基于中臺的新型智慧城市建設(shè)研究

郭永江

以習(xí)近平總書記為核心的黨中央針對我國城市發(fā)展現(xiàn)狀，遵循網(wǎng)絡(luò)化、信息化和數(shù)字化的城市發(fā)展趨勢，為適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的新模式，培養(yǎng)壯大新的經(jīng)濟增長點，創(chuàng)新發(fā)展新動能，做出了全新的重大戰(zhàn)略決策部署———建設(shè)新型智慧城市。本文主要分析我國新型智慧城市發(fā)展的現(xiàn)狀和問題，有針對性地重點闡述了城市大中臺的整體架構(gòu)、組織構(gòu)成和建設(shè)價值，對推動新型智慧城市數(shù)字底座建設(shè)具有一定的借鑒意義。

隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和云計算等新興技術(shù)日新月異，智慧城市已成為當(dāng)今世界城市發(fā)展的必由之路。

縱觀近年來，眾多發(fā)達國家如美國、日本和韓國等越來越重視建設(shè)和發(fā)展智慧城市，并將建設(shè)智慧城市提升到國家戰(zhàn)略的高度，同時頒布眾多的鼓勵政策來指明智慧城市的建設(shè)方向、建設(shè)目標(biāo)和建設(shè)內(nèi)容等，以此來推動本國智慧城市的建設(shè)。

相比美國、日本、韓國，智慧城市在中國起步較晚，但其保持了較快的發(fā)展速度和建設(shè)熱情。十八大召開以來，黨中央、國務(wù)院方面都對新型智慧城市的建設(shè)工作保持高度重視。習(xí)近平總書記指出，要“統(tǒng)籌發(fā)展電子政務(wù)，構(gòu)建一體化在線服務(wù)平臺，分級分類推進新型智慧城市建設(shè)”?！秶窠?jīng)濟與社會發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出將新型智慧城市作為我國經(jīng)濟社會發(fā)展重大工程項目，倡導(dǎo)“建設(shè)一批新型示范性智慧城市”?！丁笆濉眹倚畔⒒?guī)劃》將新型智慧城市作為十二大優(yōu)先行動計劃之一，明確了2018年和2020年新型智慧城市的發(fā)展目標(biāo)。

黨和國家最高領(lǐng)導(dǎo)人講話、國家相關(guān)部委政策文件為新型智慧城市的建設(shè)指明了發(fā)展方向。當(dāng)前，新型智慧城市建設(shè)正在全國分級分類不斷推進，旨在形成具有城市獨特特色、城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)的，城市群、區(qū)域和國家層面統(tǒng)籌發(fā)展的整體局面。

智慧城市建設(shè)現(xiàn)狀及問題

1.智慧城市建設(shè)現(xiàn)狀

（1）我國智慧城市試點數(shù)量累計達749個

近年來，國家住建部先后共發(fā)布了三批智慧城市的試點地區(qū)名單，截止2020年4月，國家住建部對外公布的智慧城市試點地區(qū)已經(jīng)達到290個。另外再算上科技部、工信部、測繪局和發(fā)改委確定的智慧城市試點地區(qū)數(shù)量，目前我國智慧城市試點地區(qū)累計已達749個。

（2）華中華北分布集中，山東省數(shù)量最多

從區(qū)域布局來看，目前國家住建部確定的290個智慧城市基本覆蓋我國各個省、市、自治區(qū)，主要集中在中東部地區(qū)，其中華東分布最為集中。根據(jù)統(tǒng)計情況來看，當(dāng)前山東省的智慧城市試點數(shù)量地區(qū)為全國最多，共有27個，其次是江蘇和浙江，分別是20個和15個。

（3）北上深等一線城市將持續(xù)領(lǐng)先

根據(jù)IDC《2019H1全球半年度智慧城市支出指南》，在我國內(nèi)地城市中，2020年智慧城市相關(guān)投入最多的城市為北京、上海、廣州和深圳。智慧城市的相關(guān)投入與該城市的GDP水平以及政府的相關(guān)預(yù)算關(guān)系密切，在智慧城市科技與技術(shù)不斷發(fā)展的階段，許多一線城市的支出將持續(xù)領(lǐng)先。

（4）2018年項目迅速增多，華東華中為集中建設(shè)區(qū)

從我國智慧城市項目建設(shè)情況來看，根據(jù)中國招投標(biāo)公共服務(wù)平臺披露項目，我國智慧城市及相關(guān)項目從2018年開始迅速增多，2018年中標(biāo)項目達到14 252個，2019年數(shù)量增長了55.4 %達到22 149個，2020年一季度，中標(biāo)項目已經(jīng)有7 985個。從區(qū)域分布來看，華東和華中地區(qū)為我國智慧城市集中建設(shè)地區(qū)。

2.智慧城市建設(shè)面臨的問題

（1）缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心無法實現(xiàn)城市數(shù)據(jù)的全面匯聚

智慧城市建設(shè)基于跨部門、跨領(lǐng)域的數(shù)據(jù)共享。雖然我國政府掌握全體社會的80 %信息資源，但是這些信息資源目前散落在不同的部門并且標(biāo)準(zhǔn)不一，造成部門之間數(shù)據(jù)共享和交互不夠，信息不對稱，沒有形成一個完整的閉合數(shù)據(jù)中心，造成城市數(shù)據(jù)的孤立，形成信息孤島。

（2）缺乏統(tǒng)一的指揮平臺，難以達到系統(tǒng)連通

城市管理的重要內(nèi)容包括事件管理，其中又分為日常事件和緊急事件，對緊急事件的應(yīng)急處理更能體現(xiàn)城市管理者處理事務(wù)的能力。當(dāng)自然災(zāi)害、交通事故、疫情、社會治安、恐怖襲擊等等事件發(fā)生時，公安、交通、城管以及醫(yī)院等部門要做到高效應(yīng)急聯(lián)動。但縱觀當(dāng)前城市發(fā)展現(xiàn)狀，絕大部分的信息管理系統(tǒng)都是由各個部門自行建設(shè)自我管理的，因而系統(tǒng)間難以實現(xiàn)相互連通，這也就導(dǎo)致了事件的收集和分析很多時候難以達到全面和準(zhǔn)確。如此一來，城市的決策者和管理者很難得到所需的充足依據(jù)，也難以通過統(tǒng)一的信息化平臺來指揮各部門的協(xié)同合作。

（3）系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)，資源浪費嚴重

正如上一條所說，當(dāng)前城市的建設(shè)中，各個部門的信息化系統(tǒng)都處于自我建設(shè)自我管理的狀態(tài)，因而造成整個城市的業(yè)務(wù)系統(tǒng)缺乏頂層設(shè)計，硬件設(shè)施、軟件平臺和數(shù)據(jù)運行維護存在著很多的重復(fù)投入。同時，系統(tǒng)間的功能和標(biāo)準(zhǔn)不同、兼容性較差也會造成人力資源、財政投入和物力的巨大浪費。

（4）信息化網(wǎng)絡(luò)滲透加深，網(wǎng)絡(luò)安全存在隱患

智慧城市區(qū)別于傳統(tǒng)城市的一大特征就是將信息化網(wǎng)絡(luò)滲透運用至城市的政務(wù)管理、公民的個人生活和公共生活中，這也就導(dǎo)致了這些被網(wǎng)絡(luò)覆蓋的部分有很大的可能性會被網(wǎng)絡(luò)安全隱患所侵襲。隨著信息網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，政務(wù)管理、能源、交通、醫(yī)療、金融和教育等領(lǐng)域都即將逐步實現(xiàn)連通，因此也很可能會成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo)，一旦遭到網(wǎng)絡(luò)攻擊，被不法分子操控，難免會造成信息泄露、城市生活混亂甚至癱瘓，帶來經(jīng)濟損失乃至威脅人身安全。

智慧城市大中臺整體架構(gòu)

為突破現(xiàn)有智慧城市建設(shè)困境，有效解決城市痛點和難點，需要建設(shè)一個城市平臺，利用這個城市平臺來打破傳統(tǒng)部門之間割裂的信息化建設(shè)發(fā)展模式，減少重復(fù)的建設(shè)、盡可能消除信息孤島，加強各部門系統(tǒng)之間的統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)同合作。這個城市平臺可稱之為新型智慧城市的數(shù)字底座———城市大中臺。

城市大中臺以“聚合數(shù)據(jù)、共享技術(shù)、協(xié)同業(yè)務(wù)和賦能應(yīng)用”為建設(shè)目標(biāo)，融合云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和5G等新一代信息技術(shù)，依托“感知中臺、信息中臺、AI中臺和應(yīng)用中臺”，搭建城市“智腦”生命體，開放智慧能力，賦能智慧應(yīng)用，助力實現(xiàn)物理世界“人、事、物”向數(shù)字世界“人、事、物”的孿生映射，構(gòu)建“孿生數(shù)字城市”，開辟城市可持續(xù)發(fā)展的新路線、新模式、新形態(tài)。

城市大中臺由4個專業(yè)中臺組成：

（1）感知中臺

感知中臺一方面融合了連接管理、設(shè)備管理和多云管理等功能，另一方面也提供包括5G、4G/Cat.1、NB-IoT等在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)接入能力、豐富的連接管理能力和統(tǒng)一的設(shè)備管理能力，促進實現(xiàn)對海量城市感知終端的標(biāo)準(zhǔn)化接入，構(gòu)建了跨行業(yè)感知互聯(lián)的物理基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，建立城市空、天、地一體化的泛在感知網(wǎng)。感知中臺支持設(shè)備接入適配即插即用，提供海量數(shù)據(jù)治理服務(wù)、提供多層安全架構(gòu)體系和豐富便捷的數(shù)據(jù)服務(wù)。

（2）信息中臺

信息中臺包括城市大數(shù)據(jù)平臺以及城市時空信息平臺2部分。

城市大數(shù)據(jù)平臺匯聚整合政府政務(wù)、公共安全、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和運營商等多方的非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)對數(shù)據(jù)進行整合分析，驅(qū)動智慧應(yīng)用，逐步形成數(shù)據(jù)智能，以此支持城市管理、政務(wù)服務(wù)和產(chǎn)品經(jīng)濟等領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。新型智慧城市的建設(shè)需要將數(shù)據(jù)共享作為基礎(chǔ)，而城市大數(shù)據(jù)平臺則是數(shù)據(jù)共享和整合的重要引擎。新型智慧城市大數(shù)據(jù)平臺主要包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)運營等功能。

城市時空信息平臺是數(shù)字孿生城市的信息化底座，依托建筑信息模型（BIM）+地理信息系統(tǒng)（GIS）+IOT等技術(shù)，對城市的地上和地下空間都進行了規(guī)劃數(shù)據(jù)、城市建筑BIM數(shù)據(jù)、城市IOT感知數(shù)據(jù)、城市二三維GIS數(shù)據(jù)、市政設(shè)施BIM數(shù)據(jù)以及社會民生、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟、交通出行和政務(wù)服務(wù)等應(yīng)用數(shù)據(jù)進行多元異構(gòu)集成，形成基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的城市信息模型（City Information Modeling，CIM），積累更為完整的城市大數(shù)據(jù)資產(chǎn)，為智慧城市規(guī)劃、建設(shè)和運行管理提供統(tǒng)一的云平臺支撐。

（3）AI中臺

AI中臺是城市的基礎(chǔ)算力和算法分析平臺，也是城市自我演進的核心平臺，利用AI計算中心所提供的深度學(xué)習(xí)算法，能夠?qū)Τ鞘写髷?shù)據(jù)平臺匯聚的多源數(shù)據(jù)進行自我學(xué)習(xí)、自我提升，從而發(fā)現(xiàn)城市潛在的運行規(guī)律，以提供全局協(xié)同的決策支持服務(wù)，利用數(shù)據(jù)積累和算法生態(tài)鏈建設(shè)，AI計算中心可實現(xiàn)算法自學(xué)習(xí)，不斷豐富算法/模型庫，支撐上層應(yīng)用的成長、擴充，服務(wù)城市高效治理。

（4）應(yīng)用中臺

應(yīng)用中臺重點打造城市共享應(yīng)用能力中心，實現(xiàn)城市公共業(yè)務(wù)能力沉淀與新技術(shù)能力匯聚，將不斷沉淀的專業(yè)化能力采用標(biāo)準(zhǔn)化、組件化、平臺化和系統(tǒng)化的形式為上層應(yīng)用提供賦能和支撐，提升城市IT生產(chǎn)力。具體包括技術(shù)平臺和業(yè)務(wù)平臺兩部分。

技術(shù)平臺，將城市智能基礎(chǔ)設(shè)施以及各種技術(shù)中間件的能力進行整合和包裝，提供安全可靠、簡單一致和易于使用的技術(shù)能力接口，助力上層智慧應(yīng)用的快速建設(shè)。

業(yè)務(wù)平臺，基于匯聚的城市生態(tài)數(shù)據(jù)和AI能力構(gòu)建共性應(yīng)用組件，對外提供統(tǒng)一用戶、統(tǒng)一認證、統(tǒng)一證照、統(tǒng)一物流、統(tǒng)一簽章、統(tǒng)一事項和統(tǒng)一辦理等標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，各上層智慧應(yīng)用可進行自主調(diào)用、靈活配置。通過業(yè)務(wù)平臺，有利于集中優(yōu)勢資源投入，極大減少重復(fù)建設(shè)的資金浪費，有利于各應(yīng)用間實現(xiàn)互聯(lián)互通，消除信息孤島。

城市大中臺的建設(shè)價值

城市大中臺是匯聚城市數(shù)據(jù)、共享創(chuàng)新技術(shù)和協(xié)同業(yè)務(wù)發(fā)展，賦能上層應(yīng)用的新型智慧城市綜合智能中樞平臺，通過有機融合數(shù)據(jù)、技術(shù)和業(yè)務(wù)三大基本要素，讓城市數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化，城市業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化。為政府各業(yè)務(wù)部門提供數(shù)據(jù)融合分析、技術(shù)共享復(fù)用和業(yè)務(wù)協(xié)同聯(lián)動等先進的數(shù)字化基礎(chǔ)服務(wù)能力，改善民生服務(wù)、推動精準(zhǔn)治理、助力簡政放權(quán)和推動經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展，為實現(xiàn)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化奠定堅實的基礎(chǔ)。

1.實現(xiàn)城市數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚

城市大中臺，基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫（人口庫、法人庫、宏觀經(jīng)濟庫、地理信息庫和電子證照庫）、數(shù)據(jù)交換庫、主題數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)共享庫，匯聚城市全生態(tài)數(shù)據(jù)，形成覆蓋全域的城市大數(shù)據(jù)中心。城市大數(shù)據(jù)中心可以促進跨行業(yè)、跨部門信息資源整合水平，全面加快城市的信息資源匯聚、互聯(lián)互通、深度挖掘和綜合應(yīng)用，為政府、企業(yè)和市民提供跨越層級、跨越部門、跨越業(yè)務(wù)的協(xié)同服務(wù)，最大程度地展示城市的數(shù)據(jù)智慧。

2.支撐和賦能行業(yè)智慧應(yīng)用

城市大中臺是城市智慧應(yīng)用的賦能中心，強化關(guān)鍵共性能力整合，為全社會、各行業(yè)智慧應(yīng)用進行全場景賦能，輔助構(gòu)建城市智慧應(yīng)用生態(tài)。

通過對外提供模式識別、自然語言處理、深度學(xué)習(xí)和分布式計算等技術(shù)能力，以及統(tǒng)一無差異的身份認證、信用服務(wù)、統(tǒng)一支付和電子證照等業(yè)務(wù)能力，驅(qū)動上層智慧應(yīng)用像搭積木一樣應(yīng)用快速、高效構(gòu)建。有利于優(yōu)勢資源的高效利用，減少系統(tǒng)建設(shè)的重復(fù)投入與資金浪費，有利于基于應(yīng)用組件和共性技術(shù)建設(shè)的系統(tǒng)之間實現(xiàn)天然連通，突破應(yīng)用和技術(shù)的壁壘。

3.提升城市治理水平

城市大中臺以數(shù)據(jù)為核心載體，以城市運行指標(biāo)為重要標(biāo)桿，以聯(lián)合指揮協(xié)調(diào)為主要手段，構(gòu)建跨部門、跨領(lǐng)域、跨區(qū)域的城市綜合可視化和分析決策服務(wù)，打通各類應(yīng)用場景，實現(xiàn)城市狀態(tài)監(jiān)控可視化、實時化和規(guī)范化，助力優(yōu)化城市資源要素配置、修正城市運行缺陷，提高政府管理、城市治理效率。

4.提高城市服務(wù)能力

城市大中臺通過大數(shù)據(jù)智能分析與引用，更精準(zhǔn)地服務(wù)于民生、改善民生，有效地促進城市內(nèi)部的公共資源協(xié)調(diào)、高效配置，進而提高群眾的生活質(zhì)量和幸福指數(shù)。通過數(shù)字化、智能化手段為老百姓實現(xiàn)電子證照、無證明城市、義務(wù)教育網(wǎng)上招生和生活“一碼通”等服務(wù)。

5.促進城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展

城市大中臺開放數(shù)據(jù)資源，可加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，吸引集聚一批知識密集、信息密集、創(chuàng)新密集的先進企業(yè)和高端服務(wù)業(yè)，帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。

以習(xí)近平總書記為核心的黨中央針對我國城市發(fā)展現(xiàn)狀，遵循網(wǎng)絡(luò)化、信息化和數(shù)字化的城市發(fā)展趨勢，為適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展新模式，培養(yǎng)壯大新的經(jīng)濟增長點，創(chuàng)新發(fā)展新動能，做出了全新的重大戰(zhàn)略決策部署———建設(shè)新型智慧城市。隨著我國新型智慧城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市的大中臺將扮演越來越重要的角色，通過數(shù)據(jù)、技術(shù)和業(yè)務(wù)的全面開放，為政府各業(yè)務(wù)部門提供數(shù)據(jù)融合分析、技術(shù)共享復(fù)用和業(yè)務(wù)協(xié)同聯(lián)動等先進的數(shù)字化基礎(chǔ)服務(wù)能力，改善民生服務(wù)、推動精準(zhǔn)治理、助力簡政放權(quán)和推動經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展，為實現(xiàn)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化奠定堅實的基礎(chǔ)。