基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧城市管理平臺(tái)設(shè)計(jì)研究

鄭武積 李靈 周心寧 王美子 潘海華

大數(shù)據(jù)技術(shù)屬于信息技術(shù)范疇。信息技術(shù)主要是對(duì)信息的處理及管理，大數(shù)據(jù)技術(shù)則是對(duì)數(shù)據(jù)資源的開發(fā)與利用，包括分布式數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、分析、挖掘，以及數(shù)據(jù)檢索與可視化展示等技術(shù)。智慧城市管理平臺(tái)基于信息技術(shù)開發(fā)，具有生產(chǎn)數(shù)據(jù)的能力，在設(shè)計(jì)中遵循《網(wǎng)絡(luò)安全法》等法律及規(guī)范，結(jié)合運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，以整合數(shù)據(jù)，開發(fā)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)，為智慧城市管理提供數(shù)據(jù)分析和決策支撐，加快城市管理的智慧化進(jìn)程。

大數(shù)據(jù)技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中得到了充分的應(yīng)用，尤其有助于政府部門服務(wù)質(zhì)量、管理效率、決策反應(yīng)速度及準(zhǔn)確性的提升。在信息化時(shí)代，政府部門積極推動(dòng)智慧城市建設(shè)，提高公共服務(wù)的數(shù)字化水平。而智慧城市管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合，將智慧城市管理當(dāng)做一個(gè)有機(jī)體，可以整合城市大數(shù)據(jù)，最大化地開發(fā)、科學(xué)化地利用大數(shù)據(jù)，增強(qiáng)城市管理的韌性與柔性。

一、基于大數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)智慧城市管理平臺(tái)的關(guān)鍵要點(diǎn)

（一）提供數(shù)據(jù)分析及決策支撐

智慧城市管理以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在其運(yùn)行過程中必然會(huì)形成大數(shù)據(jù)，為此，應(yīng)更好地應(yīng)用大數(shù)據(jù)——通過收集、匯總、分析大數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，為智慧城市管理決策提供全面、精準(zhǔn)的決策支撐，提高管理決策的質(zhì)量，確保城市管理的科學(xué)性與前瞻性。比如，管理者在智慧城市交通管理模塊設(shè)計(jì)時(shí)，可對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析與挖掘，確定城市交通管理中存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患及問題，然后制定針對(duì)性的解決對(duì)策。在發(fā)生緊急事件、交通事故時(shí)，平臺(tái)可依托交通大數(shù)據(jù)加快反應(yīng)決策的速度，監(jiān)測(cè)收集衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)、車流量數(shù)據(jù)、人流量數(shù)據(jù)等，實(shí)時(shí)分析并反饋交通運(yùn)行狀況，預(yù)測(cè)交通擁堵出現(xiàn)的時(shí)間與路段，幫助管理者及時(shí)做出交通疏導(dǎo)的決策反應(yīng)。

（二）整合城市大數(shù)據(jù)資源

智慧城市管理生成的大數(shù)據(jù)具有很好的利用價(jià)值，是城市寶貴的資產(chǎn)。隨著城市規(guī)模逐步擴(kuò)大、城市人口逐漸增加、城市構(gòu)成愈發(fā)復(fù)雜，傳統(tǒng)的按條塊分工模式已無(wú)法滿足城市的管理與運(yùn)營(yíng)。城市精細(xì)化治理需要依靠全面的分析與科學(xué)的決策才可持續(xù)，只有大數(shù)據(jù)對(duì)城市運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行充分理解與分析，才可高效支撐城市的有序運(yùn)行。大數(shù)據(jù)已逐步成為智慧城市的信息化基礎(chǔ)設(shè)施之一，是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的智慧城市的重要組成部分。從智慧城市管理的角度來(lái)看，已經(jīng)分成人口數(shù)據(jù)、法人數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)、城市政務(wù)數(shù)據(jù)、城市交通數(shù)據(jù)、城市環(huán)保數(shù)據(jù)等類別。這些數(shù)據(jù)真實(shí)完整地記錄智慧城市管理的歷史及管理的過程，可用于城市信息公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。在管理平臺(tái)設(shè)計(jì)中，圍繞智慧城市管理大數(shù)據(jù)，打造出相應(yīng)的專題庫(kù)，面向全社會(huì)開放，可為各行各業(yè)提供信息服務(wù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)在社區(qū)治理中的運(yùn)用一例：通過專門開發(fā)智能法律服務(wù)小程序，整合現(xiàn)行的法規(guī)制度、司法解釋、相關(guān)案例等，可以為社區(qū)居民提供普法宣傳、線上咨詢、檢索查閱等服務(wù)。其中的AI智能線上咨詢模塊已有應(yīng)用實(shí)例：用戶在該模塊通過文字或語(yǔ)音輸入咨詢法律問題，AI則自動(dòng)檢索、匹配用戶咨詢的問題。例如，當(dāng)客戶咨詢勞動(dòng)糾紛問題時(shí)，AI會(huì)為用戶提供勞動(dòng)法相關(guān)條款、相關(guān)判例、司法解釋等信息；用戶根據(jù)自身所需查閱信息，獲取法律援助，做出相應(yīng)的決策或是確定解決勞動(dòng)糾紛的途徑。大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)揮出了智慧城市信息資產(chǎn)的最大價(jià)值，使智慧城市管理用數(shù)據(jù)說(shuō)話，基于大數(shù)據(jù)分析做出決策，實(shí)現(xiàn)智慧城市的數(shù)字化、精細(xì)化管理。

（三）可視化大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市管理平臺(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，需要實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，在管理平臺(tái)的應(yīng)用層設(shè)計(jì)中，基于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的共享及可視化。采用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，圍繞城市公共安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、交通出行、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、民生服務(wù)、人居環(huán)境、政務(wù)建設(shè)需求，與城市運(yùn)營(yíng)核心系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，共享數(shù)據(jù)信息，可以消除政府職能部門之間的信息壁壘，對(duì)城市運(yùn)行主要指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使城市管理突破時(shí)空的限制，打造出各部門協(xié)同聯(lián)動(dòng)的政府公共治理模式，推動(dòng)城市運(yùn)營(yíng)管理全面的提速增效。通過數(shù)據(jù)的收集、加工、挖掘等，平臺(tái)軟件將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形、圖表、曲線等，利用屏幕可視化、直觀化、形象化的展示出來(lái)，可以準(zhǔn)確地傳達(dá)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為城市不同層級(jí)的管理者提供個(gè)性化視圖，為智慧城市管理提供最佳的大數(shù)據(jù)解決方案。

（四）智慧城市評(píng)估指標(biāo)大數(shù)據(jù)

綜合評(píng)價(jià)一個(gè)城市智慧離不開可客觀量化評(píng)估指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)。智慧城市綜合評(píng)價(jià)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，對(duì)城市規(guī)劃、建設(shè)和管理有無(wú)可替代的指導(dǎo)作用。平臺(tái)設(shè)計(jì)者們運(yùn)用層次分析方法，從眾多的可評(píng)價(jià)指標(biāo)群中篩選、歸納出“智慧城市綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系”，明確建立該體系的條件、構(gòu)成及計(jì)量方法。

平臺(tái)須設(shè)置智慧基礎(chǔ)評(píng)估指標(biāo)、智慧城市規(guī)劃設(shè)計(jì)指標(biāo)、智慧決策指標(biāo)和智慧城市評(píng)估指標(biāo)。隨著城市的發(fā)展，指標(biāo)問題已程度不同地影響到規(guī)劃應(yīng)用研究向定量化的縱深發(fā)展。需要做的關(guān)鍵工作包括：整理、篩選、充實(shí)和完善現(xiàn)有的指標(biāo)，統(tǒng)一統(tǒng)計(jì)口徑，加強(qiáng)指標(biāo)市場(chǎng)管理；為設(shè)計(jì)、規(guī)劃、管理、決策、評(píng)價(jià)，及其基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)建立相應(yīng)的指標(biāo)體系。由此，平臺(tái)能夠比較全面、真實(shí)地反映城市智慧社會(huì)的全貌，幫助管理者衡量城市發(fā)展的輕重緩急，評(píng)估城市規(guī)劃方案的優(yōu)劣取舍，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展的可查性和可比性。

二、基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧城市管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

（一）管理平臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)路線

智慧城市管理平臺(tái)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用大數(shù)據(jù)的核心技術(shù)，主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、分布式存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等。在智慧城市管理平臺(tái)設(shè)計(jì)中，大數(shù)據(jù)處理框架主要包括數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)查詢分析和數(shù)據(jù)可視化?；诖?，以智慧城市管理的頂層視角統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了政務(wù)數(shù)據(jù)資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)資源、社會(huì)各領(lǐng)域大數(shù)據(jù)資源的整合，并統(tǒng)一了數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)共享口徑，打造出“強(qiáng)度整合、高度共享、深度應(yīng)用”的統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心，完成了數(shù)據(jù)的梳理、采集、入庫(kù)，為數(shù)據(jù)的開發(fā)利用夯實(shí)了根基，實(shí)現(xiàn)了智慧城市管理各參與主體之間數(shù)據(jù)平臺(tái)的共建、共享。

（二）管理平臺(tái)規(guī)劃設(shè)計(jì)

以大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用為核心進(jìn)行的智慧城市管理平臺(tái)設(shè)計(jì)，從需求出發(fā)，全面盤活資源，建立了大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用的體系與規(guī)范。究其要點(diǎn)，首先是要做好頂層應(yīng)用層與底層基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計(jì)，為管理平臺(tái)高質(zhì)、高效建設(shè)與運(yùn)營(yíng)打好基礎(chǔ)。其次是要專門建立智慧城市大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，集約化、一體化管理城市大數(shù)據(jù)，為應(yīng)用層及支撐層奠定數(shù)據(jù)質(zhì)量基礎(chǔ)。再次是要強(qiáng)健管理平臺(tái)支撐體系，整合平臺(tái)數(shù)據(jù)資源、服務(wù)、功能、應(yīng)用，基于智慧城市服務(wù)總線，統(tǒng)一數(shù)據(jù)、接口，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)各個(gè)功能模塊、各個(gè)層面的數(shù)據(jù)與資源共享。最后，還要實(shí)現(xiàn)智慧城市平臺(tái)的安全管理——平臺(tái)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)等環(huán)節(jié)，應(yīng)建立在信息安全基礎(chǔ)上，遵循《網(wǎng)絡(luò)安全法》、《網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)安全審查辦法（試行）》等相關(guān)法律法規(guī)的要求，提高平臺(tái)服務(wù)安全可控水平；定期維護(hù)升級(jí)平臺(tái)，做好供應(yīng)商及服務(wù)商的審查及存檔記錄；在平臺(tái)設(shè)計(jì)中引進(jìn)有效的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與防護(hù)設(shè)備，建立安全管理制度及網(wǎng)絡(luò)安全主動(dòng)防御體系。平臺(tái)規(guī)劃設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。

（三）平臺(tái)總體技術(shù)架構(gòu)

智慧城市管理平臺(tái)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建平臺(tái)總體的技術(shù)架構(gòu)，底層基礎(chǔ)設(shè)施有云計(jì)算平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（政務(wù)外網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)）、安全防護(hù)系統(tǒng)等，利用云服務(wù)提供商的資源、服務(wù)、技術(shù)等夯實(shí)基礎(chǔ)架構(gòu)，保障管理平臺(tái)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。平臺(tái)基于基礎(chǔ)設(shè)施搭建數(shù)據(jù)匯集與數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)層，具體如圖2所示。數(shù)據(jù)管理采用模型管理、元數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量管理。在數(shù)據(jù)交換管理層面，則采取橋接管理、前置管理及傳輸管理。管理平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)立足于標(biāo)準(zhǔn)化，包括了應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、支持層的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)層的開放與共享規(guī)范，以及底層基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用服務(wù)規(guī)范等?；谥腔鄢鞘蟹?wù)總線設(shè)計(jì)支撐層，完成服務(wù)功能與開發(fā)工具的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)管理、目錄管理、服務(wù)注冊(cè)及服務(wù)監(jiān)控，為應(yīng)用層運(yùn)行提供技術(shù)與平臺(tái)支撐。應(yīng)用層利用服務(wù)總線與支撐層建立連接，用戶可在應(yīng)用平臺(tái)上通過統(tǒng)一的身份驗(yàn)證登陸門戶或平臺(tái)，獲取相應(yīng)的服務(wù)及使用權(quán)限。為了確保投入使用后的運(yùn)行安全，平臺(tái)設(shè)計(jì)了運(yùn)維監(jiān)控模塊，按照《網(wǎng)絡(luò)安全法》的要求，統(tǒng)一用戶認(rèn)證，進(jìn)行運(yùn)維監(jiān)控、數(shù)據(jù)資源監(jiān)控及服務(wù)與應(yīng)用監(jiān)控；又設(shè)計(jì)了全面實(shí)時(shí)運(yùn)維監(jiān)控機(jī)制，保證管理平臺(tái)的運(yùn)行安全；還在平臺(tái)安全層面，從網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全三個(gè)方面入手，建立完善的安全管理制度，引進(jìn)當(dāng)下最新的病毒及攻擊識(shí)別技術(shù)、安全設(shè)備、專業(yè)的防毒軟件等，構(gòu)建主動(dòng)防御機(jī)制，保證系統(tǒng)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、利用的安全。

在智慧城市管理平臺(tái)設(shè)計(jì)中，融入大數(shù)據(jù)技術(shù)打造出的智慧城市大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，可以全面覆蓋城市公共數(shù)據(jù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)城市大數(shù)據(jù)最大化的利用，為城市管理決策提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，達(dá)到提高城市管理智慧化、數(shù)字化、信息化水平的目的。平臺(tái)還可為政府部門、大中小企業(yè)、社會(huì)大眾等提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息服務(wù)，充分發(fā)揮城市信息資產(chǎn)的價(jià)值，夯實(shí)智慧城市科學(xué)化管理的根基，逐步形成“用數(shù)據(jù)說(shuō)話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的智慧城市建設(shè)新模式。

作者單位：鄭武積 中國(guó)移動(dòng)溫州分公司；李靈 中國(guó)電信股份有限公司杭州分公司；周心寧 悉尼大學(xué)法學(xué)院王美子 杭州鴻雁電器有限公司；潘海華 杭州萬(wàn)國(guó)軟寶信息科技有限公司