“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下城市綜合公共智能服務(wù)管理平臺(tái)構(gòu)建

代雨賢,甘代軍

（1.遵義醫(yī)科大學(xué)公共管理學(xué)院，貴州 遵義 563003；2.遵義醫(yī)科大學(xué)人文醫(yī)學(xué)研究中心，貴州 遵義 563003)

1 引言

隨著空間技術(shù)飛速發(fā)展，城市開始向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，城市管理部門通過信息技術(shù)手段，對城市進(jìn)行空間檢測，將收集到的各類信息匯總，并根據(jù)自動(dòng)決策系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理與分析，同時(shí)完善城市結(jié)構(gòu)在多種時(shí)空約束下的動(dòng)態(tài)可達(dá)性，形成城市綜合性的智能服務(wù)系統(tǒng)。我國目前部分城市已經(jīng)建成城市綜合公共智能服務(wù)平臺(tái)，但由于涉及范圍較大信息冗余且數(shù)據(jù)處理慢，導(dǎo)致智能信息匹配效率低。而國外城市綜合智能平臺(tái)，多用于服務(wù)大型城市，與市民建立聯(lián)系、建立信譽(yù)、改善服務(wù)[1]，為市民提供便捷的信息獲取方式，實(shí)現(xiàn)電子化、系統(tǒng)化、流程化服務(wù)。

為了構(gòu)建完善的城市智能服務(wù)系統(tǒng)，李振新依托網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)，通過信息空間管理體系，借助遙感影像分析功能，生成數(shù)據(jù)庫對公共信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，利用分析后的數(shù)據(jù)構(gòu)建綜合型公共服務(wù)平臺(tái)[2]。但是這種平臺(tái)的主要功能在于信息收集、搜索與共享，在決策方面具有局限性很難達(dá)到預(yù)期效果。楊英法依托文化意識(shí)構(gòu)建了一個(gè)將水電煤氣、交通、網(wǎng)絡(luò)、購物等公共資源配置結(jié)合在一起的平臺(tái)，并通過包容性的創(chuàng)造能力，將GIS融入服務(wù)系統(tǒng)，使城市公共能力得到優(yōu)化，形成智能化城市[3]。李姝熹等人通過構(gòu)建數(shù)字空間站，將城市公共檔案信息計(jì)算整理后上傳至云數(shù)據(jù)庫[4]，但是平臺(tái)大數(shù)據(jù)的特性難以做到高效信息搜索和管理。因此，本文將對公共服務(wù)平臺(tái)內(nèi)的搜索功能、共享功能、分析決策功能進(jìn)行優(yōu)化處理，對互聯(lián)網(wǎng)背景下的城市綜合公共智能服務(wù)管理平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下城市綜合公共智能服務(wù)管理平臺(tái)

2.1 建立地理編碼模型

建立城市綜合公共智能服務(wù)管理平臺(tái)前，首先需要將城市進(jìn)行地理編碼構(gòu)建，這是構(gòu)建數(shù)字城市的必備步驟。通過計(jì)算機(jī)將城市的地理空間有機(jī)結(jié)合在一起，形成一個(gè)準(zhǔn)確、完備的地理文本，利用地理編碼，將所有公共信息串聯(lián)一起，構(gòu)成完整功能框架。在建立此類算法時(shí)，需要通過多分辨率的層次模型，將城市的地圖比例按照順序進(jìn)行結(jié)合，以圖1方式進(jìn)行切割。

圖1 影像切割方式

如圖1所示，按照比例將地圖切割為四塊(如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，在已切割四塊上再進(jìn)行切割(如1-16)，形成一個(gè)像素為256*256的圖像，作為地圖影響的第一級(jí)指標(biāo)。此時(shí)圖像的瓦片數(shù)量計(jì)算方法如下所示：

式(1)中，Nh表示地圖影像中瓦片切割形成的初始行數(shù)；Nl表示地圖影像中瓦片切割形成的初始列數(shù)；x表示瓦片切割的級(jí)別；M1表示切割前第一級(jí)瓦片的行數(shù)；M2表示切割前第一級(jí)瓦片的列數(shù)[5]。然后通過公式(2)計(jì)算地圖瓦片的總體數(shù)量。

式(2)中，Xw表示地圖瓦片的總體數(shù)量；Nh表示地圖影像中瓦片切割形成的初始行數(shù)；Nl表示地圖影像中瓦片切割形成的初始列數(shù)。通過瓦片數(shù)量變化，將頻繁變更參數(shù)的區(qū)域作為數(shù)據(jù)更新區(qū)域，獲取地理影像數(shù)據(jù)信息，通過多邊形邊界的變換得到該片區(qū)域數(shù)據(jù)變化范圍[6]。通過數(shù)據(jù)變化，將地理影像進(jìn)行初始編碼，當(dāng)數(shù)據(jù)信息發(fā)生變化，可將數(shù)據(jù)及時(shí)轉(zhuǎn)換成變化后的結(jié)果。

2.2 智能匹配城市公共服務(wù)信息

本文通過線性插值的方式，將公共服務(wù)信息定位到上文地理編碼的具體位置，實(shí)現(xiàn)二者結(jié)合。可以將需要匹配的城市公共服務(wù)信息設(shè)計(jì)一個(gè)坐標(biāo)路段，并根據(jù)路段尋找線性插值坐標(biāo)：

式(3)中，A0表示所需要匹配的公共服務(wù)設(shè)施在路段信息中的橫坐標(biāo)；B0表示所需要匹配的公共服務(wù)設(shè)施在路段信息中的縱坐標(biāo)；A2表示一條差值橫線上與橫坐標(biāo)相差兩個(gè)間距的坐標(biāo)位置；A1表示一條差值橫線上與橫坐標(biāo)相差一個(gè)間距的坐標(biāo)位置；B2表示一條差值橫線上與縱坐標(biāo)相差兩個(gè)間距的坐標(biāo)位置；B1表示一條差值橫線上與縱坐標(biāo)相差一個(gè)間距的坐標(biāo)位置；EX表示匹配到的地理信息在路段中的編號(hào)，這樣的路段編碼為[E2，E1][7]。線性插值可以將城市公共服務(wù)信息與城市地圖編碼有機(jī)結(jié)合，并減少信息匹配返回量。在計(jì)算出信息匹配位置后，以減小誤差為目標(biāo)，對其進(jìn)行拐點(diǎn)計(jì)算。將位于同一條街道的地理信息匹配號(hào)碼分為兩個(gè)部分，即街道兩側(cè)，想要得到更準(zhǔn)確的匹配信息，需要計(jì)算其具體門牌號(hào)：

如果最終的結(jié)果為正值，則在匹配路段的正前方，如果最終的結(jié)果為負(fù)值，則在匹配路段的正后方[8]。將服務(wù)信息連通到路段時(shí)，可以使用圖2方法將兩個(gè)信息進(jìn)行連接。

圖2 信息匹配連接重組

如圖2所示重組兩條信息，匹配至兩條路段后，兩條路段可以分為A1、A2、A3、A4、B1、B2六條小路段和A、B兩條大路段。細(xì)分大路段后，可將A2 和A4 作為前期連接到A路主段上的兩條分支路段[9-10]。層層疊加后，可以基本了解一條路段中前期所有的公共服務(wù)信息，不需要重新檢索，提高運(yùn)算與響應(yīng)速度，降低復(fù)雜性。

2.3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)共享訪問模塊

上文兩個(gè)步驟主要提高數(shù)據(jù)運(yùn)算層的計(jì)算速度，使其能夠提高城市綜合公共智能服務(wù)的資源搜索效率。但有關(guān)于數(shù)據(jù)信息的共享與分析能力需要與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，形成一個(gè)與用戶訪問相連接的接口如圖3所示。

圖3 用戶訪問共享

如圖3所示，通過業(yè)務(wù)處理層將數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索與分析設(shè)計(jì)出恰當(dāng)?shù)耐庥^與展示。將其接入U(xiǎn)I表示層，優(yōu)化服務(wù)器的顯示與控制?？梢怨蚕韮?nèi)容輸入組件代理層，將其進(jìn)行代理，并通過用戶訪問層與外界相連進(jìn)行共享。不能共享內(nèi)容，需重新返回業(yè)務(wù)處理層，作為底層數(shù)據(jù)，保存至數(shù)據(jù)庫。

3 實(shí)驗(yàn)研究

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

構(gòu)建城市綜合公共智能服務(wù)管理平臺(tái)，通過引擎訪問接口對平臺(tái)的訪問系統(tǒng)進(jìn)行測試。一般情況下，管理平臺(tái)的資源搜索時(shí)間控制在1秒，信息查詢共享時(shí)間保證在3秒，較為復(fù)雜的管理分析操作需要至少5秒設(shè)計(jì)回復(fù)結(jié)果。超出時(shí)間限制，則表明該平臺(tái)穩(wěn)定性與響應(yīng)能力不達(dá)標(biāo)。在時(shí)間限制內(nèi)，所需要時(shí)間越少，平臺(tái)性能越好。本實(shí)驗(yàn)將文中設(shè)計(jì)的平臺(tái)與現(xiàn)有的三種城市綜合公共智能服務(wù)管理平臺(tái)相對比，通過計(jì)算響應(yīng)時(shí)間，判斷四種平臺(tái)性能。整個(gè)平臺(tái)以“.NET”的方式進(jìn)行框架構(gòu)建，采用VS 編程軟件進(jìn)行代碼編寫。在實(shí)驗(yàn)中將存放平臺(tái)的主機(jī)與100臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)器相連接，構(gòu)成如圖4所示的服務(wù)器架構(gòu)圖。

圖4 服務(wù)器架構(gòu)圖

如圖4所示，在服務(wù)器中構(gòu)建若干與主機(jī)連通的分機(jī)，作為仿照平臺(tái)訪問設(shè)施，分別測試不同設(shè)備登錄與訪問所需響應(yīng)時(shí)間。

3.2 平臺(tái)資源共享與展示性能測試

將文中設(shè)計(jì)的管理平臺(tái)作為實(shí)驗(yàn)組，將現(xiàn)有的三個(gè)管理平臺(tái)作為對照組進(jìn)行測試，得到平均響應(yīng)時(shí)間如圖5所示。

圖5 事務(wù)平均響應(yīng)時(shí)間測試

將圖5中各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息歸納匯總，得到四個(gè)測試管理平臺(tái)用時(shí)數(shù)據(jù)。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性，將以上實(shí)驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行100次，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算平均值，得到表1-表3所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

表1 資源搜索平均用時(shí)(s)

通過表1-表3數(shù)據(jù)，得到以下分析結(jié)果：平臺(tái)響應(yīng)時(shí)間隨著并發(fā)數(shù)的增加而增長。100次的重復(fù)測試中，實(shí)驗(yàn)組的資源搜索、信息查詢共享、平臺(tái)管理分析時(shí)間均沒有超過限制。當(dāng)并發(fā)數(shù)大于90 時(shí)，對照組1 平臺(tái)管理分析用時(shí)超出限制，對照組2信息查詢共享與平臺(tái)管理分析用時(shí)均超出限制。當(dāng)并發(fā)數(shù)大于80 時(shí)，對照組3 資源搜索用時(shí)超出限制。

表3 平臺(tái)管理分析平均用時(shí)(s)

綜上所述，可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果：文中設(shè)計(jì)的城市綜合公共智能服務(wù)管理平臺(tái)擁有更好的響應(yīng)速度，三項(xiàng)測試指標(biāo)均保持標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，而現(xiàn)有的三種平臺(tái)均在并發(fā)數(shù)大于限制值后超出標(biāo)準(zhǔn)。由此可見文中設(shè)計(jì)的平臺(tái)在實(shí)際中運(yùn)用會(huì)產(chǎn)生較好的效果。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合現(xiàn)有三種平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠更好響應(yīng)用戶的智能服務(wù)管理平臺(tái)。通過地理編碼技術(shù)，將城市地理特征分區(qū)編碼，將城市綜合公共管理與分區(qū)編碼相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對門牌差值的計(jì)算與匹配，減少了平臺(tái)響應(yīng)與計(jì)算分析時(shí)間，提高運(yùn)算效率。此類平臺(tái)設(shè)計(jì)方法只是將地理信息與管理服務(wù)做初步匹配，其地址模型沒有與GIS 和ENVI 相結(jié)合，地理坐標(biāo)有待完善，還有很大提高空間。因此，在接下來的研究中可以將以上理念作為研究方向，對城市公共智能管理進(jìn)行更加數(shù)字化的研究，設(shè)計(jì)出更完善的管理平臺(tái)。