省智慧节能环保示范工程总体建设方案.doc

江苏省“智慧节能环保示范工程”总体建设方案组织单位：江苏省经济与信息化委员会牵头单位：南京邮电大学、江苏省环保厅参与单位：中科怡海高新技术发展江苏股份公司南京埃森环境技术有限公司江苏省物联网研究发展中心江苏梦兰神彩科技发展有限公司大唐电信科技股份有限公司中国移动通信江苏公司2011年6月63 / 67目 录前 言11江苏省智慧节能环保产业发展现状与示范工程总体构想11.1江苏省智慧节能环保产业背景和基本现状11.1.1江苏省智慧节能环保产业背景11.1.2江苏省智慧节能环保产业基本现状21.2江苏省智慧节能环保产业发展思路和主要目标31.3江苏省智慧节能环保示范工程总体需求41.4江苏省智慧节能环保示范工程总体构想42江苏省智慧节能环保示范工程指导思想与建设目标62.1江苏省智慧节能环保示范工程指导思想62.2江苏省智慧节能环保示范工程建设目标62.3江苏省智慧节能环保示范解决方案建设原则73江苏省智慧节能环保示范工程核心工程“节能环保智慧服务平台”建设方案93.1“节能环保智慧服务平台”总体架构93.1.1“节能环保智慧服务平台”体系结构93.1.2“节能环保智慧服务平台”基本功能113.2异构终端虚拟平台123.2.1平台功能123.2.2平台构架133.2.3关键技术153.3泛在宽带网络平台153.3.1平台功能153.3.2平台架构163.3.3关键技术183.4融合信息虚拟平台183.4.1平台功能183.4.2平台架构183.4.3关键技术203.5综合服务虚拟平台223.5.1平台功能223.5.2平台架构233.5.3关键技术244“节能环保智慧服务平台”节能环保服务264.1先进环保服务264.1.1水环境智慧监控服务264.1.2大气环境智慧监控服务304.1.3噪声环境智慧监控服务354.1.4核与电磁辐射智慧监控服务384.1.5固体废物智慧处理服务424.1.6土壤环境智慧监控服务434.1.7环保突发事件应急处理服务484.1.8综合环境感知服务494.1.9先进环保服务案例524.2高效节能服务634.2.1面向能源开发的高效节能服务634.2.2面向能源应用的高效节能服务（面向设备制造商）644.2.3面向能源管理的高效节能服务644.3资源循环利用服务834.3.1可回收固体废物资源循环利用服务844.3.2水资源循环利用服务854.3.3资源循环利用服务案例865节能环保智慧服务平台系统运行模式与服务经营模式895.1节能环保智慧服务平台系统运行模式895.2节能环保智慧服务平台服务经营模式915.2.1服务经营范围915.2.2节能环保智慧服务平台服务经营模式916江苏省节能环保产业及其应用发展推进方案956.1提供智慧节能环保服务，加快江苏环保信息化建设步伐956.2高新技术与创新服务模式结合，系统性推进信息系统建设与服务956.3以新型的公共信息管理与服务带动产业链形成966.4建立新的节能环保服务模式，促进环保企业发展976.5提升江苏省环保事业品质，提升江苏省环境保护的意识987江苏省智慧节能环保产业发展保障体系与效益分析997.1智慧节能环保产业发展保障体系997.2智慧节能环保产业效益分析100前 言智慧节能环保产业是是对节能环保未来发展方向的精辟总结。即采用大量的新技术为使用节约资源、保护环境提供支持、装备和服务保障的产业，是先进制造业和生产服务业紧密结合并极具发展潜力的新兴产业。智慧节能环保产业是跨行业、涵盖面宽的综合性产业，主要包括智慧化节能装备产品、智慧化环保装备产品、资源循环利用、节能服务和环保服务等领域。“十二五”规划中明确提出，要通过节能减排，发展绿色经济和低碳经济，增强可持续发展能力。江苏省亦在今年着重发展六大新兴产业，包括新能源、新材料、生物技术和新医药、节能环保、软件和服务外包、物联网和新一代信息技术。本次智慧节能环保示范工程就包含了其中节能环保、软件和服务外包、物联网和新一代信息技术三大新兴产业。1 江苏省智慧节能环保产业发展现状与示范工程总体构想1.1 江苏省智慧节能环保产业背景和基本现状1.1.1 江苏省智慧节能环保产业背景2010年11月25日，节能环保产业发展规划获国务院通过，业界一片鼓舞。“十二五”期间，中国环保投资将达3.1万亿元，较“十一五”期间1.54万亿元的投资额上升约101%。节能环保产业正处于加快发展战略机遇期。“十二五”规划中明确指出，要通过节能减排，发展绿色经济和低碳经济，增强可持续发展能力。同时，党中央、国务院将碳排放作为约束性指标纳入“十二五”规划，将节能减排作为调整经济结构、转变发展方式的突破口和重要抓手，实行节能减排目标责任评价考核，实施节能、环保设备、资源综合利用产品税收优惠和节能改造财政奖励等一系列政策措施。国家在保增长、扩内需、调结构、惠民生一揽子计划中，把节能减排作为重要内容，实施“节能产品惠民工程”，推广高效节能产品，鼓励扩大城镇污水与垃圾处理设施建设、重点流域水污染防治和生态建设工程的投资。2009年11月，国务院常务会议决定，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%45%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并将采取有力措施加以推进。我省坚持环保优先、节约优先发展方针，提高能耗和污染物排放标准，在全国率先大幅提高废气、污水排污费征收标准，采取一系列措施加大节能减排推动力度，有效地拉动了市场对节能环保装备（产品）的需求。节能减排的深入推进和低碳经济蓬勃兴起，必将为节能环保产业发展带来前所未有的机遇。我省节能环保产业具有良好的发展基础，但也面临严峻的挑战。发达国家节能环保企业正向综合化、大型化、集团化方向发展，技术向深度化、尖端化发展，产品向标准化、成套化、系列化方向发展。近年来，北京、上海、广东等地一批拥有工程设计和总承包能力的大型环保公司迅速崛起，在大型污水处理厂、城市垃圾资源化处理等领域展示了强劲实力，我省企业的竞争压力加剧。智慧节能环保产业是发展潜力大、带动作用强的朝阳产业。欧美、日本等发达国家经过多年技术和资金积累，环保产业发展基本成熟，在国民经济中所占比重逐年增加，节能产品制造和节能服务业呈快速发展态势。美国、加拿大、日本、欧盟等多个发达国家和地区已开始投入全球性绿色制造行动，将极大推动节能环保产业发展。1.1.2 江苏省智慧节能环保产业基本现状1、部分产品竞争力较强。我省节能环保产品门类齐全，配套能力较强，已初步形成比较完整的产业链。节能装备涌现出一批技术领先产品。常州西电变压器是全国变压器行业十强企业，年生产能力达1000万伏安，已成为我国超（特）高压巨型变压器生产和出口基地；无锡华光锅炉自主开发生产的大型循环流化床锅炉，市场占有率在全国名列前茅。水处理设备具有较强优势。全国水污染防治装备5个中国名牌产品中，我省占4席。大气污染防治设备具有一批特色产品。科林集团自行开发设计的袋式除尘设备，国内市场占有率达18%，连续多年名列国内行业第一；无锡威孚集团是国内规模最大的机动车后处理系统制造商和科技成果转化基地，已形成年产300万升催化剂、100万套机动车尾气催化转化器生产能力，在自主品牌汽车市场的占有率达60%，处于国内行业龙头地位。2、形成一批产业集聚区。苏州、无锡、南京市节能环保产业主营业务收入超过全省的70%。无锡市环保装备产品占全省的61%，节能装备产品占全省的36%，宜兴已形成环保企业集群。南京市节能环保服务业优势明显，占全省的50%。苏州环保高新技术产业园和常州环保产业园已形成一定规模和特色。盐城环保产业园建设启动迅速，建湖、阜宁已分别形成高效电光源、环保滤料产业集群。3、技术研发和应用取得新进展。组织实施节能减排科技支撑行动，重点攻克了一批关键共性技术及装备并实现转化应用。节能领域，在高效清洁燃烧、工业余热利用、高效机电节能等方面取得突破，低温余热汽轮发电机组、新一代电控共轨燃油喷射系统等一批重大节能技术装备及高新技术产品填补国内空白。污水处理领域，南京大学在全国率先突破应用大孔树脂处理高浓度有机废水技术，大幅度提高有机物回收率；久吾高科研发的无机陶瓷膜及其成套设备，不仅取代进口，而且大幅度降低废水处理成本。烟气治理领域，中环工程自主开发的大型火电机组烟气脱硫脱硝核心技术达到国际先进水平，已成功应用于国内近40家燃煤电厂，治理总装机容量达1950万千瓦；国电南自联合其他单位成功开发干法活性焦烟气脱硫技术，打破国外公司对我国的技术封锁，成功应用于国家循环经济示范工程。4、节能环保服务业形成一定基础。全省具有甲级环境工程勘探设计的单位11家、环境工程专业施工承包一级资质单位5家、施工总承包一级资质单位2家、甲级环评资质单位9家、环境污染治理设施运营资质单位130多家。节能服务业发展迅速，已由咨询、检测、培训为主，拓展到设计、审计、评估、诊断、合同能源管理等领域，全省注册节能服务机构达120多家。5、科教资源丰富。全省11所国家“985”和“211”高校中，有10所设立节能环保院系，中科院南京地理与湖泊所、土壤所均设有环保相关专业。省内拥有环保部南京环科所、国电环保院、省环科院等科研院所。建成一批省部级以上重点实验室和技术中心。1.2 江苏省智慧节能环保产业发展思路和主要目标低碳环保已是大势所趋、潮流所向。未来的市场竞争中，只有低碳环保的产品才能更好地满足消费者的需求，才能得到广大消费者的认可。在此生产和消费变革的新时期，在全球各个行业、企业都在重视可持续发展的大环境下，绿色已不再只是一个口号、概念，必须深入贯彻落实科学发展观，以市场为导向、企业为主体、创新为核心，适应循环经济和低碳经济发展新需求，依托节能环保重点工程，突破一批关键技术，发展一批自主品牌产品，培育壮大一批创新能力强、系统集成和总承包实力雄厚的骨干企业。创新产业经营模式，大力发展节能和环保服务业，积极推进资源循环利用产业发展，努力实现产品由低端为主向更加注重高端发展转变、园区由企业集中向创新集群转变、产业由以传统制造业为主向先进制造业与节能和环保服务业互动并进转变，把节能环保产业培育成新兴的支柱产业，使我省成为领先全国并在世界有较大影响的节能环保产业强省。1.3 江苏省智慧节能环保示范工程总体需求1、社会经济发展需求：智慧节能环保示范工程的战略性特征是既能解决可持续发展面临的约束，还应有助于建立与现代化产业相适应的经济结构。 2、政府管理需求：通过提供透明、及时、便捷的数据支持，为相关标准的制定提供数据依据，使环保政策发挥应有作用，更好的实现支持环保业快速健康发展的目的。3、基础设施建设需求：环保基础设施的建设始终伴随着中国城市化得进展，并且速度越来越快，规模越来越大，而且将持续相当长的时间。4、公共服务需求：增强多层次的公共服务，满足多样化的需求；示范工程切实帮助解决企业环境保护方面的实际困难和影响群众生产、生活等方面的环境问题。 1.4 江苏省智慧节能环保示范工程总体构想随着通信网络和计算技术的日益强大，互联网时代以网络业为龙头、设备制造为支撑、服务业为补充的特征将发生变化，逐渐向后互联网时代以服务业为龙头、网络业为支撑、设备制造为补充的特征演变。后物联网时代标志物联网和泛在网将以其基于IP的、无处不在泛在连接技术将带领世界进入后信息化时代，而后信息化除了信息在任何地方、任何时间和任何人、任何物体之间流动外，最主要的时代特征是将其获取、处理、传输和控制信息的特征提升到高效地应用信息。“智慧节能环保示范工程”的建设正是瞄准后信息化与后互联网的时代特征，通过科学设计和健全的信息综合平台，实现核心信息系统、商业信息系统、服务信息系统、包括传感器/计算机/手持设备等各类信息终端之间的互联与智慧互动。当然，智慧节能环保示范工程的建设面临的承载网络和关键技术等诸多问题可以通过不同技术路线或手段解决，但智慧节能环保示范工程的核心始终脱离不了服务与应用。智慧节能环保示范工程的核心工程“节能环保智慧服务平台”也将面向应用开发建设，以环境监控为切入点，逐步建立辐射全省乃至全国的智慧服务体系，形成新兴信息产业链。这种构造不仅为新兴经济领域寻找、开发和运作的增值服务提供大环境，也力图营造发展商机，吸引包括网络运营商、设备制造商在内的从产业高端到中间环节的进入者。简言之，智慧环保系统将连接更广泛的人和物，通过融合信息与开发服务，极大地增强各相关信息系统之间的相关度，高效地提升信息生产、利用、沟通、交流过程的效能，以信息组织、应用形式和智慧信息服务的革新，推进污染减排、加强环境保护，实现环境与人、经济乃至整个社会的和谐发展。2 江苏省智慧节能环保示范工程指导思想与建设目标2.1 江苏省智慧节能环保示范工程指导思想国家将“节能环保产业”作为“十二五”期间七大战略性新兴产业之一，为全面贯彻落实江苏省建设“智慧节能环保示范工程”方针策略，以信息化助推“智慧节能环保”建设为基本目标，明确把实现节能环保智慧化作本次智慧节能环保示范工程建设的核心内容，制定和实施基于物联网技术“智慧节能环保”信息化发展战略和工程建设方案。以“节能环保智慧服务平台”的建设实施为中心，以智慧化信息服务业为龙头，用崭新的技术与商业运营概念构建“后互联网”时代的智慧型信息服务。通过智慧服务信息体系的建立与应用，为现有信息系统综合化、拟建信息系统统筹化提供坚实的基础，促进环保产业从多部门、多因素、多层次的规模性结构向优化升级运营、制造、服务三大主业的集约性结构跨越发展。 紧跟前沿信息科技与技术的前进步伐，全力打造“智慧节能环保”的核心节能环保智慧服务平台。通过“融合的网络、共享的资源、集成的业务、异构的用户、智慧的服务”服务平台体系架构，支撑信息服务由通信与互联网主导的“重技术、重传播、重供应”向由物联网主导的讲究“服务”、“满足供需”、“智慧共享”的阶段迈进，扩大并强化“基于后互联网时代以拟人性为特征的综合服务智慧化”的现代信息服务产业链。2.2 江苏省智慧节能环保示范工程建设目标智慧节能环保示范工程建设的总体目标是：1、将产、学、研、用贯穿发展，瞄准市场需求和产业导向明确的重点领域，通过实际应用带动智慧节能环保产业突破瓶颈制约，建立并完善产业链条，推动产业规模的持续发展，实现节能环保产业向价值链高端攀升。2、充分发挥新一代信息技术战略产业的发展优势，提出节能环保战略产业的信息化解决方案，推动节能环保产业的发展与建设，实现节能环保产业服务的智慧化。3、通过必要的技术革新和项目升级改造，在完善已有环境保护监测设施的基础上，引入“节能环保智慧服务平台”的融合服务平台理念，围绕“融合共享、智慧服务”的核心技术思想，建立节能环保的融合信息平台，提供满足国家高效节能、先进环保和资源循环利用需求的智慧化服务。4、通过建设“节能环保智慧服务平台”，提供智慧节能环保服务，实施智慧节能环保重大示范工程，推进江苏全省的高效节能、先进环保和资源循环利用产业化。5、“节能环保智慧服务平台”将结合物联网技术对水体水源、大气、噪声、放射源、废弃物等进行感知、处置与管理，建设成为一个集智慧感知能力、智慧处理能力和综合管理能力于一体的新一代网络化智慧环保系统，旨在推进污染减排、资源循环利用、加强环境保护，实现环境与人、经济乃至整个社会的和谐发展。6、通过本次产业应用示范工程建设发展，重点打造智慧节能环保产业,使之成为新兴支柱产业，以支撑环境质量改善和提高产业核心竞争力为目标，加强技术攻关，着力攻克一批关键技术，将现有的优势明显、具有特色的项目、工程转变为国家标准，为制定新一代环保行业信息化标准体系和规范做出引领性行业示范。7、通过本次产业应用示范工程，引导产业模式转变，积极培育市场，加快重点领域产业化和市场化应用，促进节能环保制造业与服务业互动发展，满足环保工作对物联网的需求以及环保工作目前迫切需要的应用。为加速节能环保产业发展，促进全省环保产业和信息化融合、探索构建具有江苏特色的节能环保信息化发展体制机制。通过：形成泛在网络环境；构建统一共享平台；实现智慧节能环保；推动环保产业发展；促进新兴产业发展为将江苏环保系统建设成为信息化特点鲜明、发展势头强劲的国家级环保系统提供全面的支撑2.3 江苏省智慧节能环保示范解决方案建设原则1、统一领导，统筹规划。加强政府对智慧节能环保示范工程建设的组织领导，充分发挥政府的政策引导和制度保障作用，做好总体规划，有计划、分层次地协调推进。2、应用主导，服务需求。以需求为主导，充分发挥市场机制配置资源的基础性作用，探索成本低、实效好、带动作用强的环保信息化发展模式。围绕建设智慧节能环保产业发展方针，着力打造环保信息化服务和产业发展特色，强力支撑江苏省环保产业的建设。3、集约建设，互联共享。加快环保信息化基础网络和环保信息交换共享平台的建设，通过政府的引导作用，推动集约化发展，推动环保信息资源的有效整合与共享交换。推进环保基础设施、环保信息资源、应用系统等整合，逐步消除信息孤岛，促进跨部门、跨领域、跨地区的资源共享。4、创新体制，提高效率。完善环保信息化管理体制和协同推进机制，创新环保信息化项目建设。探索低成本、高效率的发展模式，建立健全有利于环保信息化发展的环保相关政策和法规体系。推进环保产业信息化发展，使得环保服务快速及时到达需求方。以适应不同需求、特色实用的信息化应用，充分受信息化带来的便捷和高效。5、突出重点，递进发展。以建设“全国一流的节能环保体系”为龙头，重点推动环保监测、节能减排以及资源循环利用等信息化建设，带动环保产业的全面发展。按照实际需要与技术基础条件逐步建设应用系统，注重环保信息系统的可扩展性和可重构性，确保现有以及未来应用能以逐一递进的方法嵌入，做到信息平台可持续滚动扩展。6、规范标准，保障安全。加快环保信息化规范标准的制订和实施，坚持全省环保信息化标准的统一；在建设过程中，优先“等效采用”已有国内标准；若遇创新型技术体制，则可通过国内外标准化组织争取本系统的技术体制率先成为国内、国际标准。采取科学有效的技术和管理措施，做到物理、网络、系统和信息安全一起抓，确保我省环保信息化安全，并正确处理环保信息化安全与环保信息化发展之间的关系，以安全保发展，以发展促安全。3 江苏省智慧节能环保示范工程核心工程“节能环保智慧服务平台”建设方案3.1 “节能环保智慧服务平台”总体架构“节能环保智慧服务平台”的设计思路是面向应用、面向需求、面向社会公众，构建一个以节能环保智慧服务平台为核心、可运营、可管理、可控制的智慧化综合信息服务系统。节能环保智慧服务平台由统一应用服务（综合服务平台）、应用业务支撑（融合信息平台）、统一通信网络（泛在宽带平台）、以及终端感知延伸（异构虚拟终端平台）四个虚拟平台支撑，形成节能环保智慧服务供需双方都可操作的大平台，以与具体业务无关、可扩展、可重构、灵活便捷而又安全可靠的信息服务运营体系和技术体系支撑面向社会、面向行业的各种可见的智慧节能环保信息化系统应用服务，以及面向未来的新型智慧服务。3.1.1 “节能环保智慧服务平台”体系结构“节能环保智慧服务平台”的体系结构为（如图3.1所示）：自上而下分为综合服务、融合信息、泛在宽带网络、异构终端四个虚拟平台，再加上运营管理系统和信息标准共六大体系。通过物联网“深入感知、广泛互联、高度智能”的特点，实现对节能环保的高度智慧化、自动化、端到端的支持。图3.1 节能环保智慧服务平台体系架构异构终端虚拟平台。主要负责服务环境中的信息采集和输出，通过网络的广泛互联，形成一个无所不在的虚拟终端系统，是系统直接与人和物交互的设备环境。宽带泛在网络平台。将为各种底层信息资源，如视频信息、监测数据等等，提供传输与信息预处理通道，为最终客户和“节能环保智慧服务平台”的上层结构（信息和综合服务平台）提供综合的、虚拟的、组织良好的信息基础结构。融合信息虚拟平台。是节能环保智慧服务平台的核心，对来自其他平台的数据进行存储、交换、挖掘、处理与融合，为广泛的智慧应用提供开放的、综合的信息。综合服务虚拟平台。是一个整合各行业服务以及各级政府职能的协同服务平台，以与具体业务无关、可扩展、可重构、灵活便捷而又安全可靠的信息服务运营体系和技术体系支撑面向社会、面向行业的各种可见的以及未来的智慧节能环保信息应用服务。上述平台都是在充分开放的环境下运行的，整个系统既可以向外部提供开放的服务，也可以使用外部开放的服务完成自己的功能。各平台之间的关系如图3.2所示。图3.2 节能环保智慧服务平台结构3.1.2 “节能环保智慧服务平台”基本功能1、通过利用现代通信和信息技术，实现省内一体化环境监测，以及信息接收、记录和上报，完成常态下的环境监测管理和非常态的环境报警与应急指挥。2、通过汇总、分析、图标等多种方式提供统计分析功能，为管理、决策等功能提供基础数据。 3、通过数字化的环保管理系统，对省市及企业各种污染预案进行动态管理，并提供各种科学的预案预警，对重大污染源进行审核及动态监管，为各种突发污染事件提供紧急应急方案。4、通过信息查询分析、事故后果模拟分析、救援路径分析、GIS地图功能等，对重大污染事件和应对行动中，对信息综合集成、分析模拟、评价评估，为省市环保决策提供决策信息和技术支持。5、通过开放的数据接口对民众开放部分数据，满足民众对环境参数知情权的需求。6、通过一系列接口保证系统的兼容性和延展性。保持系统对上、对下、对平级都能有很好的兼容和延展。3.2 异构终端虚拟平台3.2.1 平台功能本平台中引入虚拟终端概念，将标准制式、处理能力、软件环境的各不相同的网络或能力、形式各异的信息终端，通过功能与业务转换，映射或组合为相容的虚拟终端，在智慧服务系统的控制下协同完成 泛在信息感知与交互以及虚拟终端的管控。异构终端虚拟平台是“节能环保智慧服务平台”提供的一个能够融合各种异构终端的虚拟环境，它包含供用户申请服务的通信终端（固定/移动电话机、数据收发信机、计算机、PDA等）和传感终端（摄像头、各类监测仪器等）。异构终端虚拟平台是“节能环保智慧服务平台”直接面向各种物理终端的接口，用户利用各种物理终端通过此平台进入“节能环保智慧服务平台”申请、享受各项服务。各种监测设备亦是通过该平台将数据接入“节能环保智慧服务平台”。图 3.3 异构终端虚拟平台功能示意图异构终端虚拟平台对进入“节能环保智慧服务平台”的各种异构终端完成智能感知、统一身份标识、统一身份认证等功能。1、智能感知：异构终端感知是“节能环保智慧服务平台”实施智能服务的最关键神经元，异构终端虚拟平台采用无线方式互联泛在部署的传感器节点，在智慧节能环保服务网络的边缘构建无线传感器网络，主动感知各类终端信息、将末梢感知的终端信息数据汇聚通过网络平台传送至信息平台或服务平台。进行自然人之间、人与物之间甚至物与物之间的原始感知信息的筛选、合成、变换、暂存和转发，由此形成智慧节能环保服务网络的大环境。2、统一身份标识：为了屏蔽不同终端、不同用户之间的差异，登陆“节能环保智慧服务平台”的每个终端、用户都是 “节能环保智慧服务平台”的虚拟终端设备，通过虚拟终端设备从运营者处获得唯一终端ID标识，从而获得了在“节能环保智慧服务平台”上唯一的身份认证以及享受“节能环保智慧服务平台”各种服务的接口。3、统一身份认证：异构终端进入“节能环保智慧服务平台”后，异构终端虚拟平台自动获取用户终端ID信息，并与信息平台中已存储的信息进行匹配，进行身份认证以及鉴权，终端在认证后即可在“节能环保智慧服务平台”中享受其身份权限内的各项智能服务。对于监管部门等高权限用户，为防止身份信息丢失或被他人盗用，可以进行2维或3维身份认证。除了通过账号密码，还可同时通过指纹、瞳膜等进行多维信息采集、信息综合、信息匹配。对于公众等一般用户，可通过登录账号密码等进行身份认证。3.2.2 平台构架异构终端虚拟平台是“节能环保智慧服务平台”直接与人和物交互的设备环境，其结构主要由三部分组成，如图3.4所示。图3.4 异构终端虚拟平台架构异构终端接入层。异构终端接入层是异构终端虚拟平台底层的异构终端接口，将异构的通信终端、传感终端，如LCD屏幕、用户手机、电脑存储器、RFID读卡器等各种终端设备，摄像头、指纹识别、GPS等各种传感终端接入平台，该接入层可实现最广义的信息采集功能，是整个平台构架的底层触角。逻辑终端适配层。 逻辑终端适配层是一个逻辑层次，是遵循一定可扩充标准的单元输入/输出功能的软件功能。逻辑终端适配层将各种类型的异构物理终端统一成一个可扩充的标准逻辑终端集合，这样各种开放、异构的应用可以在不处理终端内部细节的情况下，进行数据的采集和输出。逻辑终端适配层同样可将不属于终端的设备改造为具有终端外观的逻辑设备。虚拟终端信息处理层。建立在终端适配层基础上，由各种信息和数据处理软件构成终端服务。对于采用不同技术，来自不同厂家，具有不同信息格式的终端，通过逻辑终端适配层之后，形成统一的功能抽象终端功能，而虚拟终端信息处理层是在此基础之上的信息统一抽象处理，完成身份认证、权限鉴别等处理。上述几个层次是在提供共享、开放服务时发挥作用的，目的是提供全省环保节能范围内泛在的感知和系统输入输出，并为使用的方便提供虚拟的终端或传感功能。虚拟终端平台从以下几个性能体现其虚拟和泛在的理念：1、根据不同具体情况，灵活地使用不同技术手段，完成应用所需的输入输出功能。例如，在进行身份识别时，可以用RFID、生物识别技术、手机标识等，只要是能得到的具有身份识别功能的设备和技术都可以为我所用。2、不同服务中终端功能的共享。例如，同一个摄像头传感既可以为安全监控服务所使用，也可以为环保设备监测所使用，即可以作为两个不同服务的终端功能使用。3、根据服务的需要进行重组和重新配置。在“节能环保智慧服务平台”的服务实施时，终端可以根据服务的要求进行重组和重新配置。4、异构终端的统一抽象。对于采用不同技术，来自不同厂家，具有不同信息格式的终端，通过适配和中介，形成统一的功能抽象终端功能，为不同的服务使用。例如，一个大气污染源监控系统可以通过适配和中介，将不同厂商生产的气象参数传感器作为统一的虚拟气象参数传感器使用。5、跨越物理设备的虚拟终端。例如，用多个温度传感器形成温度场传感器，用多个低精度传感器通过一定的算法形成一个高精度传感器，用多个摄像头形成一个高清晰摄像头、立体摄像头或全景摄像头，用多个终端形成多功能、多媒体终端等。6、用软件辅助的方式，将原有物理设备改变为更加智能、功能更加丰富的虚拟终端，实现虚拟的复杂信息采集和展示。3.2.3 关键技术虚拟终端是一个分布式系统，通过聚合周围环境的设备，并能根据环境上下文信息的动态变化自适应地进行能力合成，藉此向用户提供丰富的业务体验。异构终端虚拟平台上将实现异构终端的重组，终端的统一抽象，终端功能综合共享，为此，异构虚拟终端涉及各种复杂的传感技术、虚拟现实技术、显示技术、生物电子技术，也涉及各种先进的算法，例如图像处理算法、参数校准算法等。3.3 泛在宽带网络平台3.3.1 平台功能泛在宽带网络是“节能环保智慧服务平台”运行的中枢干道，它为信息平台、服务平台和终端平台之间提供有效的传输通道，保证它们之间的互联互通，为“节能环保智慧服务平台”的传输层提供了有力的保障。本方案将在完善包括光通信与无线通信在内的泛在、宽带、可靠连接，并在政府主导下，以资源共享为目标，实现不同网络系统的融合。宽带网络融合应支持网络能力的开放性，通过与具体网络无关的应用编程接口，将网络拥有的各种业务能力封装成业务引擎，提供给智慧化节能环保服务系统使用。本方案建议采用下一代网络的开放式业务接口技术，向智慧服务系统提供透明的网络与业务能力，并根据各种不同的泛在应用，提供有利于网络资源的融合的业务路由和寻址、网络负荷均衡、网络性能统计等综合的网络业务管理功能。3.3.2 平台架构 泛在宽带网络平台将不同运营商、不同技术的网络融为一体，通过各种网关组成虚拟的路由、接入和传输技术，完成终端信息、应用信息和数据、服务组合与调用以及各种信息安全技术所需的泛在、一体化、对带宽和其他通信能力充分应用的虚拟覆盖网络，这种网络结构示意图如图3.5所示。 图3.5 泛在宽带网络融合结构示意图基础网络。即目前已经存在的由不同运营商经营的公众通信网。是由接入，交换（路由）和传输组成的能够实现端到端动态链接的网络。中间件能力。使用P2P、网络动态感知、网络代理等技术形成覆盖网动态使用基础网的中间层，完成对网络的感知，并根据感知的结果动态使用各种资源，以最优的方式实现服务所需的信息传输功能。覆盖网。根据服务的需要，通过中间件技术的改造形成的“节能环保智慧服务平台”网络平台。覆盖网的关键是将服务对通信的需求映射成对网络的组织功能。例如，服务的需求包括带宽、时延、时延抖动等。覆盖网根据这种需要，在其能够接入的资源范围内寻求最佳的网络动态配置，然后通过中间技术实现这些配置。图3.6 泛在宽带网络平台架构图中，感知延伸层包括通过各种有线或无线网络技术所构成的个人网，企业网、政府网、监测站点网络、传感器网等。比如传感器网络可以通过有线或近距离无线网络通信技术蓝牙、Zigbee等等相互连接、交换传送传感数据的传感器节点所构成的局域网络。 感知延伸层的数据通过家庭网关、企业网关、传感器网络网关等接入到网络层。根据需要这部分将是“节能环保智慧服务平台”建设的内容之一。网络层，包括现有的各种异构接入网络，例如2G/3G/超3G移动接入网、有线/无线宽带接入网、HFC/卫星直播/地面无线接入网等等,通过各种异构接入网络能力使得用户随时随地使用公众电信网、互联网、行业专用网络，满足用户的业务需求。网络层通过中间件平台提供开放的接口和信息平台和管理系统相连。现有的各个异构网络之间广泛地互联、互通，接入技术之间有效地协同工作，通过网络融合实现信息的传输、协同和处理，从而实现广域上的虚拟覆盖网络平台。实现为个人和社会提供泛在的，无所不含的信息服务和应用的“节能环保智慧服务平台”3.3.3 关键技术泛在宽带网络的平台建设要求以资源共享为目标，实现不同网络系统的融合，为智慧服务提供移动化、宽带化、IP化的信息透明传输平台。因此，作为感知延伸层中实现信息智能感知的末梢关键技术有：适用于低功耗松散网络环境下的轻量级IPV6协议，近距离无线通信技术，包括低速物理层和MAC层增强技术要求，泛在延伸网络层和应用层技术要求；作为网络层中实现异构网络融合的主要关键技术有：网络宽带接入技术；核心传输网相关技术；核心承载网相关技术；WiFi共享接入技术；热点区域共享无线接入；扩大覆盖区域；泛在网IPV6相关技术；M2M应用通信协议技术。3.4 融合信息虚拟平台3.4.1 平台功能融合信息虚拟平台是“节能环保智慧服务平台”的核心，是整个系统的计算中心，相当于人体的“大脑”，起着记忆和决策的关键作用。因此，本平台也是“节能环保智慧服务平台”的特色之所在，承载着“节能环保智慧服务平台”智慧化的核心任务。融合信息虚拟平台基本功能可分为信息的存储、交互、共享、分析、处理和决策等。通过异构终端虚拟平台深入的感知和泛在宽带网络平台广泛的互联，融合信息虚拟平台将会获取海量的原始数据信息，首先要对这些原始信息进行生成处理以统一标准、统一格式、统一编码；然后将这些标准化的信息进行分布式的存储到各类业务数据库中；再次，一旦用户提出某种服务需求，即可根据综合服务虚拟平台提供的服务特征和服务规则等启发式地检索相关的信息并产生相应的服务指令（或决策），将其发布给服务提供者或用户自身。3.4.2 平台架构区别于传统的信息系统，本信息平台应建设为开放的信息服务体系，具有如下特点：无明显边界；建设时无具体明确的需求；组成部分不受全局控制，与总体不一定一致；自治管理；具有多属主；可不断演化等等。因此，本平台的层次结构如图3.7所示。图3.7 开放的信息平台层次结构由上述层次结构可将融合信息虚拟平台划分为两大功能: 存储功能和计算功能。具体而言，两大功能可进一步细化为如下功能：信息生成处理功能；信息分类存储功能；信息检索功能；服务生成功能；信息决策功能；信息发布（决策执行）功能。下面分别描述之。信息生成处理功能：到达融合信息虚拟平台的原始数据种类繁多、数量巨大：可能来自于不同的终端节点、不同的传输网络，不同的应用领域；也可能具有不同的数据类型，不同的数据格式、不同的编码方式。多源、异构、海量的原始数据需要通过中介和适配等生成处理操作使不同来源、不同格式、不同模型的数据根据系统的规范统一起来，屏蔽其下层异构性，形成抽象的、统一格式和模型的面向内容的数据（例如关系数据）。信息分类存储功能：建立信息和数据的分类以及根据这种分类建立开放的数据目录。这样产生的面向内容的数据根据其内容的某一属性（如服务、地域等）分别存储在不同类的数据库中。这样，既可以有效降低单个数据库的存储压力；又可以大大提高信息检索的效率。信息数据目录将以多维方式建立，根据数据内容的不同属性将数据以二维、三维（甚至更多维）分类方式进行存储。信息检索功能：一旦有某一类服务需求到达融合信息平台时，本模块即可根据综合服务虚拟平台提取的此类服务的特征和信息分类存储的方式快速地检索到相关的数据信息。服务生成功能：在信息检索模块获取到相关数据信息的基础上，本模块依据综合服务虚拟平台提供的服务的组合策略和规则，利用广义编程的方法将各相关信息组合成完整的面向服务的信息。信息决策功能：根据综合服务虚拟平台提供的服务特性和服务生成模块产生的服务信息，本模块智能地作出判断和决策，产生相应的指令。本模块为融合信息虚拟平台的核心，应建立完善决策系统，具有学习、自适应、预测、判断、决策能力。信息发布（决策执行）功能：在信息决策模块作出决策的基础上，本模块负责决策的执行和信息的发布。如果仅是为用户提供某类服务信息，本模块直接将服务信息发布给用户；如果涉及到服务提供者，本模块将决策指令发布给服务提供者予以执行，并通知用户。本平台各功能关系图如图3.8所示。图3.8 融合信息平台功能关系图3.4.3 关键技术“节能环保智慧服务平台”的融合信息虚拟平台采取分类、适配、中介等措施，按照使用者的要求对数据进行整合，用户可以根据其需要索取经过整合的信息。同时，“节能环保智慧服务平台”的运营支撑也充分应用融合信息虚拟平台提供的信息，进行用户识别、综合信息和网络管理、知识库建立、计费结算等重要操作。融合信息虚拟平台中的数据和信息并不是集中存放的私有或专有数据，而是建立在开放环境下广泛分布的共享开放数据的基础上的，用户以使用服务的方式对这些数据和信息进行接入。实现上述能力主要依靠的技术是：1、数据的分类组织和开放目录技术：信息融合平台提供以环保信息为主体同时包括交通、建筑等在内的共享节能环保资源库；面向全省环保资源提供单位、组织、个人等多层次全方位的大型综合信息应用平台；提供各类应用信息的统一展现门户，因此，该信息平台应采用分类组织和开放目录技术，由省内各监管部门、企业和相关组织共同维护与建设的信息平台，并依照网页的性质及内容来分门别类。2、数据适配技术：信息融合平台需要有一个数据处理层对来自原始数据和数据采集层的数据进行处理。该层将采用数据适配技术使不同来源、不同格式、不同模型的数据根据系统的规范统一起来，形成抽象的、统一格式和模型的系统数据（例如，关系数据）。这个层次屏蔽了数据格式、模型、分布位置的不同。3、数据中介技术：由于融合信息平台是个开放的系统，必须要实现不同类型的数据库、操作系统以及通信协议的共存和协同运作。数据中介提供了在分布式环境中保证操作系统、通信协议、数据库等之间进行对话、互操作的应用程序访问技术，如JDBC，ODBC等技术，使应用程序与DBMS之间在逻辑上可以分离，使应用程序具有数据库无关性。JDBC技术提供JDBC API，每个应用程序利用该API中的方法就可以访问不同的数据库系统，存取多个数据库中的数据。4、数据挖掘和分析技术：数据挖掘是一种新的商业信息处理技术，其主要特点是对环保数据库中的大量业务数据进行抽取、转换、分析和其他模型化处理，从中提取辅助突发应急时间决策、节能决策等相关决策模型的关键性数据。 融合信息平台进行信息处理和信息决策时将采用该技术。5、网络信息检索技术：网络信息检索一般指因特网检索，是通过网络接口软件，用户可以在终端查询“节能环保智慧服务平台”的信息资源。这一类检索系统都是基于互联网的分布式特点开发和应用的，即：数据分布式存储，大量的数据可以分散存储在不同的服务器上；用户分布式检索，任何地方的终端用户根据所持权限都可以访问存储数据；数据分布式处理，任何数据都可以在网络上的任何地方进行处理。 6、数据安全和备份技术：信息数据是“节能环保智慧服务平台”的生命线，如何保护好融合信息平台里存储的数据，保证系统稳定可靠地运行，并为业务系统提供快捷可靠的访问，是系统建设中最重要的问题之一。 为了保障重要信息系统的安全，重要信息系统的建设要充分考虑灾难发生后的抗毁性与灾难恢复能力，信息平台将采用数据安全和备份技术。7、知识库技术：融合信息平台的最终目的是为了给用户提供智慧化的业务和服务支持，因此将不满足于数据处理和控制，开始进入知识处理领域。知识处理除了管理大量的数据，需要利用人类从自身活动中积累的大量知识。利用文档管理将知识具体应用到实际生产中的过程，发挥其知识服务功能是建立文档知识库的目的。知识库是人工智能(AI)和数据库技术相结合的产物，将知识以一致性的形式进行存储的机构，其中的知识是高度结构化的符号数据。3.5 综合服务虚拟平台3.5.1 平台功能综合服务虚拟平台就是一个整合各行业服务以及各级政府职能的协同服务平台，协同的思想就是通过打破各种资源之间的壁垒和边界，提供一个统一的和畅通无阻的管理“通道”，实现对资源配置和开发的最优化。它涉及服务的入驻和服务的共享两个层面。服务入驻是根据各种服务供应商的意愿，由政府监管，按照一定的协议、政策和规范加入综合服务平台的服务联盟中，加入该联盟的公司、企业或者运营商所提供的服务会被用户根据权限泛在共享，而客户端感觉不到任何的服务间断和转换。服务共享则是提供对各个服务环节进行整合的方案，使得综合服务平台可以面向整个服务过程来进行管理。表面上看在平台中还是采用某个模块或某个功能来完成服务环节的某个要求，但这些资源可以实现各种关联，当用户由于某个目的触发一个应用的时候，相关的资源可以随之被调动，并完成相关数据的更新。综合服务虚拟平台的功能主要包括：支持服务使用者通过统一的门户进入“节能环保智慧服务平台”；为各类环保信息服务系统（如节能服务、污染源监测服务等）入驻智“节能环保智慧服务平台”提供简便快捷的进场手续和技术接口；提供便利的服务生成工具和开发、组合环境，确保服务的快速生成和正确交付；通过“节能环保智慧服务平台”运营支撑系统，在服务运营者、服务提供者和服务使用者之间形成慧服环保务价值链。3.5.2 平台架构鉴于以上的功能需求,综合服务虚拟平台由统一的接入门户、多类型二级服务门户、各行业应用系统和服务关联管理系统组成。综合服务平台的总体架构示意图如下图3.9 所示。图3.9 综合服务虚拟平台总体架构统一接入门户。统一接入门户又分成两类，一类是面向普通服务需求用户，包括各级监管部门、企业、公众；另一类是面向服务开发者。用户门户向终端用户提供应用展现、应用查询、应用购买、用户信息设置等功能。用户门户包括WAP门户、WEB门户等，具体取决于用户的接入终端。开发者门户以WEB方式向开发者提供开发支撑，包括向开发者提供应用开发环境、应用测试环境、技术支持、应用的审核和引入等。 多类型二级门户。多类型二级门户是指已有的节能环保服务门户、电子政务门户等，它们可以通过统一接口直接接入“节能环保智慧服务平台”，无需二次包装，直接推向用户。服务关联管理系统。服务关联则是提供对各个服务环节进行整合的方案，使得综合服务平台可以面向整个服务过程来进行管理。表面上看在平台中还是采用某个模块或某个功能完成某个服务环节的要求，但每一种“服务”分别定义独立的属性（如服务应用的时间点）、关联关系，最终在门户服务中进行重新组织，并进行应用展现。3.5.3 关键技术鉴于不同业务或服务整合前隶属不同的应用系统，因此综合服务虚拟平台采用面向服务的体系结构（Service Oriented Architecture，简称SOA）实现对异构应用的集成，见图3.10。图3.10 面向服务的体系结构在该集成环境中的应用系统通过集成程序体现，这些程序提供各个子系统的应用服务，也是集成环境中最有价值的部分。SOA把集成程序进一步分解为业务逻辑（即服务）以及服务的入口点，通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。 基础结构管理服务：支持业务系统运行的各种基础设施管理能力或服务，如安全服务、目录服务、系统管理和资源虚拟化。 开发服务：集成的开发工具需要有标准的工具框架，这些工具不仅能够支持来自多家厂商的开发工具，同时是能够支持整个软件开发周期的开发平台，包括从需求分析，到建模、设计、开发、测试、实施和维护全面的工具支持。 业务创新和优化服务：支持业务流程管理（BPM）。业务流程管理（BPM）是一种新型管理理念，它从“节能环保智慧服务平台”顶层的视角分析服务平台运营过程，对服务运营中的每个过程进行统一管理，对各个过程所需各种资源进行统一调度，实现“在合适的时间将合适的任务交给合适的人处理”的理想目标，并允许管理者对业务的执行过程进行跟踪、分析、改进以达到优化运作过程的目的。由于BPM强大的业务流程管理功能受到复杂的IT系统的制约（如各式各样的运行系统可能来自不同的平台、使用不同的通讯协议），所以需要通过SOA集成、整合不同系统方面无于