城市數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)支撐平臺研究

李航

【摘要】? ? 加快數(shù)字化發(fā)展是“十四五”規(guī)劃和城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容，涉及數(shù)字政府、數(shù)字社會、數(shù)字經(jīng)濟等多個方面，通過構(gòu)建跨部門、跨層級的數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)支撐平臺，對各類數(shù)字化資源進行整合和集約管理，既能夠避免系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)，又能夠加快數(shù)字化發(fā)展進程，是解決當(dāng)前數(shù)字城市、智慧城市項目零散建設(shè)、相互孤立等問題的可行方案。

【關(guān)鍵字】? ? 數(shù)字化? ? 基礎(chǔ)支撐平臺? ? 智慧城市? ? 城市大腦

一、城市數(shù)字化發(fā)展現(xiàn)狀

2020年3月31日，習(xí)近平總書記對杭州市運用城市中樞提升交通、文旅、衛(wèi)健等系統(tǒng)治理能力的創(chuàng)新成果表示肯定，使得我國各省市紛紛跟進研究，也使城市數(shù)字化發(fā)展進入一個新階段。這一階段的數(shù)字化項目主要特點是探索城市中樞型系統(tǒng)建設(shè)模式，通過中樞系統(tǒng)來整合不同資源和系統(tǒng)，實現(xiàn)城市建設(shè)中心化管理、統(tǒng)一運維的目標(biāo)。

紛繁的實踐案例和架構(gòu)體系在這一時期層出不窮，大型互聯(lián)網(wǎng)公司推出了智慧城市運行中心（IOC）、未來城市（WeCity）等各類方案，有的構(gòu)建用戶管理、認證中心、表單等微服務(wù)，為上層應(yīng)用提供微服務(wù)快捷組合;有的拓展云平臺的算法、分析、可視化能力，為上層應(yīng)用提供更豐富的軟硬件支持和云原生服務(wù)能力。繁多的技術(shù)路徑使得實踐者和研究者可能失去方向，本文將從數(shù)字化發(fā)展的共性基礎(chǔ)需求出發(fā)，探尋支撐數(shù)字化發(fā)展中最關(guān)鍵的基礎(chǔ)平臺。

二、城市數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)支撐遇到的問題與挑戰(zhàn)

2.1項目缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，各領(lǐng)域各自為戰(zhàn)

當(dāng)今數(shù)字化發(fā)展已進入快車道，通過數(shù)字化手段提升政務(wù)服務(wù)、社會治理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展已成為關(guān)鍵措施。但并非所有管理者都對數(shù)字化有清晰的認識，導(dǎo)致許多部門、許多領(lǐng)域以摸索方式開展數(shù)字化建設(shè)，經(jīng)常出現(xiàn)幾十個項目同時上馬，過程轟轟烈烈，卻實際存在重復(fù)建設(shè)和資源浪費的情況 。

2.2服務(wù)支撐能力過低，難以滿足發(fā)展需求

近年來政府已經(jīng)對網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、云平臺等資源進行了整合，節(jié)約了數(shù)據(jù)采集、機房建設(shè)維護、專線網(wǎng)絡(luò)等成本，使資源由封閉轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放化、標(biāo)準(zhǔn)化。但根據(jù)平臺服務(wù)的三個層級，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)（IaaS）、平臺服務(wù)（PaaS）、軟件服務(wù)（SaaS），當(dāng)前的數(shù)字化基礎(chǔ)平臺多數(shù)停留在基礎(chǔ)設(shè)施層級，平臺服務(wù)能力未得到充分揮發(fā)。

2.3功能重復(fù)研發(fā)較多，資源缺乏集約管理

項目資金重復(fù)分散使用是政府信息化項目長期存在的問題，在加快數(shù)字化發(fā)展，大興數(shù)字化項目的同時，解決資金和資源浪費顯得尤為重要。解決這一問題最主要的措施就是消除重復(fù)分散的資源利用模式，通過統(tǒng)一資源管理促進不同部門協(xié)作共進。

2.4安全信息零碎分散，安全防護未成體系

構(gòu)建城市中樞系統(tǒng)或基礎(chǔ)支撐平臺的同時，也將分散于各部門、各系統(tǒng)的安全風(fēng)險集中了，一旦政務(wù)云等集中式系統(tǒng)受到攻擊或存在安全漏洞，影響范圍不再是單個部門，可能會波及省、市乃至國家層面，構(gòu)建統(tǒng)一的安全信息收集、分析、防護、處置平臺顯得尤為重要。

三、城市數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)支撐建設(shè)的對策和建議

3.1提高基礎(chǔ)服務(wù)層級，優(yōu)化基礎(chǔ)服務(wù)能力

3.1.1構(gòu)建數(shù)據(jù)綜合服務(wù)平臺

隨著數(shù)字化應(yīng)用的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)資源的重要性愈加凸顯，2020年3月發(fā)布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》將數(shù)據(jù)和土地、勞動力、資本、技術(shù)等并列為五大生產(chǎn)要素，數(shù)字化發(fā)展對數(shù)據(jù)資源服務(wù)需求提升到了全新高度。

首先，數(shù)據(jù)資源存儲和管理平臺需要支持海量數(shù)據(jù)，當(dāng)前圖像、語音、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)已占據(jù)資源總量的80%以上，城市級政務(wù)數(shù)據(jù)量正由TB級別快速進入PB、EB級別，數(shù)據(jù)管理需要同時適用于海量的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

其次，數(shù)據(jù)資源平臺服務(wù)層級需要提升，數(shù)據(jù)服務(wù)需要描繪出個人、企業(yè)、社會、政府的各維度信息，支持城市級數(shù)據(jù)的集約管理和多維應(yīng)用。最后，數(shù)據(jù)資源平臺需要支持數(shù)據(jù)交易流通，當(dāng)前海量的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、社會公共數(shù)據(jù)并未納入到城市數(shù)據(jù)管理范圍，只有平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)所有權(quán)、數(shù)據(jù)交易權(quán)管理，才能實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)的交易和廣泛應(yīng)用。

3.1.2提升云計算服務(wù)層級

云平臺服務(wù)目前雖然幫助政府、企業(yè)有效節(jié)約了機房建設(shè)運維資金投入，但云平臺的服務(wù)能力卻遠遠未得到有效發(fā)揮。

首先，云主機、云存儲等傳統(tǒng)應(yīng)用形式占比70%以上，云平臺高級服務(wù)能力未得到應(yīng)用。如圖像計算方面，治安管理需要對海量的公共視頻監(jiān)控圖像進行智能分析;土地資料利用需要對衛(wèi)星影像進行智能分析，均需要消耗大量圖像計算資源，如果采取云計算動態(tài)調(diào)配模式，將大大提高資源利用率。

其次，云平臺高層級服務(wù)能力未得到充分發(fā)揮，如一些主流云平臺已對外提供MySQL、PostgreSQL分布式數(shù)據(jù)庫服務(wù)，大幅提高數(shù)據(jù)庫的性能上限和安全穩(wěn)定性，也有利于數(shù)據(jù)整合，將是未來云平臺服務(wù)的拓展方向。

3.2收集共性業(yè)務(wù)需求，創(chuàng)新公共服務(wù)平臺

3.2.1構(gòu)建認證授權(quán)平臺

當(dāng)前各級各部門建設(shè)了大量的信息系統(tǒng)，因為系統(tǒng)間認證、授權(quán)模塊相互獨立，阻礙了用戶信息跨系統(tǒng)傳遞，反復(fù)的用戶注冊和系統(tǒng)登錄既造成使用不便，也導(dǎo)致各系統(tǒng)間用戶信息不一致。當(dāng)城市數(shù)字化發(fā)展到一定程度，必然需要構(gòu)建統(tǒng)一的認證授權(quán)平臺，以實現(xiàn)多系統(tǒng)單點登錄、跨系統(tǒng)業(yè)務(wù)辦理、第三方授權(quán)免注冊等，最終實現(xiàn)上層應(yīng)用互聯(lián)互通。部分省市，及大型企業(yè)已建立了統(tǒng)一認證授權(quán)平臺，實現(xiàn)了內(nèi)部系統(tǒng)單點登錄服務(wù)。

如政務(wù)服務(wù)實現(xiàn)單點登錄后，可在人社、醫(yī)保、民政等服務(wù)系統(tǒng)間無縫跳轉(zhuǎn)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)聯(lián)辦。未來城市級認證授權(quán)平臺將實現(xiàn)政府、企業(yè)間的統(tǒng)一用戶管理，建立起鏈接個人和企業(yè)的認證信息，并具有隱私保護和數(shù)據(jù)授權(quán)功能，實現(xiàn)城市級一號通行、一碼通行等廣泛應(yīng)用。

3.2.2構(gòu)建時空服務(wù)平臺

目前各省、市也已建成上線了地理空間基礎(chǔ)信息庫，對城市地圖、規(guī)劃圖、路網(wǎng)、河網(wǎng)等信息進行了整理共享。但隨著城市數(shù)字化進程的加快，空間地理資源種類更加繁多，衛(wèi)星影像地圖、城市三維地圖、建筑物高精模型等均已納入空間地理服務(wù)范圍，資源更新頻率也由年度更新逐步迭代至月度更新、每周更新，構(gòu)建服務(wù)更完善的時空平臺也成為了未來數(shù)字發(fā)展必備的基礎(chǔ)支撐[6]。

時空服務(wù)平臺將進一步整合城市二維矢量地圖、衛(wèi)星影像地圖、三維模型地圖、建筑物高精模型等各類空間地理資源，提供面向政府、面向社會的資源服務(wù)，免除衛(wèi)星影像圖片拼接、三維影像服務(wù)引擎部署等重復(fù)資金投入，以統(tǒng)一的資源管理模式，對接國家衛(wèi)星影像中心、測繪中心等資源采集部門。

3.2.3構(gòu)建算法服務(wù)平臺

數(shù)字政府、數(shù)字社會建設(shè)中，算法分析應(yīng)用涉及方方面面，包括人臉識別、圖像分析、文字識別、自然語言處理、語音識別、決策優(yōu)化等。這些算法通常由各部門自行采購部署，造成了功能重復(fù)建設(shè)，同時各系統(tǒng)所使用算法的不一致，也導(dǎo)致分析結(jié)果不一致。例如，人臉識別服務(wù)已經(jīng)成為APP認證、系統(tǒng)登錄的必備功能，在城市公共場所、政務(wù)服務(wù)場所也有著廣泛應(yīng)用，但是算法來源于不同公司和部門，分析結(jié)果將大不一致，有的因人像老舊，存在誤識別。構(gòu)建算法服務(wù)平臺，就是將常用算法服務(wù)集中管理、統(tǒng)一服務(wù)，降低算法購入和使用成本，提高算法分析質(zhì)量，促進算法升級迭代，最終形成城市統(tǒng)一的人像識別服務(wù)、圖像分析服務(wù)等算法服務(wù)。

3.3整合各類安全信息，構(gòu)建安全防護體系

3.3.1整合網(wǎng)絡(luò)安全信息

當(dāng)前政務(wù)網(wǎng)絡(luò)已完成跨部門、跨地域、跨層級的連接，與城域互聯(lián)網(wǎng)共同構(gòu)成城市級網(wǎng)絡(luò)的兩個關(guān)鍵組成部分，但當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)安全防護，往往局限于某一政府部門的專網(wǎng)環(huán)境，對城域網(wǎng)絡(luò)、政務(wù)網(wǎng)絡(luò)的安全信息監(jiān)測和感知較為匱乏，城市級網(wǎng)絡(luò)安全防護體系建設(shè)尚處于摸索階段。

以城市級網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知防護而言，需要整合網(wǎng)絡(luò)中數(shù)以千計的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備信息;在城域網(wǎng)絡(luò)、政務(wù)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點進行流量監(jiān)測;在網(wǎng)絡(luò)邊界增強安全隔離和防護措施，構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)全覆蓋、處置流程全覆蓋的安全管控平臺，形成快速預(yù)警與處置機制，提升響應(yīng)速度，實現(xiàn)數(shù)字化安全管理零距離。

3.3.2整合數(shù)據(jù)安全信息

2021年9月1日開始執(zhí)行的《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》，對數(shù)據(jù)的全生命周期安全管理、評測、預(yù)警、處置和響應(yīng)提出了全方位要求。當(dāng)前各省、市已建立的人口、法人、公共信用、電子證照、宏觀經(jīng)濟、空間地理等基礎(chǔ)信息資源數(shù)據(jù)庫存儲了TB至PB級的敏感信息，未來互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、政務(wù)數(shù)據(jù)、公共數(shù)據(jù)等海量數(shù)據(jù)的進一步融合，將對數(shù)據(jù)安全保護措施提出更高的要求。

為了實現(xiàn)有效的安全管控，數(shù)據(jù)存儲加密、數(shù)據(jù)傳輸加密、數(shù)據(jù)訪問審計等已由可選措施逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楸貍浯胧?。相對于?shù)據(jù)整合和應(yīng)用的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)安全管控是當(dāng)前亟需補足的短板。

3.3.3整合平臺安全信息

目前部分省、市新建政務(wù)信息系統(tǒng)已全部上云，政務(wù)信息系統(tǒng)上云率已達到90%以上，政務(wù)云平臺、天地圖平臺、政府網(wǎng)站集群等系列大型平臺集中了城市絕大多數(shù)的系統(tǒng)資源，但在平臺冗余災(zāi)備、多平臺監(jiān)控管理、平臺運行監(jiān)測和安全防護等方面相對薄弱。

首先，需要構(gòu)建多平臺監(jiān)測管理中心，對平臺空間消耗、資源負載、運行態(tài)勢進行管控，逐步實現(xiàn)同類型不同平臺間的資源遷移、互備、負載均衡。

其次，需要整合網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、平臺等安全信息，構(gòu)建城市級安全信息中心，集信息分析、預(yù)警、處置、聯(lián)動管理為一體，筑牢數(shù)字化發(fā)展的安全基礎(chǔ)。

參? 考? 文? 獻

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[2]郭永江.基于中臺的新型智慧城市建設(shè)研究[J].計算機與網(wǎng)絡(luò)， 2021，47（02）：32-34.

[3]鄧秋成.城市大腦總體架構(gòu)與應(yīng)用研究[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化， 2020（11）：13-16.

[4]郭逸帆，王曉曄，呼子昊，林少崴.基于云平臺的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計研究[J].天津理工大學(xué)學(xué)報，2021，37（01）：32-36.

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