我国智慧城市基础信息处理平台的构建研究

智慧城市是与上世纪90年代的信息化城市、本世纪初兴起的数字城市一脉相承的，借助物联网、云计算等新一代信息技术，以透彻感知、深度互联、智能应用为特点的城市信息化的发展趋势[1]。因此，建设智慧城市是新一轮城市发展和转型的客观要求，也是提升城市综合竞争力的必然途径，对于解决我国当前城市发展中面临的一系列问题，提升我国城市的资源整合能力和智能管理水平，都具有重要的意义[2]。

一、我国智慧城市的内涵及特征

（一）我国智慧城市的内涵

智慧城市是对现有物联网技术、智能信息处理等信息技术的高度集成，在数字城市建立的基础框架上，通过物联网技术将现实世界与虚拟世界进行有效融合，自动和实时地感知现实世界中人和物的各种状态和变化。我国建设智慧城市的基本目标是使城市更节约、安全、高效、绿色和可持续发展[3]。智慧城市作为新兴的城市发展模式，外延宽泛，包括智能运输、智能管网、智慧物流以及平安城市、数字城管、电子政务等方方面面，至今并无被广泛认可的统一定义，对其概念内涵也一直未能有准确阐述。

智慧城市在国外的发展，最早可追溯到1992年新加坡制定的“IT2000-智慧岛计划”，该计划被视为全球智慧城市的萌芽，随后，各主要先进国家开始加快智慧城市发展步伐[4]。总结国外发达国家智慧城市的建设特点可以看出，这些国家智慧城市建设均是以强大的经济发展条件为基础，同时，各个城市又结合自身基础和发展需求，在战略定位和要素建设上有所差异。在我国建设智慧城市的内涵是将城市的全部活动视作一个可感知、可调节、可调控的生态系统，通过集成各种先进技术手段尤其是信息技术手段，改善城市状况、提升城市品质，其内核是城市化发展的质量导向，其形态是由精明的发展战略引领的空间有机体。

本文基于对我国智慧城市建设内涵的认识，提出具有我国特色的以通信、导航、遥感卫星等天基资源为基础并实现与地面设施协同应用的“天地一体化”智慧城市方案：智慧城市=数字城市+智能管理+泛在服务。其中数字城市是建立在地理栅格化、设施部件化、信息管理GIS化等基础上的城市基础地理信息平台；智能管理包括智能政务管理、智能民生事务管理、智能行业管理三方面内容；泛在服务是指综合运用物联网、云计算、卫星应用等新一代信息技术为智慧城市的服务对象提供无所不在的服务。

（二）我国智慧城市的特征

当前，我国大部分城市正在由数字城市向智慧城市迈进，在这一过程中，需要对二者的特征区别和联系有正确认识，具体特征区别如表1所示。智慧城市更注重信息资源整合集成，更强调智能管理和自动反馈，是工业化和信息化的高度集成。

二、我国智慧城市发展概况

（一）我国智慧城市的发展背景

当前，我国城市化进程正面临着巨大的机遇和挑战，每年约有1500万人口进入城市，到2025年，我国将会有近三分之二的人口居住在城市，成为世界上城市人口最多的国家。同时，解决城市发展中日益严重的交通、耗能、污染、安全等问题已成为巨大挑战。城市管理必须更加智能，最大限度地优化和利用有限的能源[5]。2014年3月，我国制定了《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》，明确了推进智慧城市的建设。至此，我国智慧城市建设正式进入快速推进期。

（二）我国智慧城市建设进展

目前，我国智慧城市试点已有250多个，表2对国内典型智慧城市的发展目标、特色及其基础条件进行了总结分析。从中可以看出，国内典型智慧城市在发展过程中均制定了较为明晰的战略目标，依据城市自身的经济、社会和技术等基础条件，发展战略也有所差异。

（三）我国智慧城市建设存在的主要问题

当前我国智慧城市建设已上升到国家战略层面，众多城市相继推出了自己的发展战略。在这些智慧城市的战略制定及建设过程中，信息孤岛、软硬件平台不统一导致的功能资源难以复用以及网络信息安全是急需解决的问题，而解决这个问题的核心是信息处理能力。当前信息处理能力相对落后，使得大量信息不能得到及时、有效的分析处理，难以为应用服务提供有效的支撑。

因此，随着我国智慧城市建设的不断深入，有必要通盘考虑，加速建立一种高效管理城市各类信息资源和满足各类应用与服务的基础信息支撑平台——智慧城市基础信息处理平台，以地理栅格化、设施部件化、信息管理GIS化为基础，通过资源共享、交换机制和相关的规范标准体系的实施，形成城市信息资源深度开发和综合利用的体系框架，推进信息化，提高智慧城市的质量和效率，解决各类用户的实际问题。

三、我国智慧城市基础信息处理平台构建

（一）基础信息处理平台在我国智慧城市体系中的定位

根据本文对我国智慧城市内涵的分析及相应的建设方案，我国智慧城市体系架构应主要由一个平台、两张网络、三类应用、两个保障组成。其中，一个平台为实现对城市中所有的信息系统进行综合集成与整合应用的基础信息处理平台，两张网络为泛在感知网和天地立体通信网，三类应用为智慧政务应用、智慧民生应用和智慧行业应用，两个保障为信息安全保障和管理机制保障。

（二）我国智慧城市基础信息处理平台架构设计

本文提出的智慧城市基础信息处理平台总体架构如图1所示，该架构集成搭建、配置和插件式二次开发技术，采用“框架+可聚合的插件+功能仓库+数据仓库”的模式，具体可以分为用户层、框架层、功能插件层、仓库管理层。在实际的应用中，智慧城市建设需要整合城市信息资源，并随着智慧城市建设的不断深入，功能插件层不断被丰富，并在仓库管理层的构件仓库中被统一管理、统一维护；仓库管理层除了利用构件仓库管理维护用户开发的插件资源和功能资源外，还利用数据仓库负责访问存放于各部分的服务器、工作站、主机上的城市数据资源；在框架层，用户得到智慧城市的应用系统并运行。多层结构提供了灵活的系统伸缩性，在框架层、功能插件层、仓库管理层之间建立标准的访问接口。

基于该架构的智慧城市基础信息处理平台可支持分布式数据存储，提供统一的城市数据资源管理平台支持子系统相对独立运行，提供当前最新的搭建式、配置式和插件式二次开发技术，并能以最快的方式构建各类智慧城市的业务应用系统及其集成。其主要创新之处在于：①全面集成各类系统，实现新旧系统自然衔接，通过统一的中间件，使原有相互独立的部门成为一个有机整体，实现对海量、多源、异构城市数据的统一层次化管理；②数据全面共享、互操作，依托现有的专用网络基础及各种链路，实现系统中各个单元的互连，保证整个智慧城市系统内部信息一致性及全面性；③即插即用动态扩展，运用信息系统的共享策略，实现不同应用系统数据和资源的互操作；④按需服务的工作模式，用户共享资源，最大限度地获取应用服务。

四、总结

在当前我国智慧城市建设兴起但建设经验不足的背景下，本文通过分析研究国内外大量关于智慧城市建设的实践及经验，对智慧城市发展的脉络进行梳理，并对目前我国智慧城市的现状进行分析总结，着眼于增强我国智慧城市建设效率和应用水平，提出我国智慧城市的体系架构，并给出具体设计方案和关键创新点，可为我国智慧城市的科学建设和高效运行奠定基础。

参考文献：

[1]李德仁.从数字城市到智慧城市[J].中国建设信息，2011（12）：10-12.

[2]宋刚，邬伦.创新2.0视野下的智慧城市[J].城市发展研究，2012，19（9）：53-60.

[3]许庆瑞，吴志岩，陈力田.智慧城市的愿景与架构[J].管理工程学报，2012，26（4）：1-6.

[4]IBM.智慧的城市在中国.http：//www-900.ibm.com/innovation.cn/cities/pdf/white_paper_0924.pdf.

[5]杨冰之，邦爱军.智慧城市发展手册[M].北京：机械工业出版社，2012.

[6]Caragliu，A，C.Del Bo.et a1[M].VrijeUniversiteit，Faculty of Economics and Business Administration，2009.

（责任编辑：赵静）