基于物聯(lián)網(wǎng)及AI算法搭建智慧城管運行服務(wù)管理平臺的研究

劉文靜

（泉州市城市管理綜合考評中心 福建省泉州市 362000）

近年來，全國各地市陸續(xù)建成運營數(shù)字化城市管理平臺，隨著物聯(lián)網(wǎng)、AI算法、大數(shù)據(jù)、云計算等物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，為提高城市管理科學(xué)化、精細化、智能化管理水平，住建部要求各地在數(shù)字化城市管理平臺的基礎(chǔ)上開展國家、省、市三級城市綜合管理服務(wù)平臺的建設(shè)和聯(lián)網(wǎng)工作。智慧城管運行服務(wù)管理平臺在保留原有數(shù)字化城市管理平臺建設(shè)成果的基礎(chǔ)上進行拓展延伸，建設(shè)內(nèi)容主要包含物聯(lián)感知、視頻共享、行業(yè)應(yīng)用和數(shù)據(jù)匯聚等。項目建成后，可大大增強城市的智慧化管理水平，包括提升城市問題的智能管理、增強部門間的業(yè)務(wù)協(xié)同和加強城市設(shè)施的安全管理等。

1 智慧城管運行服務(wù)管理平臺建設(shè)的必要性

1.1 城市管理智慧化發(fā)展趨勢

隨著城市系統(tǒng)越來越復(fù)雜，隨之而來的社會問題和城市病也層出不窮，傳統(tǒng)的治理模式和治理手段難以勝任管理需要。2018年，浦東新區(qū)率先建設(shè)城市運行綜合管理中心，打破傳統(tǒng)部門的邊界，匯集職能部門數(shù)據(jù)和資源，統(tǒng)一調(diào)度治理資源和處置力量。隨后上海市成立市級城市運行管理中心，各區(qū)成立區(qū)級城市運行管理中心負責(zé)“一網(wǎng)統(tǒng)管”建設(shè)，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和云計算等信息技術(shù)探索城市治理模式的創(chuàng)新，提升城市治理的效能。

1.2 智慧城管運行服務(wù)管理平臺建設(shè)政策背景

1.2.1 貫徹落實中央政策方針

《中共中央國務(wù)院關(guān)于深入推進城市執(zhí)法體制改革改進城市管理工作的指導(dǎo)意見》要求基于城市公共信息平臺，綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，整合各類公共設(shè)施信息和基礎(chǔ)服務(wù)，拓展數(shù)字化城市管理平臺功能，加快數(shù)字化城市管理向智慧化升級?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》要求加強市政設(shè)施運行管理、交通管理、環(huán)境管理、應(yīng)急管理等城市管理數(shù)字化平臺建設(shè)和功能整合，建設(shè)城市管理數(shù)據(jù)庫。

1.2.2 落實中央部委決策部署要求

城市運行服務(wù)管理平臺建設(shè)是推動源頭治理、推進城市管理向城市治理轉(zhuǎn)變的重要途徑，是科學(xué)制定城市規(guī)劃、實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的支撐手段。住建部明確要求“搭建城市運行服務(wù)管理平臺，推動城市管理走向城市治理”，“全面建設(shè)數(shù)字化城市管理平臺，建立綜合性基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，提高智能化、精細化管理水平”。

1.2.3 數(shù)字城管發(fā)展是必然趨勢“運行服務(wù)管理平臺”作為“數(shù)字城管”的發(fā)展升級。不僅要求完成“數(shù)字城管”所要求的業(yè)務(wù)內(nèi)容的建設(shè)，還需在其基礎(chǔ)上進一步運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，實現(xiàn)智能化的感知、識別、定位、跟蹤和監(jiān)管，這不僅僅是技術(shù)手段的變化，更是管理理念、管理對象、參與主體、管理方式的變化，從以監(jiān)督指揮為主到管理與服務(wù)并重轉(zhuǎn)變，由主動發(fā)現(xiàn)到自動發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變。

2 智慧城管運行服務(wù)管理平臺建設(shè)

2.1 項目總體規(guī)劃

遵循《城市運行服務(wù)管理平臺技術(shù)標準（CJJ/T312-2021）標準要求，結(jié)合城市管理業(yè)務(wù)應(yīng)用管理需求，完善城市運行安全、城市綜合管理服務(wù)能力，建設(shè)匯聚城市運行服務(wù)管理相關(guān)數(shù)據(jù)資源，提升城市運行監(jiān)測分析研判能力，構(gòu)建“一網(wǎng)統(tǒng)管”管理體系。

2.2 平臺建設(shè)目標

搭建智慧城市運行服務(wù)平臺總體設(shè)計框架，對城市管理數(shù)據(jù)進行普查與更新，匯聚完善市城市管理數(shù)據(jù)資源，為市政、園林、公園、環(huán)衛(wèi)、滯洪排澇等提供各類信息化監(jiān)管服務(wù)平臺，促進公共數(shù)據(jù)資源互聯(lián)互通和開放共享，提升城市管理效率。

2.3 平臺總體架構(gòu)

以“7+3+2”架構(gòu)進行整體建設(shè)，遵循《城市運行服務(wù)管理平臺技術(shù)標準》（CJJ/T312-2021）標準，構(gòu)建業(yè)務(wù)指導(dǎo)、指揮協(xié)調(diào)（可利舊“數(shù)字城管”）、公眾服務(wù)、行業(yè)應(yīng)用、運行監(jiān)測、綜合評價、決策建議七大標準應(yīng)用，拓展建設(shè)城市物聯(lián)感知設(shè)備管理平臺以及城市視頻共享服務(wù)平臺，完善對于城市物聯(lián)設(shè)備以及視頻監(jiān)控資源的整合監(jiān)管。在數(shù)據(jù)層面，按照《城市運行服務(wù)管理平臺數(shù)據(jù)標準》（CJ/T545-2021）進行數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)交換、應(yīng)用維護三類后端支撐應(yīng)用建設(shè)。具體架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1：平臺架構(gòu)圖

2.3.1 用戶層

各級部門領(lǐng)導(dǎo)、監(jiān)管人員、基層執(zhí)法人員、市民群眾，可通過各自應(yīng)用渠道進行相關(guān)功能模塊的使用。

2.3.2 展示層

平臺支持大屏端、PC 端、手機端、微信公眾號等使用渠道，不同類型、不同層級用戶可通過PC 瀏覽器、移動設(shè)備或可視化大屏進行用戶身份認證以及平臺登錄。

2.3.3 應(yīng)用層

建設(shè)覆蓋城市管理職能的應(yīng)用系統(tǒng)，包括：業(yè)務(wù)指導(dǎo)、指揮協(xié)調(diào)、行業(yè)應(yīng)用、運行監(jiān)測、綜合評價、決策建議等。拓展建設(shè)城市物聯(lián)感知設(shè)備管理平臺以及城市視頻共享服務(wù)平臺。

2.3.4 數(shù)據(jù)層

建設(shè)城市管理數(shù)據(jù)資源中心，整合城市管理系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)資源，遵循相關(guān)數(shù)據(jù)標準，為后續(xù)向上與國家、省級平臺互聯(lián)互通做好基礎(chǔ)，橫向整合其他數(shù)據(jù)資源做好標準規(guī)范。

2.3.5 基礎(chǔ)設(shè)施層

提供對基礎(chǔ)設(shè)施進行統(tǒng)一管理。

2.3.6 智能感知層

包括各類前端硬件設(shè)備，如：智能井蓋設(shè)備、人像抓拍、視頻監(jiān)控設(shè)備、水質(zhì)監(jiān)測、漂浮物監(jiān)測、智能廣播、噪音監(jiān)測、占道經(jīng)營等硬件設(shè)備。

2.4 平臺功能規(guī)劃

包括：業(yè)務(wù)指導(dǎo)、指揮協(xié)調(diào)、行業(yè)應(yīng)用、公眾服務(wù)、數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)交換、應(yīng)用維護、決策建議等標準應(yīng)用系統(tǒng)，同時延伸物聯(lián)通管理系統(tǒng)以及視頻共享服務(wù)系統(tǒng)。如圖2所示。

圖2：平臺架構(gòu)示意圖

2.4.1 業(yè)務(wù)指導(dǎo)系統(tǒng)

與部、省級業(yè)務(wù)指導(dǎo)系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)對接，實現(xiàn)政策法規(guī)、行業(yè)動態(tài)、經(jīng)驗交流等資訊的交流互動。

2.4.2 指揮協(xié)調(diào)系統(tǒng)

與現(xiàn)有數(shù)字化城市管理系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)對接，實現(xiàn)數(shù)字城管各類數(shù)據(jù)信息匯聚和交換。

2.4.3 行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)

（1）智慧市政應(yīng)用管理系統(tǒng)：可包括路燈、橋梁、井蓋、城市內(nèi)溝河等管理內(nèi)容。如井蓋監(jiān)測通過對重點路段井蓋設(shè)施智能監(jiān)測傳感器的安裝部署，實現(xiàn)對井蓋數(shù)據(jù)的自動采集、監(jiān)測、分析和預(yù)警。城市內(nèi)溝河通過視頻監(jiān)控設(shè)備、水位監(jiān)測器、水質(zhì)監(jiān)測器的安裝部署，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控采集、分析，實現(xiàn)對內(nèi)溝河水位、水質(zhì)、垃圾漂浮物的智能識別和預(yù)警提醒。

（2）智慧園林應(yīng)用管理系統(tǒng)：包括園林綠化智能取水、灑水、土壤濕度監(jiān)測和古樹名木保護監(jiān)測等。通過對園林綠化取水水表、加水車取水點位、天橋澆灌點位、成片綠地噴灌設(shè)施、土壤濕度監(jiān)測點進行智能設(shè)備的安裝部署，實現(xiàn)對取水設(shè)施的遠程控制、水量檢測、異常監(jiān)測、是否啟用自動噴灌的監(jiān)測和預(yù)警。對珍貴的名木古樹進行無線傾角傳感器的安裝部署，實現(xiàn)對名木古樹數(shù)據(jù)的自動采集、分析、預(yù)警、。通過對名木古樹進行實景圖像數(shù)據(jù)的掃描采集，實現(xiàn)對名木古樹三維模型的數(shù)字化建設(shè)。

（3）智慧公園應(yīng)用管理系統(tǒng)：可包括公園監(jiān)管系統(tǒng)、智慧廣播系統(tǒng)、噪音監(jiān)測系統(tǒng)、一鍵報警系統(tǒng)、智慧導(dǎo)覽系統(tǒng)。公園監(jiān)管系統(tǒng)實現(xiàn)對公園運維情況的監(jiān)管，對人流密度、人員數(shù)量、設(shè)備數(shù)據(jù)等進行監(jiān)測，對預(yù)警事件下發(fā)協(xié)同處理。智慧廣播系統(tǒng)可實現(xiàn)公園背景音樂播放、信息廣播通知等；噪音監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)噪音指數(shù)、氣象參數(shù)、揚塵顆粒濃度等數(shù)據(jù)的采集，輔助人員管理；一鍵報警系統(tǒng)通過部署一鍵報警柱、報警盒，連接公園保衛(wèi)處、監(jiān)控及廣播，提高公園安全性；智慧導(dǎo)覽系統(tǒng)為游客提供電子地圖導(dǎo)覽、語音講解、路線規(guī)劃等服務(wù)，增強游園體驗。

（4）智慧排水應(yīng)用管理系統(tǒng)：智慧排水應(yīng)用系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)要求較高，在系統(tǒng)設(shè)計過程中，需著重考慮安全可行且與既有的水務(wù)、排水、污水等信息系統(tǒng)的整合，建設(shè)統(tǒng)一的接口標準和設(shè)計規(guī)范。系統(tǒng)建設(shè)要以數(shù)據(jù)為中心、確保安全性、保密性、共享性，分布式與集中式相結(jié)合的方式進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理，同時兼顧實用性與先進性，使得系統(tǒng)易操作與標準化方便后續(xù)進行擴展升級，同時通過優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)達到一定的穩(wěn)定性要求。

（5）智慧環(huán)衛(wèi)應(yīng)用管理系統(tǒng)：實現(xiàn)對環(huán)衛(wèi)業(yè)務(wù)工作、環(huán)衛(wèi)工作流程、環(huán)衛(wèi)繳費收費等的信息化監(jiān)管，以及對衛(wèi)生環(huán)境的全程監(jiān)控。通過視頻監(jiān)控、地磅感應(yīng)設(shè)備全面掌握環(huán)衛(wèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，提早統(tǒng)籌調(diào)配人員。通過環(huán)衛(wèi)信息系統(tǒng)提升環(huán)衛(wèi)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、設(shè)施數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)智能化監(jiān)管水平，實現(xiàn)作業(yè)、管理、調(diào)度“一張圖”。通過城市垃圾處理費聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)用水戶基礎(chǔ)信息、用水戶繳費、用戶票據(jù)、異常數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)修改等信息的管理，輔助征收工作人員進行城市生活垃圾處理費的核算比對。通過垃圾焚燒廠運維監(jiān)測管理系統(tǒng)與各垃圾焚燒廠系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，對垃圾場進場垃圾量、發(fā)電量、煙氣排放、污水排放等數(shù)據(jù)進行采集、分析，協(xié)助管理垃圾焚燒廠。

2.4.4 公眾服務(wù)系統(tǒng)

通過微信公眾號、公眾類服務(wù)等方式，為市民群眾參與城市治理、反饋城市問題，提供新的溝通反饋渠道，同時對接省住建廳和住建部城市運行服務(wù)管理平臺中的公眾服務(wù)系統(tǒng)。

（1）城市問題隨手拍：市民可通過手機隨時隨地反饋城市問題，并通過與數(shù)字城管的結(jié)合，及時反饋事件處置。

（2）公園導(dǎo)覽：對公園提供導(dǎo)覽服務(wù)，市民可直接通過地圖導(dǎo)覽、語音播報等了解公園介紹。

（3）公廁查詢：可精準定位公廁數(shù)據(jù)，便于群眾了解公廁的位置、開放情況和蹲位情況。

（4）停車導(dǎo)覽：結(jié)合經(jīng)營性停車場備案信息，便于市民就近找尋停車位置，在一定層面上解決停車問題。

2.4.5 運行監(jiān)測系統(tǒng)

聚焦市政設(shè)施、房屋建筑、交通和人員密集區(qū)域等，以防洪排澇、水質(zhì)監(jiān)測、城市環(huán)衛(wèi)為重點，通過智能信息技術(shù)的集成應(yīng)用，建立城市運行體征庫和關(guān)聯(lián)分析模型，實現(xiàn)對城市運行態(tài)勢的監(jiān)測和宏觀把控，對城市運行情況進行預(yù)警分析，及時發(fā)現(xiàn)城市管理的問題，防患于未然。該系統(tǒng)匯聚融合各行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中與城市運行安全監(jiān)管相關(guān)的功能模塊數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析及模型建立展現(xiàn)城市綜合運行技術(shù)指標，多維度分析、呈現(xiàn)設(shè)施安全運行的一般規(guī)律和變化趨勢，為城市運行安全提供輔助決策支持?？砂ūO(jiān)測信息管理、風(fēng)險管理、監(jiān)測報警、預(yù)測預(yù)警、巡檢巡查、風(fēng)險防控、決策支持、隱患上報與突發(fā)事件推送等。

2.4.6 綜合評價系統(tǒng)

圍繞城市管理“安全、干凈、整潔、有序、群眾滿意度”等核心指標，綜合評價城市運行服務(wù)管理能力和水平。主要包括評價指標管理、評價任務(wù)管理、實地考察評價、問卷調(diào)查管理、評價結(jié)果生成及綜合分析等功能。

2.4.7 決策建議系統(tǒng)

以多維可視化圖形技術(shù)、多維數(shù)據(jù)分析技術(shù)、迅捷交互技術(shù)為基礎(chǔ)，匯聚監(jiān)督檢查、監(jiān)測分析、綜合評價、上報數(shù)據(jù)和城市運行管理工作相關(guān)的其他數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進行數(shù)據(jù)挖掘、處理，形成綜合決策、城市事部件、市政、排水、環(huán)衛(wèi)、園林等專題功能模塊。通過對多個專題進行多維分析，實現(xiàn)城市運行的生命體征感知、應(yīng)急指揮調(diào)度、宏觀決策指揮。如圖3所示。

圖3：決策建議系統(tǒng)示意圖

2.5 后端支撐系統(tǒng)

2.5.1 數(shù)據(jù)匯聚系統(tǒng)

根據(jù)城市運行管理工作要求，匯聚城市管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、城市管理部件事件數(shù)據(jù)、城市管理行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)等，對各類數(shù)據(jù)進行清洗、融合，形成綜合性城市管理數(shù)據(jù)庫。

2.5.2 數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)

按照省級、部級平臺數(shù)據(jù)接口標準進行聯(lián)調(diào)對接，從而與省級、部級平臺進行數(shù)據(jù)的推送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)的實時監(jiān)控、預(yù)警。

2.5.3 應(yīng)用維護系統(tǒng)

系統(tǒng)實現(xiàn)基于安全策略的用戶管理、認證和單點登錄，解決用戶在同時使用多個應(yīng)用系統(tǒng)時所遇到的重復(fù)登錄問題。主要是系統(tǒng)所需要的服務(wù)接口與服務(wù)構(gòu)件等內(nèi)容設(shè)計，即為本項目提供支撐如統(tǒng)一身份認證、工作流、報表管理、中間件等內(nèi)容。

2.6 基礎(chǔ)支撐應(yīng)用平臺

2.6.1 城市物聯(lián)感知設(shè)備管理平臺

城市物聯(lián)感知設(shè)備管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的框架體系，來完成整個城市的設(shè)施的互聯(lián)互通的要求，同時又可以進行統(tǒng)一管理，保證數(shù)據(jù)對接的準確性、及時性、穩(wěn)定性，為實現(xiàn)城市管理的“快速感知、快速響應(yīng)、快速處理”提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，進行智能決策分析，有利領(lǐng)導(dǎo)和指揮中心的監(jiān)督指揮和聯(lián)合調(diào)度。平臺是主要分為設(shè)備接入管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸存儲分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口對接系統(tǒng)、城市大數(shù)據(jù)可視化展示等四個子系統(tǒng)。如圖4所示。

圖4：物聯(lián)感知設(shè)備管理接口和通信協(xié)議管理示意圖

2.6.2 城市視頻共享服務(wù)平臺

城市視頻共享服務(wù)平臺通過建立視頻圖像監(jiān)控可以及時、準確地對突發(fā)性的城市管理問題進行預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、取證以及處理，實現(xiàn)對突發(fā)事件實現(xiàn)遠程監(jiān)管。按照業(yè)務(wù)流程輔助優(yōu)化、系統(tǒng)功能平滑升級、平臺扁平化應(yīng)用的建設(shè)思路，在市容市貌、環(huán)境衛(wèi)生、市政公用、城市秩序等城市管理服務(wù)方面采用多維感知與精細管理相結(jié)合、源頭治理與長效管理相結(jié)合、行政執(zhí)法與信息發(fā)布管理服務(wù)相結(jié)合，利用視頻監(jiān)控、物聯(lián)采集等技術(shù)，通過可視化應(yīng)用和非現(xiàn)場執(zhí)法促進城市管理問題的遠程發(fā)現(xiàn)、處置、監(jiān)管、評判、歸檔，減少現(xiàn)場執(zhí)法沖突可能性，規(guī)范城管事前預(yù)警、事中處置，事后取證工作，提升城市管理執(zhí)行效率和管理服務(wù)水平。

3 智慧城管運行服務(wù)平臺建設(shè)對工作的促進

3.1 統(tǒng)一物聯(lián)接入管理，為設(shè)備連接提供支撐

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的框架體系，建設(shè)城市物聯(lián)感知設(shè)備管理系統(tǒng)，形成統(tǒng)一管理、統(tǒng)一運維、統(tǒng)一建設(shè)的物聯(lián)感知運行機制。

（2）利用新建城市物聯(lián)感知設(shè)備管理系統(tǒng)整合接入已有視頻設(shè)備，同時接入新增道路抓拍球機、名木古樹球機、井蓋物聯(lián)設(shè)備等物聯(lián)設(shè)備。

（3）基于統(tǒng)一物聯(lián)感知設(shè)備接入標準，為后續(xù)城管更多物聯(lián)感知設(shè)備接入及管理提供基礎(chǔ)支撐，增強平臺易用性和靈活擴展能力。

3.2 加強城市管理智能監(jiān)測，為精細治理提供技術(shù)

利用城市各類智能感知設(shè)備，輔以物模型及各類AI 識別算法，實現(xiàn)對城市管理中各類問題的智能發(fā)現(xiàn)以及異常預(yù)警，有效減輕基層巡查工作壓力，讓基層工作更加聚焦事件處置環(huán)節(jié)，有效提高對重大事件和突發(fā)事件的反應(yīng)和處理能力。

3.3 匯聚分散的管理數(shù)據(jù)，為共享共治提供渠道

強化多網(wǎng)絡(luò)融合應(yīng)用，深度挖掘數(shù)據(jù)資源，將已建的各類信息系統(tǒng)進行整合兼容，針對不同業(yè)務(wù)、不同類型、不同需求建設(shè)城管專項數(shù)據(jù)庫，按照“運管服”標準要求建立數(shù)據(jù)資源目錄，為后續(xù)與省、市平臺數(shù)據(jù)共享提供基礎(chǔ)支撐。

3.4 智能分析城市管理數(shù)據(jù)，為科學(xué)調(diào)度提供依據(jù)

以“一張圖”為載體，進行數(shù)據(jù)挖掘、處理，形成綜合決策專題、城市市政專題、城市排水專題、城市公園專題等功能模塊，實現(xiàn)高效業(yè)務(wù)監(jiān)管，助力智能高效決策。

3.5 城市設(shè)施“一網(wǎng)統(tǒng)管”，快速處置城市事件

接入不同網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)感知設(shè)備，利用設(shè)備事件預(yù)警，建立事件預(yù)處理機制，融合數(shù)字化城市管理處置流程，形成事件部門處置小閉環(huán)，協(xié)同處置大閉環(huán)，實現(xiàn)城市部件感知事件高效流轉(zhuǎn)處置。