基于@@数据@@共享@@融合的城市超级@@@@APP架构研究@@与设计@@@@

　　摘要@@

　　智慧城市@@在现有城市信息化的基础上@@，充分利用物联网@@@@@@、云@@计算@@、移动互联网@@@@等新一@@代信息技术@@，为普通民众提供了一@@个安全@@@@、舒适@@、便利的生活环境@@@@。在我国@@，2016年@@前后各级地方政府@@陆续响应国家号召@@，坚持创新@@、协调@@、绿色@@、开放@@、共享的发展理念@@，依托云@@计算@@中心@@和大数据@@@@平台@@@@@@，建设@@具有地方特色的智慧城市@@门户@@APP，目标是用一@@个手机@@@@APP即可畅享所有城市服务@@。本文首先介绍了智慧城市@@发展现状@@及存在问题@@@@，接着针对城市超级@@@@APP的功能架构进行研究@@，最后给出实现超级@@APP的关键技术@@@@。

　　引言@@

　　早在@@2009年@@9月@@，美国中西部爱荷华州的迪比克市与@@IBM就共同宣布@@，将建设@@美国第一@@个@@“智慧城市@@”，一@@个由高科技充分武装@@的@@60000人社区@@。通过@@采用一@@系列@@IBM新技术@@“武装@@”的迪比克市将完全数字化@@，并将城市的所有资源都连接起来@@（水@@、电@@、油@@、气@@、交通@@、公共服务等等@@），因此@@可以侦测@@、分析和整合各种数据@@@@，并智能化地对市民需求做出响应@@，服务于市民@@。现阶段@@，对智慧城市@@共同的理解是在现有城市信息化的基础上@@，充分利用物联网@@@@@@、云@@计算@@、移动互联网@@@@等新一@@代信息技术@@，为普通民众提供一@@个安全@@@@、舒适@@、便利的生活环境@@@@。

　　一@@、智慧城市@@发展概述@@

　　1、发展现状@@

　　随着新一@@代信息技术的发展@@，特别是物联网@@@@技术@@趋于成熟@@，人类社会开始步入以网@@络@@为支撑搭建的城市@@“神经@@”网@@络@@，使信息流@@通更加高效便捷@@，体现了全面覆盖@@、充分感知的智能性@@；智慧城市@@推进城镇化的步伐@@，提高医疗@@、交通@@、教育等服务质量@@，将城市资源与城镇共享@@，体现了普惠性@@；智慧城市@@要求在城市工业化@@、城镇化的同时@@，更加的宜居@@，适合人类的生存@@，提高环境@@@@、生活质量@@，提高清洁能源使用@@，减少@@有害物质排放@@、节能减排@@，在不同区域间形成@@“能源流@@”，使资源得到优化配置@@，体现了高效性@@；智慧城市@@对城市管理@@提出了更高的要求@@，需要在信息互联互通@@@@的基础上@@，对数据@@进行挖掘分析@@，支撑政府@@@@、企业@@和居民的决策@@，体现了精细性@@；同时智慧城市@@也支撑着新兴产业的孵化和管理@@的创新@@，体现了现代性@@。

　　2、存在问题@@

　　尽管各区域选择的智慧城市@@建设@@路径有差异@@，但在发展建设@@的过程中存在相似的问题@@。

　　1）重复建设@@@@，存在信息孤岛@@

　　在基础设施建设@@方面@@，我国信息化建设@@过程中追求见效快@@、重硬件轻软件@@的问题长期存在@@。当前@@，尽管许多城市都建立办公自动化@@（OA）系统@@、管理@@信息系统@@@@（MIS）和地理信息系统@@@@@@（GIS），但各系统@@往往缺乏互联互通@@@@和信息共享@@，信息孤岛现象普遍存在@@。不同部门间信息传递不畅@@，大大降低了工作效率@@，造成大量资源浪费@@。

　　2）缺少对数据@@资源的深度挖掘@@

　　在智慧城市@@传统的整体架构中@@，数据@@的采集和整合是城市智慧的关键环节@@，打破各行业系统@@的信息壁垒@@，多层面数据@@融合@@，需要解决数据@@资源的利用问题@@，这也正是智慧城市@@建设@@中缺失的环节@@。目前@@，通信运营@@商及平台@@提供商在数据@@获取方面缺乏主动性和引导性@@，城市运行过程中呈现的数据@@是杂乱无章的@@，而且部分行业数据@@存在一@@定的保密性@@，操作起来难度加大@@。这使得数据@@资源的价值体现的不明显@@。

　　二@@、城市超级@@ APP 架构研究@@

　　1、总体架构@@

　　充分应用@@“大云@@物移智@@”等新技术@@@@，打造智慧城市@@大数据@@@@服务平台@@@@，全面发展@@“能源流@@+信息流@@+资金流@@”的全供应链@@，建成以广泛覆盖@@、全面感知@@、互联互通@@@@、开放@@共享@@、统一@@便捷为特征的智慧城市@@@@，实现经济@@@@、环境@@、政务@@、公共服务等多维度的融合@@，提升城市数字化@@、可视化@@、云@@服务化@@和智能化@@。总体架构@@包含@@：一@@个入口@@、两大中心@@、三@@大体系@@、五类应用@@，一@@个入口@@即智慧城市@@超级@@APP，两大中心@@即城市云@@数据@@中心@@@@和城市运营@@管控中心@@@@（城市大脑@@），三@@大体系@@包括感知网@@络@@体系@@@@、安全@@防护体系@@和支撑保障体系@@@@，五类应用@@包括智慧政务@@@@@@、智慧交通@@@@、城市安全@@@@、城市管网@@@@、绿色@@低碳@@。城市超级@@APP总体架构@@如图@@1所示@@。

　　2、建设@@内容@@

　　1）一@@个入口@@

　　在智慧城市@@建设@@中@@，通过@@城市超级@@@@APP，围绕@@“全国级标准服务@@+本地化特色服务@@”，分层构建@@智慧城市@@服务体系@@，深耕属地化城市服务@@，用一@@个手机@@APP串联所有城市服务@@，涵盖信息发布@@、政务@@办理@@、信息查询@@、医疗卫生@@、教育培训@@、就业服务@@、社会保障@@、交通@@出行@@、文化旅游等功能@@，最终实现具有本土特色的全面城市服务@@，使人民的获得感@@、幸福感@@、安全@@感更加充实@@，更有保障@@，更可持续@@。

　　2）两大中心@@

　　云@@数据@@中心@@@@。云@@服务已成为数据@@中心@@下一@@阶段的主要业务形态@@，集团通过@@与国内外知名企业@@共建产业生态@@，重点面向政府@@@@、央企@@、能源及工业客户提供智慧城市@@@@、能源互联网@@@@及工业互联网@@@@等领域的云@@生态服务@@。可提供包含主机托管@@、资源出租等@@IDC基础服务@@，减少@@IDC客户建设@@数据@@中心@@和基础设施的成本@@。

　　城市运营@@管控中心@@。依托当地高性能计算基础设施@@、地理信息系统@@@@、大数据@@@@平台@@@@，建设@@智慧城市@@的神经@@中枢@@——城市运营@@管控中心@@。利用云@@计算@@@@、大数据@@@@、物联网@@@@、移动应用@@、人工智能等先进技术@@，打通政府@@各部门@@、各系统@@之间的信息壁垒@@，包括公安@@、交通@@、消防@@、情报@@、反恐等多部门数据@@@@，以及车辆移动@@GPS数据@@、倾斜摄影数据@@@@、BIM建筑模型数据@@@@、统计数据@@@@、摄像头采集画面等多类型数据@@@@。从市政设施分布@@、公安消防@@车辆运行态势@@、交通@@运行情况@@、巡逻案件分布等多个角度@@，对城市各领域运行数据@@进行多维度可视分析@@，提升城市管理@@者资源统筹效率和管理@@决策能力@@。

　　3）三@@大体系@@

　　安全@@防护体系@@。以网@@络@@安全@@保障为核心@@，通过@@“规划@@、实施@@、检查@@、评估@@”的持续改进@@，建立健全@@“防御@@、监测@@、打击@@、治理@@、评估@@”五位一@@体的网@@络@@空间@@安全@@保障与综合治理@@体系@@。构建@@网@@络@@空间@@基础设施层安全@@防护体系@@@@，落实基础设施安全@@监管职责@@，保障关键基础设施@@、通信设施@@、数据@@中心@@、计算中心@@、终端@@设备的运行安全@@@@；建设@@网@@络@@安全@@监测@@预警平台@@@@，构建@@主动防御@@和监测@@预警体系@@，加强网@@络@@安全@@运维@@与协同防御@@指挥@@，实现网@@络@@安全@@管理@@@@“看得见@@、用得好@@、管得住@@”。

　　感知网@@络@@体系@@。推进智慧多功能杆建设@@@@，完善物联感知手段@@。加快集照明控制@@、Wi-Fi天线基站@@、视频监控管理@@@@、广告屏播放@@、城区环境@@实时监测@@@@、紧急呼叫@@、水@@位监测@@@@、充电@@桩@@和井盖监测@@等功能于一@@体的智慧多功能杆建设@@@@，形成共建共享@@@@、集约高效的城市物联感知网@@络@@建设@@模式@@。通过@@多表集抄的广泛应用@@，建设@@跨行业能源运动动态数据@@集成平台@@@@，完善煤@@、电@@、油@@、气@@领域信息资源共享机制@@，打造城市能源感知网@@络@@@@。建立开放@@式城市感知平台@@@@，加强感知数据@@标准化处理和共享共用@@，以及感知设备的规范化接入和数据@@汇聚@@，形成智慧城市@@全量信息视图@@。

　　支撑保障体系@@。按照@@“政府@@主导@@、合力推进@@、立足产业@@、发展应用@@、基础先行@@、创新引领@@、开放@@合作@@、注重实效@@”的基本原则@@，通过@@加强四@@大保障@@——规划@@保障@@、运维@@保障@@、人才队伍保障@@、模式创新保障@@，为智慧城市@@建设@@提供全方位支撑服务@@，切实确保智慧城市@@建设@@成效@@。规划@@保障@@即通过@@顶层设计@@@@，为智慧城市@@建设@@提供一@@揽子整体解决方案和建设@@规划@@@@，运维@@保障@@即提供全方位信息通信运维@@服务@@，人才队伍保障@@即提供覆盖信息通信咨询@@@@、设计@@、建设@@、运营@@、运维@@等信息化专业人才队伍@@。

　　4）五类应用@@

　　智慧政务@@@@。按照@@“硬件集中@@、平台@@集约@@、共建共享@@”的原则@@，云@@、网@@、端@@、数协调@@发展的思路@@开展政务@@信息化的建设@@工作@@。通过@@城市超级@@@@APP，为普通民众提供高效的行政事务网@@上办理功能@@，涵盖优抚残补申领@@、医保社保缴费@@@@、交通@@违章处理@@、不动产办理等事项@@；为政府@@@@提供一@@个便捷@@、可靠@@、安全@@的内部移动办公平台@@@@，提升机关办公效能@@，提高信息共享能力@@，加强过程管控和流程监控@@，实现机关工作的规范化@@、程序化@@、透明化@@。

　　智慧交通@@@@。基于@@“互联网@@@@+汽车@@+新能源@@”创新思维构建@@智慧车联网@@@@，采用物联网@@@@@@、地图导航@@@@、移动通信@@、硬件加密等信息新技术@@@@，构建@@面向政府@@@@、企业@@、租车@@、物流@@、保险等行业的专业车联网@@云@@服务平台@@@@，结合国家电@@动汽车@@应用推广@@、公务车辆及公务出行改革的契机@@，提供综合出行智能服务平台@@及运营@@解决方案@@。

　　城市安全@@@@。“平安城市@@”智慧管控平台@@立足当前@@社会治安态势和城市安全@@@@防范现状与需求@@，以信息引领推进城市管理@@创新@@，构建@@“主动安防@@、信息安防@@、效能安防@@、和谐安防@@”的现代安防体系@@，有效提升公安机关的感知力@@、管控力@@、侦缉力@@、服务力@@。平台@@通过@@整合公安业务系统@@数据@@和政府@@@@、银行@@、校园等与维护社会治安稳定关系紧密的重点单位监控视频资源@@，实现互联@@、互通@@、互控@@，极大地拓展了平安城市@@视频监控网@@络@@@@，助力立体化治安防控体系建设@@@@。

　　城市管网@@@@。针对城市管网@@@@系统@@@@，以全面支撑电@@缆@@、光缆@@、油@@气@@管道等管网@@系统@@的全生命周期管理@@及通道资源管理@@为目标@@，面向规划@@设计@@@@、辅助工程建设@@@@、运维@@检修@@、运行监测@@等环节@@，基于@@专业城市管理@@地图@@，提供管网@@系统@@精益化管理@@@@、数据@@采集入库与管控@@、在线监测@@@@、现场作业管理@@和综合状态评价等应用产品和服务@@，实现管网@@生产过程自动化@@、业务管理@@流程化@@、数据@@源端@@唯一@@化@@、平台@@应用协同化@@、管理@@决策智能化@@，有力提升城市管网@@@@的精益化管理@@水@@平@@。

　　绿色@@低碳@@。以绿色@@低碳@@环保为目标@@，创建以绿色@@机关@@、综合能源@@、充电@@桩@@、电@@能替代@@、生态云@@等为特征的低碳城市@@，为政府@@@@、能源消费者@@、能源运营@@商@@、能源产品商@@，提供绿色@@@@、安全@@、经济@@、高效的能源服务@@。实现对环保局@@、气@@象局@@、水@@利局@@、农业局@@、林业局等单位生态数据@@的统计分析@@，实现城市生态文明建设@@管理@@工作@@“看得见@@、算得准@@、管得住@@”。

　　三@@、关键技术@@

　　1、标准化技术@@

　　标准化的建设@@和应用需要贯穿城市超级@@@@APP应用服务@@、运维@@、管理@@的全过程@@。通过@@标准化@@，加强城市超级@@@@APP应用服务@@的规范化@@，可以提高城市超级@@@@APP平台@@应用服务@@的质量@@，保证应用服务@@的投资效益@@。通过@@开展标准化@@，加强管理@@的规范化@@，可以保障平台@@上的应用服务@@@@、运维@@工作按照@@安全@@规范的流程有序地进行@@，它是全面推动各项工作的执行依据@@。

　　2、物联网@@@@技术@@

　　物联网@@@@是各种感知技术的广泛应用@@，物联网@@@@上部署了海量的多种类型传感器@@，每个传感器都是一@@个信息源@@，获得的数据@@具有实时性@@，按一@@定的频率周期性的采集环境@@信息@@，不断更新数据@@@@，广泛应用于智能交通@@@@、智能建筑@@、定位导航@@@@、物流@@管理@@@@、数字医疗等领域@@。物联网@@@@将传感器和智能处理相结合@@，利用云@@计算@@@@、模式识别等各种智能技术@@，扩充其在智慧城市@@的应用领域@@。

　　3、云@@计算@@技术@@

　　云@@计算@@是一@@种基于@@网@@络@@的@@、面向服务的计算新模式@@。它融合与发展了虚拟化@@、网@@络@@，面向服务高效能计算和智能科学等新兴信息技术@@，将各类计算资源虚拟化@@、服务化@@，构成虚拟化计算资源的服务云@@池@@，并进行统一@@的@@、集中的高效管理@@和经营@@，使用户通过@@云@@端@@就能随时按需获取计算资源服务@@，完成高效@@、低耗@@、低成本的计算活动@@。

　　4、大数据@@@@技术@@

　　大数据@@@@是一@@种规模大到在获取@@、存储@@、管理@@、分析方面大大超出传统数据@@库软件@@工具能力范围的数据@@集合@@，具有海量的数据@@规模@@、快速的数据@@流转@@、多样的数据@@类型和价值密度低四@@大特征@@。通过@@提升改造智能分析决策平台@@@@，完善分析建模@@、模型运行@@、模型发布等能力@@，增加对大数据@@@@分布式计算的支持@@，满足实时@@、离线应用的分析挖掘需求@@，为智慧城市@@的分析决策应用构建@@提供基础平台@@支撑@@。大数据@@@@体系架构图如图@@2所示@@。

　　5、微服务架构模式@@

　　城市超级@@APP的系统@@架构整体采用微服务架构模式@@@@。这种微服务架构模式@@支持以服务构建@@应用@@。把小的服务开发成单一@@应用的形式@@，每个应用运行在单一@@的进程中@@，并使用@@HTTP/REST轻量级的@@API。微服务架构模式@@给采用单体式编码方式很难实现的功能提供模块化的解决方案@@，因此@@，单个服务很容易开发@@、理解和维护@@。每个微服务具有独立的部署@@，不再需要协调@@其它服务部署对本服务的影响@@，并且每个服务可以独立扩展@@。

　　6、HTML5

　　HTML5赋予网@@页更好的意义和结构@@。更加丰富的标签@@将随着对@@RDFa的微数据@@与微格式等方面的支持@@，构建@@对程序@@、对用户都更有价值的数据@@驱动的@@ Web。基于@@HTML5开发的网@@页@@APP拥有@@更短的启动时间@@，更快的联网@@速度@@，这些全得益于@@HTML5 AppCache，以及本地存储@@功能@@。HTML5拥有@@更有效的服务器推送技术@@，更有效的连接工作效率@@，使得基于@@页面@@的实时聊天@@，更快速的网@@页体验@@，更优化的在线交流得到实现@@。

　　四@@、结论@@

　　围绕@@“优政@@、惠民@@、兴业@@”的总体工作目标@@，坚持创新@@、协调@@、绿色@@、开放@@、共享的发展理念@@，按照@@“统一@@平台@@@@、综合功能@@、面向大众@@、优政@@便民@@”的思路@@，各级地方政府@@正逐步依托当地的云@@计算@@中心@@和大数据@@@@平台@@@@@@，打破数据@@孤岛@@，充分融合共享各委办局的业务数据@@@@，全力打造智慧城市@@超级@@APP，涵盖信息发布@@、政务@@公开@@、交通@@出行@@、医疗卫生@@、就业服务@@、社会保障@@、便民查询等功能@@，满足城市市民足不出户即可完成日常生活相关的查询@@、缴费@@、办事@@、投诉等需求@@，同时将众多政务@@应用吸纳整合为一@@体@@，创新服务模式@@，打造一@@个全天候一@@站式公众服务平台@@@@，目标是用一@@个手机@@@@APP即可畅享所有城市服务@@。

更多@@精彩@@，请关注@@@@“官方微信@@”