关键词：物联网 RFID 烟花爆竹 交通运输
中图分类号：F294文献标识码： A
一．监管平台设计背景
烟花爆竹是有近1400年历史的中国传统工艺产业，在国家庆典和民间喜事等场合扮演着极重要的角色。随着科技的发展，烟花爆竹具有更强的美学和实用价值。我国是世界上最大的烟花爆竹生产、出口国。产品销售遍及世界160多个国家和地区，年出口30万吨左右，占全球生产量的90%，约占世界贸易量的80%。美国的Phantom，德国的WECO、FKW Kelle等著名烟花爆竹品牌的代工大部分由湖南浏阳的企业包揽，现在这些代工企业也开始自立门户，发展自己的中高端品牌。
我国烟花爆竹生产主要分布在湖南省浏阳、醴陵两市，江西省萍乡上栗、万载等市县和广西北海市，江苏建湖、浙江桐庐、河北安平等地也有少量生产。据不完全统计，我国现有烟花爆竹生产企业7600余家，批发企业3600多家，从业人员150多万人，主要分布于湖南、江西、江苏、广西等省（区），其中，以湖南、江西两省产量最高，合计超过2000万箱，占我国年产量的80%以上。目前，烟花爆竹生产、销售已成为我国一些地方经济发展的支柱产业，对当地国民经济的发展，尤其是外向型经济的发展起着举足轻重的作用。
然而，由于烟花爆竹具有易燃和易爆等危险性，属于高危制造行业范围，在烟花爆竹生产、经营、运输、存储过程中频繁出现重大安全事故。
表1 近几年发生的烟花爆竹安全事故
时间 地点 事故描述 发生阶段 伤亡情况
2010年12月17日 湖南省宁乡县 一辆满载烟花鞭炮原料的大型运输车辆发生爆炸。 运输过程 6人死亡、4人受伤
2011年1月15日 广西全州县 一辆载有大量烟花爆竹产品的大货车与另一辆货车发生追尾碰撞后，两车冲出路外，导致载有烟花爆竹的大货车起火燃爆。 运输过程 3人死亡
2010年8月16日 黑龙江省伊春市 华利实业有限公司发生烟花爆竹爆炸事故。 生产过程 34人死亡、3人失踪、152人受伤
2010年1月1日 陕西省蒲城县 生产双响炮过程中发生爆炸事故。 生产过程 9人死亡、8人受伤
2010年9月13日 广东省电白县水东镇蓝田坡 在一处废弃养猪场内村民非法生产爆竹发生爆炸。 生产过程 8人死亡、10人受伤
2011年1月19日 河南省漯河市郾城区 豫田花炮厂生产双响过程中，进行封口作业冲压纸片时引发爆炸。 生产过程 10人死亡、21人受伤
2011年3月2日 湖南永州市宁远县 莲花喜炮厂爆竹药物生产线（称、混、装药及药饼中转）发生爆炸。 生产过程 4人死亡，1人受伤
2012年6月17日 江西省宜春市袁州区慈化镇 隆发花炮厂爆竹封口工房发生燃爆事故。 生产过程 7人死亡、1人受伤
2012年6月18日 河南省周口市淮阳县 东屯花炮厂发生爆炸事故。 生产过程 7人死亡、14人受伤
2012年10月13日 浙江省杭州市 西湖国际博览会开幕市上燃放烟花时，烟花窜入杭州运河区域观众看台 燃放过程 151人受伤
2013年2月1日 河南三门峡市 一辆运输烟花爆竹的大货车行至连霍高速公路河南三门峡市渑池段义昌大桥时发生爆炸 运输过程 桥面垮塌,部分车辆和人员坠落桥下，9死11伤
为了加强烟花爆竹安全监管，遏制烟花爆竹安全事故的发生，国家各级安全生产管理监督机构颁布了多项相关的法律、法规，例如《中华人民共和国安全生产法》、《烟花爆竹安全管理条例》、《民用爆炸物品安全管理条例》等。这些法律法规公布施行以来，对全国烟花爆竹事故起到了一定的遏制作用，但在一些地方非法违法生产、经营、运输、燃放烟花爆竹等行为仍屡禁不止，事故时有发生，给人民群众生命财产造成严重损失。
这说明我国烟花爆竹行业安全状况仍不乐观，这是因为烟花爆竹行业包含庞大的产业链，生产、经营、运输、贮存等过程具有覆盖面广、流动性强、不确定性大等特点，致使对烟花爆竹行业综合安全监管难度很大。所以，采用先进的技术手段辅助烟花爆竹行业的综合监管过程具有重要的现实意义。
根据国家对新兴战略性产业发展的倡导，以及国家安全监管总局出台的《安全生产科技“十二五”规划》，危险品产业如何率先应用物联网技术来提高安全管理的效果已是一个新兴的课题。面向物联网的烟花爆竹行业安全生产跨区域实时智能监管与服务平台可以通过射频识别（RFID）、感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把烟花爆竹及其运输车辆等相关“物”与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、信息交互、监控和信息服务。通过该系统可以有效加强对烟花爆竹生产、存储、运输、经营过程的综合监管，从源头遏制非法生产烟花爆竹现象，促进烟花爆竹企业安全生产条件和安全管理水平进一步改善和提高，促进烟花爆竹安全监管机制进一步健全和完善，有效减少烟花爆竹事故，以达到保障人民群众生命和财产安全的最终目的。
二．建设目标
1）、加强危险品的全程监管，防范事故发生、发生事故后第一时间掌握各类信息及时做出应急方案，减少损失。
2）、提高企业运行效率，降低管理成本，节约企业安全成本：使用电子标签封锁，有效降低人员现在检查的人力、交通、施封设备等的总成本，在运输量大的情况下将为企业节约可观的安全成本。
3）、杜绝货物运途中安全漏洞：电子标签封锁途中安全防范功能将最大程度上杜绝货物途中的安全隐患，使解封操作和途中报警等数据全部可永久保存，作为数据依据，出现事故时责任明晰，避免无法举证造成的企业损失；
4）、提高车辆调度管理水平：电子签封锁施封/解封等信息可与车辆调度、任务安排等系统相结合，为车辆承担任务中或任务已完成的实时状态提供可视化的管理途径，提高车辆调度管理水平，提高车辆人员等企业资源的使用效率。
三．建设规模和内容
(1) 建设一个全面、一体化的危险品物流信息全程可视化监管平台，实现危险品从产地到销售终端的整条供应链管理.
(2) 建设统一的数据交换平台。以烟花爆竹行业的监管与信息服务为目的，建设服务于烟花爆竹行业生产企业、物流企业、贸易企业及监管部门的烟花爆竹基础数据与实时动态数据中心。
(3) 完善相应的软硬件支撑环境。按照应用功能和数据管理需要，建设完善应用支撑系统、主机及存储系统、网络系统。
(4) 建设安全系统。按照国家关于信息系统安全相关要求，以及本工程新建应用系统和数据资源对安全保障的要求，建设安全系统。
(5) 建设机房及配套工程。建设物流交通信息中心的监控中心和机房等配套设施，为日常管理和运行维护提供设备存放和人员工作场所
四．需求分析
4.1危化品运输现状
在当前的危险货物运输、交接、监控过程中，存在以下几个方面的问题：
1.传统铅封监管耗费较多人力，只能实现抽查放行
为有效地对货物运输车辆进行实时在途监控，保证车辆人员及危险货物的在途安全，现在通用的方法是在货物车厢门加上机械签封，到达目的地后工作人员检查机械签封的外型是否完好来判断货物在途运输是否安全，这种方法虽然简单、实用，但极易仿制和作弊，存在着极大的安全管理漏洞和风险。
2.运输过程中存在一定的监管盲区
由于现行方法采用“起运地货物车厢门加上机械签封，到达目的地后工作人员检查机械签封的外型是否完好”来判断货物在途运输是否安全，造成危险货物运输过程中，相关方面的政府机构、企业等无法实时了解到货物途中的情况，如箱门是否被打开过、是否被加装货物等等，甚至出现途中高价值货物被盗现象难以控制，导致了大量的企业资产的流失。
3.缺少公共信息服务平台
近年来,我国危险品货物运输中，爆炸事故频频发生，死伤惨重。管理上的漏洞，政令不通，政府部门都处于信息孤岛，部门与部门之间信息无法实现共享，无法更好地掌握危险品运输情况，造成监管不力。
4.2现有业务流程
首先，执法部门众多执法信息无法共享。公安、安监、海事、商检等执法机关都参与其中但无法实现信息共享，对各个监管部门提交的资料现在都是纸质材料，而且其中很多材料有都是重复的非常不环保。
其次，申请下来的诸如换证凭单、准运证等管理起来非常不便，没有合理可行的核销机制，导致现在很多车队一证多用的情况普遍存在。
再次，现在在运输过程中使用的铅封技术含量低，防伪性能差极易被防止，照成货主的财物损失。
最关键的是运输过程不透明，车队无法实时掌握运输过程中发生的各种情况。对于安全事故的发生发展都没有办法进行预判或干预，事后也无法判断事故原因和追溯事故责任。
4.3功能需求分析
1.数据内容
面向物联网的烟花爆竹行业安全跨区域实时智能监管与服务平台涉及到的数据信息包含烟花爆竹信息、相关人员信息、车辆信息、企业信息以及事件信息等。如表2-1所示。
表2平台涉及数据信息内容
信息类型 内容
烟花爆竹信息 产品类别、产地、生产日期、防伪信息
人员信息 身份信息、培训情况、资格认证信息
车辆信息 车辆代码、车辆位置、装载量
企业信息 企业代码、生产信息、运输信息、燃放信息、仓储信息、销售信息
事件信息 烟花爆竹流向信息、检查信息
2.数据采集需求
平台建设所需的烟花爆竹数据、从业人员数据、运输车辆数据、行业企业数据以及事件数据是满足政府相关管理部门、烟花爆竹相关企业、以及消费者等不同类型用户应用需求的基础，也是实现烟花爆竹生产、存储和运输全过程动态监控与管理以及重大事故安全预警的根基。因此，应对以上烟花爆竹行业安全跨区域实时智能监管与服务平台涉及到的数据资源实时采集，根据各类型用户对基础数据内容提出的需求，建立全省统一的烟花爆竹行业安全监管数据中心，作为烟花爆竹行业安全监管基础性数据在各业务部门间进行共享。
3.数据存储需求
烟花爆竹行业安全跨区域监管与服务所需要的数据涉及多个业务单位所采集的数据，大量感知设备采集得到的海量感知数据对数据存储提出了新的要求。目前，对于海量数据存储较多情况下采用的方式包括本地存储、海存储和云端存储。针对烟花爆竹行业安全监管的特殊需求，面向物联网的烟花爆竹行业安全跨区域实时智能监管与服务平台，针对原始感知数据采取本地存储/海存储方式提供给各类用户用于现场处理，而在无异常情况下的日常感知数据会通过互联网连接由云端存储方式进行数据保存，从而实现对数据的分布式存储，提高对海量存储数据查询速度和使用效率。
4.数据处理需求
从目前烟花爆竹行业安全监管现状基础分析可以看出，对于手持读写器、固定读写器、视频图像、智能车载终端等多种不同物联网信息采集技术获得的海量感知数据，缺乏实时、快速、准确地集成、分析、融合、挖掘等数据处理功能。因此，对于存储于烟花爆竹安全监管数据中心的动态实时感知数据，结合云计算技术对所有数据进行融合、处理，实现多源感知数据的相互协同，生成科学的烟花爆竹行业安全监管决策指挥方案，提高烟花爆竹行业跨区域安全监管与服务能力。
五．建设方案
5.1建设目标
1、跟踪道路运输情况，实时掌握运输过程中的温度、压力、位置等信息。
2、规范烟花爆竹生产、销售、出口、运输、燃放等整个过程中的信息采集工作流程。
3、规范运输操作流程，确保货物安全，做好防火防盗工作。
4、规范从业单位个人的资质申请流程，并纳入无纸化管理。
5、加强烟花爆竹道路运输许可证的管理做到全自动的颁发作废管理。
6、加强烟花爆竹集装箱铅封的技术含量，做好高技术含量的防伪工作。
5.2总体架构
平台以RFID、GPS、GIS、无线数据网络等技术为基础，突破原有的应用模式，创新性进行整合和应用，在低成本、高效率、可靠稳定的前提下，实现物流全程的实时安全监管新模式。平台有效解决了行业中运输、交接、结算等各环节的管理难点问题，解决了政府相关部门的对监管不到位的忧虑，也解决了危险品运输企业、货主、收货人和相关政府部门之间的信息透明性，既提高了运输企业的效率，同时提升了企业的服务质量，降低管理成本和运输风险。
此平台的基础物理架构，采用同传统的通过GPS模式监管运输一致的模式，如下图所示：
上述示意图，采用这样的一个架构，使得新的系统具有良好的兼容性。传统的监管模式，无需进行基础性的架构的改造，只需经过适当的应用层的改造，即可适用“新一代智能化危险品运输管理平台系统”。
“新一代智能化危险品运输管理平台系统”，实现危险品运输全过程管控，具体原理如下：
通过为每辆运输车辆或运载工具配备电子押运员设备，而在每个货物容器的箱门上安装电子封锁设备。容器箱门上安装的电子封锁设备，基于有源RFID电子标签，能够实时向电子押运员发送数据。运载工具上的电子押运设备形成电子封锁分布式控制信息终端，可实现与每次电子封识绑定的动态数据认证、数据录入、数据存储、实时监控数据传输等功能，电子押运员设备通过GPRS 网络与平台系统数据互通，建立覆盖运输全程、全线的数据监控网，实现了对整个危险品物流供应链进行的实时监控、统一管理。
平台将采集到的信息，如锁号、货物、行驶路线等信息，通过GPRS技术发送到电子押运员，并将数据写入到电子封锁；在危险品运输过程中，电子押运员设备实时采集电子封锁的状态、车辆行驶数据，并将发送到监控中心，实现对车辆、运输容器实时监控，实现随时随地了解车辆、货物等各种信息。
采用这种模式，货物的跟踪设备成本大幅降低，而作为信息控制终端的电子押运员，固定于运载工具上和一些重要货物交接节点，在经济条件下，避免了监控盲区，实现全程监控，形成信息闭环。
5.3应用系统
本项平台将为物流所有利益相关方，包括危险品生产、销售、仓储、运输企业，以及交通部、公安局消防部门、国家安全生产监督管理局等相关政府监管部门，提供运输货物、车辆、人员违反危险品运输规程的事件报警、安全防范以及突发事件的快速综合响应服务。该平台体系框架可抽象成一个集中管理式（运营）分层嵌套的系统模型。全局系统由一个运控管理中心和多个子系统组成。如下图所示：
在以上示图中，运管中心和这些子系统由一个或多个通道耦合起来。全局系统的功能是子系统和通信系统全体功能的总和。该平台以货物流转过程为跟踪主体，实时监控每个附加了RFID芯片的货物容器，包括出场、在途运动、换车(船，以及其他运输工具)、进场等各个物流环节。它的主要构建思想是利用RFID技术的识别、短距实时无线传输能力和适用于各种环境下的特性，结合现有的GPS定位技术、GIS地理信息技术和计算机及网络技术，构造一个覆盖全国的多层次、多嵌套的提供危险品安全运输实时监控服务的平台。
该平台的主要组成部分：
(1)运控管理部分
是对系统全局进行业务与工况的实时监控，为用户提供安装、入网注册、告警响应、数据存储与管理、用户服务、报告生成、费收等全方位服务的管理控制中心。它是系统实施管理的中心节点。
(2) 平台应用部分
由若干区域和行业应用中心组成，根据多地域多用户的特定需求，根据区域管理的需要而设置的业务应用管理子中心。应用级子中心可根据其设置的用途分为地区业务应用中心和行业应用中心，地区业务应用中心是为方便该地区基本服务管理需要而设置的，主要用于平台提供的通用服务的实时监控与管理；行业应用中心是为满足行业用户特殊服务的管理需要而设置的，用于包括通用服务在内的行业增值服务与行业信息实时监控管理。
(3)服务响应部分
服务响应中心（SRC）组成的服务提供、指挥调度和车辆监管。
(4)通信处理部分
是由一个主TCHub处理中心和若干子TCHub处理中心组成的实现全系统基于GSM网络SMS/CSD/GPRS通信机制的实时服务数据采集、处理和分发。
(5)用户终端部分
包括电子押运员终端和固定用户终端两大类。电子押运员终端主要是指安装在用户车辆、船只等移动载体上，具有GPS定位、载体状态信息采集、遇险告警求援等功能的终端设备；固定用户终端常是指安装在固定地点，用于目标状态信息采集、回传，为管理部门提供实时远程监控服务信息的终端设备。
综上信息平台主要组成部分描述，系统主要功能示意图如下：
用户授权管理
该模块主要管理一些支撑信息系统正常运作的系统级功能模块，包括用户信息管理、角色信息管理、权限管理、组织机构管理、系统日志管理等等。
基础数据公共模块
该模块包括基础代码管理和基础数据管理，维护系统常用代码、公共数据、数据字典等共有信息，并对系统涉及的单位、人员、车辆、设备等基础信息进行有效整理备份。
电子商务应用模块
该模块包括在线准运证管理和在线货物跟踪，在线准运证管理提供电子商务用户进行在线的准运证申请以及相关部门的审批发放，及时便捷的进行网站式窗口服务。在线货物跟踪提供电子商务用户进行在线的货物跟踪，及时准确的了解自己货物的运输过程行程。
业务应用模块
该模块主要包括政府相关部门监管所需要的功能如货物跟踪、准运证管理、运输过程监管、电子押运员跟踪、预警提示、综合报表等等以及动态监控过程中所需要设备的信息管理。
财务应用模块
该模块包括财务管理系统和商务结算系统，主要面向企业用户，提供用户查看自己在使用系统时所花费的GPRS流量费和短信通信费。
5.4数据管理方案
本平台系统数据主要包含静态数据和动态数据，静态数据由车辆基础信息、人员基础信息、危险品物资基础信息、RFID卡号信息、GIS地理位置信息和GPS定位信息。动态数据由人、车、物和位置组成的动态过车记录组成。
车辆基础信息：车牌号码、车辆类型、使用年限等
物资基础信息：货物的名称、使用日期、种类、数量、特性等
RFID卡号信息：RFID卡号等
GIS地理位置信息：地理位置坐标、时间
GPS定位信息：经度、纬度、定位时间
RFID卡号由RFID读写器采集，GIS地理位置信息由GIS采集，GPS定位信息由GPS设备采集，上述设备采集的信息以有线方式或无线方式上传到后台数据中心。
人、车、物等基础数据存储在数据库服务器上，采集的人、车、物和位置等动态过车记录信息通过应用服务器的相关接口上传到平台信息存储区，外界若访问动态过车信息，通过数据交换平台实现相关数据的访问。
六．经济效益
(1)带动相关产业效能。
本平台的实施需要购置一大批传感器、电子元件和通信设备，将促进苏浙沪传感器供应商、通信模块供应商、电信运营商、中间件及应用开发商、系统集成商、服务提供商、服务二次销售商的快速发展，在苏浙沪培养新的物联网设备制造企业，促进物联网产业链的搭建。同时，推动数据采集设备、监测传感器、数据安全传输设备国产化。
本工程将应用智能交通技术，将带动智能交通产业的发展。相比于国外智能化和动态化的交通系统，我国整体发展水平落后，但具有很大的发展空间。
(2) 通过平台实现对非法烟花爆竹生产的严厉打击，从而增加烟花爆竹正规产品的需求，进而带动烟花爆竹产业链上所有正规企业的发展，并且增加国家的税收收入。
(3) 平台建成的烟花爆竹物流交易平台可以有效地整合烟花爆竹供需信息及运输车辆信息，可以降低仓储企业的库存量，提高运输企业的运载效率，减少对物流交易撮合坐席的需求。从而降低物流交易过程中的库存成本、运输成本及人力成本。
(4) 平台投资方通过该平台汇集烟花爆竹行业的静态及动态信息，可以通过出售物流交易信息、出售（租赁）专用电子标签等监管设备的方式收回成本并获得收益。
七．社会效益
（1）平台的实施将实现公安、交通运输、安监等监管部门和企业间各个系统彼此之间信息共享和应急联动。在保持原各信息系统独立完整运行的前提下，本系统新产生的信息能充分为各部门所使用。通过基于物联网技术的平台建设和运行，使原有的单一封闭型管理模式变为开放型平台服务模式，使信息由单方面、单通道变为双向性、多通道的信息渠道，实现真正意义上的烟花爆竹物流透明化、一体化运作。
（2）平台的建设将为烟花爆竹事故救援提供必要的数据支撑，为下一步建立健全“烟花爆竹事故应急救援体系”奠定坚实的基础。
（3）平台是在一个特定区域内研究烟花爆竹物流信息化、数字化、智能化管理服务系统，其采用的关键技术及研究成果可以推广应用到全国范围内的危险品智能监管服务。
(4) 促进物联网产业化发展
信息化应用是驱动产业发展的引擎，是技术发展与产业发展结合的纽带。本工程建设将促进传感器供应商、通信模块供应商、电信运营商、中间件及应用开发商、系统集成商、服务提供商、服务二次销售商的快速发展.
八．结论与建议
物联网指按约定的数据协议，通过各类传感装置采集信息和处理数据，实现物品信息在网络环境下的可视化，从而对人和物进行识别、定位、跟踪、监控和管理的智能化系统。物联网一般包含感知层、网络层和应用层：感知层主要通过射频、视频、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）、传感器等技术识别、跟踪、采集物品的静态和动态信息；网络层主要利用有线和无线局域网、现场总线、互联网、移动通信网络等交换信息，实现信息互联互通；应用层主要运用智能计算、云计算、移动计算、数据挖掘、专家系统、企业资源计划系统等技术处理信息和数据，实现网络智能化。[1]
麻省理工学院Ashton教授于1999年率先提出物联网概念，目前美国政府已经将包括物联网在内的宽带网络等新兴技术定位为振兴美国经济和全球竞争优势的关键战略[2]；欧盟在“e-Europe”战略的基础上，将物联网及其核心技术纳入第七科技框架计划（2007―2013年）中；日本早在2004年就推出以泛在网为基础的国家信息化战略；韩国于2004年成立“u-Korea”战略规划小组， 2009年10月通过《物联网基础设施构建基本规划》，将物联网市场确定为新增长动力。
随着物联网概念在全球范围内升温，我国政府于2009年提出“感知中国”理念。2011年国务院政府工作报告明确提出加快物联网的研发应用， 物联网技术成为国内普遍关注的热点，并被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006―2020年）》和2050年国家产业路线图。未来物联网的发展将进一步提升我国知识创新能力，有助于优化经济发展结构，转变经济发展方式及提升综合国力，对促进我国经济社会可持续发展起到重要作用。
2 物联网技术在国外海关集装箱监管中的应用
为确保集装箱运输的安全性和便利性，世界海关组织采取了一系列措施。2005 年6 月，世界海关组织第105/106 次理事会年会通过《全球贸易安全与便利标准框架》，旨在通过采用电子信息技术及实施集装箱风险管理，对海关运作模式进行现代化改革，使世界海关最终实现统一标准，以保证贸易安全和物流畅通。
2.1 美国海关
“9？1”恐怖袭击事件发生后，美国海关为提升集装箱运输的安全性出台多项安全措施，包括集装箱安全倡议、海关贸易伙伴反恐计划、商业营运安全计划、提前通报规则等，并积极推动无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）电子标签和集装箱安全设备在集装箱运输中的应用，通过掌握集装箱运输状态进行风险分析和处置，确保货物运输安全。2010年，美国海关和边境保护局在纽约肯尼迪国际机场的保税仓库采用有源RFID电子标签追踪公共仓库区和安全区的人员流动。
2.2 欧盟海关
在第七科技框架计划的资助下，欧盟于2008年启动智能集装箱管理和整合平台项目，旨在利用物联网技术，结合公共平台的开发和应用，保障集装箱运输的安全、高效和透明。智能集装箱管理项目由比利时和希腊海关直接参与，该项目利用开放式交互操作信息平台以及深圳中集智能科技有限公司开发的电子箱封和RFID技术，实现对集装箱运输的不间断监控以及以绿色航线为基础的集装箱通关，并应用于安特卫普―新加坡―宁波航线；整合平台项目由英国和荷兰海关直接参与，该项目利用集装箱安全设备和集装箱信息共享整合平台，实现对集装箱运输状态的全面监测以及相关数据的采集、处理和传输，并应用于盐田―鹿特丹―费利克斯托航线。
2.3 日本海关
日本政府于2010年启动物联网试验项目，通过对中日航线的集装箱货物加封RFID电子标签来全程跟踪货物流转情况。试验证明，物联网技术可以在物流运输相关业者之间实现货物动态信息共享，从而使集装箱运输更为高效和安全。
2.4 韩国海关
韩国政府自2009年以来一直致力于策划智能集装箱项目，目的是通过RFID技术和解决方案来提升韩国与其他国家之间贸易运输的高效性和安全性。装有Savi公司生产的智能标签和传感设备的集装箱在运输安全系统的监控下，从釜山港运往美国西海岸和欧洲主要港口。
3 物联网技术在我国海关集装箱监管中的应用
我国海关是国内较早实现信息化管理和物联网技术规模化应用的行政执法部门之一。1996年，深圳海关在全国率先采用RFID电子车牌，实现进出境车辆监管自动化。经过逾10年的实践，南京、黄埔、上海、广州、拱北、青岛、厦门、大连、杭州、宁波等海关在卡口监控、转关监管、场地监控、船舶监控和保税设备监管等业务中成功应用RFID、安全智能锁、集成电路（Integrated Circuit，IC）卡、车牌号和箱号自动识别、电子地磅、运输工具图像抓拍、GPS、地感线圈、红外感应、船舶自动识别等多种感知技术和设备，能够实时、自动地对进出境运输工具进行识别、定位、跟踪和监控，在海关集装箱监管业务中取得巨大效益。
3.1 集装箱卡口监控
海关电子卡口（见图1）采用电子车牌、箱号识别、电子地磅等技术，能够自动采集车牌号和箱号等信息，并与海关验放指令进行比对，实现自动核放；此外，电子卡口还能自动形成运抵报告和实货放行信息，并通过网络传送至海关和港区相关系统。目前，该技术已应用于国内海关大部分集装箱卡口。
图1 海关电子卡口
3.2 集装箱转关监管
转关监管车辆加装含有RFID芯片的安全智能锁，电子箱封和电子卡口的自动识别系统能够采集集装箱转关验放信息。启运地海关电子卡口对关锁自动施封，抵运地海关电子卡口自动判别并解封，同时将相关信息传送至海关转关系统。深圳、上海等海关在采用安全智能锁的基础上，结合GPS和地理信息系统（Geographic Information System，GIS）等技术，在关区内的港口及特殊监管区域间实现全程监管，简化转关手续，提高物流效率。以深圳海关皇岗口岸为例，通过采用公路口岸自动核放系统和RFID技术，集成电子车牌、司机识别卡、电子地磅、电子栏杆、地感线圈、信号灯、声音报警装置、发光二极管显示器、红外感应装置、防闯关路障等数据采集传感器和末端设备，实现口岸车辆昼夜不间断自动验放（日均验放车辆达4万辆次以上），较好地解决了口岸拥堵问题，提高了口岸通关效率，并通过风险分析布控和智能布控等手段有效防控风险。转关监管集装箱在途监控系统架构见图2。
图2 转关监管集装箱在途监控系统架构
在海关总署、原铁道部等国家部委的大力支持下，渝新欧（重庆）物流有限公司对原欧亚大陆桥进行优化和完善，成功开通渝新欧国际联运大通道。该通道始于重庆团结村，经新疆阿拉山口进入欧洲，途经哈萨克斯坦、俄罗斯、白俄罗斯、波兰，最后到达德国杜伊斯堡，全长，采用电子箱封对集装箱进行全程监管。在此之前，重庆海关也采用电子箱封实现保税港区之间集装箱运输的监管。
3.3 相关标准制定
2006年9月19日，我国海关总署与欧盟委员会税务和海关同盟签署《安全智能贸易航线联合共识》。作为中欧安全智能贸易航线试点计划的启动文件，《安全智能贸易航线联合共识》的签署意味着中欧海关将针对海运集装箱运输安全开展合作，在对等互利的基础上交换信息，加强共同风险分析，建立统一的安全标准，逐步探索实现双方海关监管标准的相互认可，从而对经过认证的企业快速放行。
2006年12月12日，海关总署在北京主持召开关于启动智能集装箱研发工作的会议。会议宣布正式启动我国智能集装箱标准制定工作，要求根据“尽量采用世界一流技术并按市场机制运作”的思想，由海关负责推动和协调制定与智能集装箱相衔接的海关技术接口标准，尽快研究并提出符合我国集装箱生产和运输行业特点，具有前瞻性、领先性、国际性的智能集装箱标准。
目前，在海关总署和全国集装箱标准化技术委员会的大力推动及中国国际海运集装箱（集团）股份有限公司的牵头组织下，GB/T 26934―2011《集装箱电子标签技术规范》已经，《集装箱安全智能锁通用技术规范》也即将。此外，全国集装箱标准化技术委员会正在组织将《集装箱安全智能锁读写设备通用技术规范》和《集装箱电子铅封通用技术规范》列入2013年国家标准编制计划中。由我国牵头组织编制的国际标准《集装箱安全智能设备》草案已经完成。至此，以集装箱自动识别、安全监控、状态监测等为主要内容的海关集装箱监管物联网技术应用标准体系初见雏形，为集装箱在途监管和通关便利提供坚实的技术保障。
4 我国海关集装箱监管应用物联网技术的对策和建议
物联网技术为海关物流监管模式带来新的机遇和突破，其与海关监管业务相结合，能够对运输工具、货物和物品实现“身份证”式管理和精确掌控，提高海关监管效能和通关效率，解决严密监管与高效服务的矛盾。目前，海关金关工程二期项目已通过国家立项审批，海关信息化建设迎来前所未有的发展机遇。为更好地推进物联网技术在海关监管业务领域的应用，建议按照总体规划、标准先行、分步实施的原则，做好以下工作。
（1）完成顶层设计。以我国《国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》为统领，以《海关信息化“十二五”发展规划》为指导，针对物联网技术应用提出具有可操作性的规划，并以海关金关工程二期项目建设为契机，做好规划执行工作，确保规划落到实处。
（2）建立、完善并落实海关物联网技术应用标准体系。统一标准是物联网技术获得规模化发展和应用的前提。物联网涉及多种技术和多层级标准，目前我国在国家层面尚未建立统一的标准体系。2012年，海关总署《海关物流监控前端集成系统建设》行业标准，主要内容包括数据接口、卡口建设、油气采集换算系统集成和验收、RFID设备（电子车牌和电子标签）、IC卡设备、安全智能锁及阅读器、前端设备准入、卡口前端工程验收等。目前，《集装箱安全智能锁通用技术规范》已完成立项、评审和定稿工作，正等待国家标准化委员会；《集装箱安全智能锁读写设备通用技术规范》正在制定中。除建立和完善行业标准体系外，还要推动标准的贯彻落实，确立标准的检测机制，并引入第三方检测机构，从而为标准的贯彻执行提供重要保障。
（3）建设物联网技术应用支撑平台。物联网技术应用支撑平台建设是推广物联网技术应用的重要基础性工作，主要内容包括：①对感知设备采集的海量物联信息进行统筹管理并实现共享交换；②研究物联网信息安全体系和安全技术，提供安全、可靠、稳定的运行环境；③整合物联信息与报关单、舱单等单证流信息并提供数据服务，为智慧海关提供核心基础平台。
（4）推广应用物联网技术。第一，推广应用集装箱安全智能锁，并出台配套的法律法规，逐步构建全方位、封闭式的海关监管货物虚拟电子通道，使各地海关的监管场所、特殊监管区域从逻辑上连成整体，并使海关监管区域向非海关监管场所延伸，实现货物监管自动化，为强化物流监控提供新的视角和发展空间；第二，推动GIS、卡口控制和联网系统、智能视频监控指挥系统的开发应用，综合运用GPS、多媒体图像智能识别、无线传输等技术，实时展现业务现场的动态情况，及时、有效地应对和处置突况，确保业务有序运行。
参考文献：
[1] 吴功宜. 智慧的物联网――感知中国和世界的技术[M]. 北京：机械工业出版社，2010：8-12.
关键词:物联网技术，电梯安全，监控系统
中图分类号：TU229文献标识码： A
一、前言
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。电梯是一种非常繁忙垂直的交通工具，在现代生产生活中发挥着不可替代的作用。文章介绍了运用物联网技术于电梯安全监控，从而全面提高电梯安全性，提高电梯运行管理效率。
二、物联网技术的电梯安全监控系统现状
从我国自身经济发展的需求来看，对电梯设备实行预警应急管理，从宏观上进行系统改造、更新已势在必行；美国、德国、日本在此领域与我国同步，各有长短。从国内技术条件、研发力量来看，我们完全有能力建立不受网内设备数量级限制、地域限制，完全有能力研制更高、更新、符合管理模式的系统控件。我国必须加快建设和完善特种设备动态安全管理体系，超越国外同类项目管理水平，制定相应的管理新模式。从当前对电梯设备进行宏观管理的角度分析，目前国内外还没有符合多重管理需求的系统方案来满足我国庞大的电梯市场。电梯突发事件预警应急管理及相关技术支持系统的研究工作尚处于起步阶段，相关技术标准尚未制定。
已有的远程监控产品部分是有线状态，其最大的局限性是：网内设备受数量级限制（目前最多理论上可运行200多台）、受小区地域限制，附加设备和破路敷设管线费用昂贵，对电梯本身系统要求也高。部分的无线产品其总体架构设计存在较大的局限性，有些仅起到类似“黑匣子”功能；有些仅能服务于某一品牌的电梯，无法解决适用宽泛的接口问题；有些仅局限于产品的单一功能上，未能从宏观管理角度及技术经济发展趋势出发， 无法应对电梯突发事件引发的安全救援保障等一系列系统难题。
因此，如何对电梯实施有效的监控，及时处置电梯突发事件，确保电梯安全运行，已成为各级特种设备监察部门急需解决的重要课题。很多电梯事故案例表明，电梯一旦发生故障，有关方面若能第一时间获得预警信息，第一时间进行应急处置，将能真正做到快速预警与高速处置一体化,将能大大提高电梯事故防范能力，最大限度地降低和减少电梯伤亡事故率。
三、物联网在电梯行业的应用
物联网（the internet of things ）是指通过信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络架构。电梯物联网系统主要由电梯数据采集器、视频监控，3G无线移动网、互联网、GSM短信、电话等双向远程通信，平台管理软件组成。每部电梯采集的电梯故障报警、状态信号通过3G无线互联网或GSM短信实现远程传输。
目前电梯物联网平台通用基础功能主要包括远程监测、自动报警、远程控制、诊断和维护、系统连动、数据挖掘、报表与决策支持与节能分析等。
物联网技术的应用，为政府质监部门、行业协会和电梯企业提供一个高效率的、统一的物联网信息技术平台，真正实现政府、协会、企业、物业、电梯、人员、手机和门禁等终端设备等全面互联，加强政府监管力度，提升企业工作效率，保障乘客安全。
随着北京、上海、杭州、重庆等城市以地方政府为主导的电梯物联网试点划项目的推进，全国各地电梯安全监控及监管物联网项目纷纷上马。国内各大电梯厂商、配件企业和软件开发商如上海新时达、沈阳蓝光、无锡中科等也加紧了电梯物联网服务平台的开发与市场推广。2012年5月“电梯物联网” 产品亮相广州电梯博览会，标志着“电梯物联网”产品开始迈向市场。
我们应从大都市大市场和普及应用电梯预警与应急管理综合保障管理角度出发，运用科学技术加强“基于物联网技术电梯安全监控示范工程应用研究”，提出适合国情的解决方案，来满足公共安全的需求。
物联网技术电梯安全监控的实施可产生较好的经济、社会效益，主要体现在如下方面：经济效益主要体现在：
(1) 减少电梯事故导致的人员伤亡，降低因此带来的经济损失；
(2) 电梯物联网系统的工程实施方便，无须敷设管道，节约了因敷设管线而增加的材料成本、劳动力成本；
(3) 可有效降低政府部门在电梯使用过程进行安全监管的财政投入和人力投入等行政成本，落实使用单位和维护保养单位的主体责任。
对电梯使用单位：在关人故障发生的第一时间得到报警，缩短故障响应时间和处理时间，保障乘客生命和财产安全。实时掌握电梯运行状态、历史故障、维保记录，提升电梯管理效率。
对电梯维保单位：实现维保工作过程管理，提供管理手段。提升服务附加值，增强企业竞争优势。
对电梯监管部门：实现电梯信息化管理，提供全局管理统一管理方案。提升对电梯的监管手段和监管力度，缩短故障响应时间，提升应急救援能力。提高电梯安全运行，保障人民生命和财产安全，促进社会和谐。
当电梯发生冲顶、沉底、停电、关人、停机、卡门、坠落等严重故障时，物联终端将采集到传感器的数据。物联终端系统马上做出反应，自动播放安抚音，稳定被困人员情绪，同时通过无线网络(比如CDMA GPRS)传输到互联网上。再由互联网传输到电梯运行管理平台（终端状态监控）。管理平台也马上做出反应 通过互联网和无线网络实现手机报警。也能 让使用单位 维保单位 监察部门从互联网上得到报警信息。
我们开展《基于物联网技术电梯安全监控示范工程应用研究》，旨在创新一种电梯安全管理模式和技术管理手段，利用物联网技术对电梯安全运行状况施行实时动态跟踪监控，提高安全服务效率，加强电梯事故预警与应急救援技术能力，从而提高对突发公共事件快速反应和应急处置能力，为政府强化电梯安全监管和确保城市公共安全运行提供强有力的技术支撑。
四、电梯物联网发展趋势
1.由政府主导转向市场驱动
物联网正在一步步走向理智，但在物联网发展的初期阶段，真正推动电梯物联网商用的仍然是各级政府的采购。大多数电梯企业积极参与电梯物联网计划，主要缘于政府资金的支持，这是基于当前物联网整体环境尚不成熟的市场状况中的一种发展方式，但随着公众对物联网需求的增加，未来电梯物联网的建设不可能依赖政府部门的强行要求和政府的补贴来进行推广，而是要通过完全的市场行为，让电梯物业用户和使用人花费能承受的费用，获得更多的收益。加速电梯物联网深层次技术和高附加值利益的探索，由政府主导过渡到市场驱动，将成为电梯物联网产业的关键点。
2.品牌间开放端口协议，建立标准统一的服务平台
物联网标准被认为是阻碍物联网在中国快速发展的关键因素。 在一个电梯物联网这个新兴产业崛起的过程中，产业链中的每个环节必然都有争夺主导者地位的机会。而决定主导地位的，不是一时的用户规模，甚至也不是高精尖的技术，而是标准统一的电梯物联平台。没有国家及行业标准，很多电梯生产企业和物联网企业的小型应用系统都是自成一体，采用私有通信协议，导致不同厂家系统和方案无法互通，不易扩展。未来电梯物联网发展要求各电梯生产企业开放端口协议，构建标准统一的服务平台，开发更多更开放的平台功能。
3.建立行业规范，进行资源整合
这是电梯物联网产业发展的核心，比一些关键技术的突破更为重要。如果说关键的技术是“点”的问题，而规范和整合则是“面”的问题。建立“电梯物联网平台”，利用信息技术，对电梯行业进行规范和资源整合，以达到最大程度上利用资源。
五、结束语
目前政府主导下的电梯物联网试点工程，为政府和质量监管部门提供了可行的监管方案，建立标准统一的服务平台，制定行业规范，实现资源共享是未来电梯物联网的发展趋势。 所以，针对物联网技术的电梯安全监控系统进行深入的研究和探讨有着十分重要的意义。
参考文献：
[1] 张丽丽，赵鑫. 物联网技术概述[J].数字技术与应用，2013，（3）：206.
【关键词】食品安全；互联网+；现代化的食品经营体系
一、食品安全是重要的民生问题
“民以食为天”，食品是人类赖以生存和发展的基础。食品安全与人们的日常生活息息相关，是影响一个国家经济发展和社会稳定的重要因素。近年来，我国食品安全事故频繁发生，“毒奶粉”、“瘦肉精”、“地沟油”、“染色馒头”、“毒大米”、“工业酸醋兑食用醋”、“病死畜禽肉制品”等恶性食品安全事件几乎涵盖了所有种类的食品。保障食品质量安全，即是重要的经济问题、民生问题，更是重大的社会问题和政治问题。2016年中央一号文件明确要求实施食品安全战略。加快完善食品安全国家标准，到2020年农兽药残留限量指标基本与国际食品法典标准接轨。加强产地环境保护和源头治理，实行严格的农业投入品使用管理制度。推广高效低毒低残留农药，实施兽用抗菌药治理行动。创建优质农产品和食品品牌。加快健全从农田到餐桌的农产品质量和食品安全监管体系，建立全程可追溯、互联共享的信息平台，加强标准体系建设，健全风险监测评估和检验检测体系。落实生产经营主体责任，严惩各类食品安全违法犯罪。实施食品安全创新工程。加强基层监管机构能力建设，培育职业化检查员，扩大抽检覆盖面，加强日常检查。深入开展食品安全城市和农产品质量安全县创建，开展农村食品安全治理行动。强化食品安全责任制，把保障农产品质量和食品安全作为衡量党政领导班子政绩的重要考核指标。
互联网时代，食品安全更是公众最为关注的发生话题，任何一个食品安全问题，都有可能通过互联网的快速传播，发酵成为公共事件。《2015年中国食品安全状况报告》中指出2015年，我国主要食用农产品与食品市场供应继续保持“总体稳定”的基本态势，但公众食品安全M意度持续低迷。采取各种措施，保障食品安全是一项长期而又艰巨的任务。
二、“互联网+”的内涵与意义
中国互联网从1987年9月20日，钱天白教授发出我国第一封电子邮件“越过长城，通向世界”以来，经过了将近30年的发展，其中有两个重要的发展阶段。第一个阶段互联网作为一个独立的行业和其它行业是平行存在的，在这个阶段，互联网利用其空间和时间上的优势，从早期的信息传播，到中期的游戏娱乐，再到后来的电子商务，互联网行业发展势头迅猛。第二个主要阶段是2013年随着移动互联网的爆发，互联网行业开始与各行各业深度融合，从以前的信息工具发展为各行各业所必须的基础性设施，也即“互联网+”时代。
“互联网+”行动计划是在2015年3月5日十二届全国人大三次会议上，总理在政府工作报告中首次正式提出的。“互联网+”代表一种新的经济形态，即充分发挥互联网在生产要素配置中的优化和集成作用，将互联网的创新成果深度融合于经济社会各领域之中，提升实体经济的创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。“互联网+”纳入国家行动计划，是经济新常态下的理性选择。其重要意义在于国家从战略角度审视“互联网+”，努力通过推动互联网产业由第三产业向第二产业和第一产业交叉渗透，借助互联网为代表的新技术力量，实现经济从传统模式向创新模式发展，提升国家的综合实力和国际竞争力。
“互联网+”行动计划与食品安全的溯源融合形成互联网食品安全溯源体系，对我省食品安全安全保障将起积极推进作用，同时有助于利用互联网技术保证食品安全。
三、食品安全监管机制的研究现状以及存在的问题
随着互联网、物联网、电子技术的飞速发展，其在食品安全监管中不断得到应用。学术界对该领域也进行了不断深入研究。赵新磊提出的食品安全电子监管平台是依托电子监管软件，通过运用现代电子信息技术，对食品流通环节的大型商场超市或批发主体等对象，要求其履行法定进货查验记录制度，进而形成信息数据平台，监管部门可以通过该平台实现对食品经营主体的管理、食品流向追溯、食品质量监控等手段实现食品的远程监管，经营者以及广大消费者通过该平台共享销售者的进货查验信息服务，形成一个食品安全行政监管平台、食品安全数据平台以及食品安全用户查询平台“三位一体”的现代信息化系统。顿文涛等人提出，食品安全涉及供应链从种植（养殖）到加工、流通、消费的各个环节，每个环节都有出现食品安全问题的可能。利用物联网这一新兴的物品信息网络，构建基于物联网技术的食品安全管理体系，可以为从源头到餐桌的一整条供应链中食品的自动化跟踪和追溯提供基础平台，对于实现食品安全的管理具有重要的意义。王李伟等在中对基于自动智能化的网络食品安全信息实时监控与分析系统的研发及应用进行探讨，指出网络食品安全信息监控尚缺乏系统性、专业化的信息实时集成及分析，远不能满足当前政府部门、生产者和消费者对食品安全信息获取的需求。建立比较完善的食品安全信息体系，是构成了安全食品管理不可或缺的有机组成部分。
当前依托信息技术的食品安全监管机制研究主要围绕着互联网、物联网、电子技术等在加工、流通、消费的各个环节中如何采用技术的手段保证食品的安全进行研究。其存在的问题如下。
（一）局限于多个或者单一信息技术在食品安全领域的应用研究，没有与食品监管体系的建设相融合，与经营体系中的其他要素相结合进行顶层设计。食品经营体系中的资金、信用体系以及经营主体都将在食品的安全监管机制中发挥重要的作用，不可孤立地从单一方面着眼进行设计研究。
（二）缺乏与食品经营体系的发展趋势密切联系，对食品安全监管机制的持续创新研究。互联网、物联网、电子技术在食品监管机制中的应用都不是一步形成的，而是随着食品与互联网食品经营体系的建立与完善不断发展起来的，食品监管机制需要有一个自我创新以及自我发展的机制。以往的研究中，缺乏对该方面内容的深入分析及设计实施。
四、基于“互联网+”的食品经营体系设计
与传统的食品经营体系相比，现代化的食品经营体系是指利用现代科学技术改造食品、以现代管理理论和方法经营食品，不断提高食品的集约化、专业化、组织化以及社会化等“新四化”程度。所以现代化的食品经营体系不仅包含了食品生产、加工、销售、服务等各个环节的经营活动，而且包括各类食品经营主体、经营组织、经营体制、经营模式及其之间的相互链接机制。
简单的来说，基于“互联网+”的新型食品经营体系则将互联网技术、信息技术渗透到传统的食品经营体系的各个环节以及融合到各个组成部分中去后，将传统食品进行转型升级而形成的，其组成要素主要包括以下内容。
（一）新型的生产经营主体
新型的生产经营主体是现代化的食品经营体系的核心。基于“互联网+”的新型食品经营体系的建设关键在于利用互联网促进和引领好规模经营生产、制造专业合作社、食业龙头企业以及食品服务组织等新型食品经营主体的形成和发展。要求该类经营主体在规模化的同时，通过信息共享和技术交流，不断提升其科技实力和信息化水平，从经营主体开始加强食品信息化、网络化。
（二）生产经营主体与消费者连接的营销、物流渠道
新型的I销、物流渠道包括：电子商务、现代物流等，通过建设食品综合服务平台，促进经营主体与各关联方信息的流通，实现信息共享，互联互通。实现经营主体到消费者之间，资金、食品以及信用评价的无障碍流通。
（三）消费者
现代化的食品经营体系中的消费者也是新型的消费者，他们有向生产经营主体提供资金，并且能够对生产经营主体以及政府管理部门提供信用评价和信息反馈的功能，是新型食品互联网金融、食品信用体系中的重要组成部分。
五、新型食品经营体系下的食品安全监管
与基于“互联网+”的新型食品经营体系相对于的质量安全监管体系构成要素也包括：生产经营主体、监管部门以及消费者等参与主体，以及与之相关的监管政策、互联网金融、物流信息、经营管理模式、网络营销、信用体系、技术服务等。这些参与主体以及功能模块都通过基于“互联网+”的食品综合服务平台相连。
与该监管与该监管体系相匹配的食品质量安全监管策略建议。
（一）实施食品生产经营销售许可责任制，通过互联网技术形成区域化、规模化的虚拟经营责任主体，能对利用互联网、物联网等信息技术食品的整个流通过程进行有效监控，并保证能被唯一溯源，实时追溯到经营的责任主体。
（二）鼓励消费者参与信用评价以及通过互联网金融对生产经营主体提供资金支持，促进生产经营主体规模化发展。通过资金限制和信用评价化建设等实施量化的软环境建设，让生产经营主体自觉加强生产过程管理。
（三）政府监管部门通过食品综合服务平台，加强对生产经营主体的技术服务、管理模式的引导以及监管政策的宣传普及。应该结合监管平台与政府激励，加强社会监督和消费维权，推动监管部门与其他部门、机构间建立协同联动治理机制，实现对现代化的食品经营体系中各参与方的有效监管。
参考文献：
[1]赵新磊.论食品安全的电子监管[J].电子测试，2013，11
[2]顿文涛，赵玉成，崔如芳，等.利用物联网技术构建食品安全管理体系[J].农业网络信息，2013，（07）：5-8
[3]王李伟，杨风雷.网络食品安全信息实时监控与分析系统的研发与应用[J].中国科技成果，2014，（16）：68-70
1.1系统架构现有“消防安全户籍化管理系统”由云端系统和应用服务构成，是一个典型的基于WEB方式的应用软件系统。“基于物联网技术的消防安全户籍化管理系统”增加了物联网终端系统，形成由智能感知物联网终端系统、云端系统和应用服务的系统架构。
1.2工作原理在社会单位消防设施（或人员）建立“一物（人）一码”RFID标签，在云端系统数据库中“一数一源”（即一个消防设备对应一个数据源）的关联。物联网终端系统通过传感器组、烟感温感实时采集消防设施的运行状态和报警信息、巡检人员通过手持移动终端读取消防设施的RFID数据完成每日巡查、视频摄像头实时采集消防值班室人员的在岗视频，上述信息或数据接入物联网终端系统，物联网终端系统的3G/4G无线传输模块将数据发送到“消防安全户籍化管理系统”数据库中，为系统提供了消防设施运行状态情况、每日防火巡检记录、消防控制室值班记录等信息；消防监管部门的通过客户端电脑或移动APP可实时查询监督各社会单位的消防安全的动态现状，监督社会单位落实消防安全责任，加强自身消防安全管理。
1.3系统工作平台由图2所示，“基于物联网技术的消防安全户籍化管理系统”工作平台由数据采集层、监控层、通讯层和应用层构成。数据采集层：由烟感、温感、压力传感器组、摄像头、RFID等传感知设备组成。监控层：由采集感知设备信号进行逻辑运算和判断嵌入式设备组成。通讯层：按符合国家消防通讯标准的数据通讯协议组成应用层：由基于WEB的“物联网消防安全户籍化管理系统”应用系统组成。
2系统提供的服务
2.1消防设施故障隐患提醒服务消防物联网监控系统实时监测社会单位消防设施的运行情况，当消防设施出现运行异常或发生故障时，实时将异常和故障发送到“户籍化管理系统”中，“户籍化管理系统”将即时向消防责任人或消防监管人员发送消防设施故障提醒短信。
2.2每日防火巡查在线监管服务消防巡检人员利用智能终端按规定的路线进行每日防火巡检，怎能终端实时将防火巡检信息发送到“户籍化管理系统”中。若“户籍化管理系统”每天未接收到智能终端上传的数据，将向消防责任人或消防监管人员发送巡查报警短信。
2.3消防值班人员实时查岗服务由网络摄像机、红外人体探测器实时采集消防值班人员在岗信息，当红外人体探测器探测到消防值班无人值守时，网络摄像机将实时抓拍图片和无人值守信息发送到“户籍化管理系统”中，“户籍化管理系统”主动拨打消防值班室电话，同时向消防责任人或消防监管人员发送无人值守报警短信。
2.4“三色预警”动态监管服务物联网监控系统、智能终端、视频摄像头等感知设备将社会消防设施运行状态情况、每日防火巡检记录、消防控制室值班记录等消防日常监管信息发送到“户籍化管理系统”中，系统将对按社会单位对数据进行分析和判断，最终对社会单位的消防安全工作做出“好(绿色)、一般(黄色)、差(红色)”的三色预警服务。
3结束语
2012年3月北京市政府出台《智慧北京行动纲要》，行动计划，提出从政府主导领域和市场主动领域分类推进智慧北京建设。智慧北京的愿景是：建成宽带泛在的信息基础设施和智慧共用的应用平台，形成产业与应用对接互动机制，以及创新可持续的发展环境，实现城市的智能运行与管理，形成融合市民数字生活、企业网络运营、政府整合服务的智能应用体系。到2015年的发展目标：普及4类智慧应用，建成4类智慧支撑，实现4大智慧提升（见图1）。智慧北京的要旨是：市民要数字生活，企业要网络运营，政府要整合服务。政府是管理者，要把服务提供给社会。这个之下有共性平台，城市智能运行，由智慧共用平台和信息基础设施为支撑（见图2）。
从物联网在智慧北京的定位可以发现，物联网是物理世界和虚拟世界融合的催化剂或者因素。物联网以城市突出矛盾为突破口，重点解决制约城市发展的瓶颈问题，通过打造中国物联网创新中心和产业高地，构建统一支撑和资源共享、数据可靠传输的基础设施，推动两化融合、战略性新兴产业和经济结构的调整。
作为未来几年物联网的传输专网，设的指标包括道路智能的检测，地铁、车辆重点区域的视频监控，网络覆盖，包括老旧小区改造，夏天室内温度不能低于25度，冬天不能低于14度，这都是依托物联网。包括能源、环境检测、安全生产、消防、社会网格化等等，所以在智慧北京三十项关键指标当中，物联网占了一大部分，物联网是智慧北京的重要要素。
二、政府物联网应用推进思路
2011年之前北京市政务领域物联网应用特点是：自发为主、尚未规范，有所应用、未成体系，监测类多、智能类少，关键技术待突破、产业规模待提高。也就是说好多政务领域都有应用，比如水务领域有水文监测、水质监测、供用水监测、灾情监测、水工设施监控、视频监控等；交通领域有执法车辆的GPS定位、移动环境监察执法、环境质量在线监测、污染源在线监测、机动车绿标发放与识别等；环保领域电子收费、车辆监督、停车服务、交通检测、交通流检测、交通违法监测设备等；还有其他领域的电梯监测、一氧化碳监测、烟花爆竹销售监测、有限空间气体监测等，但这些应用未成体系，都很零散，而且监测的种类虽多但智能少。
2011年1月26日，按照国家发展物联网和“感知北京”示范建设的有关要求，北京市经信委印发《关于在政务和公共服务领域开展物联网应用的指导意见》，并给出了一个技术架构（见图3），包括用、知、传、感四个方面。传和感是前端的感知层和网络层，里面包括了感知对象，如管线、道路、车辆、商品、家电等。传输层在没有物联网之前，都是用互联网或者公众网络，今后要建设北京的物联传输专网，以后物联网的信息免费从这个网络传输。北京物联网的传输专网在全国是率先做的，统一的移动政务接通平台需要统一的规划。应用层是满足城市管理方方面面，将来扩展到为老百姓的服务。基于感、传、知、用四个环节，北京市物联网从技术角度进行了规划，物联网推进和原来传统的信息化推进有所区别，首先详细分解业务需求，确定业务模式。物联网应用不是简单的应用传感器，应该考虑把传感器和人的职能管理相结合，通过物联网解放人的生产力，提高生产效率。另外，技术框架必须统一建设，不能重复建设。第三要统一编码，包括感知对象要编制、传感器本身要编码，编码有很多内涵，不同类型的设备，在不同的部门，不同权属单位编码怎么编，都要有一些具体的方法论。第四是传感器设备要合理选择，更主要的是传感的信息要共享、安全。
目前，北京市政府确定重点开展十大领域应用，是城市应急管理领域、交通领域、社会安全领域、市政市容管理领域、环境监测监管领域、水资源管理领域、安全生产监管领域、节能减排监测监管领域、医疗卫生领域、农产品与食品监管领域和科技服务业领域等。
三、城市安全运行和应急管理物联网应用示范
这是物联网在公共安全领域所进行的一项有益尝试,不光是在北京有这样的试点,上海、江苏、无锡、成都等城市也都不约而同地把公共安全作为切入点,推进物联网的应用。这是什么原因?“公共安全领域已经成为物联网最成熟的演练场,因此,很多城市都会从公共安全入手,来切入物联网应用。”一位安防领域资深专家分析。首先,近年来“平安城市”、“数字城市”的建设,已经形成了物联网雏形,为公共安全奠定了基础;其次,公共安全重在以人为本,更是契合了物联网让物物相连、服务于民的主旨。那么,公共安全领域有哪些物联网的新应用?产业链上的企业都有什么样的机遇?为了探索这些问题,《计算机世界》报于10月21日召开了“物联网与公共安全”专题研讨会,邀请了北京市安监局、中关村物联网产业联盟以及与物联网相关的企业代表进行深入交流。
安全生产监管上台阶
不久前,33名智利矿工在井下被困69天成功获救,全世界都在为这一次生存奇迹感到欢欣鼓舞,与之相比,中国采矿业存在的避难设施匮乏、救援不力、应急机制不健全等一系列问题亟待解决。“今年我们的工作重点就是要加大对煤矿、道路交通、非煤矿山、危险化学品、烟花爆竹、建筑施工等重点行业领域的整治力度,还要加强安全科技建设和科研力度,使城市规划建设与安全生产监管有效衔接、有机联动。”北京市安监局科技处处长李玉祥告诉记者。
煤矿井下定位系统就是一个很好的物联网案例,容易导致矿难发生的井下瓦斯、通风、水灾、塌方等是监控重点,可以通过传感器来感知异常,迅速报警处理;其次,人员定位系统也增加了安全系数,每个井下员工的帽子里都被安装了定位装置,工人什么时候下井、在什么位置,都通过发射器自动发射信息,万一出现危险,还可以报告自己所在的方位。
除了典型的煤矿安全监管外,物联网还可用于烟花爆竹安全生产和运、销等环节中。据了解,北京市安监局就正在利用物联网的技术,加快烟花爆竹电子标签及其管理系统的开发工作,对北京的17个区县、2000多个零售网点进行烟花爆竹流向监控管理。“在烟花爆竹储存的仓库中安装视频监控系统和温度、湿度监控系统,可对储存环节有效控制,在从仓库到零售网点,以及从零售网点到消费者手里的整个过程,都可以运用到物联网技术。”李玉祥介绍说,“除了对物的监控外,对人员监控也可纳入物联网范畴,比如生产经营单位的外来务工人员很多,他们就业前需要接受安全培训,每个人必须带着培训合格的信息才可以上岗,以提高专业化信息化监管水平,这是我们近两年内将要实现的目标。”
安监系统的物联网正在上一个新的台阶,在今年7月19日下发的《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》中明确规定:“强制推行先进适用的技术装备。煤矿、非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准,安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备,并于3年之内完成。运输危险化学品、烟花爆竹、民用爆炸物品的道路专用车辆、旅游包车和三类以上的班线客车要安装使用具有行驶记录功能的卫星定位装置,于2年之内全部完成;鼓励有条件的渔船安装防撞自动识别系统,在大型尾矿库安装全过程在线监控系统,大型起重机械要安装安全监控管理系统;积极推进信息化建设,努力提高企业安全防护水平。
数据叠加挖掘信息价值
虽然在电力、交通、物流等领域,都存在着物联网的应用典范,但目前大多独立运行,而物联网的真正意义在于大融合和信息的累积,不同类别的信息叠加,并进行智能挖掘,将产生1+1>2的效应。
“现在我们有很多应用系统是孤立的,独立数据系统呈现出的就是一个独立的结果,各部门之间信息共享平台还没实现。”对于此,中星微副总裁江海宗举了一个很形象的例子:“北京就怕下雨,一下雨有几个桥肯定出现交通拥堵,二环或三环只要有一个桥下出现20分钟拥堵,北京的交通就有可能瘫痪。西直门桥上有很多探头,气象局的、水务局的、交管局的⋯⋯气象局得出的数据是现在雨已经下多少毫米、雨量是多少;水务局得到的信息是水量多深、排水能力多强;交管局则掌握着车流量的信息。虽然每个部门都有很多数据,但是,这些数据孤立起来的时候,价值不大,如果把几类数据叠加起来,综合挖掘,则会得出更多的结论,做到提前预防、提前控制。”
毋庸置疑,物联网需要在信息综合上做文章,很多公司也看到了这样的需求,致力于信息集散地――公用平台的研发。公共安全方面,北京东方正通就在研究应急平台,其物联网事业部市场主管逯岩介绍说:“物联网跟公共安全开始走向融合,我们公司过去已经沉淀了一些软件方案和产品,在今年还成立了物联网事业部,针对目前缺少一个平台的现状,我们便开始做物联网集成服务平台,使得下层厂家可以把自己精力放在主板研发上,而上层应用集成商只需做数据分析,把中间层的任务交由数据平台提供统一支持。”北京东方正通科技有限公司作为国务院应急办、北京市政府应急指挥课题承担单位及专家组成员,多年来专注于城市应急指挥信息化体系的研究和政府应急平台的技术和产品开发,针对应急领域提供标准研制、咨询规划、软件开发和系统集成等一系列服务。
太极楼宇科技与数字社区事业本部的技术总监洪劲飞也表示:“在很多年前,我们就在支撑平台这个领域做集成,现在结合物联网的概念重新做了一些规划和架构。对于物联网支撑平台,我们有自己的一些理解和技术上的手段,物联网平台仍然需要大量关注。在下游的协议和厂商其实非常多,短时间内做一种标准通用协议也很难,把不同厂家的标准融合起来必然要建立一个基于物联网的协议栈。”在物联网快速发展的这一年来,洪劲飞的另一个最大感受就是,原本跟IT领域没有太多关联的楼宇自控,也开始接触到大量的IT系统集成商和厂商,物联网信息系统开始向四处延展,涵盖的范围非常宽。“例如小区或写字楼的停车场信息,加以整理汇聚,就可以生成非常有用的停车场使用情况实时汇总信息。物联网给智能建筑行业带来的转变,更多的是应用方式上的创新与变革。”洪劲飞分析说。
信息汇聚是一个方面,应用差异化是另一个方面。例如在北京,不同的城区就在探索不同的应用,朝阳可以做有毒有害气体监控,东城可以做井盖监控⋯⋯从而“连成线、形成片”。
文首提到的一氧化碳无线监测及救助服务系统,今年还将在北京市朝阳区的5万户居民中推广,据京仪集团长城金点应用软件部总监李庆兵介绍,前端探测装置的造价如果能降低更多,那么推广的速度将会更快。京仪集团长城金点是一家高新技术企业,在全国范围内拥有800兆频率中的2兆带宽频率资源和信息服务运营许可证,在北京及上海地区建立了可覆盖全市的无线专用网络并已投入运营。北京市经信委明确指出,针对新的物联网项目,可以开始试点,然后在各个区县推广。
公共安全技术新热点
“物联网项目中,围绕视频作为感知手段所建立的系统,将成为一个热点和重点领域。”江海宗介绍说,现在启动的监控项目,大多都跟视频相关。中星微在“2010年国际消费电子产品展”(CES)上了场景高保真图像处理技术,场景高保真是国家标准《安全防范监控数字视音频编解码技术标准》的基础,在图像采集成像和压缩编码过程中,尽量真实、完整地保留拍摄场景的信息,避免信息的损失,为后续处理提供良好的保障。中国的视频监控市场规模持续扩大,用户需求呈现出更加复杂化的趋势。中星微的场景高保真图像处理技术,可以在很大程度上满足监控系统中出现的各类新的应用需求,为智能分析、机器识别等提供更高质量的视频图像素材。此外,中星微也在做海量视频处理软件的研发。
太极计算机股份有限公司政府本部一部副总经理翼小平分析说:“公共安全物联网项目有几个新的特点:一是无线移动性加强,由于应急项目本身具有不确定性,对于突发事件一般无法事先预测,所以加大了对移动性的需求;二是对宽带多媒体通信的要求越来越高,需要融合通信;三是精确感知能力需提高,应急平台要给领导提供决策依据,对现场信息的精确感知才能引导决策。现在的采集手段是粗放式,对危险品泄露和一些很难达到的地方,数据采集难以第一时间完成。”此外,突发事件的信息复杂度高、紧迫性强,所以还要注重实时数据的分析和挖掘。
企业联动共演物联网大戏
物联网的范畴太大,产业链也很长,不是任何一家企业可以靠自己的力量就能“玩得转”的。对于此,中关村物联网产业联盟秘书长张建宁的感触特别深,去年11月,中关村物联网产业联盟在京成立,由中关村40余家单位联合发起并组成,到现在已经增加到近80家企业。联盟的成立,充分发挥了中关村在物联网产业发展方面的优势,协同创新,在核心技术研发、传感器、网络控制、云计算和行业应用等方面凸显了各企业优势。联盟通过不断吸收行业有影响力的单位加入,完善联盟运行机制,推动资源共享和促进科技成果的转化,促进北京物联网产业加速发展。
每个企业,都可以在物联网的各个层面上找准自己的位置。“目前业界比较认可的物联网架构分成三层结构:感知层、传输层和应用层。但是我们经过深入探讨后认为这样的分法过于粗糙,如果分成六层比较恰当。”张建宁分析说,传感层和传输层不变,在其上增加智能层,其主要内容就是海量数据的运算和分析,可以利用云计算、云存储等概念模式;第四层是应用层,即各类行业解决方案;第五层是运营层,因为物联网不再是传统意义上的内网或专网上的应用,而是更大范围内的联网,至少是城市级的粒度,因此,对整个网的运营提出了更高的要求,可以由电信运营商来提供服务;第六层是监管层,包括法律法规的遵守和履行等,是政府的监管平台。
公共安全
重在预先感知
公共安全管理的一般过程分为监测、预警、决策和处置，前两者属于安全事故发生前的防范，后两者属于事故发生后的紧急处理。公共安全事件发生的隐患越早被识别，处理就可以越及时，损失就越小。管理公共安全事故的重点应该在发生前，而不只是在发生之后。但目前的情况是，安全的防范技术难度大，同时也往往容易被人们所忽视。
物联网是安防的重要技术手段，目前公众所说的物联网就是带有传感/标识器的智能感知信息网络系统，涵盖了当初的物联网、传感网等概念，是在传感、识别、接入网、无线通信网、互联网、计算技术、信息处理和应用软件、智能控制等信息集成基础上的新发展。
公共安全管理的关键是预先感知。感知的对象很多，例如地表、堤坝、道路交通、公共区域、危化品、周界、水资源、食品药品生产环节以及疫情等容易引起公共安全事故发生的源头、场所和环节；感知的内容包括震动、压力、流量、图像、声音、光线、气体、温湿度、浓度、化学成分、标签信息、生物信息等；感知的目的就是要准确获取管理对象的异常变化。
公共安全中需要感知的对象、内容和数量非常巨大，感知之间的关联关系也错综复杂，要做到准确、及时和无遗漏，光靠人工识别基本无法做到、也不现实。物联网的智能化应用将转变传统管理模式，大幅度提高公共管理水平。
求解技术局限
物联网基本层次结构按照普遍的理解划分为感知层、网络层和应用层。感知层由传感器、RFID和传感网络组成，负责数据采集；网络层一般指三大电信公司的宽带网、Wi-Fi、GPRS/CDMA、3G/4G等，负责数据传输;应用层是基于信息数据汇集之上的各类应用。
感知层上的局限是：目前的传感器在较为复杂的环境下，难以做到准确、快速感知；高性能传感器的成本过高，对使用环境要求苛刻，限制了推广；传感器标准不统一，大家各自为政。
网络层比传感层和应用层要成熟，几大电信公司不遗余力地扩展网络能力；三网合一的推进将进一步扩大覆盖面、提高传输能力。
应用层上，专业系统条块分割，形成“信息孤岛”，限制了应用进一步提升和发展；各专业系统之间技术体系标准不统一，存在互联互通的技术障碍。
另外，在管理层面，也存在条块分割、难以形成统一指挥的局面；而且创新和产业体系不成熟，创新能力不够，存在较多简单模仿和贴牌，不利于形成产业持续、健康发展的局面。
不过，目前安防行业也出现了一些新的趋势，将会影响到整个公共安全领域。
IP化
安防系统的数字化及网络的普及为IP化提供了条件；安防系统从分散的单点系统朝分布式监控、集中管理方向发展，联网监控报警是大势所趋，“平安城市”等项目的大规模建设也加快了联网监控的步伐。
IT化
传统IT厂商及电信运营商全面进入安防行业，安防行业面临重大洗牌；IT行业成熟的结构化、标准化体系架构设计和理念将应用于安防领域，推动安防行业升级。
网管化
安防系统规模越来越大、监控范围越来越广、监控对象越来越多，海量存储对系统的管理和维护提出了更高要求，需要做到电信级可管可控。
面对这些新的趋势，公共安全的信息系统建设需要迈上一个智能化综合管理的阶梯。
系统的融合性
物联网将横向整合各个孤立的安防系统，实现信息互通和联动，形成立体化决策支撑体系，使决策更智能、更科学。
平台的开放性
物联网采用标准化的开放平台，带动整个安防产业链发展，形成安防行业规模化的态势。
应用的灵活性
采用安防通用平台+应用子集的顶层设计架构，在保证系统标准化、可重用的同时，满足应用的多样性和不同应用的个性化要求。
系统的智能性
智能感知通过多感知协同，在感知阶段就完成信息的智能处理，滤除无效、冗余信息，保证信息获取的真实、全面和有效；智能分析对感知信息进行分析，对数据特征进行准确地识别和判断；智能决策通过专家系统等形成最优的决策建议；智能处置对异常情况和突发事件进行有效的处置，如结合特定业务和应用的报警联动；智能管理系统具有智能的自动配置管理、自动诊断和告警、故障自动愈合和多种接入方式的远程维护功能，尽量减轻人工负担。
政策科研双管齐下
正如物联网是信息化发展的更高阶段，基于物联网的智能安防、安监系统也是公共安全行业发展的大势所趋。
在政策与管理层面，需要将公共安全信息科技列入国家战略性发展规划范围；整合现有相关资源，引导资源投入和技术、产品创新；推进产学研结合，在有条件的地方开展示范项目建设。
在技术层面，公共安全中的物联网关键技术研究包括5大方面：
1. 物联网智能安防、安监通用平台的建设，设备的接入和管理，中间件、体系结构和标准的确立。
2. 高性能传感器和传感设备的研发，例如新型材料、纳米材料、生物技术、仿生技术、极低功耗、MEMS。
3. 云计算的利用，包括异构数据海量存储和管理、智能信息处理、主动决策等。
4. 基础资源管理，包括万亿量级节点的标识、异构网络融合、自治认知。
5. 物联网的安全，涉及物的真实性、联的可靠性、网的健壮性。
物联网的发展将极大地拓宽安防、安监的范围和内涵，未来的安防、安监将会渗透进人们生活的方方面面，成为物联网的一个基本功能；物联网对安防、安监行业的推动不仅体现在提升传统安防、安监的技术上，还将对整个行业的产业格局、业务模式产生重大影响，今后新的安防、安监应用、运营模式也将会层出不穷。
