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    智慧城市解决方案

    一、智慧城市概念

    1、智慧城市的定义

    智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行,进而为城市中的人创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续成长。

    智慧城市是以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。智慧化是继工业化、电气化、信息化之后,世界科技革命又一次新的突破。利用智慧技术,建设智慧城市,是当今世界城市发展的趋势和特征。

    “智慧城市”的理念就是把城市本身看成一个生态系统,城市中的市民、交通、能源、商业、通信、水资源构成了一个个的子系统。这些子系统形成一个普遍联系、相互促进、彼此影响的整体。在过去的城市发展过程中,由于科技力量的不足,这些子系统之间的关系无法为城市发展提供整合的信息支持。而在未来,借助新一代的物联网、云计算、决策分析优化等信息技术,通过感知化、物联化、智能化的方式,可以将城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来,成为新一代的智慧化基础设施,使城市中各领域、各子系统之间的关系显现出来,就好像给城市装上网络神经系统,使之成为可以指挥决策、实时反应、协调运作的“系统之系统”。智慧的城市意味着在城市不同部门和系统之间实现信息共享和协同作业,更合理的利用资源、做出好的城市发展和管理决策、及时预测和应对突发事件和灾害。

    国际电信联盟秘书长哈马德?图埃认为,每个国家的城市将会因为信息通信技术的应用,变得更加美好。

    国家信息化专家委员会副主任、中国工程院副院长邬贺铨认为,智慧城市就是一个网络城市,物联网是智慧城市的重要标志。

    致公党中央常务副主席、国际欧亚科学院院士王钦敏提出,智慧城市是充分利用信息化相关技术,通过监测、分析、整合、以及智能响应的方式,综合各职能部门,整合优化现有资源,提供更好的服务、绿色环境、和谐社会,保证城市可持续发展,为企业及大众建立一个良好的工作、生活和休闲的环境,它包括城市智能交通系统、城市指挥中心、能源管理系统、公共安全、环境保护等。

    两院院士、武汉大学教授李德仁形象的说法是:数字城市+物联网=智慧城市。

    智慧城市.jpg

    2、智慧城市总体目标

    以科学发展观为指导,充分发挥城市智慧型产业优势,集成先进技术,推进信息网络综合化、宽带化、物联化、智能化,加快智慧型商务、文化教育、医药卫生、城市建设管理、城市交通、环境监控、公共服务、居家生活等领域建设,全面提高资源利用效率、城市管理水平和市民生活质量,努力改变传统落后的生产方式和生活方式。经过若干年的努力,将城市建成为一个基础设施先进、信息网络通畅、科技应用普及、生产生活便捷、城市管理高效、公共服务完备、生态环境优美、惠及全体市民的智慧城市。

    3、智慧城市特征

    (1)全面感测:遍布各处的传感器和智能设备组成“物联网”,对城市运行的核心系统进行测量、监控和分析;

    (2)充分整合:“物联网”与互联网系统完全连接和融合,将数据整合为城市核心系统的运行全图,提供智慧的基础设施;

    (3)激励创新:鼓励政府、企业和个人在智慧基础设施之上进行科技和业务的创新应用,为城市提供源源不断的发展动力;

    (4)协同运作:基于智慧的基础设施,城市里的各个关键系统和参与者进行和谐高效地协作,达成城市运行的状态。

    4、智慧基础主要组成部分

    (1)智慧的基础设施包括信息、交通和电网等城市基础设施。现代化的信息基础设施就是要不断夯实信息化或智能化发展的基础设施和公共平台,让市民充分享受到有线宽带网、无线宽带网、3G移动网、无线宽带网以及智能电网等带来的便利。此外,还要整合城市周边交通环境资源,实现出行成本更低廉、更便捷,形成智慧交通框架。

    (2)智慧政府:政府要逐步建立以公民和企业为对象、以互联网为基础、多种技术手段相结合的电子政务公共服务体系。重视推动电子政务公共服务延伸到街道、社区和乡村。加强社会管理,整合资源,形成全面覆盖、高效灵敏的社会管理信息网络,增强社会综合治理能力,强化综合监管,满足转变政府职能、提高行政效率和规范监管行为的需求,深化相应业务系统建设。要加快推进综合政务平台和政务数据中心等电子政务重点建设项目,完善城市管理、城市安全和应急指挥等若干与维护城市稳定和确保城市安全运行密切相关的信息化重点工程,使城市政府运行、服务和管理更加高效。

    (3)智慧服务:完善、高效的城市公共服务是智慧城市的出发点和落脚点。智慧城市公共服务涉及智慧医疗、智慧社区服务、智慧教育、智慧社保、智慧平安和智慧生态等方面。

    5、智慧城市重点建设领域

    智慧城市由关系到城市主要功能的不同类型的网络、基础设施和环境六个核心系统组成:

    (1)组织系统:公共安全、健康和教育,这些是能否给市民提供一个高质量的生活的重心;

    (2)业务/政务系统:工商业与市民所面临的政策和管制环境;

    (3)交通系统:城市通过交通系统提供给组织和业务/政务相互移动的能力;

    (4)通讯系统:城市通过通讯系统来共享信息和沟通;

    (5)水和能源系统:城市也将为经济和社会活动提供两个必要的公用设施—水和能源等。

    6、建设智慧城市的举措

    从“智慧城市”今后的解决方案来看,涵盖范围将极其广泛,包括减少交通拥堵以及由此导致的空气污染的智慧交通;对医疗记录进行数字化处理,总体提高医疗质量的智慧医疗;改善水质,科学进行水分配,提升水行业运营效率的智慧水资源管理;更加智能化地运营和管理电力系统的智慧电网等。

    智慧城市是一个全新的理念,是城市建设和发展的宏伟蓝图和长期目标,每个城市都是在摸索中发展和前行。通过对智慧城市建设的理论研究和相关城市实践调查以及世博会提供的经验,笔者认为在建设智慧城市过程中应采取以下有力措施:

    第1,高度重视,融合推进。建设智慧城市是加快区域城市化和信息化这两个现代化基本任务的重要结合点,将给城市的建设、管理和发展带来全局性、根本性的变化,是推动转型升级、再创发展新优势的重要支点,应当从区域全局发展高度给予足够的重视,要有一个强有力的主导部门和相应的支持系统来有序推进智慧城市建设工作。必须成立智慧城市建设工作协调小组和决策咨询专家指导组两个专门机构,牵头制定《智慧城市实施方案》,明确发展目标、建设规划、产业布局以及公共技术服务平台建设计划,并研究制定智慧城市建设的相关产业政策,以便于政府批准后,该方案能尽快出台实施。同时,要完全助力一座城市实现“智慧城市”的战略构想,需要政府机构、咨询机构、研究院所、合作供应商等多方资源汇集和融合,循序渐进,优势互补,协同推进。例如,“智慧昆山”由IBM、中国电子信息产业发展研究院、台湾信息工业策进会、中创软件等四家联手;“智慧沈阳”由沈阳市政府、IBM及东北大学三方共建沈阳生态城市联合研究院;而同济大学-IBM“智慧城市”研究中心的成立,也是意在推动“智慧上海”。

    第二,明确定位目标,分段逐步实施。建设智慧城市存在一个要建设什么样能级和水平的问题,如北京提出要建设的智慧城市;深圳提出要建成具有世界先进水平、对华南和全国有较强辐射力和影响力的智慧城市;南京提出要成为全国建设智慧城市的新标杆和南京都市圈、长江中下游乃至全国的智慧交通枢纽等。明确与城市地位相匹配的定位和分阶段目标,选准近期突破重点,是推进智慧城市建设的基本前提。特别对于中小城市来说先搞好城市信息化和数字城市建设,再考虑向智慧城市迈进,即将城市信息化建设的主要资源首先用于带宽扩展、网络建构、电子文档建设、数据库建设、信息传递、互联网的应用开发、电子政务、电子商务等,然后再用于使城市的信息网络实现自动监控、信息自动采集、自动分析处理、自动决策反应等智慧应用。

    第三,要处理好关系,突出特色个性。处理关系包括要处理好智慧城市建设与城市发展战略和城市定位的关系,智慧城市与信息化、数字化城市的关系,智慧城市与创新型城市、生态城市、低碳城市的关系,智慧城市建设与战略性新兴产业发展、信息安全建设的关系等,要尽可能地把已有的各种建设资源整合起来,避免重复建设。

    突出特色体现个性就是在建设智慧城市过程中,要充分学习吸收其他城市的有共性的解决方案,但不错不能千篇一律、完全照搬,必须根据自身基础优势和实际需要,打造建设智慧城市的特色牌和创新牌。同时,目前许多国内城市采取的都是与IBM公司战略合作的纯商业化推进模式,如何创新智慧城市建设模式、寻找适合城市特点的智慧支点也值得研究探索。

    第四,搞好基础设施建设,抓好大项目引进。建设智慧城市一要通过互联网、现代通信网和物联网把城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来,建设成新一代的智慧化基础设施;二要落实运营项目,包括智慧的交通、智慧的教育、智慧的公共事务服务管理等;三要发展与物联网、“云计算”相关联的产业。在传感器、芯片等核心技术层面,我国企业尚未掌握自主知识产权,还需进一步努力。同时,要全力抓好大项目引进建设,在智慧城市建设中,大项目的支撑、集聚效应十分重要。为此,要按照智慧城市的目标定位与规模质量要求,重点对国际IT500强企业、国内软件100强企业等重点企业进行分类、分析,按各产业载体建设进度定向引入,以推动智慧城市建设的进程。

    第五,加大整合提升力度,完善支撑服务平台。为全力支持智慧城市建设,各城市要在人才引进、教育培训、要素保障与公共服务等方面加大整合提升力度。在人才政策方面,应在人才引进、项目支持、创新奖励、人才住房等方面出台更有竞争力的鼓励政策;在教育培训方面,着力建设以大学和科研院所为主体的高端人才平台,采取“院地合作”的模式开展产学研一条龙人才培养;在要素保障与公共服务方面,力争创建科技创业服务中心和创业投资机构等,为智慧城市的建设提供重要的研发支持、资金保障、成果转化等支撑服务。不断发挥高科技企业和科研机构集聚的优势,发挥高科技人才集聚的优势,发挥政策和环境建设的优势,加快智慧城市建设的步伐。

    第六,探索特色发展新模式,举全市之力搞建设。不同国家、不同城市在战略定位、功能结构,以及管理方法等方面都有较大差异,因此智慧城市的建设发展,没有现成模式可照搬,需积极创新,积极探索有特色的发展模式。各城市要积极研究建立智慧城市的标准规范及相关解决方案,形成具有较好完整性、前瞻性、可扩展性以及行业和区域针对性、可操作性的智慧城市的总体方案。避免由于标准规范不统一造成的信息孤岛。要注重核心技术的研发,加快相关产业关键技术攻关,掌握一批自主知识产权,培育一批具有自主知识产权和国际核心竞争力的企业。同时要特别重视信息安全和产业配套等环节的建设,在应用模式、城市管理、及服务模式上有所突破和创新,探索符合中国特色的智慧城市发展新模式。

    建设智慧城市是加快产业转型升级、推动创新型城市建设的重大战略举措,对城市来说也是一个难得的发展新机遇。应全力以赴,进一步汇集资源,整合力量,举全市之力投身智慧城市建设。

    二、智慧城市建设内容

    智慧城市是以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础,通过深入推进基础性建设和各类信息资源及其应用型信息系统的开发利用,全面灵活地实现物与物、物与人、人与人的相互感知和互联互通,从而实现对社会生产生活各领域的精细化、动态化管理,是以智慧技术、智慧产业、智慧人文、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市发展新模式。

    建设智慧城市,是把握新一代信息技术变革机遇,加快向信息社会转型发展的必然要求。从我市目前的情况看,城市化进程不断加快,城市管理和居民生活要求进一步提高,产业升级不断深化,既面临着临桂新区建设再造一个新桂林的发展机遇,也面临着环境资源、产业发展、城市管理、居民就业等方面越来越严峻的挑战。建设智慧城市,对于应对这些挑战,加快经济转型升级、提升公共服务管理水平、打造高品质生活城市、推进生态文明建设、实现城市创新发展等都具有十分重要的作用。

    1、智慧城市现代网络基础建设

    (1)加快推进网络基础建设。全面推进有线电视网络数字化和双向化升级改造,加快推进光纤到户、下一代互联网、第三代移动通信网络的建设,积极开展第四代移动通信网络建设,加快物联网试点推广,提高网络业务承载和支撑能力。大力推进电信网、广电网、互联网“三网”融合,积极探索“三网”与物联网、无线宽带网、下一代互联网的“多网融合”。

    (2)加快推进数据中心建设。进一步完善市级数据中心,加快本地灾备中心和异地灾备中心建设;加快引进移动通信数据中心、重点产品和资源数据中心、市民健康数据中心、空间资源中心等一批面向重点行业应用的数据中心项目;引导运营商和广电集团、信息技术(IT)企业投资建设公共服务型的企业级数据中心和灾备中心。

    (3)加快推进信息安全基础建设。加快完善网络应用的信息安全监管体系建设。完善数字认证、信息安全测评和信息安全等级保护等信息安全制度,规范重要数据库和信息系统的开发、运营和管理等各个环节的安全工作。完善企业身份认证中心,着力建设个人身份认证中心。

    2、城市信息资源开发利用

    (1)加快数据库建设。大力推进基础平台和数据库建设,重点做好人口、法人、自然资源与地理资源及三维地理空间和宏观经济四大基础数据库建设;加快创新资源、人才资源、文化资源、社会信用、城市管理等综合数据库建设;通过集中存储和管理,积极建立财税、卫生、房产、交通、教育、水利、档案等几大行业数据库。加强重点领域信息资源的整合,形成各类决策分析数据。

    (2)积极推进信息资源数据交换和共享体系建设。加快政务信息资源目录体系和交换体系建设,积极探索建立多层次、跨区域的信息资源共享和业务协同机制,建设贯穿市镇村三级、连接各委办局和公共服务企业的市级信息资源共享交换平台,通过统一的信息资源目录体系和信息资源服务消除“信息孤岛”现象,实现相关部门的资源共享与交互,并加强与省、市的资源交换和共享。整合现有信息化机构和人员,组建智慧城市信息资源共享管理机构,具体负责信息资源共享交换平台和相关协调工作。

    (3)加快培育信息资源市场。积极引导企业、公众和其他组织开展公益性信息服务,促进公共信息资源市场化开发利用;积极探讨和引入竞争机制、价格机制、供求机制以及约束机制,充分调动社会资源参与公共信息资源的开发与供给,运用市场手段来管理和配置公共信息资源。

    3、智慧城市建设部分项目

    (1)智慧公共服务:建设智慧公共服务和城市管理系统。通过加强就业、医疗、文化、安居等专业性应用系统建设,通过提升城市建设和管理的规范化、精准化和智能化水平,有效促进城市公共资源在全市范围共享,积极推动城市人流、物流、信息流、资金流的协调高效运行,在提升城市运行效率和公共服务水平的同时,推动城市发展转型升级。

    (2)智慧社会管理:完善面向公众的公共服务平台建设。建设市民呼叫服务中心建设,拓展服务形式和覆盖面,实现自动语音、传真、电子邮件和人工服务等多种咨询服务方式,

    逐步开展生产、生活、政策和法律法规等多方面咨询服务。开展司法行政法律帮扶平台、职工维权帮扶平台等专业性公共服务平台建设,着力构建覆盖全面、及时有效、群众满意的服务载体。进一步推进社会保障卡(市民卡)工程建设,整合通用就诊卡、医保卡、农保卡、公交卡、健康档案等功能,逐步实现多领域跨行业的“一卡通”智慧便民服务。

    (3)加快推进面向企业的公共服务平台建设。继续完善政府门户网站群、网上审批、信息公开等公共服务平台建设,推进“网上一站式”行政审批及其他公共行政服务,增强信息公开水平,提高网上服务能力;深化企业服务平台建设,加快实施劳动保障业务网上申报办理,逐步推进税务、工商、海关、环保、银行、法院等公共服务事项网上办理;推进中小企业公共服务平台建设,按照“政府扶持、市场化运作、企业受益”的原则,完善服务职能,创新服务手段,为企业提供个性化的定制服务,提高中小企业在产品研发、生产、销售、物流等多个环节的工作效率。

    (4)智慧安居服务。开展智慧社区安居的调研试点工作,在部分居民小区为先行试点区域,充分考虑公共区、商务区、居住区的不同需求,融合应用物联网、互联网、移动通信等各种信息技术,发展社区政务、智慧家居系统、智慧楼宇管理、智慧社区服务、社区远程监控、安全管理、智慧商务办公等智慧应用系统,使居民生活“智能化发展”。加快智慧社区安居标准方面的探索推进工作,为今后全市新建楼宇和社区实行智能化管理打好基础。

    (5)智慧教育文化服务:积极推进智慧教育文化体系建设。建设完善我市教育城域网和校园网工程,推动智慧教育事业发展,重点建设教育综合信息网、网络学校、数字化课件、教学资源库、虚拟图书馆、教学综合管理系统、远程教育系统等资源共享数据库及共享应用平台系统。继续推进再教育工程,提供多渠道的教育培训就业服务,建设学习型社会。继续深化“文化共享”工程建设,积极推进先进网络文化的发展,加快新闻出版、广播影视、电子娱乐等行业信息化步伐,加强信息资源整合,完善公共文化信息服务体系。构建旅游公共信息服务平台,提供更加便捷的旅游服务,提升旅游文化品牌。

    (6)智慧服务应用。组织实施部分智慧服务业试点项目,通过示范带动,推进传统服务企业经营、管理和服务模式创新,加快向现代智慧服务产业转型。①智慧物流:配合综合物流园区信息化建设,推广射频识别(RFID)、多维条码、卫星定位、货物跟踪、电子商务等信息技术在物流行业中的应用,加快基于物联网的物流信息平台及第四方物流信息平台建设,整合物流资源,实现物流政务服务和物流商务服务的一体化,推动信息化、标准化、智能化的物流企业和物流产业发展。②智慧贸易:支持企业通过自建网站或第三方电子商务平台,开展网上询价、网上采购、网上营销,网上支付等电子商务活动。积极推动商贸服务业、旅游会展业、中介服务业等现代服务业领域运用电子商务手段,创新服务方式,提高服务层次。结合实体市场的建立,积极推进网上电子商务平台建设,鼓励发展以电子商务平台为聚合点的行业性公共信息服务平台,培育发展电子商务企业,重点发展集产品展示、信息发布、交易、支付于一体的综合电子商务企业或行业电子商务网站。③建设智慧服务业示范推广基地。积极通过信息化深入应用,改造传统服务业经营、管理和服务模式,加快向智能化现代服务业转型。结合我市服务业发展现状,加快推进现代金融、服务外包、高端商务、现代商贸等现代服务业发展。

    (7)智慧健康保障体系建设。重点推进“数字卫生”系统建设。建立卫生服务网络和城市社区卫生服务体系,构建全市区域化卫生信息管理为核心的信息平台,促进各医疗卫生单位信息系统之间的沟通和交互。以医院管理和电子病历为重点,建立全市居民电子健康档案;以实现医院服务网络化为重点,推进远程挂号、电子收费、数字远程医疗服务、图文体检诊断系统等智慧医疗系统建设,提升医疗和健康服务水平。

    (8)智慧交通。建设“数字交通”工程,通过监控、监测、交通流量分布优化等技术,完善公安、城管、公路等监控体系和信息网络系统,建立以交通诱导、应急指挥、智能出行、出租车和公交车管理等系统为重点的、统一的智能化城市交通综合管理和服务系统建设,实现交通信息的充分共享、公路交通状况的实时监控及动态管理,全面提升监控力度和智能化管理水平,确保交通运输安全、畅通。

    (9)着力构建面向新农村建设的公共服务信息平台。推进“数字乡村”建设,建立涉及农业咨询、政策咨询、农保服务等面向新农村的公共信息服务平台,协助农业、农民、农村共同发展。以农村综合信息服务站为载体,积极整合现有的各类信息资源,形成多方位、多层次的农村信息收集、传递、分析、发布体系,为广大农民提供劳动就业、技术咨询、远程教育、气象发布、社会保障、医疗卫生、村务公开等综合信息服务。

    (10)积极推进智慧安全防控系统建设。充分利用信息技术,完善和深化“平安城市”工程,深化对社会治安监控动态视频系统的智能化建设和数据的挖掘利用,整合公安监控和社会监控资源,建立基层社会治安综合治理管理信息平台;积极推进市级应急指挥系统、突发公共事件预警信息发布系统、自然灾害和防汛指挥系统、安全生产重点领域防控体系等智慧安防系统建设;完善公共安全应急处置机制,实现多个部门协同应对的综合指挥调度,提高对各类事故、灾害、疫情、案件和突发事件防范和应急处理能力。

    (11)建设信息综合管理平台建设。提升政府综合管理信息化水平;完善和深化“金土”、“金关”、“金财”、“金税”等金字政务管理化信息工程,提高政府对土地、海关、财政、税收等专项管理水平;强化工商、税务、质监等重点信息管理系统建设和整合,推进经济管理综合平台建设,提高经济管理和服务水平;加强对食品、药品、医疗器械、保健品、化妆品的电子化监管,建设动态的信用评价体系,实施数字化食品药品放心工程。

    三、智慧城市的技术体系

    从技术角度而言,智慧城市是一个多层次结构的复杂系统,它是以一个中心平台为基础,以及之上的多个应用子系统组成的复杂而庞大的系统。

    1、智慧城市顶层设计的要求

    智慧城市是由多领域、多类别、多级系统构成的庞大系统。它需要处理不同领域、不同系统、不同类型的海量数据。它具有新老系统配合使用、技术发展快速、外部链接关系多、内部结构复杂、科研和建设周期长、需要为其他系统提供广泛的信息支持和服务等特点。因此做好智慧城市的体系架构的顶层设计是非常重要的。智慧城市的体系架构要具备以下特性:

    (1)可扩展性

    包括:系统结构的可扩展性、系统容量的可扩展性以及网络的可扩展性。智慧城市是一个建设周期很长的项目,在建设和维护整个生命周期内,随着技术不断的发展可能会有不同的技术和系统需要接入到智慧城市平台中,因此智慧城市平台必须具有非常好的可扩展性。

    (2)兼容性

    包括:对原有系统的兼容性和对不同行业、不同领域系统的兼容性。我国城市的信息化建设已经达到了一个相当的水平,当前已经存在有很多的信息系统。在智慧城市建设中不可能将原有系统推到重来,因此智慧城市平台对原有系统必须具有兼容性。同时智慧城市是一个包含多领域和多行业的系统,因此必须具有对不同系统和不同格式数据的兼容性。

    (3)安全性

    智慧城市中的安全性包括平台本身的安全性、数据的安全性以及通信的安全性。智慧城市平台对于城市的日常运行、应急处理等起着至关重要的作用,如果平台受到病毒和黑客的侵扰那么后果是不堪设想的。因此智慧城市平台的安全性至关重要,它直接影响到智慧城市的发展和运行。

    智慧城市中数据的安全性也非常重要。智慧城市平台中存储着政府、企业、行业以及个人等海量的信息数据,这些数据涉及到很多的国家机密、商业机密以及个人隐私。因此智慧城市平台必须有足够的安全措施保证数据在传送、存储等各个环节的安全性,保证不会被不法分子窃取。

    (4)可靠性

    智慧城市平台必须具备很高的可靠性,这是在异常和危险情况下系统生存的关键。智慧城市平台本身是一个复杂的分布式系统,因此这里的可靠性包括软件系统的可靠性、硬件的可靠性以及网络的可靠性。

    (5)可管理性

    智慧城市平台是一个庞大的系统,涉及到很多的子系统和网络,因此易操作和易管理的特性是智慧城市平台的关键特性之一。智慧城市平台应能提供业务管理、配置管理、故障检测和性能监视等基本的功能。使系统在发生故障时能尽快的得以诊断和修复。系统要易于操作,以便于降低运行维护成本。

    2、智慧城市体系架构

    智慧城市的体系架构自下而上分为:感知层、通信层、数据层、应用层;以及完善的标准体系和安全体系。体系架构如下图所示:

    智慧城市体系架构.jpg

    感知层是智慧城市实现其“智慧”的基本条件。感知层具有超强的环境感知能力和智能性,通过RFID、传感器、传感网等物联网技术实现对城市范围内基础设施、环境、建筑、安全等的监测和控制,为个人和社会提供无处不在的、无所不能的信息服务和应用。

    通信层是智慧城市中的信息高速公路,是未来智慧城市的重要基础设施。未来城市的通信网络应该是由大容量、高带宽、高可靠的光网络和全城覆盖的无线宽带网络所组成,为实现城市的智慧化奠定良好的基础。同时,让市民“随时、随地、随需”都可以宽带上网,而且可以享受网络电视、高清电视、高清视频通话等宽带业务。

    数据层的核心目的是让城市更加“智慧”,在未来的智慧城市中,数据是非常重要的战略性资源,因此构建智慧城市的数据层是智慧城市建设中非常重要的一环。数据层主要的目的是通过数据关联、数据挖掘、数据活化等技术解决数据割裂、无法共享等问题。数据层包含各行业、各部门、各企业的数据中心以及为实现数据共享、数据活化等建立的市一级的动态数据中心、数据仓库等。

    应用层主要是指在感知层、通信层、数据层基础上建立的各种应用系统。智慧产业、智慧管理和智慧民生构成的智慧应用层,促进实现“产业发展、功能提升、民生幸福”的智慧城市。市民可以通过各种终端访问这些系统,市民可以亲自体验到城市生活的幸福与和谐。

    (1)感知层

    智慧城市中的感知层又可分为感知对象子层、感知单元、传感网络、接入网关子层。

    智慧城市中的感知层.jpg

    感知对象子层

    感知对象主要是指物理世界中的“物”,比如需要监测的设施和设备、在智慧交通中的车辆、智慧物流中的物品、在智慧社区中被监控的人,甚至在遥感测绘中的地球表面空间都是被感知对象。

    感知单元

    感知单元是指具有数据采集功能的,用于采集物理世界中发生的物理事件和数据的设备和网络。采集的数据可以包括各类物理量、标识、音频、视频数据等。数据采集设备涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位设备等。

    传感网络

    由传感设备组成的传感网,包括通过近距离无线通信方式组成的无线传感网以及其它的传感网。在智慧城市体系中要求每个感知设备都能够寻址,都可以通信,都可以被控制。

    接入网关

    接入网关主要负责将感知层接入到智慧城市的通信层中,可能做的处理包括协议转换、数据转换等工作,这取决于感知层和网络层采用的技术。

    (2)通信层

    智慧城市的通信层是以“宽带、无线、泛在、融合”为特征的智慧一体化网络。实现高起点、高标准面向未来信息网络,促进电信网、互联网、广播电视网的融合,满足智慧城市发展要求。未来网络的发展不仅要求更高的宽带速度、更便捷的接入方式、更深程度的融合还要支持人与机器(或物体)间以及机器到机器间通信,终形成智慧一体化的网络基础设施。

    我国的通信事业经过十余年的快速发展,移动通信、互联网等技术已比较成熟,基本能够满足智慧城市中数据传输的需要。通信层是智慧城市体系架构中发展好、也较为完善的一部分。

    通信层.jpg

    (3)数据层

    城市本身是典型的数据密集环境,城市的运行涵盖环境检测、城市交通、公共服务、居家生活、经济商务、健康管理、公共安全等诸多方面,海量的数据在不断被生产出来。更充分、更智能地发挥数据的作用是智慧城市未来发展的必然趋势。因此智慧城市的数据层是智慧城市体系架构中的核心。

    数据层.jpg

    数据层采用云计算的架构模式。数据层体系结构主要分为3层:城市数据中心、城市基础库和城市的云服务。

    城市数据中心:数据中心作为未来智慧城市的重要基础设施,主要包括计算机、存储设备、网络设施、数据库和软件等物理资源。数据中心利用虚拟化和云计算技术将大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池。资源的虚拟化避免了硬件异构的特性,并被动态分配和动态调整。

    城市基础库:城市基础库是智慧城市中的基础的信息资源,是其他应用的基础数据。智慧城市中经过授权的用户可以访问和共享这些数据。

    城市云服务:主要为智慧城市的各级用户提供包括政务云、行业云和公共云在内的云服务。城市云服务将以服务的形式为用户提供软件、应用和计算资源等,用户不再关心软件的购买、安装和升级维护,根据租用服务的实际使用情况进行付费。

    (4)应用层

    智慧城市应用层由智慧产业型应用、智慧管理型应用和智慧民生型应用构成,促进实现“产业发展、功能提升、民生幸福”的智慧城市。

    应用层.jpg

    3、智慧城市标准体系

    为了推进智慧城市相关产业的快速、健康发展,必须有统一的技术和接口标准。智慧城市不仅涉及一些基础性的关键技术而且与应用密切相关,因此,智慧城市的标准体系中分为技术基础标准和应用标准两个部分。对于在智慧城市中已有的技术和标准我们尽可能的进行引用,比如通信层所涉及的电信行业标准已经相对的完善和成熟,我们将直接引用不在制定。制定标准过程中,坚持以拥有自主知识产权的技术为核心,广泛听取各方意见,形成大家认可的标准体系,使标准真正起到推动产业发展的作用。

    智慧城市标准体系.jpg

    (1)技术基础标准体系通用规范部分

    通用规范部分主要定义智慧城市技术中的名词术语、体系架构以及需求分析等。

    感知层部分

    感知层部分主要涉及智慧城市中动态感知层的相关标准,主要涉及到传感器接口、组网协议、接入标准、统一标识和安全标准等。

    通信层部分

    通信层是智慧城市中标准较为完善和发展好的一个部分,有大量的国际和国内标准。在智慧城市标准体系中,这部分主要是引用现有标准,不再重新制定。

    数据层部分

    数据层部分涉及的标准主要有云计算本身、信息描述、信息存储和云安全的标准。

    接口部分

    接口部分包括:网络接口、数据接口、中间件接口和用户接口。

    测试规范部分

    测试规范包括系统的系统测试、一致性测试、互操作测试。

    (2)应用标准体系

    应用标准部分主要涵盖的是各行业的标准。智慧城市涉及到很多行业的应用,各行业的标准制定情况各不相同,有的已经有大量的标准存在,有的标准相对较少;另外在智慧城市中还要考虑跨专业、跨单位和跨地域的多域协同运行和管理的情况。

    因此,在制定应用标准时,我们会坚持尽量引用和修改现有标准,对于现有标准没有涉及到的技术再重新制定新的标准,并加强跨地域、跨单位的多域协同运行时的标准制定。

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