智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

■ 田茂明 吳 芳

智慧社區(qū)是智慧城市的基礎(chǔ)組成部分，由于社區(qū)所具有的相對(duì)適中的空間尺度，及其在城市生活和社會(huì)管理中的重要作用，智慧社區(qū)已成為當(dāng)前推進(jìn)智慧城市試點(diǎn)及應(yīng)用的熱點(diǎn)領(lǐng)域，也是未來城市社區(qū)發(fā)展和建設(shè)的重要方向。智慧住區(qū)或智慧住區(qū)的建設(shè)對(duì)智慧城市的可持續(xù)發(fā)展，解決城市發(fā)展中出現(xiàn)的問題具有重要意義。

2016年10月，山東發(fā)布國內(nèi)首個(gè)《綠色智慧住區(qū)建設(shè)指南(試行)》，提出建設(shè)綠色智慧住區(qū)，進(jìn)一步推動(dòng)了智慧城市與智慧社區(qū)的建設(shè)與發(fā)展。綠色智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)是智慧社區(qū)的重要組成部分，提供數(shù)據(jù)互聯(lián)、平臺(tái)構(gòu)建、服務(wù)驅(qū)動(dòng)與運(yùn)營監(jiān)控等核心作用，對(duì)于綠色智慧社區(qū)的建設(shè)與運(yùn)維具有重要作用。

近年來，專家與學(xué)者對(duì)智慧住區(qū)或智慧社區(qū)建設(shè)從不同的角度進(jìn)行了研究與探討，智慧住區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)是智慧住區(qū)的重要組成部分，但是尚未有對(duì)智慧住區(qū)或智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的綜合分析與研究。因此，本文著重對(duì)智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)關(guān)鍵問題研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并比較了社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)不同建設(shè)模式的優(yōu)缺點(diǎn)，最后提出了一種基于云計(jì)算與SOA的智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)模式。

智慧社區(qū)強(qiáng)調(diào)三個(gè)層面上的問題：第一，理念層面。以人為本，社區(qū)居民為服務(wù)主體，以滿足社區(qū)居民需求為導(dǎo)向。第二，服務(wù)層面。建立現(xiàn)代化的社區(qū)服務(wù)和精細(xì)化的社區(qū)管理，提高社區(qū)服務(wù)水平和管理能力。第三，數(shù)據(jù)層面。對(duì)社區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模、分布式信息智能處理，為社區(qū)服務(wù)與管理和智慧城市建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。智慧社區(qū)的理念、服務(wù)、數(shù)據(jù)相互促進(jìn)、融合，為居民提供安全、便利、智能的服務(wù)，提升社區(qū)安全，創(chuàng)新社區(qū)管理模式。

智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)是智慧社區(qū)的重要組成部分，提供數(shù)據(jù)互聯(lián)、平臺(tái)構(gòu)建、服務(wù)驅(qū)動(dòng)與運(yùn)營監(jiān)控等核心作用。隨著智慧社區(qū)的建設(shè)，社區(qū)引進(jìn)或建設(shè)了多種信息系統(tǒng)，如社區(qū)養(yǎng)老系統(tǒng)、政務(wù)系統(tǒng)、信息推送系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等，形成分布式、異構(gòu)性的服務(wù)環(huán)境特點(diǎn)。在政府“重心下移、權(quán)力下放”的政策指引下，結(jié)合社區(qū)自治、社區(qū)自我管理的要求和政府基層治理需求，社區(qū)綜合信息服務(wù)平臺(tái)需要提供行政審批等政務(wù)服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)與上級(jí)各部門政務(wù)平臺(tái)的信息交互。隨著云計(jì)算的發(fā)展，智慧社區(qū)綜合信息平臺(tái)可通過融合Saas、Paas、Iaas，以減少智慧社區(qū)建設(shè)成本，提高社區(qū)服務(wù)質(zhì)量，智慧社區(qū)服務(wù)需求結(jié)構(gòu)如圖所示。

智慧社區(qū)服務(wù)平臺(tái)需求結(jié)構(gòu)圖

第一，信息與應(yīng)用集成。智慧社區(qū)各應(yīng)用系統(tǒng)之間存在互操作問題及信息孤島現(xiàn)象，因此，在智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中，要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題是智慧社區(qū)中各系統(tǒng)的集成。

當(dāng)前，針對(duì)社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)的信息與應(yīng)用集成方法，可以基于SOA方法實(shí)現(xiàn)，SOA(Service-Oriented Architecture)即面向服務(wù)架構(gòu)，其思想的表現(xiàn)就是將信息系統(tǒng)的邏輯功能進(jìn)行包裝或者分解為更小的獨(dú)立的功能單元，通過標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，將其封裝為獨(dú)立存在的服務(wù)，邏輯執(zhí)行各服務(wù)，實(shí)現(xiàn)用戶需求的業(yè)務(wù)功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的體系化。

將SOA應(yīng)用于智慧社區(qū)綜合信息平臺(tái)建設(shè)，從業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的角度自上而下進(jìn)行平臺(tái)開發(fā)，集成社區(qū)內(nèi)各分布、異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)及各類網(wǎng)路服務(wù)資源，有效集成智慧社區(qū)內(nèi)的各類數(shù)據(jù)，增強(qiáng)服務(wù)重用性，簡化設(shè)計(jì)過程，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程。智慧社區(qū)內(nèi)各個(gè)信息系統(tǒng)的功能以服務(wù)的形式按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行封裝，服務(wù)之間通過簡單、中立接口進(jìn)行通訊。當(dāng)前實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要有web service/SCA組件、ESB，實(shí)現(xiàn)思路一方面是將對(duì)底層數(shù)據(jù)的操作與算法封裝為服務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)之間的信息交互；另一方面是直接將關(guān)鍵構(gòu)建或者邏輯結(jié)構(gòu)封裝為服務(wù)，以其他服務(wù)為自身服務(wù)，或者自身服務(wù)作為其他服務(wù)的構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)功能的改進(jìn)與再創(chuàng)造。ASP.net平臺(tái)，J2EE平臺(tái)等提供了相關(guān)實(shí)現(xiàn)框架。

第二，社區(qū)三維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)?？臻g技術(shù)和3S技術(shù)的飛速發(fā)展以及全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng)(EOS)、國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NII)、國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(NSDI)等重大計(jì)劃的實(shí)施，為社區(qū)的信息化建設(shè)提供了豐富的數(shù)據(jù)源、有力的技術(shù)手段和支撐。地理信息系統(tǒng)技術(shù)具有設(shè)施位置定位、軌跡跟蹤、信息查詢等方面的優(yōu)勢。GIS技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，GIS、WEBGIS、WEBVMGIS，利用GIS技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及數(shù)據(jù)融合，構(gòu)建三維可視化虛擬社區(qū)，并應(yīng)用于智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)空間信息共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)社區(qū)的網(wǎng)格化、精細(xì)化管理，創(chuàng)新管理模式，輔助完成社區(qū)規(guī)劃。

現(xiàn)有基于GIS技術(shù)的智慧社區(qū)綜合信息平臺(tái)的研究多從社區(qū)管理角度出發(fā)，服務(wù)面相對(duì)狹窄，服務(wù)種類相對(duì)較少，并不滿足當(dāng)前智慧社區(qū)對(duì)綜合信息平臺(tái)的需求；架構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性不足，或不采用分層設(shè)計(jì)，或?qū)优c層之間緊密結(jié)合；設(shè)計(jì)過程對(duì)智慧社區(qū)的系統(tǒng)集成考慮較少；其設(shè)計(jì)理念多以GIS平臺(tái)重新開發(fā)各類服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)施困難，成本較高，對(duì)云端資源及社區(qū)已有信息系統(tǒng)資源利用不足。在后續(xù)的平臺(tái)開發(fā)中，可以以GIS服務(wù)為智慧社區(qū)綜合信息平臺(tái)的服務(wù)構(gòu)件，充分利用GIS服務(wù)的優(yōu)點(diǎn)，完成平臺(tái)開發(fā)。

第三， 基于第三方平臺(tái)的智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)?；诘谌狡脚_(tái)的智慧社區(qū)綜合信息平臺(tái)建設(shè)即將社區(qū)主要業(yè)務(wù)服務(wù)依托于第三方平臺(tái)完成，現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)這方面研究相對(duì)較少。文獻(xiàn)在需求管理分析上引入馬斯洛層次需求理論，對(duì)社區(qū)信息化的各方需求進(jìn)行調(diào)研，實(shí)現(xiàn)模塊化、分層次設(shè)計(jì)；在平臺(tái)的建設(shè)方式上，通過引入中國移動(dòng)總集成，借助中國移動(dòng)資金、網(wǎng)絡(luò)資源、技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)資源集成創(chuàng)新，借助中國移動(dòng)各種成熟的業(yè)務(wù)及運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)社區(qū)信息化平臺(tái)的服務(wù)創(chuàng)新。系統(tǒng)架構(gòu)由信息源、信息采集/管理/共享及應(yīng)用、信息服務(wù)三部分構(gòu)成，用戶可通過WEB、12580呼叫中心、短信、收集WAP門戶方式進(jìn)行信息查詢。

基于第三方平臺(tái)建設(shè)智慧社區(qū)信息平臺(tái)可以充分依賴第三方的優(yōu)勢，減少開發(fā)成本，但是過于依賴第三方平臺(tái)，社區(qū)信息安全得不到保證，社區(qū)服務(wù)受限，不利于實(shí)現(xiàn)社區(qū)個(gè)性化服務(wù)；同時(shí)對(duì)社區(qū)已有系統(tǒng)的集成及云端資源的利用考慮較少。

第四，面向智慧社區(qū)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫研究。對(duì)智慧社區(qū)的傳感器、視頻監(jiān)控設(shè)備、RFID、智能卡、設(shè)備狀況采集裝置等產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，建立面向智慧社區(qū)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。

面向智慧社區(qū)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫應(yīng)采用服務(wù)視角，其整體設(shè)計(jì)應(yīng)可融合入智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)中，并與智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想保持一致。

第五，云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)的研究。云計(jì)算技術(shù)作為一種計(jì)算模式，其重要特征就是資源整合，其易維護(hù)、高擴(kuò)展的能力都使得云計(jì)算技術(shù)得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。云計(jì)算的關(guān)鍵思想是統(tǒng)一管理和調(diào)度連接到互聯(lián)網(wǎng)上的資源，形成一個(gè)計(jì)算資源池，根據(jù)用戶需求提供服務(wù)。

完全依托于公有云搭建智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)，沒有考慮到社區(qū)敏感信息的處理，不利于社區(qū)安全。部分企業(yè)搭建私有云，并實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，雖保證了平臺(tái)安全性，但資金投入高，同時(shí)存儲(chǔ)與計(jì)算能力受限。

社區(qū)平臺(tái)安全性是個(gè)非常重要的問題，現(xiàn)有云計(jì)算的部署模式有：公有云、私有云、社區(qū)云、混合云?；旌显凭C合了私有云與公有云的優(yōu)勢，社區(qū)可結(jié)合自身現(xiàn)狀建設(shè)小規(guī)模私有云，并通過利用公有云實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)能力與計(jì)算能力的擴(kuò)充，既可保障自身安全，也可充分享用低廉無限的計(jì)算能力。

智慧社區(qū)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分布式存在，傳統(tǒng)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫基于對(duì)象或基于關(guān)系，數(shù)據(jù)庫僅僅作為一個(gè)存儲(chǔ)機(jī)制，其數(shù)據(jù)運(yùn)算處理依賴于客戶端，給客戶端帶來負(fù)擔(dān)。智慧社區(qū)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)于智慧社區(qū)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中，其存儲(chǔ)機(jī)制可擁有更多的計(jì)算能力。面向服務(wù)的智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建于智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)之上，其構(gòu)建思想應(yīng)契合智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)的思想，其服務(wù)構(gòu)件應(yīng)完全融合于智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)，服務(wù)構(gòu)件集中即可實(shí)現(xiàn)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫各個(gè)功能，分散則為智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)其他應(yīng)用提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可降解化處理，從根本解決遺留系統(tǒng)問題。

智社區(qū)綜合信息平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)，由七個(gè)層次構(gòu)成：用戶訪問層、應(yīng)用層、服務(wù)運(yùn)維層、服務(wù)提供層、中間件層、數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)設(shè)施層。

隨著智慧城市的建設(shè)，智慧社區(qū)作為智慧城市的基礎(chǔ)組成部分，其建設(shè)也引起了廣泛關(guān)注，現(xiàn)有針對(duì)智慧住區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)的文獻(xiàn)，主要集中于五個(gè)方面的研究：

1.信息與應(yīng)用集成。

2.社區(qū)三維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)。

3.基于第三方平臺(tái)的智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)。

4.智慧社區(qū)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。

5.云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的研究。

現(xiàn)有針對(duì)智慧社區(qū)系統(tǒng)的信息與應(yīng)用集成相對(duì)較多，主要基于SOA方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，針對(duì)社區(qū)三維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)研究，很多研究者應(yīng)用Web GIS技術(shù)開發(fā)了物業(yè)管理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)，但是忽略了對(duì)社區(qū)遺留系統(tǒng)的利用。同時(shí)，對(duì)社區(qū)三維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)的研究現(xiàn)處于起步階段，將其應(yīng)用于社區(qū)管理仍有許多問題需要解決。針對(duì)基于第三方平臺(tái)的智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)的研究相對(duì)較少，過于依賴第三方，存在安全性差、功能不完善等問題，因此并不是一種好的解決方案。面向智慧社區(qū)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫專門針對(duì)智慧社區(qū)建立的，主要存儲(chǔ)管理智慧社區(qū)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，解決智慧社區(qū)現(xiàn)在所面臨的數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議多樣化等問題，具有較強(qiáng)的針對(duì)性，現(xiàn)有研究相對(duì)較少，具有較高的研究價(jià)值。云計(jì)算技術(shù)的重要特征就是資源整合，其易維護(hù)、高擴(kuò)展的能力都使得云計(jì)算技術(shù)得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。云計(jì)算的關(guān)鍵思想是統(tǒng)一管理和調(diào)度連接到互聯(lián)網(wǎng)上的資源，形成一個(gè)計(jì)算資源池，根據(jù)用戶需求提供服務(wù)，應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)于智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)之中，利用其無限計(jì)算能力和充分的網(wǎng)絡(luò)資源，節(jié)省建設(shè)資金，提升服務(wù)質(zhì)量，其優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)服務(wù)，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要基于公有云進(jìn)行智慧社區(qū)服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，安全性較低，對(duì)社區(qū)遺留系統(tǒng)的集成考慮較少。

混合云具有公有云和私有云的優(yōu)點(diǎn)，將SOA與云計(jì)算相結(jié)合，應(yīng)用于智慧社區(qū)服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)中，既可實(shí)現(xiàn)社區(qū)遺留系統(tǒng)應(yīng)用及信息集成，也可充分利用已有的IT服務(wù)，并擴(kuò)充平臺(tái)計(jì)算能力，滿足智慧社區(qū)的服務(wù)與數(shù)據(jù)需求，未來可基于SOA與混合云的智慧社區(qū)綜合服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行研究。