感知API服务能力和脱敏感知数据推送能力；城域物联网平台服务运营能力作为长沙市公共运营应用系统支撑环境的感知运营子集，面向感知数据运营提供能力引入及服务封装能力。
通过数据运营体系建设，贯通相应的行政管理、技术管理、技术实现和服务实现，找到并准确定位需求、市场和产业三方面的内生驱动，政府的物联体系建设则发挥引导性作用。
四、推广价值
1.1 有效支撑全市感知资源统筹共用
截止2025年10月，物联汇聚方面，城域物联网管理平台共汇聚16家单位的5.8万余个物联设备资源，13类370万个城市部件数据，51项接口能力；物联设备共享方面，为6家单位共享16万个物联设备、12.1亿条数据；物联能力共享方面，为4个单位提供物联设备预警算法、设备远程维护能力、融合预警能力等能力14万余次调用服务，为应急局、宁乡市提供“防汛抗旱”及“秸秆焚烧”两类智能预警和联动处置。
数据共享方面，通过消息订阅推送、开放接口等方式，提供感知设备数据共享、物联能力共享方面服务。物联设备数据共享方面，共为应急、住建等3家市级单位，天心区、宁乡市、长沙县3个区县6家单位的9个业务系统提供16万设备、12.1亿条数据共享；物联能力共享方面为市住建、应急、宁乡市、长沙县4个单位提供物联设备预警算法、设备远程维护能力、融合预警能力等能力14万余次调用服务。
平台在感知能力、数据资源体系等各方面全面有效支撑了全市感知资源统筹共用。
1.2 有效探索感知融合应用场景
通过“防汛抗旱”、“桔秆焚烧”等专题应用的搭建，一方面探索感知融合应用技术路径，另一方面实现各领域感知应用需求的有效支撑：
（1）进一步完善了应急指挥中心的防汛抗旱相关业务系统和视频会议系统接入能力。接通了应急、水利、住建等单位的应急预警平台、智慧水利平台、城市生命线等防汛抗旱相关作战系统10个，保障防汛抗旱数据分析、协同会商以及指挥调度。
（2）进一步强化了防汛感知监测和智能预警能力。一是数据融合，密织全域感知“神经元”。以 “一屏统览”重塑防汛预警场景，整合336条城市道路、31个桥梁涵洞、8个倒灌小区等历史易涝点，以及300 座重点水库、38个堤垸数据，关联周边1126路实时视频与749个感知设备，逐点位配置智能算法，实时捕捉内涝隐患与水位波动，实现防汛数据要素“一网归集”。二是智能预警，跑出应急响应“加速度”。突破传统人工巡查模式，启用 “防汛预警发布 + 积水算法启动” 智能机制，融合气象预报、易涝点监测等多维数据，重点在夜间精准及时预报城市内涝，定位风险区域。自场景上线以来，已核准防汛预警16条，通过交警群发布处置指令16条、通报应急部门处置16次，实现风险隐患“秒级响应、高效处置”，防汛效率显著提升。三是拓展场景，激活实时预警 “新形态”。实现预警精准触达，预警信息经应急确认后，定向推送至积水点周边3公里范围内手机用户。多路段积水超10厘米时，向市民发出短信预警提醒，让群众提前做好防范准备。四是惠民利企，打造社会应用 “新范式”。拓展防汛预警社会化场景应用，实现与百度地图深度联动，通过地图导航实时发布城市内涝信息，引导市民避让内涝点；携手中国人保长沙分公司推进“车辆涉水救援与理赔佐证场景政务数据授权运营”落地，实现政务服务与社会应用深度融合。
（3）进一步探索了抗旱专题场景的开发和业务处置闭环。自从3月森林火险预警发布以来，市数据局迅速从全市31万路公共安全视频资源池中匹配出四百余路符合“郊区道路林区、农村露天焚烧”监测条件的视频画面部署烟雾识别、火光动态捕捉算法模型，并调度智能算力予以支撑，实时分析监测画面中的异常光源、烟雾扩散等风险点，联动市应急指挥中心与属地管理部门，启动“视频巡查+智能预警”的监测体系，助力实现‘早发现、早预警、早处置。日均触发预警30余次，按照“智能预警-人工复核-报警处置-结果反馈”的闭环处置流程，避免了盲目出警，节省了基层一线巡检的压力。今年成功预警并处置真实火情1起，由于发现及时、通知及时、处置及时，没有造成严重损失。
图9 防汛专题预警推送
1.3 有效提升社会经济效益
以防灾减灾及保险行业的风险减量为目标，以城市车辆涉水预警和救援及理赔佐证场景为具体运营工作切入口，汇聚气象、水文、住建、地灾等政务及市场领域各类基础信息及监测数据，通过数据分析、数据融合、业务联动，为防灾减灾工作构建预测、预警高质量数据集和应用场景。通过数据集及场景建设。一是从城市管理角度辅助应急指挥构建 “数据驱动、协同高效、精准防控” 的智慧化防汛抗旱体系；二是从数据运营角度为车辆涉水、农业减灾等相关保险救援工作提供数据辅助；三是从公共服务角度，为城市居民提供积水提醒、车辆避让等便民服务，创造了良好的社会经济价值：
（1）社会效益
保护人民群众生命财产安全：涉水预警系统能够实时监测地下车库、低洼地带等区域的积水情况，一旦达到预警阈值，立即通知相关责任人进行处置，有效避免车辆被淹，从而保护了人民群众的生命财产安全。
提升城市应急管理水平：通过涉水预警系统，城市管理部门可以更加及时、准确地掌握城市内涝情况，为制定应急响应措施提供数据支持，提升城市应急管理的科学性和有效性。
增强公众防灾减灾意识：涉水预警系统的应用，使公众对城市内涝等自然灾害有了更直观的认识，增强了公众的防灾减灾意识和自救互救能力。
促进社会和谐稳定：车辆是现代社会中人们出行和生活的重要工具，车辆被淹不仅会造成经济损失，还可能引发社会矛盾和纠纷。涉水预警系统的应用，有助于减少车辆被淹事件的发生，促进社会和谐稳定。
图10 长沙电视台新闻频道报道
（2）经济效益
通过提前预警、精准通知可降低全市车辆及财产损失车：全市机动车保有量383.30万台，通过停车涉水预警系统的打造综合多种风险数据源，建立预警模型，能提前20分钟动态预测全市车辆水淹风险情况，通过地图公司的路线导引合理规划线路，避免车主开入积水点导致水淹，通过积水点附近基站群发信息、精准通过对使车主有足够的时间将车辆转移至安全地带，从而降低全市人民财产水淹造成的直接经济损失。
降低保险公司赔付成本：车辆被淹是保险公司常见的赔付项目之一。人保、太平洋、平安、互联网保险等涉水预警数据的应用，车辆的精准定位和精准救援服务，可以进一步降低赔付率可以让物业公司、保险公司在灾前提前干预、灾中加快救援、灾后快速理赔及避免欺诈风险。
公共数据价值发掘：长沙市33万路摄像头及全市水利、应急、交通等多元数据实现公共数据要素化运营，通过存量的数据的挖掘能带动数据场景价值的持续挖掘预计能给互联公司、地图公司、保险金融公司提供数据服务。
END
编辑：于菲菲
初审：李 萍
审核：李 洁
