智慧园区建设方案研究
2022-06-08
【论文摘要】为了提高葫芦岛市高新技术产业园区管理效率和园区企业服务质量，提出了采用智慧城市建设理念对园区进行智慧化改造。通过对比分析国内外智慧城市、智慧园区的建设内容，总结出园区智慧化建设的共性需求和特殊需求，并结合园区智慧化建设实际情况，提出该园区的智慧化建设方案。实践表明，已建成的第一期综合信息服务平台有效提升了园区信息化运营和管理效率。
【论文关键词】智慧园区；云计算；综合信息服务平台；建设方案
0引言
2008年11月，IBM提出了“智慧地球”理念[1]。“智慧城市”指城市信息化，即通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源、建立电子政务、电子商务等信息化社区，逐步实现城市国民经济和社会的信息化[2?3]。在智慧城市这一先行理念的引导下，园区的智慧化建设率先进入城市建设的规划当中，智慧园区是智慧城市的重要表现形态。它的体系结构和发展模式是智慧城市在一个小区域的缩影，既反映了智慧城市的主要体系模式和发展特征，又具备了一定不同于智慧城市的发展模式的独特性。园区正向着智慧化、创新化、科技化转变，利用各种智能化、信息化应用帮助园区实现产业结构和管理模式的转变。
通过对国内外智慧园区建设的总结与分析，以指导我国产业园区的建设，提升园区企业市场竞争力，促进以园区为核心的产业聚合，为园区及所属企业带来经济与品牌效益的提升。
1园区智慧化建设需求分析
目前全球的智慧城市超过200个，许多国家已启动智慧城市相关的项目和技术研究，并在一些试点工程中取得了较好的效果[3]。结合现有智慧城市、园区的建设内容，园区智慧化需求主要包括以下两个方面。
（1）城市宽带建设。网络建设是智慧城市、智慧园区建设的基础设施，是智慧化建设的基础和核心。通过光纤网络的广泛铺设以及无线网络部署，提高网络速度。我国方面为了积极开展集约化网络建设，包括：集约化通信机房、驻地网管线与配线的集约化建设、通信设施的集约化建设。例如，上海实现了公共无线局域网覆盖范围和规模、三网融合、高清电视等信息消费水平为全国第一[4]。2013年5月，哥伦布市完成了无线网络铺设的进一步完善，其中中央商务区移动设备的下载速度得以超过150Mb/s，为北美最高速的无线网络[5]。
（2）信息服务平台。信息服务平台一般采用一体化、模块化、交互式、可扩展的设计思想，基于云计算平台和园区专网的基础上，采用基于面向服务的构架（SOA）服务应用。通常由统一门户、服务管理、应用管理、应用支持、基础数据库和基础平台6个部分组成。平台应用根据具体情况的不同而不一样，如：城市信息服务面向公众，为市民提供公共信息，包括道路交通、生活资讯等信息。园区信息服务平台根据园区属性不同提供不同的信息服务，如：产业园区为园区企业提供生产资料、安全生产等信息服务。例如：韩国首尔市的“智能首尔2015”计划，通过公共通信平台的整合开发了三维（3D）数字地图，市民通过PC、手机等终端实现虚拟和现实技术相融合的实景导航[6]。上海临港新城信息服务平台实现了园区动态信息、招商与运营支撑、人力资源、企业信息化外包服务等内容[7]。
通过对国内外智慧城市建设的分析，我国园区的特点根据属性大致可分为：科技/软件园区、产业园区、文化园区、物流园区等。这些园区的智慧化的共性需求主要表现在园区管理方面，个性需求主要体现在园区企业服务方面。个性需求如表1所示。其中共性需求包括：
（1）信息化办公：包括自动化办公、政府门户、视频会议、统一通信等。
（2）平台服务：统一的存储和计算平台。
（3）企业服务：企业投、融资服务平台，技术、成果展示平台等。
（4）园区配套服务：园区智能物业、企业宣传、综合展厅等。
（5）基础设施：无线骨干网、无线网络、各种类型的感知设备等。
表1智慧园区的共性需求和个性需求表
2智慧化建设方案实例
在以上智慧化园区建设内容基础上，针对葫芦岛高新科技产业园区的特点，制定了智慧化建设方案。
2.1建设背景
葫芦岛高新科技产业园区成立于2003年1月，同时也是国家级专利技术园区。他是一个年轻的园区，信息化程度不高，处于属于产业型园区发展的初级阶段。园区的建设目标可总结为“6”个提升：提升园区招商引资能力；提升园区管委会管理、服务和引导能力；提升园区企业研发设计、生产制造、经营管理效率；提升园区运行智能和顺畅程度；提升居民生活便利水平；提升园区内外整合优势。
2.2智慧园区总体结构
智慧园区的最终目标是以丰富的智慧服务改变园区政府、企业和居民之间的交互方式，实现更加智能化的园区运作[8]。智慧园区以“智慧城市”为模型，建设的总体结构如图1所示。可分为4层，分别为感知层、网络传输层、平台层和应用层[8?9]。
图1智慧园区总体结构
（1）感知层。感知层就像是园区感觉外界事物和身体内部的“器官”组成。根据接入园区网络方式的不同可以分为：PC、RFID、摄像头、视频电话、无线传感器网络等。是园区实现信息化的基础。建设主要包括：园区内部局域网、摄像头的部署、传感器的部署、RFID等基础设施。
（2）网络层。网络层为园区的“血液”，是园区智慧化、信息化的核心，为园区各种各样的数据流提供通道。主要是将数据转换为平台层系统可用的标准协议，通过数据采集对园区情况进行监控，并反向控制系统设备。建设内容主要包括：园区网络升级、园区无线网络数据接入以及各种基于物联网的传感器接入。
（3）平台层。平台层为智慧园区的“大脑”，是园区智慧化的重要的组成部分，包含了信息服务中心、信息决策中心，工程建设主要为信息服务中心，实现园区的一个基础的管理和应用的平台，是实现真正园区智慧化的基础。建设主要内容为：IT平台的搭建、平台应用软件的部署、管理软件的部署。
（4）应用层。应用层是对平台层数据的分析做出智慧响应的部分，其是园区智慧化、信息化的体现。随着科技的发展，通过对平台层的扩建，数据的多样化，园区应用层的智慧服务将变得越来越多。建设的主要内容为：平台层客户端接入、顶层应用服务软件等。
2.3IT基础设施建设方案
IT基础设施建设包括园区网络建设、无线覆盖建设和云计算平台建设。
（1）园区网络建设。利用三层交换技术和VLAN（虚拟局域网技术）改造园区网络。三层交换技术就是将路由和交换技术有机的结合起来，利用硬件三层交换机来完成。三层交换技术解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须靠路由器进行管理的局面。VLAN技术是基于三层交换技术的网络管理技术，它在三层交换的基础上，将同一个局域网的用户划分为不同的功能网段，从而抑制了广播消息在整个交换机网络上的传播。将不同的部门、企业划分在不同的子网，有效地提升网络质量和信息的安全。
（2）无线网络覆盖。根据无线网络需求和无线网络设计原则，方案采用美国RuckusNetworks公司的第三代无线交换局域网系统。结合Ruckus无线系统技术及产品的特点，方案的设计分为：无线组网方式设计、多业务区分设计、网络及用户管理、网络安全防护设计、移动漫游、兼容性和计费设计7个部分。
（3）云平台建设。云平台可分为底层硬件架构和上层应用平台。其中底层硬件架构建设包括：云计算资源池、云存储资源池模块、云安全、主备数据中心和计算中心网络平台。此外云计算机房建设、机房选址遵循业界标准方案进行[10]。
2.4应用平台建设
应用平台建设方案包括：综合信息服务平台、三维数字管理平台、无线终端感知平台。方案如图2所示。
2.4.1综合信息服务平台
方案设计综合信息服务平台包含：政务服务平台、企业服务平台和园区门户网站。
（1）政务服务平台。政府服务平台将作为园区管理的基础，可将园区管委会除财务外的日常管理系统都纳入其中。主要功能将包括：电子办公、个人考勤系统、工作日志、个人云存储、公共云存储、车辆管理、网络会议等功能。设计核心理念是要将工商、税务以及园区企业一起纳入到系统中，实现跨部门的协同办公。建设后期，政务服务平台将连接三维数字管理平台和无线终端感知平台。
【论文关键词】智慧园区；云计算；综合信息服务平台；建设方案
0引言
2008年11月，IBM提出了“智慧地球”理念[1]。“智慧城市”指城市信息化，即通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源、建立电子政务、电子商务等信息化社区，逐步实现城市国民经济和社会的信息化[2?3]。在智慧城市这一先行理念的引导下，园区的智慧化建设率先进入城市建设的规划当中，智慧园区是智慧城市的重要表现形态。它的体系结构和发展模式是智慧城市在一个小区域的缩影，既反映了智慧城市的主要体系模式和发展特征，又具备了一定不同于智慧城市的发展模式的独特性。园区正向着智慧化、创新化、科技化转变，利用各种智能化、信息化应用帮助园区实现产业结构和管理模式的转变。
通过对国内外智慧园区建设的总结与分析，以指导我国产业园区的建设，提升园区企业市场竞争力，促进以园区为核心的产业聚合，为园区及所属企业带来经济与品牌效益的提升。
1园区智慧化建设需求分析
目前全球的智慧城市超过200个，许多国家已启动智慧城市相关的项目和技术研究，并在一些试点工程中取得了较好的效果[3]。结合现有智慧城市、园区的建设内容，园区智慧化需求主要包括以下两个方面。
（1）城市宽带建设。网络建设是智慧城市、智慧园区建设的基础设施，是智慧化建设的基础和核心。通过光纤网络的广泛铺设以及无线网络部署，提高网络速度。我国方面为了积极开展集约化网络建设，包括：集约化通信机房、驻地网管线与配线的集约化建设、通信设施的集约化建设。例如，上海实现了公共无线局域网覆盖范围和规模、三网融合、高清电视等信息消费水平为全国第一[4]。2013年5月，哥伦布市完成了无线网络铺设的进一步完善，其中中央商务区移动设备的下载速度得以超过150Mb/s，为北美最高速的无线网络[5]。
（2）信息服务平台。信息服务平台一般采用一体化、模块化、交互式、可扩展的设计思想，基于云计算平台和园区专网的基础上，采用基于面向服务的构架（SOA）服务应用。通常由统一门户、服务管理、应用管理、应用支持、基础数据库和基础平台6个部分组成。平台应用根据具体情况的不同而不一样，如：城市信息服务面向公众，为市民提供公共信息，包括道路交通、生活资讯等信息。园区信息服务平台根据园区属性不同提供不同的信息服务，如：产业园区为园区企业提供生产资料、安全生产等信息服务。例如：韩国首尔市的“智能首尔2015”计划，通过公共通信平台的整合开发了三维（3D）数字地图，市民通过PC、手机等终端实现虚拟和现实技术相融合的实景导航[6]。上海临港新城信息服务平台实现了园区动态信息、招商与运营支撑、人力资源、企业信息化外包服务等内容[7]。
通过对国内外智慧城市建设的分析，我国园区的特点根据属性大致可分为：科技/软件园区、产业园区、文化园区、物流园区等。这些园区的智慧化的共性需求主要表现在园区管理方面，个性需求主要体现在园区企业服务方面。个性需求如表1所示。其中共性需求包括：
（1）信息化办公：包括自动化办公、政府门户、视频会议、统一通信等。
（2）平台服务：统一的存储和计算平台。
（3）企业服务：企业投、融资服务平台，技术、成果展示平台等。
（4）园区配套服务：园区智能物业、企业宣传、综合展厅等。
（5）基础设施：无线骨干网、无线网络、各种类型的感知设备等。
表1智慧园区的共性需求和个性需求表
2智慧化建设方案实例
在以上智慧化园区建设内容基础上，针对葫芦岛高新科技产业园区的特点，制定了智慧化建设方案。
2.1建设背景
葫芦岛高新科技产业园区成立于2003年1月，同时也是国家级专利技术园区。他是一个年轻的园区，信息化程度不高，处于属于产业型园区发展的初级阶段。园区的建设目标可总结为“6”个提升：提升园区招商引资能力；提升园区管委会管理、服务和引导能力；提升园区企业研发设计、生产制造、经营管理效率；提升园区运行智能和顺畅程度；提升居民生活便利水平；提升园区内外整合优势。
2.2智慧园区总体结构
智慧园区的最终目标是以丰富的智慧服务改变园区政府、企业和居民之间的交互方式，实现更加智能化的园区运作[8]。智慧园区以“智慧城市”为模型，建设的总体结构如图1所示。可分为4层，分别为感知层、网络传输层、平台层和应用层[8?9]。
图1智慧园区总体结构
（1）感知层。感知层就像是园区感觉外界事物和身体内部的“器官”组成。根据接入园区网络方式的不同可以分为：PC、RFID、摄像头、视频电话、无线传感器网络等。是园区实现信息化的基础。建设主要包括：园区内部局域网、摄像头的部署、传感器的部署、RFID等基础设施。
（2）网络层。网络层为园区的“血液”，是园区智慧化、信息化的核心，为园区各种各样的数据流提供通道。主要是将数据转换为平台层系统可用的标准协议，通过数据采集对园区情况进行监控，并反向控制系统设备。建设内容主要包括：园区网络升级、园区无线网络数据接入以及各种基于物联网的传感器接入。
（3）平台层。平台层为智慧园区的“大脑”，是园区智慧化的重要的组成部分，包含了信息服务中心、信息决策中心，工程建设主要为信息服务中心，实现园区的一个基础的管理和应用的平台，是实现真正园区智慧化的基础。建设主要内容为：IT平台的搭建、平台应用软件的部署、管理软件的部署。
（4）应用层。应用层是对平台层数据的分析做出智慧响应的部分，其是园区智慧化、信息化的体现。随着科技的发展，通过对平台层的扩建，数据的多样化，园区应用层的智慧服务将变得越来越多。建设的主要内容为：平台层客户端接入、顶层应用服务软件等。
2.3IT基础设施建设方案
IT基础设施建设包括园区网络建设、无线覆盖建设和云计算平台建设。
（1）园区网络建设。利用三层交换技术和VLAN（虚拟局域网技术）改造园区网络。三层交换技术就是将路由和交换技术有机的结合起来，利用硬件三层交换机来完成。三层交换技术解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须靠路由器进行管理的局面。VLAN技术是基于三层交换技术的网络管理技术，它在三层交换的基础上，将同一个局域网的用户划分为不同的功能网段，从而抑制了广播消息在整个交换机网络上的传播。将不同的部门、企业划分在不同的子网，有效地提升网络质量和信息的安全。
（2）无线网络覆盖。根据无线网络需求和无线网络设计原则，方案采用美国RuckusNetworks公司的第三代无线交换局域网系统。结合Ruckus无线系统技术及产品的特点，方案的设计分为：无线组网方式设计、多业务区分设计、网络及用户管理、网络安全防护设计、移动漫游、兼容性和计费设计7个部分。
（3）云平台建设。云平台可分为底层硬件架构和上层应用平台。其中底层硬件架构建设包括：云计算资源池、云存储资源池模块、云安全、主备数据中心和计算中心网络平台。此外云计算机房建设、机房选址遵循业界标准方案进行[10]。
2.4应用平台建设
应用平台建设方案包括：综合信息服务平台、三维数字管理平台、无线终端感知平台。方案如图2所示。
2.4.1综合信息服务平台
方案设计综合信息服务平台包含：政务服务平台、企业服务平台和园区门户网站。
（1）政务服务平台。政府服务平台将作为园区管理的基础，可将园区管委会除财务外的日常管理系统都纳入其中。主要功能将包括：电子办公、个人考勤系统、工作日志、个人云存储、公共云存储、车辆管理、网络会议等功能。设计核心理念是要将工商、税务以及园区企业一起纳入到系统中，实现跨部门的协同办公。建设后期，政务服务平台将连接三维数字管理平台和无线终端感知平台。