王丰锦:智慧城市信息资源体系的规划与设计

2015-06-24 20:06 来源:赛迪网
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  同方股份有限公司物联网应用产业本部技术总监 王丰锦博士

  毕业于中国科学院计算技术研究所计算机软件及理论专业

  负责智慧城市的总体规划与咨询、物联网数据资源体系与数据业务服务平台规划与设计。

  1.背景

  未来数十年内,中国社会经济的发展将主要围绕城市展开。中共中央“十二五”规划建议中,在原来工业化、信息化融合的基础之上,正式提出了城市化、信息化、工业化三化融合的主旋律。城市化会带来高速的经济发展,在继续完善城市化布局和形态的同时,城镇化管理水平也将进一步得到加强,而在城市扩张过程中,信息化建设将为城市化建设提供强大的支撑和提升,体现“信息化服务城市化”和“信息化促进城市化”,也给各地带来了全新的数字化城市建设机遇。在城市化的大背景之下,城市居民的一切日常工作生活,也将更多地会与居住城市的决策者及城市管理信息系统之间直接发生着关系。

  城市化发展不仅能带来大量的经济发展需求和社会服务需求,对现代城市管理水平更是提出了更高的要求。尤其在目前的经济和社会发展阶段,更是面对各种特殊的现实问题。为了应对这些挑战,城市管理者必须明确自己的使命与职责,为自己规定出具体的目标和任务。作为现代城市的管理者,城市政府身兼各种角色:城市规划的制定者、公共财政的执行者、公共产品的提供者、社会秩序的维护者、市场的调控监管者。

  随着信息化技术的发展,城市管理信息化建设也在不断发展,从最初的网络互连城市到依托地理空间信息公共平台、遥感技术和仿真模拟技术建设的数字城市,再到通过各种传感器终端、智能感知设备和泛在网络接入进行城市运行体征监测、预警和管理的智慧城市,再到未来可以基于政府管理、社会民生、经济发展各方面的海量信息资源体系和智能处理技术构建实现智能城市管理的智能化城市,不断发展形成面向未来构建全新的城市形态。

  智慧城市就是综合利用最新的物联网、云计算技术、移动终端等新技术,主动感知资源、经济、活动、公共场所等方面的信息,及时进行信息发布和信息服务,从而提升政府管理水平、企业服务水平和居民幸福生活水平,同时支持城市运行和状态数据的整合和共享,实现全方位管理城市的目标,实现城市管理数字化、城市服务智能化、城市应急快速化和城市监测实时化,不断提高城市管理水平和服务水平。

  2.智慧城市内涵及对信息资源体系的要求

  智慧城市一方面是围绕现代城市中“人的需求”利用先进的“物联网”技术进行的信息化建设,因此应涵盖市民生活的方方面面;另一方面,智慧城市也是围绕“政府的需求”进行的信息化建设,因此应涵盖政府管理活动的方方面面。

  根据对智慧城市目标定位和涵盖内容的理解,我们可以认为智慧城市是对一个真实城市的数字化仿真,并可采用高度抽象的方法从逻辑上对一座包罗万象的活生生的城市管理进行建模,智慧城市概念模型如下图所示:

  如上图所示,我们可以把一个智慧城市系统抽象为一个三层的金字塔结构。位于金字塔底部的是作业层。该层所对应的是构成城市基本服务或管理职能的某一个具体局部或侧面的操作行为。如:旅游信息发布、市政管线维护、垃圾清运等。该层次都是现实生活中存在的实际业务应用和操作行为,有专门的部门、机构和人员来负责管理、操作行为的实现。作业管理的信息化实现层是通过多种技术手段,把各行业的具体业务应用纳入信息化管理,使上述管理和操作行为更高效、更智能、更自动。基于此目的,大量的作业级信息系统应运而生,分别对智慧城市日常管理和服务的各个具体侧面进行数字化管理,包括旅游、交通、水利、环保、公安、民政等业务应用信息系统。

  作业层只是整个智慧城市金字塔的底层,它只是分条块的实现了对具体、细碎的微观管理或服务业务的数字化。在实际的城市管理和服务系统中,每一个事件的发生,都有其辐射面和影响面,可能会横跨多个作业管理领域,如:森林发生火灾,涉及公安、消防、卫生、民政等多个作业领域,因而在作业层之上的管理层就应运而生了。在管理层中,物理存在的业务就是对多个作业领域的协调指挥。而实现良好协调指挥的基础就是对所涉及的数据信息的全面掌握,这就需要各作业层信息系统能够把数据顺畅的传递上来,并且来自不同作业系统的信息均可识别和使用。为达到这个目的,就需要站在“全局一盘棋”的高度,在管理层构建一套可以涵盖各领域的信息资源、标准一致的信息资源体系,通过这个体系,把各作业系统的信息资源汇聚起来,整合为一个标准,供管理层业务、乃至更上层的决策层业务使用。

  信息资源体系是“智慧城市”的统一公共信息共享平台。这个平台有两层含义,一是对分散在各个专业业务系统中的原始信息资源进行集中整合,形成统一的信息资源体系;二是对各种信息资源进行适当封装,以组件化的模式,向包括决策层领导、各部门管理人员和广大社会公众在内的不同层次用户,提供内容丰富、形式多样的综合信息服务。

  有了这样一个统一公共信息共享平台,就能够把所有的城市业务管理与服务系统纳入一个统一的信息系统框架,真正实现“一盘棋”效应,彻底改变传统管理体制下条块分割、各自为政的局面,打破“信息孤岛”,为建立新的开放式、交互式、协同式城市管理与民生服务格局提供信息化基础支持。

  在实现“微观”、“中观”管理业务的作业层、管理层之上,是“智慧城市”金字塔的顶端——决策层,此层服务于智慧城市的最高领导者,决策层的核心业务就是判断、决定、引导整个智慧城市的发展方向和发展战略(如统计分析、预警预测、决策支持等)。决策层所需数据来源于管理层和作业层,是管理层和作业层所含信息的最大程度“综合”,这种“综合”完全可以基于信息资源体系来实现。

  至此我们可以认为,“智慧城市”的实现,需要建立在标准规范的智慧城市信息资源体系及信息服务平台上,通过统一的应用支撑基础平台建立各种业务管理和服务应用系统,包括数字城管、应急管理、环保监测等各类综合应用。

  3.智慧城市信息资源体系业务内容设计

  从业务内容角度来看,智慧城市信息资源体系是一个分层的树状结构,包括元数据资源、数据资源、服务资源三大类。具体业务内容层级结构如下图所示:

  3.1.元数据资源

  元数据资源是整个智慧城市信息资源体系的核心和基础,它的作用是建立了一个横跨数据资源和服务资源的统一标准,它既是构建数据资源体系的标准,同时又是服务“资源化”的标准与描述及服务的管理标准。

  元数据提供了对数据追踪与描述手段的支持,是信息共享的基础。它提供了对数据与服务两个体系的全面、细粒度描述,抽象了数据和服务资源最细粒度、最稳定的成分,从而为管理“精细化”提供了基础支持。

  元数据资源中,包含三类描述不同层面内容的元数据:

  业务元数据:与用户业务紧密联系的反映业务实体对象的本质业务涵义的元数据;

  技术元数据:是与技术实现相关的反映业务实体对象的技术属性的元数据;

  数据元数据:描述与业务实体对象的数据信息相关的业务特征与技术特征的元数据,偏重于描述数据本身的特点;

  元数据涉及系统的所有资源和所有业务阶段,对系统及组成系统的各种资源的管理,很大程度上是通过对元数据的管理来实现的。

  3.2.数据资源

  数据资源体系是智慧城市信息资源体系中各种数据资源的总集合,集数据的“累积”和“管理”于一身。

  数据资源体系不断地“汇聚”各式各样的数据,并把它们转化为统一标准的数据“累积”下来,并统一以资源的形式进行信息的管理与组织。

  可以按照不同的类别或方式对数据资源进行划分,比如按应用领域划分,数据资源可以包括交通、物流、电力、工业监控、公共安全等各行业的数据资源,按业务层次分,又可以划分为微观数据(即各种个体数据)、中观数据、综合数据和宏观数据等。

  在数据资源体系中,数据资源按不同的服务需要被组织成不同粒度的“数据集”,这些“数据集”既是资源管理单元也是资源服务的信息提供单元。

  在数据资源体系中,无论是外部获取的原始数据还是在自身体系内产生的新信息,都基于统一资源体系标准进行存储与管理。

  3.3.服务资源

  服务资源体系是基于数据资源可为用户提供的信息服务的集合,服务资源体系的作用是展现数据资源体系现有价值,深入挖掘数据资源体系的潜在价值,有针对性地为各类用户提供信息服务。

  在服务资源体系中,通过将服务“资源化”,实现服务的重用与组合,从而把有限的服务资源的潜力发挥到极致。服务资源包括各种基础服务构件以及基于这些基础服务构件进行组合、连接而形成的复合服务构件以及各种应用服务功能。

  4.结论

  智慧城市建设的一个重要和基础内容就是建立统一公共基础支撑平台作为智慧城市的公共信息管理和服务平台,通过这个平台,可以对各行业业务应用系统进行应用集成并对不同业务信息加以整合,形成统一有序的信息资源体系,从而支持全体信息资源的数据共享和统一信息服务,真正支持站在整个城市全局角度进行综合分析和业务处理。智慧城市信息资源体系将打破原有按职能部门条块分割的信息架构,利用统一的信息标准和数据规范整合不同的信息资源,实现跨地域、跨部门、跨层次的综合信息资源体系,实现智慧城市要求的互联互通和信息资源的共享与交换,满足智慧城市的高效城市管理和智能信息服务的综合要求。

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