智慧城市公共支撑平台体系架构研究
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智慧城市管理系统架构与设计随着城市化进程的不断加快,城市的运行管理也面临着越来越多的挑战。
如何提高城市管理的效率、降低管理成本成为了城市管理的重要议题之一。
智慧城市管理系统应运而生,它以先进的信息技术为支撑提供了新的解决方案。
在本文中,我们将介绍智慧城市管理系统的架构与设计。
一、智慧城市管理系统的概述智慧城市管理系统是基于信息技术的一种城市管理方式。
它依托于全面感知、智能分析、智慧决策和优化管理等技术来加强对城市的监测、预测与控制,构建一个高效智能的城市管理平台。
该系统可以帮助城市实现城市基础设施的智能化运营、提升公共服务水平和提高城市的安全性和可持续发展能力。
二、智慧城市管理系统的架构设计智慧城市管理系统的架构设计具有高度的灵活性和可扩展性,其功能模块包括数据采集、数据存储、数据处理、数据分析、决策支持、应用服务、信息公开和管理平台等。
1. 数据采集模块数据采集模块是智慧城市管理系统的基础模块,其目的是采集城市内各类数据,例如安防监控、环境监测、交通监控、人口普查等。
这些数据可以来自各种传感器、视频监控、GPS、社交网络等渠道,通过物联网技术实现无缝连接,形成全面的数据感知网络。
2. 数据存储模块数据存储模块是智慧城市管理系统的核心模块。
它负责将采集到的数据存储到系统中。
这些数据可以根据需要进行分析和应用,以期实现城市管理的高效性。
3. 数据处理模块数据处理模块是将数据进行排序、过滤、质量评估、清理和快速处理的模块。
通过合理的数据处理策略,可极大地提升数据质量,以提高最终的决策效率。
4. 数据分析模块数据分析模块是智慧城市管理系统实现数据智能化转化的关键。
它通过数据挖掘技术,抽取数据中的价值信息,为决策支持提供精准的数据支持和决策参考。
5. 决策支持模块决策支持系统是基于城市管理实际需要而建立的智能分析和辅助决策计算的系统。
该模块可以根据城市管理需求,灵活地进行决策支持和决策建议,以供参考和决策。
我国智慧城市标准体系建设(一)智慧城市标准体系框架智慧城市标准体系是由智慧城市范围内相互关联的标准按照一定的结构进行逻辑组合,构成有机整体,标准体系内部的各项标准应按照合理的分类进行梳理。
因此建立科学合理的智慧城市标准体系,有助于开展智慧城市标准化的顶层设计和总体布局,有利于判断和明确智慧城市的标准化方向和重点,对于科学合理地制定智慧城市相关标准和促进智慧城市发展具有非常重要的意义。
当前,我国已有大批城市提出智慧城市建设,一些具体的智慧城市子系统的建设项目也已启动,总体组自2013年11月批复成立以来,对智慧城市建设情况进行了广泛调研,并在标准化工作方面重点开展了需求分析和与已有标准之间的差距分析,结合国家城镇化规划及综合标准化的指导路线,起草了国家智慧城市标准体系框架,包括标准体系框架图、层次结构图及标准明细表,对已有标准和待制定标准做了充分的比较分析研究工作,梳理出7大类相关标准,论证了一批急需急用的智慧城市关键技术标准缺项。
总体组在论证智慧城市的标准体系时,基于实际需求,把握新标准与已有标准的关系、急需急用标准与后续标准的关系、先进超前标准与我国技术和产业实际现状的关系,智慧城市标准体系的构建与现有标准全方位对接。
在基础技术标准方面,除行业有特殊要求基础技术标准外,一般按照国家和行业基础技术标准开展。
根据统筹规划和整体协调的需要,对现有各行业信息化中涉及的数据格式、产品要求、通信网络等标准进行梳理和修订,将其纳入到智慧城市标准体系框架中。
智慧城市标准体系建设中需要制修订的标准数量至少达数百项,并且一些标准还需在以后业务发展中不断构建。
因此,按照“急用先制定”的原则,目前阶段的标准化工作主要定位在初步构建智慧城市标准体系框架,以智慧应用示范工程、智慧城市试点项目、智慧应用服务系统建设为依托,制定急需急用标准。
智慧城市处于不断发展和演进的过程之中,技术需具备前瞻性,所以标准研制工作也要有一定超前性,标准不仅仅是对当前技术总结,同时也是对当前技术引领,通过具有前瞻性的标准来指导技术和产品研发。
智慧城市整体架构智慧城市是指利用先进的信息技术手段,合理整合城市资源,提供高效便捷的公共服务,以提升城市管理水平和市民生活质量的一种城市发展模式。
为了构建一个有机、高效的智慧城市,需要一个精心设计的整体架构。
本文将探讨智慧城市的整体架构并指出其中的关键要素。
一、智慧城市总体框架智慧城市的总体框架由以下几个主要部分组成:1. 基础设施网络:智慧城市的基础设施网络是众多智能设备和系统的核心,包括通信网络、数据中心、传感器网络等。
这些设施构成了智慧城市的神经系统,实现了各个智能设备之间的高效连接和数据传输。
2. 数据采集与处理:智能设备通过传感器采集各类数据,包括气象数据、交通流量数据、环境污染数据等。
这些数据经过采集后,需要进行处理和分析,以提供准确的信息和指导城市决策。
3. 城市管理与服务平台:这是智慧城市的核心部分,用于管理和协调各类城市资源,提供包括交通管理、环境监测、公共安全、公共服务等在内的各类城市服务。
城市管理与服务平台需要与其他系统、平台进行数据共享和交互,以实现全面的城市管理和服务。
4. 公众参与与互动平台:智慧城市不仅需要高效的城市管理,也需要市民的积极参与和互动。
因此,公众参与与互动平台是智慧城市整体架构的重要组成部分。
该平台提供了市民与政府、企业之间进行互动和信息交流的渠道,为市民提供各类便民服务和公共参与机会。
二、智慧城市关键要素要构建一个功能完善、高效可靠的智慧城市,需要以下关键要素的支持:1. 技术支持:智慧城市离不开先进的信息技术,包括物联网、云计算、大数据、人工智能等。
这些技术为智慧城市的各项功能提供了支撑,如实时监测、预测分析等,同时也需要不断创新和引入最新的技术来推动智慧城市的发展。
2. 数据共享与隐私保护:智慧城市需要各类设备和系统之间进行数据共享,从而实现更好的城市管理和公共服务。
同时,隐私保护也是一个重要的问题,需要在数据共享的前提下,确保市民的个人隐私得到充分保护。
智慧城市总体架构方案目录1 智慧城市系统总体架构从信息化现状来看,各领域的应用系统都或多或少已分散建设并投入使用,目前需要按统一标准规范体系进行整合、升级,逐步迈向智慧城市系统的终极目标;智慧城市总体架构图如下:基础设施支撑系统层包括基础硬件和基础软件的整合,基础硬件主要有机房、有线与无线网络、服务器计算/存贮、终端、各类手持与外设、各类仪器仪表/传感器、电源空调;基础软件主要有操作系统、数据库软件、中间件软件;备份系统等;智慧城市时代,要对城市传统的、分散的各类对网络、机房、计算及存储资源、信息安全、基础数据中心等进行统一规划与集约建设;同时应兼容国产化,即兼容国产CPU/OS装机环境;各类应用系统基础支撑平台系统层规划建设智慧城市软高速,暨智慧城市系统应建设共性支撑平台,可重复调用的共性应用基础平台、通用工具类软件、业务与功能组件建立在政务业务标准规范和电子技术标准化基础上,是新系统框架体系的核心,也是新政务体系的管理控制中心,为未来各部门应用系统快速构建提供可重复调用的功能组件;可重复调用的工具与业务功能组件仓库提供大量通用、易用、可复用、标准化的组件,具有高内聚、低耦合的优点,既利用标准规范来约束组件的内部结构,保证组件以规范化的方式提供对外服务接口和扩展接口;又能保证组件具有良好的扩展性和随需应变的能力;1共性应用基础支撑平台;包括城市统一的机构人员管理、统一信息分类管理、统一权限分配;2可复用的常用工具类软件;包括流式文档软件国外DOC,国标OFD、版式文档软件国外PDF,国标OFD、电子表单、报表工具、全文检索、二维三维地理信息管理系统GIS、辅助决策分析系统、数据转换工具、二维三维条码读写软件、仪器仪表与RFID读写软件、各类应用软件辅助定制平台等;3可复用的业务与功能组件;通用功能组件是从各业务系统中提取出来的公用功能模块,能被各类应用系统所共用;功能组件实现是为了提高应用软件的灵活性、可维护性、可扩展性;通用业务组件是基于业务系统实际需求提炼出的业务模型、管理模型、安全保密模型,可以被不同的业务系统选择使用,从而快速构建出业务应用系统;建立业务组件实现不同业务系统之间模块的重用,降低系统之间的耦合度,实现业务应用与业务开发相互独立,提高开发效率;包括:ID号生成、通用树、文号生成、定密依据、正文保存、查询授权、回收站管理、日志记录、文件传输、附件增改、在线帮助、批核操作、打印授权、办件转换、核文操作、输出控制、打印控制、降密控制、并发控制、图像扫描、条码生成、原件管理、归档操作等;4认证加密系统;包括PKI或CPK的认证加密基础设施、身份认证软件、电子印章软件、数字证书软件、数据加解密软件、可信时间戳等;5安全防御系统;包括网络安全管理平台系统、网络接入管理系统、非法外联监控系统、主机监控审计系统、防火墙、防病毒等;6城市数据中心;分为政务内网数据中心、政务外网数据中心、互联网数据中心、备份数据中心等;7城市数据交换中心;实现城市四个数据中心的安全可靠、按统一数据格式标准在线交换;8城市统一基础接口服务平台;实现城市各类共性应用基础支撑平台、常用工具类软件、通用的业务与功能组件、认证加密系统、安全防御系统、应用软件辅助定制平台、各类共性与职能应用系统按统一标准接入城市总体平台;9各类应用软件辅助定制平台;用于以工业化模式按统一的业务需求规范、统一的数据格式标准、统一的接口标准辅助定制整合与升级各类应用系统;10各类应用系统统一管理平台;统一管理各类应用系统,包括应用子系统的配置、一二级管理员的产生与授权等;基于基础支撑平台定制共性应用层1统一升级四大共性应用系统;包括综合办公、办案、办会系统,行政审批服务、监察系统,内外网信息发布利用系统,综合电子档案管理系统;之所以统一规划建设、整合、升级四大共性应用系统,是因为城市各委办局的业务基本都有涉及这四个系统,应统一整合与升级;四大共性系统发展趋势是一体化整合后下延到社区与村居,实现政府行政改革创新;2统一规划与建设社区管理服务与民生系统;包括社区/村居管理服务系统、社区医疗居家养老与智慧通等;之所以统一规划建设社区/村居管理服务系统与民生系统,是因为这二类系统与多个委办局业务相关,是政务改革实现管理与服务一体化,政务一件事、服务一窗口或网站后下延的承载体;智慧城市建设内容层这是面向智慧城市主体的管理与服务层:核心是面向市民的管理与服务整合、面向城市管理和城市功能提升、形成现代科技产业、精准有机智慧农业、提升产业与经济发展、面向城市基础设施及环境的管理与服务整合,将打造成“宜居、和谐、智慧、文明、智慧农业”城市,从而实现“幸福”的目标;1.4.1 保障体系与基础设施1、保障体系1统一规划及设计;形成完整和可行的智慧城市发展规划纲要及实施方案,针对智慧城市创建任务和重点项目进行统一规划和设计;2统一组织机构;成立城市专门的领导组织体系和执行机构,负责智慧城市统一的规划、设计与创建工作;改变长期以来由各委办局仍至其下属的科室组织信息系统建设的模式;3政策法规;建立保障智慧城市建设和运行的政策法规;4经费规划和持续保障;建立智慧城市建设的经费规划和保障措施;5运行管理及监督;明确智慧城市的运营主体并建立运行监督体系;2、网络基础设施6有线与无线网络;提升无线网络的覆盖面、速度等方面的基础条件;7宽带网络;提升包括光纤在内的固定宽带接入覆盖面、接入速度等方面的基础条件;8下一代广播电视网;建设下一代广播电视网络并投入使用;3、公共平台与数据库9城市公共基础数据库;建设城市基础空间与地下管网数据库、人口基础数据库、法人基础数据库、宏观经济数据库、建筑物基础数据库等公共基础数据库;10城市公共信息平台;建设能对城市的各类公共信息进行统一管理、交换的信息平台,满足城市各类业务和行业发展对公共信息交换和服务的需求;11信息安全平台;建设信息安全平台,有效保障智慧城市信息安全;1.4.2 智慧建设与宜居1、城市建设管理12城乡规划;编制完整合理的城乡规划,并根据城市发展的需要,制定道路交通规划、历史文化保护规划、城市景观风貌规划等具体的专项规划,以综合指导城市建设;13数字化城市管理;建有城市地理空间框架,并建成基于国家相关标准的数字化城市管理系统,建立完善的考核和激励机制,实现区域网格化管理;14建筑市场管理;通过制定建筑市场管理的法律法规,并利用信息化手段推进政府在建筑勘察、设计、施工、监理等环节的监督和管理能力提升;15网络化房产管理;通过制定和落实房产管理的有效政策,并利用信息技术手段进行房产管理,促进提升政府在住房规划、房产销售、中介服务、房产测绘等多个领域的综合管理服务能力;16数字园林绿化;通过遥感等先进技术手段的应用,推动园林绿化的监测和管理水平,提升城市园林绿化水平;17历史文化保护;通过信息技术手段的应用,加强城市历史文化的保护水平、推广水平;18建筑节能与楼宇控制;通过信息技术手段的应用,提升城市在建筑智能监控、节能监督、评价、控制和管理等方面的工作水平;19智能绿色建筑;通过制定有效的政策,并结合信息技术手段的应用,提升城市在绿色建筑的建设、管理和评价等方面的水平;2、城市功能提升20智能管理供水系统;利用信息技术手段对从水源地监测到自来水管理的整个供水过程实现实时监测管理,制定合理的信息公示制度,保障居民用水安全;21智能管理排水系统;生活、工业污水排放,城市雨水收集、疏导等方面的排水系统设施建设,以及利用现代信息技术手段提升其整体功能的发展;22智能节水应用系统;城市节水器具的使用和水资源的循环利用,以及利用现代信息技术手段提升其整体水平的发展;23智能管理燃气系统;带动城市清洁燃气使用的普及,以及利用现代信息技术手段保障其安全运行;24垃圾分类与处理;优化社区垃圾分类的普及情况及垃圾无害化处理能力,以及利用现代信息技术手段提升其整体水平;25智能管理供热系统;完善北方城市冬季供暖设施,以及利用现代信息技术手段促进其整体水平的发展;26智能照明系统;提升城市各类照明设施的覆盖面和节能自动化应用程度;27智能地下管线与空间综合管理;实现城市地下管网数字化综合管理、监控,并利用三维可视化等技术手段提升管理水平;实际对城市各类建设利用三维技术粗细粒度的可视化管理;1.4.3 城市智能管理与服务1、政务服务28决策支持;建立支撑政府决策的信息化手段和制度;29信息公开;通过政府网站等途径,主动、及时、准确公开财政预算决算、重大建设项目批准和实施、社会公益事业建设等领域的政府信息;30网上办事;完善政务门户网站的功能,扩大网上办事的范围,提升网上办事的效率;31政务服务体系;形成各级各类政务服务平台的联接与融合,建立上下联动、层级清晰、覆盖城乡的政务服务体系;2、基本公共服务32基本公共教育;通过制定合理的教育发展规划,并利用信息技术手段提升目标人群获得基本公共教育服务的便捷度,并促进教育资源的覆盖和共享;33劳动就业服务;通过法规和制度的不断完善,结合现代信息技术手段的应用,提升城市就业服务的管理水平,通过建立就业信息服务平台等措施提升就业信息的发布能力,加大免费就业培训的保障力度,保护劳动者合法权益;34社会保险;通过信息技术手段的应用,在提升覆盖率的基础上,通过信息服务终端建设,提高目标人群享受基本养老保险,基本医疗保险,失业、工伤和生育保险服务的便捷程度,提升社会保险服务的质量监督水平,提高居民生活保障水平;35社会服务;通过信息技术手段的应用,在提升覆盖率的基础上,通过信息服务终端建设,提高目标人群享受社会救助、社会福利、基本养老服务和优抚安置等服务的便捷程度,提升服务的质量监督水平,提高服务的透明度,保障社会公平;36医疗卫生;通过信息技术手段应用,提升基本公共卫生服务的水平;通过信息化管理系统建设和终端服务,保障儿童、妇女、老人等各类人群获得满意的服务;通过建立食品药品的溯源系统等措施,保障食品药品安全供应,并促进社会舆论监督,提高服务质量监督的透明度;37公共文化体育;通过信息技术手段应用,扩大公益性文化服务的服务面,提高广播影视接入的普及率,通过信息应用终端的普及,改善各类人群获得文化内容的便捷度;提升体育设施服务的覆盖度和使用率;38残疾人服务;在提高服务覆盖率的基础上,通过信息化、个性化应用开发,提升残疾人社会保障、基本服务的水平,提供健全的文、体、卫服务设施,丰富其服务内容;39基本住房保障;通过信息技术手段应用,健全廉租房、公租房、棚户区改造等方面的服务水平,增强便利性、提升透明度;3、专项智能应用40智慧交通;建设及运行城市整体交通智慧化,包含公共交通建设、交通事故处理、电子地图应用、城市道路传感器建设和交通诱导信息应用等方面情况;41智慧能源;管理及利用城市能源智慧化,包含智能表具安装、能源管理与利用、路灯智能化管理等方面的建设;42智慧环保;建设城市环境、生态智慧化管理与服务,包含空气质量监测与服务、地表水环境质量监测与服务、环境噪声监测与服务、污染源监控、城市饮用水环境等方面的建设;43智慧国土;建设城市国土资源管理和服务的智慧化,包含土地利用规划实施、土地资源监测、土地利用变化监测、地籍管理等方面的建设;44智慧应急;建设城市智慧应急,包含应急救援物资建设、应急反应机制、应急响应体系、灾害预警能力、防灾减灾能力、应急指挥系统等方面的建设;45智慧安全;建设城市公共安全体系智慧化,包含城市食品安全、药品安全、平安城市建设等建设情况;46智慧物流;建设物流智慧化管理和服务,包含物流公共服务平台、智能仓储服务、物流呼叫中心、物流溯源体系等方面的建设;47智慧社区;建设社区管理和服务的数字化、便捷化、智慧化,包含社区服务信息推送、信息服务系统覆盖、社区传感器安装、社区运行保障等方面的建设;48智能家居;建设家居安全性、便利性、舒适性、艺术性和环保节能,包含家居智能控制,如智能家电控制、灯光控制、防盗控制和门禁控制等,家居数字化服务内容,家居设施安装等方面的建设;49智慧支付;建设包含一卡通、手机支付、市民卡等智慧化支付新方式,支付终端卡设备、顾客支付服务便捷性、安全性和商家支付便捷性、安全性等方面的建设;50智能金融;城市金融体系智慧化建设与服务,包含诚信监管体系、投融资体系、金融安全体系等方面的建设;1.4.4 智慧产业与经济1、产业规划51高科技产业规划;制定城市产业规划,围绕城市产业发展、产业转型与升级、新兴产业发展的战略性产业规划编制、规划公示及实施;52创新投入机制;城市创新产业投入实施,包括产业转型与升级的创新费用投入,新兴产业发展的创新投入等方面;2、产业升级53产业要素聚集;城市为产业发展,产业转型与升级而实现的产业要素聚集和增长;54传统产业改造;在实现城市产业升级过程中,实现对传统产业的改造;3、新兴产业发展55高新技术产业;提高城市高新技术产业的服务与发展,包含支撑高新技术产业的人才环境、科研环境、金融环境及管理服务,高新技术产业的发展状况及在城市整体产业中的水平;56现代服务业;提升城市现代服务业发展,包含现代服务业发展的政策环境、发展环境,发展水平及投入等方面;57其它新兴产业;提升和发展城市其它新兴产业;1.4.5 智慧城市支撑现代化农业1、现代化农业58区域种植业资源智能系统;建设区域种植业资源管理与辅助决策系统平台,主要建立种植业资源与农田环境、主导产业、社团组织、种植业辅助决策、种植业企业等相关系统,包括信息传输设备、信息分析处理软件、系统决策软件、智能控制软件等一系列软硬件及标准规范;59农业生产智能化系统;运用新兴的云计算和物联网技术,通过在农业生产环境中的各种传感器环境温湿度、土壤水分、二氧化碳等传感器和无线通信传输实现农业生产环境的信息采集、预警、智能管理、决策分析、专家在线指导,提高创建城市农业生产机械化、产业化和信息化水平,提升农业竞争力;60农产品现代流通智能系统;立足城市农业科技城发展规划,围绕“高端、高效、高辐射”的目标定位,从农产品流通发展现状出发,加强与完善农产品物流基础设施建设,建立涵盖农产品安全生产基地、物流配送中心、冷链系统和连锁销售终端体系的农产品流通完整产业链,为标准规范体系和信息化管理平台提供示范应用载体;61农产品质量安全智能系统;建设编码管理系统、质量检测管理系统、生产基地管理系统、生产过程管理系统、信用管理系统、农产品质量安全溯源系统共六大系统;依托互联网,集成六大系统,搭建农产品质量安全平台,对农产品产地、农产品标准化生产、农产品流通、检测等一系列环节的信息进行监管,形成一个信息对称、数据共享、多方联动的监督、管理和辅助决策平台;同时,依托网站和电话、短信、网络、触摸屏等多种方式对外信息发布,为消费者提供信息查询服务,实现高效快捷、准确无误、科学规范地传递农产品质量安全信息62农村社会化服务信息系统;建设农村社会化服务体系,主要是建立农民专业合作组织服务管理系统,帮助合作组织快速获取市场信息,提高应对市场变化的能力,增强农民专业合作社在市场上的竞争力;建立智能化、数字化农技推广应用体系;建设农技推广中心、基层农技站全部装备智能化、数字化技术设施;标准与规范体系四个横向层次均需要服从“智慧城市业务标准规范体系”、“智慧城市技术标准规范体系”和“智慧城市运营模式与规范体系”;1.5.1 智慧城市业务标准规范体系1、建立智慧城市管理与服务标准体系在总结多年分散建设信息化系统成果的基础上,针对存在的问题,急需从创建智慧城市全市的角度进行统筹规划和整合城市共性办公业务需蛙泳规范、个性能职能业务需求规范,形成标准化的一体化方案,满足市政府打造科学政务管理平台、提升政务管理水平的迫切需求;创建智慧城市新系统将同步全面梳理党委、人大、政府、政协的领导职责、依法监督、管理与服务职能和民主监督职能,细化各级单位与每位公务人员的工作,全面实现政府管理与服务的标准化;2、建立智慧城市政务服务标准体系政府全面、深入实现管理职能的同时,还需要提供优质、高效的服务,随着我国地方政府由管理型向公共服务型转变,新系统将大力推进服务型政府建设,通过建设一体化的政务服务标准体系,为群众提供更公开、公平、公正的服务;新系统将结合特点,建立政务办公业务需求规范、服务基础标准、服务质量标准、服务管理标准和服务工作标准,形成“职责明晰、执行顺畅、环环相扣、持续改进”的一体化政务服务体系,使每个行政事项都做到有法可依、有章可循,所有工作人员都能按标准化要求进行操作,提升行政审批效能;在建立包括管理和服务的政务标准化体系基础上,利用电子标准化体系辅助实现;1.5.2 建立电子技术标准规范体系建立与综合办公业务需求规范、个性职能业务需求规范相对应的各类业务数据格式标准、软件产品与应用系统接口标准、软件技术研发标准、项目管理等组成的标准规范体系;在此基础上,逐步建立形成符合我国国情的省、市、区县、乡镇四级智慧城市系统国家标准体系原型;1.5.3 智慧城市运营模式与规范体系智慧城市需要大量经费投入,无论是政府投入,国家开发银行政策性贷款投入,还是基金投入都要求还报;因此,智慧城市规划与建设,要全面梳理运营模式,运营规范,确保综合投入的社会效益、经济效益的回报;为此,要逐步形成智慧城市运营模式与规范体系;2 总体架构设计原则和技术要求建设“智慧城市”符合国家“十二五”规划中对于城市发展的总体要求,“智慧城市”的发展能给城市化进程带来新的动力;通过“智慧城市”的建设带动相关技术产业的发展,进而提供完整有效的“智慧城市”解决方案,是符合我国国情的发展思路,可有效地推进自主信息产业的巨大进步;“智慧城市”是信息科技在城市发展过程中的必然趋势,是全球城市化进程的必然要求;“智慧城市”的建设目标是为城市中的各个服务对象,即;政府、企业以及个人提供智慧化、泛在式的应用服务,以不断探索、不断完善的渐进式过程稳步推进;因此,“智慧城市”建设的需要兼顾创新、实用、智能、高可扩展、广泛兼容、安全保障以及标准规范等各方面的要求,加快发展一个符合创建智慧城市特色的“智慧城市”建设模式;总体架构设计背景“智慧城市”是城市经济社会发展到当前阶段,进一步提升城市核心竞争力的客观需要和战略选择,也是一项全局性的系统工程;城市信息化的发展,大体可以分为四个阶段:第一个阶段是信息技术与通信技术普及;第二个阶段是分散应用系统规划与建设;第三个阶段是各类管理与服务应用系统的整合;第四个阶段是对城市生态圈的智能调整与优化;信息与通信技术是数字城市的基础,随着互联网的出现和普及,通讯网络的全面覆盖与传输能力提升,电话、个人电脑、手机等通讯终端的低成本化与功能多样化,高性能计算技术的迅速发展,城市的信息传输、计算和接收能力产生爆炸式增长,数字城市诞生并以日新月异的速度进化;应用系统的建设与完善,是城市功能信息化的重要标识,在这一阶段,城市各方面主体为了完成某种功能而使用信息技术,具体表现为企业的生产、财务、采购等职能的信息化,政府各委办局业务的信息化等,这一阶段以事务处理为核心,大大提高了城市主体的内部效率,积累了丰富的业务信息,但从目前整个城市信息化现状来看,信息是零散的、无序的碎片;面向城市各领域管理与服务对象的业务整合、数据整合、技术整合、管理整合和服务整合,标志着数字城市发展进入了一个新的阶段,在这一阶段,面向对象的各类服务和信息被有机地组合为一个整体,政府、企业、市民和城市基础设施以完整的形象接受管理和服务;以居民的健康信息为例,不再是一次次诊疗记录碎片,而是从出生到死亡的完整记录;在服务和信息整合的基础上,借助科学的分析预测模型和强大的数据挖掘、分析处理能力,产生各方面决策的智慧方案,数字城市将进入新的发展阶段——智慧城市系统阶段;真正的智慧城市系统,是对城市生态圈管理与服务对象与相关要素的实时、主动、弹性地调整与优化,实现资源、服务的需求与供给的有效平衡;以智能交通为例,不仅需要了解城市的道路状态、车辆运行信息,还需要了解城市居民的出行特点,对交通工具的偏好,对价格的敏感度等因素,制定出相应的道路管理、车辆配备、价格措施,以至于城市规划调整,才能真正改善城市的交通状况;总体架构的基本原则2.2.1 先做设计后实施楼宇建设开工前均须先做设计,目前我国楼宇建设均是做完规划方案就招标建设,在实施过程中由承建单位免费设计;免费设计等于没有设计,承建商建成什么样就设计什么样;智慧城市系统建设,应增加专职的设计环节,至少要形成相关应用系统的业务需求规范、数据格式标准、产品与应用系统接口标准、测评标准、总体技术架构,并向社会公开征求意见,统一思想后才能招标建设;考虑我国目前没有一家信息化专业设计单位,示范城市可考虑请相关国家专职事业单位联合设计;2.2.2 一体化整合原则由于信息化是个新生事务,开始时是摸着石头过河,由各部委委办局规划、建设了众多分散、孤立的信息系统;尽管也产生了较大的成绩与效益,但随着时间的推移,其负面影响越来越大;智慧城市时代,城市所有基础信息系统、共性与个性应用系统,应采取一体化整合的思想,统一规划、统一设计、统一建设、统一升级、统一应用、统一运维;2.2.3 有所为有所不为智慧城市是个复杂的系统工程,绝不是造一次大项目就可以完成的,相关城市应根据自身的社会、经济发展实际情况,有选择地进行相关系统建设;例。
智慧城市建设的总体架构
智慧城市总体架构包含1个平台、4个层次,2个保障。
一个平台为应用支撑平台,4个层次为感知层、传输层、数据层、应用层,2个保障为信息安全体系和管理机制。
感知层:
智慧城市的感知范围从公共事务管理、公众社会服务和经济发展建设3大应用领域入手,重点围绕交通、能源、物流、工农业、金融、智能建筑、医疗、环保、市政管理、城市安全等重点行业的应用和难点,分别采用移动终端、RFID、智能卡、GPS定位等不同技术进行基础数据采集。
传输层:
随着各种通信技术逐步走向融合,如移动通信技术与IP网络的融合,电信网、电视网、计算机网、卫星通信网走向融合,智慧城市传输层形成天地一体化的基础网络、服务化的信息系统、聚合化的运营平台和多样化的业务应用。
数据层:
数据层由2体系、3库、1渠道构成。
2体系是指统一信息资源模型体系、统一信息编码体系;3库是指数仓库、信息系统数据库和知识库;1渠道是指信息资源访问渠道。
在统一信息资源模型体系、统一信息编码体系和数据仓库的基础上,通过信息系统数据库和文件库为日常的业务管理与查询提供支撑,数据仓库体系为决策支持应用
提供支撑,信息资源访问渠道为各种信息资源应该提供访问接口。
应用层
应用层暴扣智慧的产业发展体系、智慧的环境和资源体系、智慧的城市运行体系、智能的城市交通体系、智能的民生保障体系以及智慧的幸福生活体系。
支撑服务层
支撑服务层强调两大平台,一是公共应用支撑平台,二是电子政务应用支撑平台。
安全保障体系
智慧城市安全体系建设需准确建立在业务流程整合和业务数据规范交互基础之上,从信息系统等级保护角度提出安全体系的设计思路与安全防护策略。
智慧城市数据中心解决方案一、智慧城市数据中心应用架构智慧城市数据中心-应用架构(一)总体原则如上图所示,智慧城市数据中心服务体系遵循SOA的设计原则,构建于智慧城市基础平台层之上,在智慧城市接口服务标准体系的规范和指导下,实现的智慧城市数据中心数据交换、存储、共享平台,给智慧城市各大类应用系统提供统一的、标准的、完善的、全面的数据服务作为支撑。
(二)智慧城市基础平台层主要是指智慧城市运行所必须的基础软硬件运行环境,包括:网络基础设施(互联网、卫星通信、以太网、2G网、3G网、LTE4G 网、WIFI、WAPI等);服务器设备(各类主流或支持国产CPU和国产操作系统装机的服务器集群,或虚拟化集群等);存储设施(存储设备、虚拟化存储或云存储等)与备份系统;安全设施(加密服务器,加解密芯片,认证设备等);传感器设备(如RFID、蓝牙、摄像头、温湿度传感器、红外设备等);系统软件支撑平台,工具与组件支撑平台等。
(三)智慧城市云支撑平台层主要是指智慧城市运行所必须的各类服务以云的方式来提供,包括虚拟化服务平台,云资源管理平台,运行管理平台,城市接口服务总线平台等。
(四)智慧城市共性应用支撑平台层主要是指智慧城市运行作为支撑环境的共性应用,包括统一机构人员管理、统一权限管理、统一分类管理,以及基于前述内容进行二次开发和应用定制的辅助定制服务平台。
(五)数据交换共享平台层基于共性应用支撑层,来实现数据交换和共享的功能。
其核心业务包括数据整合服务系统、消息传输系统、监控中心和任务调度系统。
1、数据整合服务系统包括:元数据管理、基础环境管理、采集转换策略、数据规则管理、数据容错处理。
其主要特点包括:多数据库类型支持;支持国产数据库;异构数据支持;数据加工处理,基于元数据管理,且可支持不同类型数据流信息、数据压缩,数据加密,数据填充,数据格式翻译,消息过滤等;支持数据容错处理;可根据预定制的策略来处理在同步过程中数据出现的问题,是完全忽略,还是中止操作等;支持事务功能;提供方便易用的配置工具。
意见征集《智慧城市建设总体架构》深圳市地⽅标准(征求意见稿)智慧城市建设总体架构⽬录1 范围2 规范性引⽤⽂件3 术语、定义及缩略语4 总体原则5 总体架构6 基础设施7 ⽀撑平台8 应⽤9 ⽀撑体系1 范围本⽂件规定了智慧城市建设的术语、定义及缩略语,总体原则、总体架构、基础设施、⽀撑平台、能⼒中台、应⽤中台、应⽤及⽀撑体系。
本标准适⽤于市级及区级智慧城市建设。
2 规范性引⽤⽂件下列⽂件中的内容通过⽂中的规范性引⽤⽽构成本⽂件必不可少的条款。
其中,注⽇期的引⽤⽂件,仅该⽇期对应的版本适⽤于本⽂件;不注⽇期的引⽤⽂件,其最新版本(包括所有的修改单)适⽤于本⽂件。
GB/T 21061 国家电⼦政务⽹络技术和运⾏管理规范GB/T 30850.3 电⼦政务标准化指南第3部分:⽹络建设GB/T 32419.1 信息技术SOA技术实现规范第1部分:服务描述GB/T 32419.2 信息技术 SOA技术实现规范第2部分:服务注册与发现GB/T 34678 智慧城市技术参考模型GB/T 34960.5 信息技术服务治理第5部分:数据治理规范GB/T 34982 云计算数据中⼼基本要求GB/T 36333 智慧城市顶层设计指南GB/T 36333 智慧城市顶层设计指南GB/T 36620 ⾯向智慧城市的物联⽹技术应⽤指南GB/T 37043—2018 智慧城市术语GB 50174 数据中⼼设计规范《政务信息资源⽬录编制指南(试⾏)》3 术语、定义及缩略语GB/T 37043中界定的以及下列术语和定义适⽤于本⽂件。
3.1 术语和定义3.1.1智慧城市 smart city运⽤信息通信技术,有效整合各类城市管理系统,实现城市各系统间信息资源共享和业务协同,推动城市管理和服务智慧化,提升城市运⾏管理和公共服务⽔平,提⾼城市居民幸福感和满意度,实现可持续发展的⼀种创新型城市。
[选⾃GB/T 37043—2018《智慧城市术语》]3.1.2智慧城市建设总体架构 smart city construction overall architecture从基础设施、平台层、应⽤层、⽀撑体系等维度出发,对智慧城市建设所采⽤的核⼼技术要素及要素间关系进⾏整体性、抽象性描述。
智慧城市的体系架构智慧城市体系结构在城市通信基础资源之上分为四层:感知层、通信层、数据层、应用层,同时各层与城市信息化数据与联通公司内部系统进行对接。
城市基础资源主要是指光缆网、城域网、互联网、移动网等网络基础资源。
智慧城市建设的基础为通信网络,可以为承载智慧城市的各项应用提供高速、安全、可靠的传输通道。
智慧城市体系架构如下图所示:智慧城市体系架构图四层分别描述如下:2.2.1感知层智慧城市感知层是指利用RFID、传感器、摄像头、二维条码、遥测遥感等传感设备和技术,实现对城市中人与物的全面感知。
感知层是智慧城市技术体系的首要环节,主要进行信息的的采集处理,为智慧城市的高效运行提供基础信息。
感知层是人的感知延伸,它扩大了人的感知范围、增强了人的感知能力,极大的提高了人类对外部世界的了解水平。
感知方式是根据被感知的信息类型,继而采取相对应的感知技术及方法。
目前主要的信息类型有:数字信息、原始信息以及其他相关信息,所以主要的智慧城市感知方式可分为四类:①身份感知:通过条形码、RFID、智能卡、信息终端等对物体的地址、身份及静态特征进行标识。
②位置感知:利用定位系统或无线传感网络技术对物体的绝对位置和相对位置进行感知。
③多媒体感知:通过录音和摄像等设备对物体的表征及运动状态进行感知。
④状态感知:利用各种传感器及传感网对物体的状态进行动态感知。
智慧城市通过身份、位置、多媒体和状态感知等多种相结合的感知方式,实现信息从汇聚阶段向“人—人”、“人—物”、“物—物”之间协同感知阶段和泛在融合阶段迈进。
2.2.2通信层智慧城市通信层主要完成所有感知控制网络的接入,同时提供安全、可靠、准确、及时的数据传送,实现更全面的互联互通。
通过各种形式的高速率高带宽的通信网络工具,将各种电子设备、组织和政府信息系统中收集和储存的分散信息及数据连接起来,进行交互和多方共享。
从而更好地对环境和业务状况进行实时监控,从全局的角度分析形势并实时解决问题,使得工作和任务可以通过多方协作来得以远程完成。
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但由于历史原因,传统的信息系统之间存在壁垒,难以实现信息融合和共享。
因此,需要建立智慧城市信息交互机制,通过智慧城市公共支撑平台,定义合适的接口规范和交互流程,来实现城市中信息的充分协同。
本文结合3种基本的信息交互场景,给出了合理的智慧城市信息交互的技术解决方案。
参考文献1中国电信智慧城市研究组.科学治理与城市个性:智慧城市之路.电子工业出版社.20112曹国辉.物联网托起智慧城市的美好明天.中国安防.2011,103汪芳,张云勇,房秉毅,徐雷,魏进武.物联网、云计算构建智慧城市信息系统.移动通信.2011,84郑立明.关于建设智慧城市的战略思考.现代管理科学.2011,25张永民,杜忠潮.我国智慧城市建设的现状及思考.中国信界.2011,25秦洪花,李汉清,赵霞.智慧城市的国内外发展现状.信息化建设.2010,9ResearchonCrossSystemInformationInteractionofSmartCityAbstract Theinformationinteractionisanimportantrequirementforurbanmanagement.Atpresent,therearehugebarriersbetweendifferentinformationsystemsinsmartcity,soitisdifficulttoachievethegoalofinformationsharingandcollaboration.Suchasituationmakesseriousimpedimenttothedevelopmentofasmartcity.Inthispaper,weinvestigatethecross-systeminformationinteractionschemeofsmartcity,wedividetheinformationinteractionintothreebasicscenariosbasedontheinformationinteractionrequirementofsmartcity.Atlast,therelevantdiscussionwillbegiveninthispaper.Key words smartcity,crosssystem,informationinteraction(收稿日期:2013-03-09)1引言目前,城市中建设、部署并实施应用的各种物联网系统,普遍具有比较松散、杂乱的运营实体、地域范围、行业领域以及技术体系,形成了众多孤立、分散的信息通信系统,既存在重复建设的浪费,也导致了运营维护的复杂和困难。
相对于现有的城市综合信息化系统(如数字城市、无线城市、宽带城市等),智慧城市侧重于实现城市各个信息系统间的信息共享、操作交互和业务协同,以实现对城市范围内海量信息通信资源的整合与共享。
通过对原有的各行业物联网应用等孤立的、竖井式信息通信系统及其特定的行业应用进行统一实现,为政府、企业和市民提供了全方位的智慧型城市服务体系。
在智慧城市的4个层次,即感知层、传输层、数据智慧城市公共支撑平台体系架构研究罗振武汉邮电科学研究院光纤通信技术和网络国家重点实验室新业务经理,工程师摘要智慧城市是一种综合了多个学科、服务于各类行业和对象的技术体系,可以通过公共支撑平台,对原有各类信息通信系统的行业应用进行系统整合、资源共享和公共支撑,基于共性技术来对各种原有系统进行统一、有效的利用,从而实现智慧城市的最优化效果。
关键词智慧城市物联网信息通信系统公共支撑平台云计算10··层和应用层中,从技术架构和部署实施的角度来看,最可行的就是在数据层进行城市基础数据和城市感知数据的汇聚与整合,并基于云计算的架构体系,对智慧城市中数据资源的存储、处理与服务进行优化,为应用层的智慧城市融合应用提供数据和软件的能力支撑。
另外,对于智慧城市信息来源的物联网端节点和物联网终端形成的海量感知节点,其采集到的海量异构数据也需要有一个全城统一的平台来进行整合与处理。
而且,感知数据对于智慧城市的跨行业融合应用,也需要通过平台来实现数据和软件两个方面的能力支撑。
现有的数据中心、云计算、M2M平台、应用能力开放平台已经初步形成技术体系和规模应用,有必要将其统一到智慧城市公共应用支撑平台进行系统的研究,实现对智慧城市融合应用的一种完整的技术支撑体系。
2公共支撑平台在智慧城市中的作用智慧城市为了解决上述信息孤岛的状态,在城市范围内对各种物联网系统进行了整合、统一,构建了一个城市级的运营管理系统。
但是在智慧城市系统中,仍然会出现按照独立技术体系构建的各种物联网子系统,也依旧存在原有的智慧城市行业应用子系统。
针对这些子系统所进行的整合与统一,需要构建一个公共的支撑平台,对现有的各种物联网子系统以及原有的智慧城市行业应用子系统进行资源整合、数据共享和能力开放。
针对上述物联网在建设实施中存在的这些问题,智慧城市公共支撑平台需要考虑以下两个方面:(1)物联网是典型的应用驱动型系统,不同的物联网应用对传感器网络节点和功能机制存在着不同的需求,“垂直”应用是物联网的“点”,多种需求产生的多个点,难以构成一个系统性的“面”。
(2)现有物联网应用,其各自的感知功能单一、应用存在局限性、数据孤立难以共享、缺乏互联互通、无法实现业务协同机制,亟需产业链的贯通和水平分层架构的体系支撑。
智慧城市公共支撑平台旨在将物联网中局部应用、单一感知的资源由封闭转变为开放的、标准化的、可跨领域应用的共享资源,并通过共性服务集成技术将分散、小范围的物联网数据、网络、应用资源汇聚集成为共性服务资源群,形成了统一的物联网共性服务公共支撑体系,面向各种智慧城市具体应用的共性需求实现有效支撑。
针对各类智慧城市应用,需要公共支撑平台来提供相应的数据、计算、管理等服务。
这样可以保证智慧城市应用不会受到所属行业内城市信息资源、基础设施建设和能力开放范围的局限,可以从公共支撑平台获取所需的应用服务,从而更高效、更灵活地促进智慧城市应用的发展。
智慧城市公共支撑平台应具有以下特点:●只针对各类智慧城市应用的服务提供商,并不直接面向各类应用的最终用户,和具体行业和业务没有直接关系,只提供共性技术和公共数据资源的支撑服务。
●支撑各类智慧城市应用的基础性功能,为各类应用提供权限认证、安全管理、资源管理、事务管理、数据管理、业务分析等基础功能。
●各类智慧城市应用会构建在公共支撑平台之上,公共支撑平台同意为各类应用提供基础的服务。
●基于公共支撑平台构建的各类智慧城市系统具备良好的集成性和可扩展性,也具备更好的性能指标和安全保护。
●通过公共支撑平台可以构建或扩展新的智慧城市应用,通过公共支撑平台可以生成通用的应用功能(以此代替某些开发工具)。
●公共支撑平台应保证构建在其之上的各类智慧城市应用能够满足后续应用扩展和变化的需要。
3公共支撑平台的体系架构公共支撑平台(PublicSupportingPlatform)是一个信息的集成环境,是将分散、异构的应用需求和信息资源进行聚合,通过统一的访问入口,实现对各种跨数据库应用系统、跨行业系统的运行平台的无缝接入和集成,提供一个支持信息访问、传递、以及协作的集成化环境,促进个性化、定制化业务应用的高效低成11··本开发、资源集约共享、业务集成与融合、灵活部署与管理等。
具体参见图1。
智慧城市必须与原有的行业信息化系统实现互联互通和数据共享,为了实现对原有孤立、分散的各个行业系统中的数据整合,需要在智慧城市支撑层中新建一个城市级数据中心。
这个数据中心可以是通过物理方式完全新建,涵盖甚至替代原有的行业数据中心;也可以通过逻辑方式对原有的城市基础数据库和行业数据库进行集成,整合之后的数据存放在一个小规模的专用数据中心,以专门满足支撑平台所提出资源请求。
行业数据库、城市基础数据库汇聚到智慧城市数据中心,智慧城市应用对公共支撑平台提出服务注册和能力开放的请求,公共支撑平台根据这些对智慧城市数据中心提出资源请求。
智慧城市的各类应用系统接入支撑平台要求:接入支撑平台的系统通过调用支撑平台接入服务将数据直接写入支撑平台,数据写入支撑平台时禁止使用中间库,避免产生中间数据。
接入支撑平台后,各系统之间不直接发生数据交换等联系,系统之间的数据共享与交换必须通过支撑平台进行。
接入模式只提供业务系统与支撑平台的数据接口,不通过支撑平台进行业务处理。
接口程序应含有错误处理机制,随着业务的发生,采用异步机制立即导入支撑平台。
智慧城市公共支撑平台可以基于基础运营支撑和业务交互支撑这两个层面,分别来实现对智慧城市应用的支撑。
(1)基础运营支撑在通过物联网网络基础设施实现广泛、跨域的感知互联之后,通过智慧城市数据中心将城市基础数据库和行业数据库的海量城市信息进行存储和处理,全方位、无障碍、高可靠性、高安全性地传送到公共支撑平台,基于公共支撑平台的资源请求来实现对有效城市信息的数据融合,通过服务注册、能力开放来归纳、提炼、筛选、分发出针对于各种智慧城市应用的基础性运营支撑。
(2)业务交互支撑各类智慧城市应用基本上都会涉及其他行业部门的某些相关联的业务系统,通过公共支撑平台的系统管理,可以灵活地进行资源的组合与调配,生成对应的多种、灵活的资源请求,以按需提供服务的方式,图1智慧城市公共支撑平台架构12··!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!StudyonPublicSupportPlatformArchitectureofSmartCityAbstract Asatechnologysystemcompositingmanydisciplines,servedvariousindustriesandobjects,smartcitycanproceedsystemintegration,resourcesharingandpublicsupporttoformerICTsystemindustryapplicationthroughpublicsupportplatform,andutilizedifferentkindsofformerICTsystembasedoncommontechnology,fulfillthebesteffectofsmartcity.Key words smartcity,internetofthings,informationcommunicationsystem,publicsupportingplatform,cloudcomputing(收稿日期:2013-03-10)1引言截止到2012年10月底,近220个城市提出或已开展智慧城市建设,范围遍及中东西部各地区、涵盖不同经济发展水平的城市。