基于中間件的智慧城市建設(shè)模式探索

摘要：本文首先描述了智慧城市的一般性建設(shè)思路，提出基于基礎(chǔ)設(shè)施推進(jìn)、數(shù)字化建設(shè)以及智慧應(yīng)用的綜合的智慧城市建設(shè)模式。從總體來看，闡述智慧城市的建設(shè)包括哪些部分，進(jìn)而深入每個(gè)部分，基于中間件進(jìn)行分析，從實(shí)用性和可行性等方面闡述基于中間件建設(shè)智慧城市的模式。進(jìn)一步闡述在智慧城市的建設(shè)中，中間件是如何解決邏輯體系（基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯處理成、頁(yè)面展示層等）的各個(gè)層面的核心問題的。

關(guān)鍵詞：智慧城市；中間件；云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)；SOA

中圖分類號(hào)：TP393.092 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 23-0000-05

1 前言

發(fā)展智慧城市是“十二五”提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量、推進(jìn)城市化進(jìn)程、提高城市居民生活質(zhì)量、改善與創(chuàng)新城市管理模式的重要舉措。智慧城市已是目前各個(gè)城市建設(shè)的主流模式。目前我國(guó)已有上百個(gè)地區(qū)提出建設(shè)智慧城市，28個(gè)省市將物聯(lián)網(wǎng)作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，80%以上城市將物聯(lián)網(wǎng)列為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。雖然各大城市相繼推出“智慧城市”的建設(shè)思路，但是由于各個(gè)城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、地方特色各異，導(dǎo)致每個(gè)智慧城市建設(shè)的推進(jìn)思路不太一致。

國(guó)外的智慧城市建設(shè)起步較早，基礎(chǔ)相對(duì)較好，加之充分的“數(shù)字化”鋪墊，使得智慧城市的建設(shè)目標(biāo)明確，范圍清晰。但是，國(guó)外很少有像中國(guó)這樣為數(shù)眾多的大型、超大型城市。在城市化建設(shè)過程中，也鮮有如此參差不齊的信息化發(fā)展水平。因此，可借鑒的意義有限，更不能完全照搬，必須有選擇地摘取符合地方區(qū)域發(fā)展特點(diǎn)的建設(shè)方式。比如，國(guó)外多從智慧服務(wù)著手，強(qiáng)調(diào)區(qū)別于以往的“數(shù)字城市”“信息化建設(shè)”，強(qiáng)調(diào)所謂“智慧”是以公眾服務(wù)為核心。這是因?yàn)槠湫畔⒒鸩皆纾A(chǔ)設(shè)施都已經(jīng)完備。但中國(guó)大部分城市沒有進(jìn)行達(dá)到如此高的信息化水平，或者信息化水平無法一概而論，因此，數(shù)字城市等的信息化基礎(chǔ)建設(shè)作為“智慧城市”的前提條件，也在同時(shí)推進(jìn)過程中。

正因?yàn)榇?，要想縮短這種基礎(chǔ)層面的差異、快速發(fā)展適合地方建設(shè)需要的智慧城市體系，就必須整合現(xiàn)有的建設(shè)成果，充分利用國(guó)內(nèi)信息化水平發(fā)達(dá)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和理念，迅速汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，取其精華。一方面少走彎路，同時(shí)又大膽創(chuàng)新，將先進(jìn)的技術(shù)、業(yè)務(wù)成果轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔鄢鞘薪ㄔO(shè)的利器。而中間件作為各個(gè)行業(yè)、各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域最為直接的即有成果，正好適合于這種思路。一方面因?yàn)橹虚g件的產(chǎn)生，本身就是一個(gè)行業(yè)、一類業(yè)務(wù)應(yīng)用、一種建設(shè)模式甚至一個(gè)功能點(diǎn)不斷提煉總結(jié)、積累、改進(jìn)、再發(fā)展的過程，是前人留下的寶貴經(jīng)驗(yàn)；另一方面因?yàn)橹虚g件涉及到的具體領(lǐng)域廣泛而豐富，能夠留存于世的，本身就是經(jīng)歷過創(chuàng)新、帥選以及市場(chǎng)實(shí)踐的佼佼者。因此，基于中間件技術(shù)，探索發(fā)展具有中國(guó)地方特色的智慧城市建設(shè)模式，結(jié)合基礎(chǔ)建設(shè)、數(shù)字化建設(shè)與智慧應(yīng)用共同推進(jìn)的綜合建設(shè)模式，為智慧城市建設(shè)思路提供了切實(shí)可行的方向。

2 智慧城市的組成部分

從邏輯架構(gòu)來說，智慧城市一般分為以下四個(gè)層次：智慧應(yīng)用層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、物聯(lián)網(wǎng)感知層。本文對(duì)智慧城市建設(shè)的一般性模式的描述，主要站在普遍性的解決思路角度，提出一般性建設(shè)思路，根據(jù)不同行業(yè)，還會(huì)有更為接近行業(yè)業(yè)務(wù)層面的建設(shè)模式。

智慧城市從上往下說，邏輯上分為智慧應(yīng)用層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、物聯(lián)感知層。以下對(duì)各個(gè)層次、子層及其涉及到的相關(guān)中間件進(jìn)行了詳細(xì)說明。

3 智慧應(yīng)用層

3.1 業(yè)務(wù)邏輯

智慧應(yīng)用存在于城市生活的方方面面，這一層次主要是指基于行業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域突破的創(chuàng)新點(diǎn)，能夠?yàn)槌鞘泄芾砟Ｊ?、民眾生活帶來改善的模式。比如智慧公交中，如何智能安排每個(gè)公交車次發(fā)車時(shí)間，又比如智慧醫(yī)療中，如何發(fā)掘各種癌癥的隱性風(fēng)險(xiǎn)等。這層雖然不直接與中間件發(fā)生關(guān)系，但卻是站在使用者角度，關(guān)于是否智慧最為直接的驗(yàn)證。

3.2 應(yīng)用支撐層

這類的商用軟件或是開源軟件數(shù)不勝數(shù)，常見的以JAVA的開發(fā)性平臺(tái)為主，比如J2EE

應(yīng)用服務(wù)器JBoss、J2EE應(yīng)用服務(wù)器GlassFish、web應(yīng)用服務(wù)器的Tomcat、Servlet容器Jetty等等。使用應(yīng)用服務(wù)器作為應(yīng)用底層容器已經(jīng)是十分常見和成熟的模式。

4 數(shù)據(jù)服務(wù)層

在數(shù)據(jù)服務(wù)層，主要解決數(shù)據(jù)資源、信息資源的整合和共享，為智慧城市的各種應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐和應(yīng)用服務(wù)支撐。構(gòu)成了邏輯上的兩個(gè)主要平臺(tái)，數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和服務(wù)共享平臺(tái)。因此，我們能夠看出，這一層的側(cè)重在于“整合”和“共享”，所涉及到的系統(tǒng)通常既包括新建的系統(tǒng)，也包括現(xiàn)有的系統(tǒng)。

這兩個(gè)平臺(tái)一般基于SOA架構(gòu)，采用松耦合、分布式的體系架構(gòu)，這樣就能夠針對(duì)不同規(guī)模、不同復(fù)雜度的應(yīng)用進(jìn)行動(dòng)態(tài)伸縮，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置，最大程度節(jié)約開發(fā)、部署與運(yùn)維成本。另外，其技術(shù)體系與云計(jì)算技術(shù)體系保持高度兼容，可以與現(xiàn)有各類云計(jì)算平臺(tái)融合，實(shí)現(xiàn)既有資源的優(yōu)化使用。

4.1 資源池管理

所有要被使用和管理的對(duì)象都能夠稱為信息資源（或者信息資產(chǎn)）。這里的資源池可以分為基礎(chǔ)設(shè)施資源、網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、服務(wù)資源等等，具體分類因建設(shè)及管理需要而定?；A(chǔ)設(shè)施資源指機(jī)房、空調(diào)、服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，對(duì)這些資源的管理一般會(huì)有專門的信息系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)資源指網(wǎng)管系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包、運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)等。計(jì)算資源指內(nèi)存、CPU或者虛擬化之后的服務(wù)器資源，也就是可以分配給應(yīng)用系統(tǒng)使用的資源。服務(wù)資源是指業(yè)務(wù)系統(tǒng)層面能夠提供的服務(wù)，比如webservice，文件服務(wù)，傳輸服務(wù)等。

（1）計(jì)算資源管理

模式一：IaaS+中間件

這種模式，底層是IaaS層或者虛擬化層，可見的是一個(gè)一個(gè)的虛擬機(jī)和虛擬機(jī)管理工具。對(duì)于用戶來說，看到的虛擬機(jī)就是一臺(tái)服務(wù)器機(jī)器，在上面部署應(yīng)用服務(wù)器，再部署應(yīng)用程序，與直接在物理服務(wù)器上的部署是完全一樣的。

虛擬機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)硬件資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)的管理和調(diào)配，按照應(yīng)用服務(wù)器的配置的虛擬化硬件資源對(duì)硬件進(jìn)行有效利用。

部署方式如下圖所示，這里的中間件與傳統(tǒng)意義上的中間件沒有區(qū)別，存在于紅色的虛線部分，與傳統(tǒng)的非虛擬化的區(qū)別就在于增加了一層虛擬化層，所有應(yīng)用服務(wù)器中間件部署在虛擬化層上，而傳統(tǒng)的方式是直接部署在硬件服務(wù)器的操作系統(tǒng)上。

對(duì)于這種部署模式，可以采用虛擬機(jī)鏡像的方式，將操作系統(tǒng)、應(yīng)用中間件、應(yīng)用程序的部署制作成一個(gè)鏡像，通過直接拷貝鏡像完成多臺(tái)應(yīng)用的快速部署，許多行業(yè)中號(hào)稱虛擬化平臺(tái)的實(shí)際做法就是這樣。當(dāng)然，這樣在實(shí)際部署實(shí)施過程中可以節(jié)省大量的工作量。

模式二：PaaS

這種模式下，底層是用PaaS平臺(tái)作為基礎(chǔ)部署平臺(tái)。PaaS除了提供底層的硬件虛擬化層之外，還提供快速部署的高可用環(huán)境。PaaS平臺(tái)中包含了一個(gè)類似應(yīng)用服務(wù)器的云中間件產(chǎn)品，依托于該產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)硬件以及虛擬化資源的細(xì)粒度劃分和管理，以及對(duì)應(yīng)用進(jìn)行按需供應(yīng)計(jì)算資源。

涉及到的中間件產(chǎn)品就是紅色虛線內(nèi)的PaaS平臺(tái)。

定位于快速部署的PaaS功能簡(jiǎn)述：

提供比IaaS更為細(xì)粒度的資源劃分，也就是在一個(gè)虛擬機(jī)上還可以更細(xì)致的劃分計(jì)算資源。這個(gè)資源稱為一個(gè)實(shí)例。這也就意味著應(yīng)用程序能夠更加充分的利用系統(tǒng)資源。

提供集群功能，多個(gè)實(shí)例可以同時(shí)支撐一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，以保證高并發(fā)下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。

快速部署。用戶的業(yè)務(wù)程序，可以無需改動(dòng)，直接部署在TongApplaud平臺(tái)上。

相比較而言，模式一目前采用的較多，因?yàn)槠脚_(tái)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)部署建設(shè)模式類似；而模式二雖然平臺(tái)建設(shè)復(fù)雜，一旦建成，將大量減少應(yīng)用系統(tǒng)部署工作量。

（2）網(wǎng)絡(luò)資源管理

大型規(guī)模的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)可能會(huì)有專門的網(wǎng)管系統(tǒng)，比如電信運(yùn)營(yíng)商有專門的OSS域系統(tǒng)管理各類網(wǎng)管系統(tǒng)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的管理主要依托于這些網(wǎng)管設(shè)備和網(wǎng)管系統(tǒng)。較為常見的管理方式是建設(shè)一個(gè)綜合的網(wǎng)管平臺(tái)，比如綜合資源管理、綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等，通過使用集成類中間件，將這些現(xiàn)成的、分散的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行集中整合。這也是目前各大電信運(yùn)營(yíng)商采用的建設(shè)思路。使用的中間件包括：

1）傳輸類中間件（如消息中間件、或者文件交換中間件）

對(duì)各網(wǎng)管系統(tǒng)的整合過程中，必然存在異地、異構(gòu)平臺(tái)的系統(tǒng)整合，消息中間件作為底層基礎(chǔ)是必不可少的連接組件。

對(duì)于消息中間件，不論是商用還是開源，都有不少成熟產(chǎn)品，開源的比如Active MQ等。一般的部署使用方式就是對(duì)等部署，在每個(gè)需要交換的點(diǎn)上安裝消息中間件。應(yīng)用系統(tǒng)通過統(tǒng)一的API調(diào)用消息中間件，告知其要傳輸?shù)南?nèi)容以及傳輸規(guī)則和策略。消息中間件作為目前常用的底層傳輸軟件設(shè)施，已經(jīng)被嵌入在眾多的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，尤其是大規(guī)模分布式的業(yè)務(wù)應(yīng)用，必然有跨地域、跨節(jié)點(diǎn)、跨應(yīng)用交換數(shù)據(jù)的需求。

2）數(shù)據(jù)集成中間件

各個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)廠家不同、技術(shù)體系可能不同、依照的標(biāo)準(zhǔn)也可能不相同，因此如何能夠讓這些多方面不同的網(wǎng)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，對(duì)營(yíng)運(yùn)支撐進(jìn)行更有效的分析，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一展現(xiàn)、以及提供決策的展示圖表，通過數(shù)據(jù)集成中間件配合以消息傳輸類軟件就能夠完成所有規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)資源管理。

3）服務(wù)集成中間件

以更為業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化（相對(duì)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化）的方式進(jìn)行整合時(shí)，就需要使用ESB類的產(chǎn)品。作為智慧城市建設(shè)的一部分，可以使用智慧城市中綜合的服務(wù)整合平臺(tái)（一般都有ESB）中的ESB，因此這里就可以省去單獨(dú)建設(shè)服務(wù)集成平臺(tái)的部分。當(dāng)然，智慧城市的建設(shè)周期一般很長(zhǎng)，另一種做法就是各個(gè)子部分的ESB單獨(dú)建設(shè)，都后期再?gòu)钠脚_(tái)層面進(jìn)行更高層整合，這個(gè)過程要比直接從各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)層面整合要容易實(shí)現(xiàn)。

4）門戶內(nèi)容管理中間件portal

Portal類產(chǎn)品不是必需的，通過數(shù)據(jù)集成和服務(wù)集成中間件都可以實(shí)現(xiàn)類似的功能，要看具體需求。當(dāng)項(xiàng)目中特別注重網(wǎng)頁(yè)的動(dòng)態(tài)變化和每個(gè)用戶的個(gè)性化展現(xiàn)時(shí)，portal是個(gè)很好的選擇，如果只是普通的網(wǎng)站，側(cè)重在數(shù)據(jù)的進(jìn)行統(tǒng)一展現(xiàn)、系統(tǒng)的統(tǒng)一入口的話，使用了portal，反而造成不必要的開發(fā)成本，因?yàn)閜ortal有自己的一套開發(fā)規(guī)則，必須按照其約束的規(guī)則進(jìn)行開發(fā)，不但沒有利用到portal的動(dòng)態(tài)展現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，反而造成投資浪費(fèi)。

（3）服務(wù)資源管理

所謂服務(wù)，也就是使用和消耗計(jì)算資源的最小單位，但事實(shí)上目前能夠做到按需供給計(jì)算資源的只能到應(yīng)用系統(tǒng)一層，還無法達(dá)到功能服務(wù)層面。這里的服務(wù)就是SOA項(xiàng)目中的“服務(wù)”概念，也就是一些用webservice實(shí)現(xiàn)的、標(biāo)準(zhǔn)化后的業(yè)務(wù)功能。之所以在這里提出對(duì)服務(wù)資源的管理，是因?yàn)镾OA在許多信息化推進(jìn)過程中是不爭(zhēng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，不論是否是智慧的應(yīng)用，但通過SOA實(shí)現(xiàn)架構(gòu)的合理分層、業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的可插拔式對(duì)接，是大規(guī)模業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的不二選擇。服務(wù)資源管理從廣義上說，是對(duì)所有標(biāo)準(zhǔn)化后的服務(wù)的統(tǒng)一管理、調(diào)度；從狹義上說，主要指SOA中的服務(wù)治理相關(guān)內(nèi)容，包括服務(wù)生命周期管理、服務(wù)版本管理、服務(wù)依賴關(guān)系管理等。目前業(yè)界有專門的服務(wù)治理軟件，一般與ESB產(chǎn)品配合使用，但都存在功能不完整，使用不方便等問題。但對(duì)于服務(wù)資源的管控是項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展必須要考慮的問題。

通過ESB集成中間件，能夠解決服務(wù)資源管理方面的以下問題：

1）服務(wù)總線

服務(wù)總線通過豐富的適配器對(duì)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行適配并接入總線，由總線進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理，同時(shí)提供服務(wù)合成、服務(wù)編排等功能。

2）服務(wù)代理

服務(wù)代理可以將外部已存在的服務(wù)通過代理的方式接入信息資源共享平臺(tái)。

3）服務(wù)注冊(cè)

將各種已存在的服務(wù)統(tǒng)一注冊(cè)到信息資源共享平臺(tái)，由平臺(tái)提供服務(wù)的查找、路由、訪問等功能。

4）服務(wù)管理

服務(wù)管理可以對(duì)已注冊(cè)到平臺(tái)的服務(wù)進(jìn)行發(fā)布、配置、撤銷等操作。

4.2 數(shù)據(jù)共享平臺(tái)

這個(gè)部分對(duì)應(yīng)于第3章中提到的“數(shù)據(jù)共享平臺(tái)”，主要解決智慧城市建設(shè)中的核心處理平臺(tái)中的數(shù)據(jù)整合與共享相關(guān)問題。數(shù)據(jù)集成的中間件也有不少，包括各種ETL、ELT工具。Oracle、IBM等各大廠商也都有各種豐富的數(shù)據(jù)集成中間件產(chǎn)品。利用這些中間件產(chǎn)品能夠解決以下問題：

1）數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換包括數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)裝載等操作，實(shí)現(xiàn)多種異構(gòu)系統(tǒng)、異構(gòu)數(shù)據(jù)之間的整合和共享。

2）數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)提供靈活的數(shù)據(jù)傳輸保證機(jī)制?；诎踩煽康臄?shù)據(jù)傳輸架構(gòu)，通過消息、隊(duì)列等機(jī)制，能夠提供最佳的分布式數(shù)據(jù)傳輸保證。

3）全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一配置

數(shù)據(jù)共享交換涉及大量交換節(jié)點(diǎn)，配置管理復(fù)雜，數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)提供統(tǒng)一配置管理，能夠?qū)粨Q節(jié)點(diǎn)、交換通道、交換業(yè)務(wù)等進(jìn)行集中配置。

4）共享過程統(tǒng)一監(jiān)控

數(shù)據(jù)共享過程中，平臺(tái)提供統(tǒng)一的監(jiān)控功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)交換環(huán)境、交換業(yè)務(wù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

以下重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)融合部分。

（1）數(shù)據(jù)傳輸

傳輸系統(tǒng)一般使用成熟的消息中間件直接構(gòu)建，通過良好的部署設(shè)計(jì)，盡量以配置免代碼的手段完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。

1）跨平臺(tái)連接

消息中間件能夠跨越各種不同的技術(shù)平臺(tái)，支持多種通信協(xié)議，讓處于不同技術(shù)架構(gòu)、不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議環(huán)境、使用不同開發(fā)語言的系統(tǒng)之間進(jìn)行無障礙溝通。這也正是中間件存在的意義——消除異構(gòu)技術(shù)體系的差異性。

2）可靠傳輸

通過斷點(diǎn)續(xù)傳、持久化消息隊(duì)列、心跳檢測(cè)、加密、壓縮、集群等功能保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中不丟、不重、不漏。同時(shí)通過進(jìn)程輪詢或者被動(dòng)調(diào)用等多種方式對(duì)接業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

3）全局節(jié)點(diǎn)管理

作為分布式應(yīng)用的特點(diǎn)決定了其實(shí)施方式、管理運(yùn)維和監(jiān)控方式必然是系統(tǒng)成敗的因素之一，是決定項(xiàng)目可實(shí)施性的重要依據(jù)。成熟的消息中間件產(chǎn)品一般在這方面都提供相關(guān)的管理工具，支持遠(yuǎn)程部署，通過可視化的方式實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)跟蹤并解決傳輸中出現(xiàn)的各種問題，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性和可用性。

（2）數(shù)據(jù)融合

“智慧”的核心離不開“數(shù)據(jù)”。比如各地建設(shè)的“智慧醫(yī)療”，“智慧城管”，“智慧交通”等，這些智慧應(yīng)用都是建立在數(shù)據(jù)的可靠獲取和有效分析基礎(chǔ)上的?？梢哉f，數(shù)據(jù)對(duì)于智慧城市來說是根本，沒有可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障，就無法談?wù)摻ㄔO(shè)所謂“智慧”的城市系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)融合正是數(shù)據(jù)集成中間件要解決的問題，各種ETL、ELT工具以及Oracle、IBM的數(shù)據(jù)集成工具都是用來解決類似問題的，主要包括以下內(nèi)容：

1）數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)來自于不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)共享平臺(tái)重要的作用就是讓所有具有權(quán)限的系統(tǒng)使用到最大范圍的有效數(shù)據(jù)，并因此產(chǎn)生單個(gè)系統(tǒng)無法產(chǎn)生的效用，實(shí)現(xiàn)1+1>2的效果。所謂數(shù)據(jù)采集，就是將所涉及到的所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)作為采集對(duì)象，通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方式，用各種適配器對(duì)接，形成數(shù)據(jù)獲取通道。

2）數(shù)據(jù)加工整理

面對(duì)不同的應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)的使用方法不盡相同，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，形成對(duì)使用者來說有用的形式，或者通過業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)換，在原數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上產(chǎn)生更為有效的數(shù)據(jù)，這些過程是通過數(shù)據(jù)集成中間件的數(shù)據(jù)加工組件完成。

3）數(shù)據(jù)展示視圖

經(jīng)過加工處理后的數(shù)據(jù)需要統(tǒng)一展示，提供一體化視圖進(jìn)行展示。

4.3 SOA服務(wù)管理平臺(tái)

SOA在智慧城市的建設(shè)中一定是必不可少的設(shè)計(jì)模式。SOA最為常見的落地實(shí)現(xiàn)方式，是通過使用SOA類集成中間件（也就是服務(wù)集成類中間件，因?yàn)镾OA是“面向服務(wù)架構(gòu)”，其核心就是“服務(wù)”），實(shí)現(xiàn)服務(wù)平臺(tái)化的集成，也就是服務(wù)交互平臺(tái)。

智慧城市的建設(shè)中少不了作為集中的、標(biāo)準(zhǔn)化的、開放的服務(wù)交互平臺(tái)。服務(wù)交互平臺(tái)通常在智慧城市建設(shè)中處于上層智慧應(yīng)用的支撐層，為上層應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化訪問接口，是智慧平臺(tái)的面向服務(wù)化的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

那么，服務(wù)交互平臺(tái)在智慧城市的建設(shè)中到底起到那些具體作用呢？

（1）體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化

以SOA架構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)交互平臺(tái)對(duì)信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)，對(duì)每個(gè)層次的作用有清晰的說明，并對(duì)層次之間的交互方式也有界定。正因?yàn)榇耍裱@種模式進(jìn)行平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，能夠保證信息化架構(gòu)呈現(xiàn)一種松散的、低耦合的、彈性的結(jié)構(gòu)，這是信息化建設(shè)從“煙囪式”的模式向“平臺(tái)化”建設(shè)轉(zhuǎn)變的必要手段，也是智慧的計(jì)算必須具備的先決條件。

SOA將現(xiàn)有系統(tǒng)從橫向以及縱向兩個(gè)方面進(jìn)行了全面解耦。比如智慧城管項(xiàng)目，現(xiàn)有的數(shù)字城管系統(tǒng)與數(shù)字執(zhí)法、權(quán)利陽(yáng)光等系統(tǒng)的對(duì)接存在諸多問題，包括各應(yīng)用開發(fā)廠商對(duì)非本單位建設(shè)的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)缺乏了解，對(duì)應(yīng)用整合及數(shù)據(jù)對(duì)接工作缺乏科學(xué)合理的建設(shè)依據(jù)；應(yīng)用間的整合對(duì)接，即將形成錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從日常運(yùn)維管理的角度來看，運(yùn)維效果難以保證、問題難以排查，給管理工作帶來諸多不便。通過SOA架構(gòu)，一方面從底層將智慧城管平臺(tái)化，分析現(xiàn)有的數(shù)字城管、數(shù)字執(zhí)法、權(quán)利陽(yáng)光以及新建的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，合并通用服務(wù)、統(tǒng)一化接口、標(biāo)準(zhǔn)化訪問模式，以抽離出公共服務(wù)層作為平臺(tái)底層的軟件基礎(chǔ)設(shè)施，統(tǒng)一為上層服務(wù)；另一方面，打破原先不合理的接口調(diào)用方式，按照SOA的倡導(dǎo)，梳理訪問邏輯、統(tǒng)一接口訪問方式、打破不合理的交互調(diào)用。通過優(yōu)化體系結(jié)構(gòu)從而優(yōu)化了業(yè)務(wù)執(zhí)行流程。

SOA將資源集中管控，提升了資源使用率。SOA服務(wù)管理平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用整合與數(shù)據(jù)共享的相關(guān)接口均以服務(wù)的形式統(tǒng)一放在資源庫(kù)中進(jìn)行管理，服務(wù)資源管理就是對(duì)已封裝的各類功能和服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一配置管理和運(yùn)行監(jiān)控。服務(wù)管理基于SOA中間件提供的API實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)的管理與狀態(tài)監(jiān)控，并向用戶和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)廠商提供資源目錄服務(wù)，幫助他們快速定位到所需要的服務(wù)接口。管理功能包括服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)撤銷，運(yùn)行管理包括運(yùn)行狀態(tài)信息管理、運(yùn)行生命周期控制。任何系統(tǒng)都可以使用資源庫(kù)中的服務(wù)，只要符合身份合法的訪問。SOA服務(wù)管理平臺(tái)提供待整合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典以及相關(guān)的數(shù)據(jù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和接入規(guī)范；在應(yīng)用整合服務(wù)接口運(yùn)行和維護(hù)時(shí)，提供服務(wù)的統(tǒng)一注冊(cè)、部署、測(cè)試、發(fā)布、查找、監(jiān)控運(yùn)行環(huán)境，并對(duì)接入相關(guān)信息進(jìn)行管理。SOA打破了一個(gè)系統(tǒng)的物理桎梏，信息系統(tǒng)把能夠分享的功能拿出來，告訴其他系統(tǒng)，用同一種方式進(jìn)行使用，這正是平臺(tái)化所必須具備的、能夠跨底層物理設(shè)備的共享結(jié)構(gòu)。

SOA使平臺(tái)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，支持業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展。SOA的松散架構(gòu)使得平臺(tái)的規(guī)?？梢噪S著業(yè)務(wù)規(guī)模的變化而進(jìn)行動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展，這是非平臺(tái)化的系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)的，也是信息化建設(shè)者非常看重的方面。業(yè)務(wù)模式往往在不斷地發(fā)展、不斷創(chuàng)新、不斷演化，如何能夠讓信息化建設(shè)不僅伴隨這種變化而相應(yīng)的變化，更能夠讓信息化建設(shè)成為業(yè)務(wù)創(chuàng)新和發(fā)展的推動(dòng)力，讓信息化建設(shè)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，才是信息化建設(shè)者最終的目標(biāo)。SOA是邁向這個(gè)終極目標(biāo)的起點(diǎn)，是必經(jīng)的一步。正因?yàn)橛辛薙OA提供的具有融合力、結(jié)構(gòu)松散的平臺(tái)，才可能進(jìn)一步進(jìn)行智慧計(jì)算，從而引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，推動(dòng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

（2）服務(wù)綜合管理

通過建設(shè)SOA標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)管理體系，使各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以通過標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口，對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)。這些服務(wù)涵蓋了面向政府業(yè)務(wù)部門內(nèi)部的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換服務(wù)，面向政府決策部門的決策分析數(shù)據(jù)服務(wù)，面向政府監(jiān)督部門的評(píng)價(jià)考核數(shù)據(jù)服務(wù)，面向市民的城市綜合數(shù)據(jù)信息服務(wù)等。通過SOA服務(wù)管理平臺(tái)，使得智慧城管系統(tǒng)可以方便地和其他政府部門的系統(tǒng)進(jìn)行平滑地對(duì)接，數(shù)據(jù)以安全、高效、規(guī)范的方式流轉(zhuǎn)于各個(gè)職能部門之間，提高了業(yè)務(wù)處理的效率。從規(guī)劃的角度看，為今后系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí)提供最佳的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的準(zhǔn)備。

通過建設(shè)服務(wù)目錄庫(kù)，作為服務(wù)注冊(cè)中心，將封裝的Web服務(wù)和來自其他系統(tǒng)的Web服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，注冊(cè)在服務(wù)目錄中，存放入服務(wù)庫(kù)中，通過服務(wù)管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)庫(kù)的管理控制。

SOA集成中間件包含運(yùn)行監(jiān)控管理系統(tǒng)、服務(wù)管理中心等。服務(wù)管理系統(tǒng)需要開發(fā)的模塊包括服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)配置、服務(wù)發(fā)布、服務(wù)撤銷。另外，還需建設(shè)服務(wù)元數(shù)據(jù)及目錄信息庫(kù)，通過服務(wù)發(fā)布功能，將注冊(cè)發(fā)布服務(wù)的服務(wù)元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)目錄信息庫(kù)中。

服務(wù)管理平臺(tái)的監(jiān)控管理中心是監(jiān)控管理邏輯節(jié)點(diǎn)及部署在邏輯節(jié)點(diǎn)上面的項(xiàng)目、服務(wù)、組件及業(yè)務(wù)流程等運(yùn)行狀況的集中管理監(jiān)控環(huán)境。通過監(jiān)控管理中心，用戶可以查看邏輯節(jié)點(diǎn)及部署在邏輯節(jié)點(diǎn)上面的項(xiàng)目、服務(wù)、組件及業(yè)務(wù)流程等運(yùn)行狀態(tài)、日志信息等，并能夠?qū)λO(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行如啟動(dòng)/停止等控制。

4.4 云服務(wù)平臺(tái)

關(guān)于智慧城市建設(shè)中的云服務(wù)平臺(tái)，包括能夠?yàn)楣娞峁┮环N區(qū)別于傳統(tǒng)信息化服務(wù)的方式——功能租賃式，主要體現(xiàn)在SaaS上。用PaaS支撐私有云建設(shè)，各持業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速建設(shè)。使用PaaS也是未來近5年發(fā)展的方向。例如智慧社區(qū)中，將智慧城市引入到社區(qū)服務(wù)中，以應(yīng)用租賃的方式（也就是SaaS），為社區(qū)居民提供便民服務(wù)。同時(shí)這些各種應(yīng)用通過PaaS進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、快速的、可插拔式部署。

與中間件相關(guān)的是云中間件的概念，這不僅僅是簡(jiǎn)單的中間件云化的過程，同時(shí)更是結(jié)合需求，有效推進(jìn)云計(jì)算發(fā)展的過程。也就是說，在云平臺(tái)上部署能夠支撐的中間件產(chǎn)品是第一步，也是較好實(shí)現(xiàn)的一步，但是如何讓云計(jì)算這種專業(yè)技術(shù)體系轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯拥纳a(chǎn)力，或者輔助使用者提升生產(chǎn)力，這才是云中間件的價(jià)值。因?yàn)樵浦虚g件仍然是云系統(tǒng)中承上啟下的核心。

目前云中間件都處于探索階段，并為成規(guī)模產(chǎn)生，我們所知道的Hadoop、BigTable、MapReduce也主要是應(yīng)用與海量搜索方面，應(yīng)用范圍較窄。隨著云計(jì)算的深入發(fā)展和普及，相信云中間件會(huì)獲得越來越多的人的關(guān)注。

5 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要職責(zé)連接與物聯(lián)感知層對(duì)接的網(wǎng)關(guān)設(shè)備和數(shù)據(jù)服務(wù)層的中心技術(shù)系統(tǒng)，換句話說，這個(gè)層次本身就是個(gè)傳輸系統(tǒng)，用來連接數(shù)據(jù)服務(wù)層和物聯(lián)感知層。

在這一層主要需要解決的問題是從物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上傳至處理中心（可能是資源中心，也可能是服務(wù)平臺(tái)等），主要需要解決的問題包括：

5.1 海量并發(fā)

物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器種類繁多、數(shù)量龐大，這些并發(fā)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生是海量的。

5.2 實(shí)時(shí)傳輸

傳感器采集的數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)輸?shù)礁骶W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，再由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。

5.3 數(shù)據(jù)分發(fā)

數(shù)據(jù)消費(fèi)者的種類和量都是不固定，傳輸應(yīng)該能夠自動(dòng)識(shí)別多數(shù)據(jù)消費(fèi)者，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)智能分發(fā)的機(jī)制。

很明顯，這一層也涉及到的傳輸功能有顯著的高時(shí)效要求、高并發(fā)要求，這層中的傳輸系統(tǒng)不僅與數(shù)據(jù)服務(wù)層的傳輸系統(tǒng)所處的位置不同，其特點(diǎn)也不盡相同。一般會(huì)需要使用低延時(shí)的消息中間件，專注于海量小數(shù)據(jù)包的實(shí)時(shí)傳輸。目前業(yè)界也有專門適合于物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)母咝阅軅鬏斨虚g件產(chǎn)品。

6 物聯(lián)感知層

這一層主要是指各個(gè)傳感器硬件設(shè)備，比如大樓里的光、火、煙感應(yīng)器等。這些感應(yīng)器作為“智慧城市”的無形的“觸手”，給生活中的物賦予“靈性”，讓人通過網(wǎng)絡(luò)和電腦等設(shè)備了解到遠(yuǎn)處的物的狀態(tài)。

這一層一般是由專門的硬件設(shè)備廠商提供相關(guān)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)是無線傳感網(wǎng)作為最傳輸網(wǎng)絡(luò)，也稱為感知互動(dòng)層，通過短距無線、現(xiàn)場(chǎng)總線及其他方式實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備、傳感器、標(biāo)簽及控制器間的互聯(lián)。目前，感知互動(dòng)層技術(shù)體系繁雜，不同技術(shù)體系間不能互相兼容與互聯(lián)互通，產(chǎn)業(yè)處于零散、孤立、混亂的狀態(tài)。為了讓感知互動(dòng)層產(chǎn)業(yè)逐步走向規(guī)模化、正規(guī)化，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的良性發(fā)展，勢(shì)必需要對(duì)其技術(shù)體系進(jìn)行規(guī)范與整合。物聯(lián)網(wǎng)共性平臺(tái)技術(shù)體系在感知互動(dòng)層定義了一套通用可擴(kuò)展的技術(shù)架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通過這套共性技術(shù)架構(gòu)與協(xié)議規(guī)范，不同廠商的設(shè)備間可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

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