城市是一部結構復雜、部件繁多、性能精密的龐大機器，又是一個血肉相連、密不可分、互相依存、互相制約、不斷變化的有機整體。城市管理為現代城市運轉提供動力、為城市持續發展提供保障、為建設和諧社會提供支撐。隨著城市化進程的逐步加快，城市規模與內涵的不斷擴大，城市管理問題日益突出，對于城市管理精細化的要求越來越高。

現代城市管理工作的復雜性，要求必須充分運用最新科技手段，對城市運行狀況進行實時監測、態勢識別、問題診斷、綜合評估和決策支持;通過對各類城市管理相關信息的采集和分析，進一步完善城市運行的數據標準、信息規范、特征識別、預警預報等內容，為城市運行的指揮、控制和溝通工作提供依據。

物聯網作為繼計算機、互聯網之后，世界信息化發展的第三次浪潮，已成為國家科技發展戰略的重要組成部分，是未來戰略性新興產業的主導力量之一。利用物聯網等信息技術手段開展城市管理精細化、智能化典型應用，以先進的管理理念和管理模式提升城市管理和服務水平以跟上快速增長的城市化，引導、推動我國新型城鎮化建設，已成為城市管理者的當務之急。

1 當前數字化城市管理的局限

當前我國發達地區如無錫、北京也已相繼拉開建設“智慧城市”城市管理的帷幕，但大多數城市目前仍然處于“數字城市”城市管理的建設階段。據統計，截至2016年6月底，已經通過住建部驗收的數字化城管試點城市45個;數字化城管已覆蓋了除港澳臺以外的省、市、自治區首府。其中江蘇、浙江、河北、北京、上海、天津、重慶等12個省市已實現地級城市全覆蓋;有257個地級以上城市建成了數字化城管系統，覆蓋了全國137個縣級市、805個行政區和306個縣。

當前的“萬米網格”數字城管模式不僅大大提高了城市管理工作效率、節能降耗，還提升了市民對城市管理的滿意率，具有重大的經濟效益和社會效益。但隨著數字化城市管理工作的逐漸深入，一些突出的問題也逐漸顯現。

1)有效信息缺失。目前的數字化城市管理系統通常利用GIS技術并采用“電子地圖+符號”的管理模式，只有基本的平面位置符號和少數屬性信息;而隨著城市管理工作的深入，對可視化管理內容需求逐漸增加，如交通標志的大小，道路指示牌的方向，垃圾箱的外觀，郵筒的顏色，等等，這些信息在電子地圖上根本無法表達出來，嚴重制約了數字化城市管理的深入。

2)數據缺乏鮮活性。隨著數字化管理系統實用性要求逐漸提高，對管理對象的監測數據更新速度的需求也越來越快。但相對于數量以幾何級增長城市管理對象，在監測數據的采集方式、精度、數據應用方面采用技術還有待進一步完善;監測數據獲取頻率低、數據缺乏“鮮活性”，已經不能滿足管理系統對于監測信息更新的要求，成為其發展的瓶頸。

3)人工監管效率低。當前的數字化城市管理中，城管監督員是發現問題的主要來源;但因時間和巡查路線固定導致很多時候城管問題發現不及時,這種被動的人工監管方式使得數字化城管的效果大打折扣。最終的結果是盡管管理者盡心費力地進行各種巡查和監管，但由于缺少自動化、智能化的技術支持，固定的監管人員數量相對龐大且日益增長的監管對象來說，往往顯得力不從心。

4)公眾參與難以體現。城市管理的好壞最終體現于市民的滿意程度，要讓人民群眾的聲音成為決策的依據，達到“城市管理為人民，人民滿意得實惠”的目標。而且，隨著新型城市化進程的推進，城市管理思路正在由過去城管部門的單邊模式轉為群眾參與和城管管理并進的雙邊管理模式。但是，當前數字化城市管理仍然沒有改變“少數人管理多數人”的局面，一定程度上造成了城市管理的被動局面。

2 物聯網在城市管理中的積極作用

物聯網(internet of things)是新一代信息技術的重要組成部分，被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。物聯網的概念最早是于1999年提出來的，當時的定義是：把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。物聯網最初被定位為一種將各類傳感器和現有的互聯網相互銜接的技術，也被稱為傳感網。

目前對物聯網的理解是：將各種信息傳感設備，如感應式傳感終端RFID(射頻識別)裝置、生物傳感器、速度傳感器、液位傳感器、溫度傳感器、氣敏傳感器、位置傳感器、光敏傳感器等，衛星定位導航系統(“GPS” “北斗”)，信息識別掃描設備等與互聯網結合起來，組成一個巨大的網絡。通過這個網絡，可以將所有的物理設備在無人工干預的情況下實現協同和互動，方便識別、管理、控制，從而提供智能和集約服務。

因為物聯網技術具有全面感知、可靠傳遞、智能處理的特點，這將使得城市管理變得更加精細化、智能化和簡單化。西方一些發達國家在2005年以后逐漸開始重視物聯網的應用，特別是在公共管理方面的應用。IBM提出智慧地球的理念，其本質是把各種傳感器嵌入到國家電網、鐵路、橋梁、公路、隧道、供水管網、油氣管道、堤壩以及建筑中，試圖通過智慧的連接構建基礎設施的物聯網。美國2011年出于安全的考慮，提出基于物聯網的國家基礎設施保護計劃(NPI)，目的是利用物聯網技術保護基礎設施不受恐怖襲擊，同時防止大電廠停電、大壩崩潰等突發事件帶來的負面影響。而歐盟提出的綜合性戰略規劃(2010)中，在城市管理與服務應用物聯網技術同樣占有重要的地位。

物聯網在中國受到了全社會極大的關注，其受關注程度是在美國、歐盟、以及其他各國不可比擬的。早在2010年，物聯網就被正式列為國家七大新興戰略性產業之一，寫入“政府工作報告”;國家“十三五”規劃中也提取“積極推進云計算和物聯網發展。鼓勵互聯網骨干企業開放平臺資源，加強行業云服務平臺建設，支持行業信息系統向云平臺遷移。推進物聯網感知設施規劃布局，發展物聯網開環應用”。

物聯網的興起及其應用的廣泛性必然會對未來城市管理和服務產生深遠的影響。例如，城市安全運行動態監控、風險管理、突發事件預測預警、科學應對和應急處理已成為政府公共管理的要務之一，而擁有科學、準確、實時有效的信息是建立公共安全日常管理和應急處置機制的關鍵。“物聯網”技術的發展為政府城市運行管理工作的信息處理提供了有效途徑。通過建設基于物聯網的城市運行監測平臺，實現自動和人工相結合的新型監管模式，可以有效提高政府保障公共安全和處理突發事件的能力，最大程度地預防和減少損害，保障公眾的生命財產安全，維護國家安全和社會穩定，促進社會經濟全面、協調、可持續的發展。

物聯網與城市管理的結合也越來越緊密，目前已有物聯網技術在城市管理、環境監測、物流信息化、智能交通及公共安全等諸多領域的應用解決方案，并在城市的各個方面積極開展了應用示范工作。我國的北京、無錫、上海、杭州、重慶、廣州、西安等城市也正在積極開展相關物聯網技術在城市管理中的應用研究，以提高城市管理的效率和科技水平。

3 物聯網助力城市管理精細化典型實例

3.1 車載感知定位技術及應用

因為利益驅使，城市中的早餐車、報刊亭常常擅移位置占道經營，沿街廣告牌匾也頻頻私自隨意設置或更換，這些不僅容易造成安全隱患而且影響市容環境。但其需要監管的龐大數量和固定的管理人員的矛盾在當前的數字化城市管理中仍然廣泛存在，一直是令管理者比較頭痛的問題。

針對可移位對象(早餐車、報刊亭等)及頻繁更換對象(街道兩側商鋪的廣告、牌匾等)的有效監管，可充分利用物聯網核心技術——射頻識別 (radio frequency identification， RFID)標簽定位技術，將合法、合規的監管對象安裝可識別的電子標簽;并在GPS、RFID基站、全景相機等設備集監管功能的基礎上建立車載監測執法系統，實現對監管對象的車載巡視、自動感知、實時定位和快速排查取證，提高管理的效率和智能化水平。

3.2 城市安全傳感器應用

3.2.1 室外人員密集場所人流量監測

隨著人民生活水平的不斷提高，城市公園、廟會或著名的旅游景點等區域在特殊時間段內(如節假日或舉行某些活動期間)經常會出現人群的“井噴”現象，這也使得人群聚集風險進一步提升，安全隱患增多，人群安全管理難度也隨之增加。傳統的管理主要采用大量人力現場監控的方式，但也僅能起到報警處置的作用，缺少對人群聚集風險的預測預警。

針對室外人員密集場所的人流量實時監測，目前一般采用以下3種方式：票據電子計數、手機信號掃描、監控圖像識別。因為對于開放區域的人流量監測，票據電子計數并不適用，故本文只論述后兩種方式。

1)手機信號掃描。該方法利用監測區域附近的移動運營商的手機通訊基站掃描其范圍內的手機終端, 在手機終端登錄到基站時根據登錄信息確認手機終端存在并相應地統計其數量;一個基站覆蓋的范圍可以看作是一個圓, 多基站組合起來就相對可以大致確定手機終端的位置。利用其監測數據可對監測區域范圍內不同時間段人流量持續變化情況進行統計分析，如果數據樣本量足夠，就可以進行預測預警。

2)監控圖像識別。該方法是在監測區域所有出入口安裝監控探頭(一般進出2個方向均需要安裝，并覆蓋全部出入口);然后對監控探頭采集到的人流量視頻圖像，運用運動對象監測跟蹤的圖像序列處理技術或人臉識別檢測技術對探頭范圍內的人流對象進行自動識別監測;最后將所有出入口人流進出情況進行統計匯總就得到了整個區域的整體監測結果。攝像頭識別方式的優點是測算人流量相對準確，匯總后的人流量數據可以分析雙向人流量和雙向人行速度。

3.2.2大型戶外廣告傾倒監測

在城市中,繁華區域的主要道路上的街邊或是建筑物上，往往矗立著甚是“醒目”的、形態各異的大型戶外廣告。但是，當出現大風、驟雨等極端天氣時，這些大型戶外廣告則有可能發生傾倒，成為城市管理中的安全隱患。例如，2015年4月，北京玉淵潭公園西門口的大型廣告牌被大風吹倒，正逢公園的櫻花節，位于公園門口的廣告牌下聚集了眾多拍照的游人。廣告牌突然倒下時，7名游客躲避不及，被砸傷或擦傷。為避免此類情況再次出現，可利用傾角傳感監測技術加以解決。通過在大型戶外廣告頂部安裝傾角監測傳感器，對其傾斜程度進行實時監測;監測數據通過無線通訊網絡傳輸到監測預警系統，當傾斜超越規定傾斜度或遇到外力被撞傾斜后，立即發送預警消息通知控制中心及相應人員，將事故風險及應急處置降至最低。

3.3 水雨雪情實時監測及防汛應急

3.3.1 基于自主監測網絡的水雨雪情實時監測

近年來，災害性極端天氣的頻繁出現，我國城市內澇問題日益突出，城市防汛工作也逐漸成為城市管理的一項重要任務。因為一旦出現主要道路被淹沒等事件，不止機動車事故會大為增加，而且可能會造成交通中斷，從而導致大面積的交通癱瘓，嚴重影響城市運行管理。特別是城市中心因為歷史原因，往往房屋老舊，受到相同降水影響較大;同時，中心區域熱島效應一般較強，相對周邊區內降雨強度常常會更高。當前采用氣象局降雨數據作為防汛主要參考數據(如北京市氣象局在西城區有5個監測點)，但這樣的宏觀精度對于精細化城市管理顯然是無法滿足城市防汛監測工作的精細化需要[17]。針對此種情況，利用傳感器技術建立自主的水雨雪情監測網絡(監測點密度可根據需求調整設置，監測的針對性、準確性大大提高)，并通過無線網絡實時傳輸監測數據;在此基礎上建立起城市防汛監測與預警平臺，實現實時降雨、降雪、積水信息的瀏覽，歷史監測信息查詢統計，在雨量達到一定級別(如中雨以上)時，結合氣象部門的降雨量預報信息，通過短信平臺自動向相關人員發送雨情預警信息;為城市防汛及應急工作提供及時可靠的降雨量信息支持。

3.3.2 應用監測大數據支持防汛應急

城市中數以千計的傳感器長期積累的歷史監測數據，可以作為防汛監測大數據重要組成部分。在充分調研基礎上開展監測數據與同期其他城市管理相關數據的專題分析，發現其中耦合性、并發性、衍生性關系，查找空間分布規律，提出科學可靠建議，更有力地支持防汛應急工作。例如針對降雨監測數據，可建立相應防汛風險評估預警模型，用數據挖掘等手段進一步提高掌握降雨量與城市管理案件之間規律的能力，實現與防汛相關日常城市管理的精細化。圖7為降雨量監測數據與某些類型管理案件具有明顯相關性的分析結果。

3.4 交通運行多源監測數據分析

當前，我國大中城市普遍存在著道路擁擠、車輛堵塞、交通秩序混亂的現象，這已成為我國國民經濟進一步發展的瓶頸之一。而且，交通出行便利與否也一直是與人民群眾日常生活工作最密切、切身利益最相關而最易受關注的熱點問題。它不僅關系民生宏觀問題，更是考驗城市管理水平和能力的微觀問題。針對此種情況，可以基于城市公交車、地鐵、出租車、公共自行車、停車位等多源監測數據，實現城市交通運行狀況的日常監測、預警預測、決策支持和信息服務，探索了多源路況信息的分析方法和應用。

北京市西城區建立了區級交通運行調度指揮中心，整合了管理區域內部交通相關所有數據資源，并與市級平臺協調聯動和資源共享，以支持專題交通路況信息和區域精細化路況信息的處理分析，為區域綜合交通運行協調提供全方位的支撐。

3.5基于二維碼的公眾參與式城市管理

近年來，城市市民參與城市管理意識日益增強，傳統的以政府為中心的管理模式已經無法適應城市管理發展的新形勢與新要求。城市管理呈現的“少數人管理多數人”的局面，也在一定程度上造成了城市管理的被動局面。積極引入公眾與非公營部門參與城市管理，發揮群眾的監督參與作用，無疑可以提高城市管理的效率和效益;也會改善政府與民眾的關系，對重塑城市管理形象、化解執法矛盾同樣有不可估量的作用。而如何實現公眾積極而有效的參與、如何引導公眾適度地參與城市管理活動等問題一直成為困擾城市管理者的難題之一。鑒于此，可通過技術手段為公眾參與城市管理提供渠道和相應保障，引導他們真正參與到實踐當中，使得群眾的聲音成為決策的依據。例如，可利用二維碼作為便捷入口(將二維碼作為管理對象的可隨時查驗的身份證書)，讓公眾使用手機掃一掃二維碼就能查詢報刊亭、早餐車等城市公共設施是否合法，市民還可以投訴舉報這些公共設施存在的臟亂破損等問題。另外，為了將“公眾參與”與當前數字化城管業務相結合，需要建立針對普通公眾和專業城管人員不同的監管模型，并實現與原有城管監督問題上報系統整合對接。

4 結束語

當前，城市管理方式經歷了從數字化、網格化到城市運行的轉變，其管理方向又面臨著從數字化到智慧化的發展。這些對城市管理與服務工作的更高要求，使得城市管理必須以人民群眾的需求為根本出發點，堅持以人為本、為民服務，緊跟時代腳步，通過技術手段及管理模式的創新來推動城市管理工作邁上新臺階，以利于更好的突破時間和地域的局限，使得人民群眾感受到城市管理作用，享受到城市管理的成果。

物聯網技術作為一種新興技術融合手段，因其 “智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理”的特點，可以應用在城市運行管理信息的監測、傳輸、分析和應用等各個環節，逐漸成為了“數字城市”通向“智慧城市”的橋梁。建立城市智能化、精細化的管理方式將是城市信息化的終極目標和戰略方向，以此作為城市可持續發展瓶頸的突破口，將帶來未來城市的全新面貌，推進城市和諧發展。

城市精細化管理物聯網應用是一個具有挑戰性的領域，它涉及了器件、設備、系統、網絡、服務、商業模式等諸多方面，實現其真正“精細化管理”目標尚需做許多深入細致的工作。目前所做的城市管理精細化典型實例僅僅是城市運行管理領域中很小的一部分。并且隨著物聯網應用逐漸深入，一些深層次問題逐漸顯現，如何建立完善的物聯網城市應用的標準體系問題、如何保證物聯網信息傳輸的網絡安全問題、如何健全物聯網城市管理應用中商業模式問題等，亟待相關理論和機制研究的繼續探討并加以解決。

地理信息系統(GIS)在可以預見的未來，將會與物聯網進一步地融合：GIS可為物聯網提供基礎地理信息支撐(如移動GIS為物聯網提供移動計算平臺，VR-GIS可以為物聯網提供真實的虛擬展示平臺)及時空分析手段，而物聯網為GIS提供海量動態監測數據，促進地理信息應用和服務邁上新臺階。兩者也必將緊密結合，共同應用于城市管理領域中，繼續拓展城市運行監測的范圍和深度，提升城市管理的精細化、智能化水平。