CN117196921B - 基于cim的智慧城市数据资源可视化管理***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***及方法，***包括数据中台、一网统管模块和一屏统览模块；数据中台用于收集和整理智慧城市相关的数据，并基于CIM模型对数据进行统一存储和应用；一网统管模块用于对数据进行融合提取，基于CIM平台集成和协同管理各部门的信息化***；一屏统览模块用于数据的可视化展示、统计和分析，包括1个主屏和若干个专题屏。通过建设数据中台，实现云控中心数据底座，促进各***数据互联互通，通过一屏统览模块、一网统管模块辅助领导决策，提升数据利用效能，推进智慧城市信息化、智慧化建设；全面、综合反应各业务板块现状和关键指标，实现数据资源的可视化管理。
Description
技术领域
本发明涉及智慧城市技术领域，尤其涉及基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***及方法。
背景技术
智慧城市是物联网和数字城市结合的产物，它利用新一代的信息技术，在城市大数据的基础上提供智能分析和智能服务，收集、存储并分析智慧城市大量数据，以整合化、***化的方式管理城市运转。
目前的城市管理***中，数据信息孤岛情况严重，各部门信息化***独立运作，缺少统一的信息交换标准，***之间不能相互连接，信息横向传递十分薄弱，信息交互和流程作业完全线下操作，效率低下；且各部门信息化***均有各自的数据标准、结构，数据无法在统一维度上展现，需导出、加工、再录入；同时无法实现重大事项的事前预警、事中管控和事后分析。
发明内容
针对各部门信息化***、各业务板块的核心运营指标和监控指标未能实现全面、及时掌握的问题，本发明提出基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***及方法，全面、综合反应各业务板块现状和关键指标，实现数据资源的可视化管理。
为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：
基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***，所述***包括数据中台、一网统管模块和一屏统览模块；所述数据中台和一网统管模块、一屏统览模块两两建立通信连接；
所述数据中台用于收集和整理智慧城市相关的数据，并基于CIM模型对数据进行统一存储和应用；
所述一网统管模块用于对数据进行融合提取，基于CIM平台集成和协同管理各部门的信息化***；还包括建立城建视频监控平台，用于对安全隐含排查、应急指挥调度进行智能化管理；所述城建视频监控平台接入的视频包括：LNG及高中压场站的燃气视频，记录隧道内实时路况的隧桥视频，用于桥梁设施监控的市政视频，分布在环卫集团和厂区、除雪设备和皮卡车终端的环卫视频，分布在灰渣填埋场、泥浆综合处置中心、废弃物处置中心、生活垃圾转运站的环境视频；
所述一屏统览模块用于数据的可视化展示、统计和分析，包括1个主屏和若干个专题屏；所述1个主屏用于展示城市基础设施建设、城市运营、产业投资和资产运营、环境产业、智慧城建五大板块建设情况，所述若干个专题屏包括智慧公交分屏、智慧燃气分屏、智慧工地分屏、智慧隧桥分屏、垃圾分类分屏、智慧停车分屏、建筑用品再利用分屏、智慧公用分屏、智慧照明分屏和智慧市政分屏。
优选地，所述数据中台包括数据获取模块、数据处理模块、数据存储模块、数据接口模块和数据应用模块；
所述数据获取模块用于采集交通数据、环境数据、能源数据、基础设施数据、社会数据和安全数据共同构成CIM数据，并通过标准化的接口进行数据接入；所述交通数据包括车辆流量、道路拥堵情况、停车位利用率，所述环境数据包括空气质量、噪音水平、温度湿度，所述能源数据包括用电量、用水量、能源消耗，所述基础设施数据包括公共设施的使用情况，所述社会数据包括人口普查数据、社会福利数据，所述安全数据包括视频监控数据、警报***数据；
所述数据处理模块用于对所述CIM数据进行数据清洗；
所述数据存储模块用于构建CIM基础数据库分类存储CIM数据；
所述数据接口模块用于连接所述数据存储模块和数据应用模块；
所述数据应用模块用于接收用户请求，通过所述数据接口模块对所述数据存储模块的数据进行调用和管理。
优选地，所述数据中台还包括数据集成、数据开发、数据运维、数据地图和数据服务；
所述数据集成具体为通过可视化界面构建数据同步任务，并提供同步监控功能；
所述数据开发具体为通过可视化界面创建任务，配置任务之间的依赖关系，完成数据ETL开发流程；
所述数据运维包括运维概览、任务管理、实例运维和智能告警四个部分，运维概览用于用户了解当天任务运行情况；任务管理用于用户查看当前已发布的任务列表以及任务详情信息和DAG依赖关系图，对任务进行冻结、解冻、设置报警、责任人转让和补数据操作，补数据操作指一段时间内的数据重刷；实例运维用于用户查看任务实例表及各个实例状态、实例类型、开始时间、结束时间、运行时长、计划执行时间和责任人信息，针对单个实例进行重跑、重跑下游、终止运行操作，以及查看当天实例DAG图情况，智能告警用于用户配置报警规则来监控任务的运行情况，包括告警方式、告警次数、间隔时间、免打扰时间，以及告警对象；
所述数据地图用于提供表元数据的管理和权限管理，包括表检索、表管理和权限管理，所述表检索用于用户根据查询条件检索到自己需要的表，并收藏或申请该表的访问权限，查看表的详情信息，并进行数据预览操作，所述详情信息包括表的基本信息、存储信息、字段信息、产出信息、血缘信息；
所述数据服务包括三种创建API的方式：向导模式、脚本模式、注册模式，以及API的权限管理和API监控；向导模式为针对单表进行API开发，用户通过选择数据源、表、输入字段、输出字段、是否分页的配置完成API开发；脚本模式为通过自定义SQL方式完成复杂API开发；注册模式用于把已经存在的接口注册到网关统一进行API管理。
优选地，所述数据中台还包括数据质量和数据驾驶舱功能；
所述数据质量用于对过程数据和结果数据进行正确性校验，包括概览、规则配置和监控查询；概览用于展示近期产生的告警总数、告警数最多的数据表以及整个平台产生的告警增减趋势；规则配置用于进行表级别、字段级别的规则配置，配置完成后通过调度***触发数据质量的规则校验，所述规则配置包括表行数、字段唯一值个数、字段空值个数、字段重复值个数、字段离散值个数；监控查询用于查看数据质量的规则校验的执行结果，用户能够查看每次校验是否通过，以及具体到各项检测指标、全表指标的发展趋势；
所述数据驾驶舱用于通过图标、地图、仪表盘的方式集成、展示和分析智慧城市的各类数据，了解城市的运行情况、问题及趋势，并进行数据驱动的决策和规划。
优选地，所述对数据进行融合提取，具体包括：
获取CIM数据，对所述CIM数据进行一次一维时间卷积，获取时间信息，并添加位置编码PE，在后续计算中能够保留时间信息；
所述一维时间卷积公式如下：
F′(T，A，V)＝conv1D(F(T，A，V)，k(T，A，V))∈Rl(T，A，V)×d(T，A，V)；
式中，F′(T，A，V）为一维时间卷积后的数据，F（T，A，V)表示输入数据，k(T，A，V)表示卷积核大小；conv1D表示一维时间卷积；R为实数域，l(T,A,V)表示特征序列长度，d(T，A，V)表示特征维数；
对所述CIM数据进行特征映射，将文本数据T、音频数据A、图像数据V的特征映射到同一子空间中，表示为
式中，h表示LSTM隐藏层大小；
将特征映射后的数据转换为图数据，节点代表实体，边代表实体间的关系，用图结构表示；
将所述图数据输入Transformer模型进行训练，引入双注意力机制，在编码器和解码器中分别添加两个注意力层，一个注意力层用于处理输入序列的注意力，另一个用于处理图数据的注意力；
在模型的训练过程中，使用反向传播算法对模型参数进行更新。
优选地，所述信息化***包括：
交通信息***，用于监控和管理道路交通情况，包括交通信号灯控制***、车辆违章监测***、智能停车***；
公共安全监控***，用于实时监测城市公共安全状态，包括视频监控***、报警***、紧急救援***；
环境监测***，用于检测和管理城市环境状态，包括大气污染监测***、水质监测***、噪音监测***；
能源管理***，用于监测和管理城市能源使用情况，包括供电管理***、智能照明***、能源消耗监测***；
社会服务***，用于提供城市居民社会服务，包括医疗卫生信息***、教育信息***、社保信息***。
优选地，所述智慧公交分屏用于公共交通运行的实时数据与集中监管；在公交板块展示运营线路数量、运营车辆数量、在线车辆数量、当值驾驶员人数、公交车辆类型分布、过去三年公交车客流量月度趋势分析、公交车客流量月度日趋势分析；在公共自行车板块展示站点数量、站点空桩率、车桩总量、车辆总数、剩余可借数量、各区域借车数据分布；在有轨电车板块展示运营线路数量、标准运营车辆数量、站点数、运营线路总里程；在轮渡板块展示航线数量、航舶数、航线长度、日均客流量；客户服务板块展示投诉数量、建议数量、表扬数量等数据；大屏中央展示公交车实时GIS数据；
所述智慧燃气分屏用于展示全市天然气使用、运行及保障情况；在运营板块展示今日预测供气量、今日完成供气量和完成率、今日西气、川气、LNG计划供应量和实际供应量、近三年商业用气量分析、近三年居民用气量分析；在运行保障板块展示LNG储存量、气柜存量、各储配站点压力和流程、管网运营情况、管网巡检计划及完成量、设备巡检计划及完成量；在客户投诉板块展示今日热线数量、热线业务分类及占比；大屏中间地图展示站点和管网线路分布；
所述智慧工地分屏用于展示全市在建工程的集中监察和统一管理概况；在工程管理板块展示工程总数、竣工总数、在建工程总数、项目类型统计、各区的项目数量统计；在监管板块展示工程车运营实况、车辆行驶率月度分析、车辆月度警告统计、年度和月度扬尘数量统计、年度和月度噪声统计；大屏中间地图展示项目分布情况；
所述智慧隧桥分屏用于展示全市隧道、过街通道的流量、运营、突发事件、清障的整体管控的运行情况；在隧道信息板块展示隧道情况、过街通道情况、综合管廊数量，所述隧道情况包括隧道的个数、长度、管养面积，所述过街通道情况包括过节通道的个数和管养面积；在车流量统计板块展示近三年车流量分析、本月的车流量分析；在突发事件、清障分析板块展示本月突发事件数量和近三年清障数据分析，所述突发事件数量包括车辆抛锚数量、交通事故数量、行人事故数量、清障数量、火灾数量；大屏中间地图展示隧道分布图；
所述垃圾分类分屏用于展示垃圾分类过程中前端采集、中端收运、末端处置的全流程监管情况；在分类覆盖板块展示垃圾分类覆盖小区个数、覆盖人口数、投放点个数、智能垃圾箱个数；市民参与度板块展示注册用户数、总积分数、各区积分统计分析；设备设施数据分析板块展示分类运输车辆数量、分类运输设施总数、分类设施类型占比，所述分类设施类型占比包括填埋场占比、大型中转占比、焚烧厂占比；在督查分析板块展示督察员总数、督察员打卡小区占比、各区督察员数据分析；垃圾分类全流程管理板块展示垃圾全流程出来步骤、四分类垃圾收运完成率分析、各区厨余垃圾实时收运完成情况分析；专项垃圾管理分析板块展示线上预约订单量、可回收物分拣中心数量、大件垃圾日收运处置量、餐数垃圾处置场数量、餐数垃圾处置量分析；在大屏中间地图展示垃圾分类主体分布图。
优选地，所述智慧停车分屏用于展示对全市路内、路外泊位的集中管控以及对停车业务的信息化支撑情况分析；在停车场数据板块展示停车场总数、自营停车场总数、接入停车场总数、各区停车场接入数据分布情况分析、停车泊位总数、自营泊位总数、各区停车泊位数据分布情况分析、路内泊位总数、路外泊位总数、街道泊位利用率排行榜、各区泊位利用率分析；订单板块展示停车订单总量、本月订单总量、订单总量月份统计、各区昨日订单占比分析；
所述建筑用品再利用分屏用于展示建筑垃圾再生产品信息发布、查询和线上交易情况分析；在运营实况板块展示资源的类型、交易金额、订单数量、各类资源交易额占比、订单量和交易金额年度分析；供给方和需求方分析板块展示供给方资源数量、各区数量排行分析、需求方资源数量、需求方各区排行分析；土地分析板块展示土场数量、受纳数量以及各区土场数量分布；用户板块展示用户总数、新增用户统计分析；大屏中间地图展示供需放地图分布；
所述智慧公用分屏用于展示公用在交通、能源、旅游领域的发展布局；在交通板块展示运营出租车数量、在运出租车数量、出租车日均运营车辆分析、新能源车占比、行驶总里程、旅游运营车辆数量及行驶公里数月度分析；在能源板块展示充电站数量、充电桩数量、年累计充电次数和充电时长、充电桩状态、充电桩空闲比例以及异常比例、节能减排二氧化碳量以及相当于的植树量；公共传媒主营业务分析、旅游产业运营实况及门店数量、公益广告宣传业务；大屏中间地图显示实时出租车GIS数据；
所述智慧照明分屏用于分析和展示城市功能照明、景观照明及相关配电设施的管理养护及应急保障情况；在资产统计板块展示灯杆总数、综合杆总数、智慧杆总数、路灯机器人总数、功能照明总量、景观亮化总量、箱式变电站总量、配电表箱总量；在运维板块展示管辖范围数量、高架车数量、皮卡车数量、本月能源消耗量、本年度能源消耗量、近一年电量消耗统计月度分析、路灯机器人使用场景介绍、近一年运维工单统计分析、各类传感器设备数量统计、重点项目介绍；大屏中间地图智慧灯杆和路灯机器人分布情况；
所述智慧市政分屏用于展示城市快速内环大型桥梁设施的集中运营与养护数据；在经营概况板块展示立交桥数量、跨河桥数量、主干道条数、人行天桥数量、地下过街通道数量、近十年建设项目统计分析、经营详情，所述经营详情包括设施类型、设施名称、长度、设施面积、所属区域；在管养板块展示桥梁维修数据分析、桥梁病害统计分析、近五个月隐患排查统计分析，所述桥梁维修数据分析包括维修项目总量、完工数量及比例，所述桥梁病害统计分析包括本年度发现病害总量、累计发现病害数量、本年度病害数量月度分析；大屏中间地图展示管养的桥梁道路分布情况。
基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理方法，所述方法包括：
收集和整理智慧城市相关的数据，基于CIM模型对数据进行统一存储和应用，构建数据中台；
对数据进行融合提取，基于CIM平台集成和协同管理各部门的信息化***，构建一网统管模块；
所述对数据进行融合提取，具体包括：
获取CIM数据，对所述CIM数据进行一次一维时间卷积，获取时间信息，并添加位置编码PE，在后续计算中能够保留时间信息；
所述一维时间卷积公式如下：
F′(T，A，V)＝conv1D(F(T，A，V)，k(T，A，V))∈Rl(T，A，V)×d(T，A，V)；
式中，F′(T，A，V)为一维时间卷积后的数据，F(T，A，V)表示输入数据，k(T，AV)表示卷积核大小；conv1D表示一维时间卷积；R为实数域，l(T，A，V)表示特征序列长度，d(T，A，V)表示特征维数；
对所述CIM数据进行特征映射，将文本数据T、音频数据A、图像数据V的特征映射到同一子空间中，表示为
式中，h表示LSTM隐藏层大小；
将特征映射后的数据转换为图数据，节点代表实体，边代表实体间的关系，用图结构表示；
将所述图数据输入Transformer模型进行训练，引入双注意力机制，在编码器和解码器中分别添加两个注意力层，一个注意力层用于处理输入序列的注意力，另一个用于处理图数据的注意力；
在模型的训练过程中，使用反向传播算法对模型参数进行更新；
建立城建视频监控平台，对安全隐含排查、应急指挥调度进行智能化管理；
通过1个主屏和若干个专题屏进行数据的可视化展示、统计和分析；1个主屏和若干个专题屏，所述1个主屏用于展示城市基础设施建设、城市运营、产业投资和资产运营、环境产业、智慧城建五大板块建设情况，所述若干个专题屏包括智慧公交分屏、智慧燃气分屏、智慧工地分屏、智慧隧桥分屏、垃圾分类分屏、智慧停车分屏、建筑用品再利用分屏、智慧公用分屏、智慧照明分屏和智慧市政分屏。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过建设数据中台，实现云控中心数据底座，促进各***数据互联互通，对各政府部门所掌握的全市经济社会信息资源进行采集和汇总，并在处理后分类存储在数据库内，有效整合各政府部门所掌握的全市经济社会信息资源，统一管理数据资源；在数据底座上层构建一屏统览模块和一网统管模块，一屏统览模块通过管理与技术的深度融合，运用大数据分析与可视化展示，为管理层决策、执行、监督提供科学依据，全面构建智慧城市数据资源可视化体系，全面实现核心业务指标、关键设施和重点工程等的全息全景呈现；基于CIM平台发挥一网统管模块治理数字化、感知化、互动性、无界性、智慧化的特性，加快***整合，强化数据赋能；通过一屏统览模块、一网统管模块辅助领导决策，提升数据利用效能，推进智慧城市信息化、智慧化建设。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为本发明实施例的***结构图；
图2为本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明的一个实施例，该实施例提供了基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***，包括：数据中台、一网统管模块和一屏统览模块；数据中台和一网统管模块、一屏统览模块两两建立通信连接；
数据中台用于收集和整理智慧城市相关的数据，并基于CIM模型对数据进行统一存储和应用；
一网统管模块用于对数据进行融合提取，基于CIM平台集成和协同管理各部门的信息化***；还包括建立城建视频监控平台，用于对安全隐含排查、应急指挥调度进行智能化管理；所述城建视频监控平台接入的视频包括：LNG及高中压场站的燃气视频，记录隧道内实时路况的隧桥视频，用于桥梁设施监控的市政视频，分布在环卫集团和厂区、除雪设备和皮卡车终端的环卫视频，分布在灰渣填埋场、泥浆综合处置中心、废弃物处置中心、生活垃圾转运站的环境视频；
一屏统览模块用于数据的可视化展示、统计和分析，包括1个主屏和若干个专题屏；1个主屏用于展示城市基础设施建设、城市运营、产业投资和资产运营、环境产业、智慧城建五大板块建设情况，若干个专题屏包括智慧公交分屏、智慧燃气分屏、智慧工地分屏、智慧隧桥分屏、垃圾分类分屏、智慧停车分屏、建筑用品再利用分屏、智慧公用分屏、智慧照明分屏和智慧市政分屏。
在其中一个实施例中，数据中台包括数据获取模块、数据处理模块、数据存储模块、数据接口模块和数据应用模块；
数据获取模块用于采集交通数据、环境数据、能源数据、基础设施数据、社会数据和安全数据共同构成CIM数据，并通过标准化的接口进行数据接入；交通数据包括车辆流量、道路拥堵情况、停车位利用率，环境数据包括空气质量、噪音水平、温度湿度，能源数据包括用电量、用水量、能源消耗，基础设施数据包括公共设施的使用情况，社会数据包括人口普查数据、社会福利数据，安全数据包括视频监控数据、警报***数据；
数据处理模块用于对CIM数据进行数据清洗；
数据存储模块用于构建CIM基础数据库分类存储CIM数据；
数据接口模块用于连接数据存储模块和数据应用模块；
数据应用模块用于接收用户请求，通过数据接口模块对数据存储模块的数据进行调用和管理。
在其中一个实施例中，数据中台还包括数据集成、数据开发、数据运维、数据地图和数据服务；
数据集成具体为通过可视化界面构建数据同步任务，并提供同步监控功能；
数据开发具体为通过可视化界面创建任务，配置任务之间的依赖关系，完成数据ETL开发流程；
数据运维包括运维概览、任务管理、实例运维和智能告警四个部分，运维概览用于用户了解当天任务运行情况；任务管理用于用户查看当前已发布的任务列表以及任务详情信息和DAG依赖关系图，对任务进行冻结、解冻、设置报警、责任人转让和补数据操作，补数据操作指一段时间内的数据重刷；实例运维用于用户查看任务实例表及各个实例状态、实例类型、开始时间、结束时间、运行时长、计划执行时间和责任人信息，针对单个实例进行重跑、重跑下游、终止运行操作，以及查看当天实例DAG图情况，智能告警用于用户配置报警规则来监控任务的运行情况，包括告警方式、告警次数、间隔时间、免打扰时间，以及告警对象；
数据地图用于提供表元数据的管理和权限管理，包括表检索、表管理和权限管理，表检索用于用户根据查询条件检索到自己需要的表，并收藏或申请该表的访问权限，查看表的详情信息，并进行数据预览操作，详情信息包括表的基本信息、存储信息、字段信息、产出信息、血缘信息；
数据服务包括三种创建API的方式：向导模式、脚本模式、注册模式，以及API的权限管理和API监控；向导模式为针对单表进行API开发，用户通过选择数据源、表、输入字段、输出字段、是否分页的配置完成API开发；脚本模式为通过自定义SQL方式完成复杂API开发；注册模式用于把已经存在的接口注册到网关统一进行API管理。
在其中一个实施例中，数据中台还包括数据质量和数据驾驶舱功能；
数据质量用于对过程数据和结果数据进行正确性校验，包括概览、规则配置和监控查询；概览用于展示近期产生的告警总数、告警数最多的数据表以及整个平台产生的告警增减趋势；规则配置用于进行表级别、字段级别的规则配置，配置完成后通过调度***触发数据质量的规则校验，所述规则配置包括表行数、字段唯一值个数、字段空值个数、字段重复值个数、字段离散值个数；监控查询用于查看数据质量的规则校验的执行结果，用户能够查看每次校验是否通过，以及具体到各项检测指标、全表指标的发展趋势；
数据驾驶舱用于通过图标、地图、仪表盘的方式集成、展示和分析智慧城市的各类数据，了解城市的运行情况、问题及趋势，并进行数据驱动的决策和规划。
在其中一个实施例中，对数据进行融合提取，具体包括：
获取CIM数据，对CIM数据进行一次一维时间卷积，获取时间信息，并添加位置编码PE，在后续计算中能够保留时间信息；
一维时间卷积公式如下：
F′(T，A，V)＝conv1D(F(T，A，V)，k(T，A，V))∈Rl(T，A，V)×d(T，A，V)；
式中，F′(T，A，V)为一维时间卷积后的数据，F(T，AV)表示输入数据，k(T，A，V)表示卷积核大小；conv1D表示一维时间卷积；R为实数域，l(T，A，V)表示特征序列长度，d(T，A，V)表示特征维数；
对CIM数据进行特征映射，将文本数据T、音频数据A、图像数据V的特征映射到同一子空间中，表示为
式中，h表示LSTM隐藏层大小；
将特征映射后的数据转换为图数据，节点代表实体，边代表实体间的关系，用图结构表示；
将图数据输入Transformer模型进行训练，引入双注意力机制，在编码器和解码器中分别添加两个注意力层，一个注意力层用于处理输入序列的注意力，另一个用于处理图数据的注意力；
在模型的训练过程中，使用反向传播算法对模型参数进行更新。
在其中一个实施例中，信息化***包括：
交通信息***，用于监控和管理道路交通情况，包括交通信号灯控制***、车辆违章监测***、智能停车***；
公共安全监控***，用于实时监测城市公共安全状态，包括视频监控***、报警***、紧急救援***；
环境监测***，用于检测和管理城市环境状态，包括大气污染监测***、水质监测***、噪音监测***；
能源管理***，用于监测和管理城市能源使用情况，包括供电管理***、智能照明***、能源消耗监测***；
社会服务***，用于提供城市居民社会服务，包括医疗卫生信息***、教育信息***、社保信息***。
在其中一个实施例中，智慧公交分屏用于公共交通运行的实时数据与集中监管；在公交板块展示运营线路数量、运营车辆数量、在线车辆数量、当值驾驶员人数、公交车辆类型分布、过去三年公交车客流量月度趋势分析、公交车客流量月度日趋势分析；在公共自行车板块展示站点数量、站点空桩率、车桩总量、车辆总数、剩余可借数量、各区域借车数据分布；在有轨电车板块展示运营线路数量、标准运营车辆数量、站点数、运营线路总里程；在轮渡板块展示航线数量、航舶数、航线长度、日均客流量；客户服务板块展示投诉数量、建议数量、表扬数量等数据；大屏中央展示公交车实时GIS数据；
智慧燃气分屏用于展示全市天然气使用、运行及保障情况；在运营板块展示今日预测供气量、今日完成供气量和完成率、今日西气、川气、LNG计划供应量和实际供应量、近三年商业用气量分析、近三年居民用气量分析；在运行保障板块展示LNG储存量、气柜存量、各储配站点压力和流程、管网运营情况、管网巡检计划及完成量、设备巡检计划及完成量；在客户投诉板块展示今日热线数量、热线业务分类及占比；大屏中间地图展示站点和管网线路分布；
智慧工地分屏用于展示全市在建工程的集中监察和统一管理概况；在工程管理板块展示工程总数、竣工总数、在建工程总数、项目类型统计、各区的项目数量统计；在监管板块展示工程车运营实况、车辆行驶率月度分析、车辆月度警告统计、年度和月度扬尘数量统计、年度和月度噪声统计；大屏中间地图展示项目分布情况；
智慧隧桥分屏用于展示全市隧道、过街通道的流量、运营、突发事件、清障的整体管控的运行情况；在隧道信息板块展示隧道情况、过街通道情况、综合管廊数量，所述隧道情况包括隧道的个数、长度、管养面积，所述过街通道情况包括过节通道的个数和管养面积；在车流量统计板块展示近三年车流量分析、本月的车流量分析；在突发事件、清障分析板块展示本月突发事件数量和近三年清障数据分析，所述突发事件数量包括车辆抛锚数量、交通事故数量、行人事故数量、清障数量、火灾数量；大屏中间地图展示隧道分布图；
垃圾分类分屏用于展示垃圾分类过程中前端采集、中端收运、末端处置的全流程监管情况；在分类覆盖板块展示垃圾分类覆盖小区个数、覆盖人口数、投放点个数、智能垃圾箱个数；市民参与度板块展示注册用户数、总积分数、各区积分统计分析；设备设施数据分析板块展示分类运输车辆数量、分类运输设施总数、分类设施类型占比，所述分类设施类型占比包括填埋场占比、大型中转占比、焚烧厂占比；在督查分析板块展示督察员总数、督察员打卡小区占比、各区督察员数据分析；垃圾分类全流程管理板块展示垃圾全流程出来步骤、四分类垃圾收运完成率分析、各区厨余垃圾实时收运完成情况分析；专项垃圾管理分析板块展示线上预约订单量、可回收物分拣中心数量、大件垃圾日收运处置量、餐数垃圾处置场数量、餐数垃圾处置量分析；在大屏中间地图展示垃圾分类主体分布图。
在其中一个实施例中，智慧停车分屏用于展示对全市路内、路外泊位的集中管控以及对停车业务的信息化支撑情况分析；在停车场数据板块展示停车场总数、自营停车场总数、接入停车场总数、各区停车场接入数据分布情况分析、停车泊位总数、自营泊位总数、各区停车泊位数据分布情况分析、路内泊位总数、路外泊位总数、街道泊位利用率排行榜、各区泊位利用率分析；订单板块展示停车订单总量、本月订单总量、订单总量月份统计、各区昨日订单占比分析；
建筑用品再利用分屏用于展示建筑垃圾再生产品信息发布、查询和线上交易情况分析；在运营实况板块展示资源的类型、交易金额、订单数量、各类资源交易额占比、订单量和交易金额年度分析；供给方和需求方分析板块展示供给方资源数量、各区数量排行分析、需求方资源数量、需求方各区排行分析；土地分析板块展示土场数量、受纳数量以及各区土场数量分布；用户板块展示用户总数、新增用户统计分析；大屏中间地图展示供需放地图分布；
所述智慧公用分屏用于展示公用在交通、能源、旅游领域的发展布局；在交通板块展示运营出租车数量、在运出租车数量、出租车日均运营车辆分析、新能源车占比、行驶总里程、旅游运营车辆数量及行驶公里数月度分析；在能源板块展示充电站数量、充电桩数量、年累计充电次数和充电时长、充电桩状态、充电桩空闲比例以及异常比例、节能减排二氧化碳量以及相当于的植树量；公共传媒主营业务分析、旅游产业运营实况及门店数量、公益广告宣传业务；大屏中间地图显示实时出租车GIS数据；
智慧照明分屏用于分析和展示城市功能照明、景观照明及相关配电设施的管理养护及应急保障情况；在资产统计板块展示灯杆总数、综合杆总数、智慧杆总数、路灯机器人总数、功能照明总量、景观亮化总量、箱式变电站总量、配电表箱总量；在运维板块展示管辖范围数量、高架车数量、皮卡车数量、本月能源消耗量、本年度能源消耗量、近一年电量消耗统计月度分析、路灯机器人使用场景介绍、近一年运维工单统计分析、各类传感器设备数量统计、重点项目介绍；大屏中间地图智慧灯杆和路灯机器人分布情况；
智慧市政分屏用于展示城市快速内环大型桥梁设施的集中运营与养护数据；在经营概况板块展示立交桥数量、跨河桥数量、主干道条数、人行天桥数量、地下过街通道数量、近十年建设项目统计分析、经营详情，所述经营详情包括设施类型、设施名称、长度、设施面积、所属区域；在管养板块展示桥梁维修数据分析、桥梁病害统计分析、近五个月隐患排查统计分析，所述桥梁维修数据分析包括维修项目总量、完工数量及比例，所述桥梁病害统计分析包括本年度发现病害总量、累计发现病害数量、本年度病害数量月度分析；大屏中间地图展示管养的桥梁道路分布情况。
如图2所示，为本发明的另一实施例，该实施例提供了基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理方法，包括：
收集和整理智慧城市相关的数据，基于CIM模型对数据进行统一存储和应用，构建数据中台；
对数据进行融合提取，基于CIM平台集成和协同管理各部门的信息化***，构建一网统管模块；
对数据进行融合提取，具体包括：
获取CIM数据，对所述CIM数据进行一次一维时间卷积，获取时间信息，并添加位置编码PE，在后续计算中能够保留时间信息；
一维时间卷积公式如下：
F′(T，A，V)＝conv1D(F(T，A，V)，k(T，A，V))∈Rl(T，A，V)×d(T，A，V)；
式中，F′(T，A，V)为一维时间卷积后的数据，F(T，A，V)表示输入数据，k(T，A，V)表示卷积核大小；conv1D表示一维时间卷积；R为实数域，l(T，A，V)表示特征序列长度，d(T，A，V)表示特征维数；
对CIM数据进行特征映射，将文本数据T、音频数据A、图像数据V的特征映射到同一子空间中，表示为
式中，h表示LSTM隐藏层大小；
将特征映射后的数据转换为图数据，节点代表实体，边代表实体间的关系，用图结构表示；
将图数据输入Transformer模型进行训练，引入双注意力机制，在编码器和解码器中分别添加两个注意力层，一个注意力层用于处理输入序列的注意力，另一个用于处理图数据的注意力；
在模型的训练过程中，使用反向传播算法对模型参数进行更新；
建立城建视频监控平台，对安全隐含排查、应急指挥调度进行智能化管理；
通过1个主屏和若干个专题屏进行数据的可视化展示、统计和分析；
1个主屏用于展示城市基础设施建设、城市运营、产业投资和资产运营、环境产业、智慧城建五大板块建设情况，若干个专题屏包括智慧公交分屏、智慧燃气分屏、智慧工地分屏、智慧隧桥分屏、垃圾分类分屏、智慧停车分屏、建筑用品再利用分屏、智慧公用分屏、智慧照明分屏和智慧市政分屏。
综上所述，本发明通过建设数据中台，实现云控中心数据底座，促进各***数据互联互通，对各政府部门所掌握的全市经济社会信息资源进行采集和汇总，并在处理后分类存储在数据库内，有效整合各政府部门所掌握的全市经济社会信息资源，统一管理数据资源；在数据底座上层构建一屏统览模块和一网统管模块，一屏统览模块通过管理与技术的深度融合，运用大数据分析与可视化展示，为管理层决策、执行、监督提供科学依据，全面构建智慧城市数据资源可视化体系，全面实现核心业务指标、关键设施和重点工程等的全息全景呈现；基于CIM平台发挥一网统管模块治理数字化、感知化、互动性、无界性、智慧化的特性，加快***整合，强化数据赋能；通过一屏统览模块、一网统管模块辅助领导决策，提升数据利用效能，推进智慧城市信息化、智慧化建设。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***，其特征在于，所述***包括数据中台、一网统管模块和一屏统览模块；所述数据中台和一网统管模块、一屏统览模块两两建立通信连接；
所述数据中台用于收集和整理智慧城市相关的数据，并基于CIM模型对数据进行统一存储和应用；
所述数据中台包括数据获取模块、数据处理模块、数据存储模块、数据接口模块和数据应用模块；
所述数据获取模块用于采集交通数据、环境数据、能源数据、基础设施数据、社会数据和安全数据共同构成CIM数据，并通过标准化的接口进行数据接入；所述交通数据包括车辆流量、道路拥堵情况、停车位利用率，所述环境数据包括空气质量、噪音水平、温度湿度，所述能源数据包括用电量、用水量、能源消耗，所述基础设施数据包括公共设施的使用情况，所述社会数据包括人口普查数据、社会福利数据，所述安全数据包括视频监控数据、警报***数据；
所述数据处理模块用于对所述CIM数据进行数据清洗；
所述数据存储模块用于构建CIM基础数据库分类存储CIM数据；
所述数据接口模块用于连接所述数据存储模块和数据应用模块；
所述数据应用模块用于接收用户请求，通过所述数据接口模块对所述数据存储模块的数据进行调用和管理；
所述数据中台还包括数据集成、数据开发、数据运维、数据地图和数据服务；
所述数据集成具体为通过可视化界面构建数据同步任务，并提供同步监控功能；
所述数据开发具体为通过可视化界面创建任务，配置任务之间的依赖关系，完成数据ETL开发流程；
所述数据运维包括运维概览、任务管理、实例运维和智能告警四个部分，运维概览用于用户了解当天任务运行情况；任务管理用于用户查看当前已发布的任务列表以及任务详情信息和DAG依赖关系图，对任务进行冻结、解冻、设置报警、责任人转让和补数据操作，补数据操作指一段时间内的数据重刷；实例运维用于用户查看任务实例表及各个实例状态、实例类型、开始时间、结束时间、运行时长、计划执行时间和责任人信息，针对单个实例进行重跑、重跑下游、终止运行操作，以及查看当天实例DAG图情况，智能告警用于用户配置报警规则来监控任务的运行情况，包括告警方式、告警次数、间隔时间、免打扰时间，以及告警对象；所述数据地图用于提供表元数据的管理和权限管理，包括表检索、表管理和权限管理，所述表检索用于用户根据查询条件检索到自己需要的表，并收藏或申请该表的访问权限，查看表的详情信息，并进行数据预览操作，所述详情信息包括表的基本信息、存储信息、字段信息、产出信息、血缘信息；
所述数据服务包括三种创建API的方式：向导模式、脚本模式、注册模式，以及API的权限管理和API监控；向导模式为针对单表进行API开发，用户通过选择数据源、表、输入字段、输出字段、是否分页的配置完成API开发；脚本模式为通过自定义SQL方式完成复杂API开发；注册模式用于把已经存在的接口注册到网关统一进行API管理；
所述数据中台还包括数据质量和数据驾驶舱功能；
所述数据质量用于对过程数据和结果数据进行正确性校验，包括概览、规则配置和监控查询；概览用于展示近期产生的告警总数、告警数最多的数据表以及整个平台产生的告警增减趋势；规则配置用于进行表级别、字段级别的规则配置，配置完成后通过调度***触发数据质量的规则校验，所述规则配置包括表行数、字段唯一值个数、字段空值个数、字段重复值个数、字段离散值个数；监控查询用于查看数据质量的规则校验的执行结果，用户能够查看每次校验是否通过，以及具体到各项检测指标、全表指标的发展趋势；
所述数据驾驶舱用于通过图标、地图、仪表盘的方式集成、展示和分析智慧城市的各类数据，了解城市的运行情况、问题及趋势，并进行数据驱动的决策和规划；所述一网统管模块用于对数据进行融合提取，基于CIM平台集成和协同管理各部门的信息化***；还包括建立城建视频监控平台，用于对安全隐含排查、应急指挥调度进行智能化管理；所述城建视频监控平台接入的视频包括：LNG及高中压场站的燃气视频，记录隧道内实时路况的隧桥视频，用于桥梁设施监控的市政视频，分布在环卫集团和厂区、除雪设备和皮卡车终端的环卫视频，分布在灰渣填埋场、泥浆综合处置中心、废弃物处置中心、生活垃圾转运站的环境视频；
所述对数据进行融合提取，具体包括：
获取CIM数据，对所述CIM数据进行一次一维时间卷积，获取时间信息，并添加位置编码PE，在后续计算中能够保留时间信息；
所述一维时间卷积公式如下：
F′(T，A，V)＝conv1D(F(T，A，V)，k(T，A，V))∈Rl(T，A，V)×d(T，A，V)；
式中，F′(T，A，V)为一维时间卷积后的数据，F′(T，A，V)表示输入数据，k(T，A，V)表示卷积核大小；conv1D表示一维时间卷积；R为实数域，l(T，A，V)表示特征序列长度，d(T，A，V)表示特征维数；
对所述CIM数据进行特征映射，将文本数据T、音频数据A、图像数据V的特征映射到同一子空间中，表示为
式中，h表示LSTM隐藏层大小；
将特征映射后的数据转换为图数据，节点代表实体，边代表实体间的关系，用图结构表示；将所述图数据输入Transformer模型进行训练，引入双注意力机制，在编码器和解码器中分别添加两个注意力层，一个注意力层用于处理输入序列的注意力，另一个用于处理图数据的注意力；
在模型的训练过程中，使用反向传播算法对模型参数进行更新；
所述一屏统览模块用于数据的可视化展示、统计和分析，包括1个主屏和若干个专题屏；所述1个主屏用于展示城市基础设施建设、城市运营、产业投资和资产运营、环境产业、智慧城建五大板块建设情况，所述若干个专题屏包括智慧公交分屏、智慧燃气分屏、智慧工地分屏、智慧隧桥分屏、垃圾分类分屏、智慧停车分屏、建筑用品再利用分屏、智慧公用分屏、智慧照明分屏和智慧市政分屏。
2.根据权利要求1所述的基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***，其特征在于，所述信息化***包括：
交通信息***，用于监控和管理道路交通情况，包括交通信号灯控制***、车辆违章监测***、智能停车***；
公共安全监控***，用于实时监测城市公共安全状态，包括视频监控***、报警***、紧急救援***；
环境监测***，用于检测和管理城市环境状态，包括大气污染监测***、水质监测***、噪音监测***；
能源管理***，用于监测和管理城市能源使用情况，包括供电管理***、智能照明***、能源消耗监测***；
社会服务***，用于提供城市居民社会服务，包括医疗卫生信息***、教育信息***、社保信息***。
3.根据权利要求1所述的基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***，其特征在于，所述智慧公交分屏用于公共交通运行的实时数据与集中监管；在公交板块展示运营线路数量、运营车辆数量、在线车辆数量、当值驾驶员人数、公交车辆类型分布、过去三年公交车客流量月度趋势分析、公交车客流量月度日趋势分析；在公共自行车板块展示站点数量、站点空桩率、车桩总量、车辆总数、剩余可借数量、各区域借车数据分布；在有轨电车板块展示运营线路数量、标准运营车辆数量、站点数、运营线路总里程；在轮渡板块展示航线数量、航舶数、航线长度、日均客流量；客户服务板块展示投诉数量、建议数量、表扬数量等数据；大屏中央展示公交车实时GIS数据；
所述智慧燃气分屏用于展示全市天然气使用、运行及保障情况；在运营板块展示今日预测供气量、今日完成供气量和完成率、今日西气、川气、LNG计划供应量和实际供应量、近三年商业用气量分析、近三年居民用气量分析；在运行保障板块展示LNG储存量、气柜存量、各储配站点压力和流程、管网运营情况、管网巡检计划及完成量、设备巡检计划及完成量；在客户投诉板块展示今日热线数量、热线业务分类及占比；大屏中间地图展示站点和管网线路分布；
所述智慧工地分屏用于展示全市在建工程的集中监察和统一管理概况；在工程管理板块展示工程总数、竣工总数、在建工程总数、项目类型统计、各区的项目数量统计；在监管板块展示工程车运营实况、车辆行驶率月度分析、车辆月度警告统计、年度和月度扬尘数量统计、年度和月度噪声统计；大屏中间地图展示项目分布情况；
所述智慧隧桥分屏用于展示全市隧道、过街通道的流量、运营、突发事件、清障的整体管控的运行情况；在隧道信息板块展示隧道情况、过街通道情况、综合管廊数量，所述隧道情况包括隧道的个数、长度、管养面积，所述过街通道情况包括过节通道的个数和管养面积；在车流量统计板块展示近三年车流量分析、本月的车流量分析；在突发事件、清障分析板块展示本月突发事件数量和近三年清障数据分析，所述突发事件数量包括车辆抛锚数量、交通事故数量、行人事故数量、清障数量、火灾数量；大屏中间地图展示隧道分布图；
所述垃圾分类分屏用于展示垃圾分类过程中前端采集、中端收运、末端处置的全流程监管情况；在分类覆盖板块展示垃圾分类覆盖小区个数、覆盖人口数、投放点个数、智能垃圾箱个数；市民参与度板块展示注册用户数、总积分数、各区积分统计分析；设备设施数据分析板块展示分类运输车辆数量、分类运输设施总数、分类设施类型占比，所述分类设施类型占比包括填埋场占比、大型中转占比、焚烧厂占比；在督查分析板块展示督察员总数、督察员打卡小区占比、各区督察员数据分析；垃圾分类全流程管理板块展示垃圾全流程出来步骤、四分类垃圾收运完成率分析、各区厨余垃圾实时收运完成情况分析；专项垃圾管理分析板块展示线上预约订单量、可回收物分拣中心数量、大件垃圾日收运处置量、餐数垃圾处置场数量、餐数垃圾处置量分析；在大屏中间地图展示垃圾分类主体分布图。
4.根据权利要求1所述的基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***，其特征在于，所述智慧停车分屏用于展示对全市路内、路外泊位的集中管控以及对停车业务的信息化支撑情况分析；在停车场数据板块展示停车场总数、自营停车场总数、接入停车场总数、各区停车场接入数据分布情况分析、停车泊位总数、自营泊位总数、各区停车泊位数据分布情况分析、路内泊位总数、路外泊位总数、街道泊位利用率排行榜、各区泊位利用率分析；订单板块展示停车订单总量、本月订单总量、订单总量月份统计、各区昨日订单占比分析；
所述建筑用品再利用分屏用于展示建筑垃圾再生产品信息发布、查询和线上交易情况分析；在运营实况板块展示资源的类型、交易金额、订单数量、各类资源交易额占比、订单量和交易金额年度分析；供给方和需求方分析板块展示供给方资源数量、各区数量排行分析、需求方资源数量、需求方各区排行分析；土地分析板块展示土场数量、受纳数量以及各区土场数量分布；用户板块展示用户总数、新增用户统计分析；大屏中间地图展示供需放地图分布；所述智慧公用分屏用于展示公用在交通、能源、旅游领域的发展布局；在交通板块展示运营出租车数量、在运出租车数量、出租车日均运营车辆分析、新能源车占比、行驶总里程、旅游运营车辆数量及行驶公里数月度分析；在能源板块展示充电站数量、充电桩数量、年累计充电次数和充电时长、充电桩状态、充电桩空闲比例以及异常比例、节能减排二氧化碳量以及相当于的植树量；公共传媒主营业务分析、旅游产业运营实况及门店数量、公益广告宣传业务；大屏中间地图显示实时出租车GIS数据；
所述智慧照明分屏用于分析和展示城市功能照明、景观照明及相关配电设施的管理养护及应急保障情况；在资产统计板块展示灯杆总数、综合杆总数、智慧杆总数、路灯机器人总数、功能照明总量、景观亮化总量、箱式变电站总量、配电表箱总量；在运维板块展示管辖范围数量、高架车数量、皮卡车数量、本月能源消耗量、本年度能源消耗量、近一年电量消耗统计月度分析、路灯机器人使用场景介绍、近一年运维工单统计分析、各类传感器设备数量统计、重点项目介绍；大屏中间地图智慧灯杆和路灯机器人分布情况；
所述智慧市政分屏用于展示城市快速内环大型桥梁设施的集中运营与养护数据；在经营概况板块展示立交桥数量、跨河桥数量、主干道条数、人行天桥数量、地下过街通道数量、近十年建设项目统计分析、经营详情，所述经营详情包括设施类型、设施名称、长度、设施面积、所属区域；在管养板块展示桥梁维修数据分析、桥梁病害统计分析、近五个月隐患排查统计分析，所述桥梁维修数据分析包括维修项目总量、完工数量及比例，所述桥梁病害统计分析包括本年度发现病害总量、累计发现病害数量、本年度病害数量月度分析；大屏中间地图展示管养的桥梁道路分布情况。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于CIM的智慧城市数据资源可视化管理***的可视化管理方法，其特征在于，所述方法包括：
收集和整理智慧城市相关的数据，基于CIM模型对数据进行统一存储和应用，构建数据中台；对数据进行融合提取，基于CIM平台集成和协同管理各部门的信息化***，构建一网统管模块；
所述对数据进行融合提取，具体包括：
获取CIM数据，对所述CIM数据进行一次一维时间卷积，获取时间信息，并添加位置编码PE，在后续计算中能够保留时间信息；
所述一维时间卷积公式如下：
F′(T，A，V)＝conv1D(F(T，A，V)，k(T，A，V))∈Rl(T，A，V)×d(T，A，V)；
式中，F′(T，A，V)为一维时间卷积后的数据，F(T，A，V)表示输入数据，k(T，A，V)表示卷积核大小；conv1D表示一维时间卷积；R为实数域，l(T，A，V)表示特征序列长度，d(T，A，V)表示特征维数；
对所述CIM数据进行特征映射，将文本数据T、音频数据A、图像数据V的特征映射到同一子空间中，表示为
式中，h表示LSTM隐藏层大小；
将特征映射后的数据转换为图数据，节点代表实体，边代表实体间的关系，用图结构表示；将所述图数据输入Transformer模型进行训练，引入双注意力机制，在编码器和解码器中分别添加两个注意力层，一个注意力层用于处理输入序列的注意力，另一个用于处理图数据的注意力；
在模型的训练过程中，使用反向传播算法对模型参数进行更新；
建立城建视频监控平台，对安全隐含排查、应急指挥调度进行智能化管理；
通过1个主屏和若干个专题屏进行数据的可视化展示、统计和分析；所述1个主屏用于展示城市基础设施建设、城市运营、产业投资和资产运营、环境产业、智慧城建五大板块建设情况，所述若干个专题屏包括智慧公交分屏、智慧燃气分屏、智慧工地分屏、智慧隧桥分屏、垃圾分类分屏、智慧停车分屏、建筑用品再利用分屏、智慧公用分屏、智慧照明分屏和智慧市政分屏。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311248053.0A CN117196921B (zh) | 2023-09-26 | 2023-09-26 | 基于cim的智慧城市数据资源可视化管理***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311248053.0A CN117196921B (zh) | 2023-09-26 | 2023-09-26 | 基于cim的智慧城市数据资源可视化管理***及方法 |
Publications (2)
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