智慧城市系統(tǒng)建設(shè)方案

黃昱

摘要：智慧城市系統(tǒng)是新一代城市運營管理系統(tǒng)。城市管理者和決策者可通過該系統(tǒng)，全面了解全市各領(lǐng)域的運行狀況，具體包括經(jīng)濟、環(huán)境、公共安全、公共事業(yè)、城管、交通等領(lǐng)域。并結(jié)合各領(lǐng)域的數(shù)據(jù)做智能分析，為決策者提供決策支持。該文主要通過智慧城市需求、智慧城市總體設(shè)計方案，智慧城市建設(shè)步驟，智慧城市IT基礎(chǔ)需求這四個方面描述智慧城市設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：智慧城市；系統(tǒng)設(shè)計；T技術(shù)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）35-0103-02

1 智慧城市簡介

智慧城市就是運用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。其實質(zhì)是利用先進的信息技術(shù)，實現(xiàn)城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續(xù)成長。

隨著人類社會的不斷發(fā)展，未來城市將承載越來越多的人口。目前，我國正處于城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的時期，部分地區(qū)“城市病”問題日益嚴峻。為解決城市發(fā)展難題，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)智慧城市已成為當(dāng)今世界城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流。

智慧城市的建設(shè)在國內(nèi)外許多地區(qū)已經(jīng)展開，并取得了一系列成果，國內(nèi)的如智慧上海、智慧雙流；國外如新加坡的“智慧國計劃”、韓國的“U-City計劃”等。

2 智慧城市意義

智慧城市系統(tǒng)建設(shè)的意義在于：

為全市建設(shè)奠定一個行之久遠的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺。此平臺可以支撐全市現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)的集成、整合和融合，支撐各類新應(yīng)用的開發(fā)和上線運行。

綜合城市現(xiàn)有系統(tǒng)、數(shù)據(jù)及其他資源，為市長及其管理者提供關(guān)于城市的統(tǒng)一視圖，方便管理層進行科學(xué)決策；方便政府各部門及其操作人員進行跨部門的協(xié)作、日常操作和應(yīng)急事件響應(yīng)處理；方便市民與政府的互動、得到政府提供的各種服務(wù)。

促進全市各機構(gòu)建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，探索智慧城市建設(shè)的良好模式，探索有效解決中國同類城市普遍關(guān)鍵問題的創(chuàng)新特性。

3 智慧城市目標

智慧城市系統(tǒng)建設(shè)目標如下：

部署并建立全市的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺，該平臺能夠有效支撐現(xiàn)有系統(tǒng)的整合和未來應(yīng)用的開發(fā)和運營。

為市長及其管理者提供關(guān)于城市的統(tǒng)一視圖，實現(xiàn)城市應(yīng)急事件響應(yīng)等跨部門的應(yīng)用，在市民服務(wù)和分析決策支持等領(lǐng)域探索創(chuàng)新型應(yīng)用。

建立全市各機構(gòu)的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，培養(yǎng)技術(shù)團隊和運營人才，為建設(shè)智慧城市未來的智慧城市建設(shè)打基礎(chǔ)。

4 智慧城市需求

目前智慧城市面臨的挑戰(zhàn)如下：

當(dāng)前城市管理系統(tǒng)的功能主要是基于不同管理領(lǐng)域的，缺乏將整個城市作為一個整體進行管理的能力。

城市的管理者需要查看不同系統(tǒng)，以了解關(guān)于城市內(nèi)某個特定時間的實時和歷史情況，沒有一個集成的支持系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的系統(tǒng)是針對不同的管理領(lǐng)域設(shè)計的，其并不關(guān)心特定事件可能對其他管理領(lǐng)域的影響。

當(dāng)前城市的日常運營會產(chǎn)生大量的運營數(shù)據(jù)，但目前城市同城缺乏抽取、分析和圖示有意義數(shù)據(jù)的能力。

很多城市的應(yīng)急響應(yīng)是基于應(yīng)變管理理論的，缺乏理解特定響應(yīng)將產(chǎn)生的后果，并在城市的日常運作中應(yīng)用預(yù)定義的工作流進行處理的能力。

對于城市而言，應(yīng)該用積極的態(tài)度擁抱可能的變化，理論上應(yīng)該建立一個系統(tǒng)，記錄和評估所有與跨領(lǐng)域城市管理、應(yīng)急處理等流程改進相關(guān)的活動。

綜上所述，智慧城市的需求如下所示：

4.1 平臺需求

有效接入現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)中心，并實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互動協(xié)作。整個系統(tǒng)的性能、可用性、穩(wěn)定性、可靠性和可伸縮性具有極高要求。平臺可配置，能夠通過配置的方式適應(yīng)應(yīng)用的變化。有效支撐新應(yīng)用的快速設(shè)計、開發(fā)、測試、部署和維護，減少新應(yīng)用上線的時間。不僅支持操作型應(yīng)用，還要支持預(yù)測、分析和決策支持類應(yīng)用。

4.2 應(yīng)用需求

智慧城市要求市場和政府管理者能夠充分利用來自于城市各個職能部門和機構(gòu)的信息；預(yù)測問題，并把影響降到最低；并協(xié)調(diào)資源，迅速和有效地應(yīng)對問題。因此需要整合城市的各種系統(tǒng)、信息和資源，為市長、城市管理者、城市操作者、市民和企事業(yè)單位提供跨領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。應(yīng)用包括：城市統(tǒng)一視圖：城市KPI；跨部門的應(yīng)急事件響應(yīng)和處理；市民與政府的互動協(xié)作、市民服務(wù)；智能化應(yīng)用：預(yù)測、分析、決策支持等。

4.3 人才和團隊培養(yǎng)需求

智慧城市系統(tǒng)建設(shè)屬于全市信息化建設(shè)，因此需要相關(guān)的專業(yè)人才管理。包括IT技術(shù)團隊和人才，業(yè)務(wù)運營團隊和人才等，以此促進全市智慧城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.4 未來發(fā)展需求

要求智慧城市建設(shè)對全是未來發(fā)展有促進作用。智慧城市建設(shè)不光是實施一個個的項目，還要求能夠激勵創(chuàng)新，包括政府、市民和企業(yè)的創(chuàng)新，在智慧城市基礎(chǔ)平臺和基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上，不斷演化出具有城市特色的新應(yīng)用和服務(wù)。

5 智慧城市系統(tǒng)總體方案設(shè)計

智慧城市系統(tǒng)設(shè)計分為兩個方面，首先從用戶角度來看，他提供多渠道訪問，包括移動端，提供四個門戶：面向市民的門戶，面向市長、政府和操作人員的門戶，面向企業(yè)和合作伙伴的門戶和面向開發(fā)者的門戶。從應(yīng)用角度來看，這些領(lǐng)域應(yīng)用是相對獨立的，同時與IOC又是充分融合的，共用了一套基礎(chǔ)架構(gòu)、公用模塊和流程，這樣在此環(huán)境下新應(yīng)用的生長就不那么困難了。當(dāng)然這里的應(yīng)用不只是這四個，不同城市可以根據(jù)自己的實際情況加入新的應(yīng)用。另一方面，除了操作型應(yīng)用之外，還重點突出了智能分析類應(yīng)用，而且他是即時的預(yù)測分析，將結(jié)果直接反饋給市長、操作者和市民。

6 智慧城市系統(tǒng)建設(shè)步驟

羅馬不是一日建成的，智慧城市系統(tǒng)的項目建設(shè)需要多方合作一步一步計劃、落實、實施?？傮w來說，智慧城市的建設(shè)方案可以分為三步，兩個主題。首先建成城市集成的運營處理中心，其次建成城市統(tǒng)一的服務(wù)和協(xié)作中心，最后建成城市綜合的決策支持中心。這個過程是并行進行、逐步迭代的，先把智慧城市系統(tǒng)基本平臺部署好了，將現(xiàn)有的部門應(yīng)用接進來，做數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)智慧城市基本的應(yīng)用，如城市KPI和應(yīng)急響應(yīng)等，再加上市民協(xié)作和市民服務(wù)的部分，再加上預(yù)測分析決策支持的應(yīng)用，在此過程中，有更多的應(yīng)用和數(shù)據(jù)整合進來，再做系統(tǒng)整合和特色的應(yīng)用。

下面就兩個關(guān)鍵主題作說明。

6.1 系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)交換

首先，將集成和整合作為智慧城市系統(tǒng)的重點，突出應(yīng)急響應(yīng)。被重點確定的政府部門單位被要求強制性地報告事件、警告和數(shù)據(jù)到智慧城市系統(tǒng)中，由智慧城市系統(tǒng)自動地或人工干預(yù)地生成KPI或告警，啟動相應(yīng)的標準工作流程或應(yīng)急響應(yīng)流程，進行處理。以促進市長及其管理者對各方面信息的了解和綜合決策，促進對整個城市的統(tǒng)一整合和管理。

系統(tǒng)會沿著市委組織機構(gòu)來梳理哪些應(yīng)用要與系統(tǒng)內(nèi)部對接，并決定交換的數(shù)據(jù)。舉例來說，與智慧城市系統(tǒng)對接的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)可以有：地理信息系統(tǒng)、政府網(wǎng)站、統(tǒng)計局的城市經(jīng)濟數(shù)據(jù)、人口庫中的市民信息、其他專業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)。整合的內(nèi)容和采用的技術(shù)包括消息，數(shù)據(jù)庫，地圖，視頻，圖像，接口，移動應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)等。

6.2 應(yīng)用開發(fā)

在智慧城市系統(tǒng)平臺上可以運行各種應(yīng)用場景，例如城市整體、智慧交通、智慧水管理、市民服務(wù)、智慧港口、智慧工業(yè)園區(qū)等等。目前城市運營中比較重要也比較主流的方面有如下四點，可以放在優(yōu)先實現(xiàn)的位置。

城市KPI和城市經(jīng)濟BI：包括城市統(tǒng)一的關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標KPI呈現(xiàn)，以及城市經(jīng)濟統(tǒng)計圖表展現(xiàn)和分析。

城市應(yīng)急響應(yīng)：從治安與維穩(wěn)、火災(zāi)、水災(zāi)、交通等應(yīng)急事件中選擇場景，實現(xiàn)城市的應(yīng)急響應(yīng)和處理。

服務(wù)：建設(shè)市民信息庫，實現(xiàn)市民與政府的協(xié)作互動和特色市民服務(wù)。

分析預(yù)測：從上述應(yīng)用場景中選取需要進行分析和預(yù)測的場景，并予以實現(xiàn)，體現(xiàn)智慧城市系統(tǒng)的分析預(yù)測和決策支持的特性。

為了完成上述應(yīng)用開發(fā)，需采用的設(shè)計思路是：自頂向下的業(yè)務(wù)設(shè)計，首先滿足決策層的需求；設(shè)計的內(nèi)容包括：關(guān)鍵業(yè)績指標KPI，標準操作流程，政策，規(guī)則，事件，告警，與其他系統(tǒng)交換的數(shù)據(jù)，用戶界面，組織結(jié)構(gòu)和用戶權(quán)限等。在開發(fā)時，可采用國際通用的CAP通用警報協(xié)議，該協(xié)議可以通過系統(tǒng)配置，減少開發(fā)的工作量。

7智慧城市系統(tǒng)IT基礎(chǔ)需求

讓城市管理者實時訪問信息并進行分析對支持整個城市管理非常重要，使用集成式系統(tǒng)環(huán)境來支持這種需求是必不可少的。當(dāng)城市管理者在管理危機時，這種實時信息需求通常最為強烈。他們需要了解正在發(fā)生的事情，才能采取正確的行動。智慧城市系統(tǒng)包含必要的硬件和軟件，幫助城市管理者獲得實時信息，使這些系統(tǒng)變得更加有效，有效支持和滿足一個城市管理方面的需求。

為了滿足如上需求，IT設(shè)備需能處理如下任務(wù)：

設(shè)計的系統(tǒng)架構(gòu)非常靈活，能夠處理復(fù)雜的新工作負載，并影響不斷變化的需求和增長。

確保所交付的服務(wù)一周七天一天二十四小時都是可用的。

提供安全性，防止網(wǎng)絡(luò)攻擊、惡意軟件和其他潛在的安全漏洞，同時依然支持開放的環(huán)境。

處理故障，并從故障中恢復(fù)過來，同時使時間和數(shù)據(jù)的損失最小化。

參考文獻：

[1] 陳柳欽.智慧城市：全球城市發(fā)展新熱點[J].青島科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011（1）：8-16.

[2] 陳銘等.智慧城市評價指標體系研究——以“智慧南京”建設(shè)為例[J].城市發(fā)展研究，2011（5）：84-89.

[3] 程大章.應(yīng)重視對智慧城市頂層設(shè)計的研究[J].智能建筑與城市信息，2012（6）：10.

[4] 曹偉，李曉偉.從數(shù)字生態(tài)建筑走向智慧城市之路[J].城市發(fā)展研究，2012（7）：61-69.