智慧城管系統(tǒng)建設總體架構研究

蘇燕濤 周 全 劉宗玥 陳 潔

哈爾濱航天恒星數(shù)據(jù)系統(tǒng)科技有限公司，黑龍江哈爾濱 150028

隨著社會發(fā)展和人民生活水平的提高，市民對城市管理的訴求不斷提升，民生問題亟需解決，城市運營與服務水平亟待提高[1]。在歷經(jīng)十幾年的數(shù)字城管建設發(fā)展歷程后，伴隨著城市管理水平的需求提升，數(shù)字城管逐步向智慧城管升級。如何利用智慧手段，創(chuàng)新管理模式，更好地服務和改善民生，打造“響應更及時、手段更先進、覆蓋更全面”的智慧城管，是城市管理部門面臨的巨大挑戰(zhàn)和重大機遇[2]。

智慧城管作為智慧城市建設的組成部分，是將云計算、數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)挖掘等新一代信息技術充分利用的體現(xiàn)，通過集信息的獲取、處理、決策、指揮、聯(lián)動、督辦、調(diào)度等多位一體的全覆蓋、全流程綜合性城市管理平臺。通過城市管理過程、管理要素、管理決策的全面智慧化，實現(xiàn)城市管理對象與服務對象的高度整合，達到城市管理范式轉變?yōu)楸O(jiān)管與服務并重范式[3]。

針對當前數(shù)字城管向智慧城管轉型的關鍵時期，本文介紹了一種智慧城管總體設計方案。通過詳細介紹智慧城管的總體架構及系統(tǒng)組成，以及在此基礎上的業(yè)務平臺建設，為城市管理方式方法改進提供建設思路。

1 智慧城管建設需求起源

我國城市管理數(shù)字化建設階段已基本完成，智慧城管的出現(xiàn)有其一定的必然性。伴隨著新型智慧城市建設，城市發(fā)展要求、產(chǎn)業(yè)升級要求、政府轉型要求、技術進步都極大地促進了智慧城管的建設。

1.1 城市發(fā)展要求智慧城管建設

隨著城市人口不斷膨脹，“城市病”成為困擾各個城市建設與管理的首要難題，資源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵、安全隱患等問題日益突出，為了破解“城市病”困局，智慧管理問題顯得尤為重要[4]。城市管理是一個涵蓋城市經(jīng)濟、社會、生態(tài)、人文的復雜系統(tǒng)工程。城市管理橫向上涉及交通、安監(jiān)、規(guī)劃、建設、城管等外部部門，還涉及道橋、園林、環(huán)衛(wèi)、市容、執(zhí)法等內(nèi)部部門，以及市、區(qū)、街道、社區(qū)等縱向部門，在管理內(nèi)容上包括執(zhí)法、治理、養(yǎng)護、設計、保潔、應急等內(nèi)容。而隨著城市化進程的不斷加快、管理范圍的不斷擴展，城市問題的數(shù)量和復雜性都大大增加，給城市管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)，亟需通過智慧城管的建設解決城市發(fā)展過程中的遇到城市管理問題。

1.2 產(chǎn)業(yè)升級促進智慧城管建設

產(chǎn)業(yè)發(fā)展與城市發(fā)展之間存在共性規(guī)律，每個城市的生產(chǎn)力布局應該順應這些規(guī)律，而不是千篇一律的的追求同樣的發(fā)展道路、同樣的產(chǎn)業(yè)升級方向[5]。城市管理作為與城市發(fā)展息息相關的部分，與產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)生相互作用，來促進新型特色城市的形成，從而帶動城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

我國的城管部門建制最早出現(xiàn)于1997年，那時正是信息產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展時期，信息技術第一次運用于城市管理。2005年，北京東城區(qū)率先實施以網(wǎng)格為基礎的信息化城市管理方式，經(jīng)過近十余年的發(fā)展，已經(jīng)較為成熟，信息技術已成為城市管理最重要的工具與手段[6]。如今的智慧城管則是信息產(chǎn)業(yè)與城市管理在更為成熟的環(huán)境下融合的產(chǎn)物。

1.3 政府轉型推動智慧城管建設

隨著經(jīng)濟發(fā)展能力的持續(xù)提升，人民生活水平的日益提高，各項需求也變得多樣化，城市管理環(huán)境也在隨著經(jīng)濟的增長變得多樣化，對城市管理模式與手段也提出了更高的要求與挑戰(zhàn)，中國城市在逐步城市化的過程中，城市中心非常集中，變得愈加擁擠；城鄉(xiāng)結合部分，人員密集，基礎服務落后，農(nóng)村地區(qū)耕地逐步縮減，人口不斷向城市中心涌入。如何將城市中心的作用發(fā)揮好，在不影響城市發(fā)展效率的情況下健康引導城鄉(xiāng)同步發(fā)展，實現(xiàn)全社會公平，這些棘手問題迫使著城市管理模式的轉變與城市管理部門的轉型，需要對城市管理目標、內(nèi)容與機制進行新的界定。

1.4 技術進步支撐智慧城管建設

由數(shù)字城管建設到智慧城管建設是信息技術發(fā)展的必然。伴隨著城市管理的不同問題日益凸顯，迫切需要將大、物、移、云等新技術融合入智慧城管的建設中，努力推進 “智慧城管”的建設，實現(xiàn)城市各類資源的高度共享、各業(yè)務單元的協(xié)同聯(lián)動、快速反應和精確管理[7]。

2 智慧城管系統(tǒng)總體設計

2.1 總體架構

智慧城管建設的總體架構分為城市管理信息采集網(wǎng)絡、虛擬化軟硬件設施、智慧城管數(shù)據(jù)云中心以及城管綜合應用四層。總體架構如圖1所示。

圖1 智慧城管系統(tǒng)總體架構

城市管理信息采集網(wǎng)絡。城市管理信息采集網(wǎng)絡主要通過北斗/GPS、RFID電子標簽、視頻監(jiān)控、12319微信、12319熱線、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信等對地觀測手段，實現(xiàn)城市管理要素的位置信息、狀態(tài)信息、視頻信息及人力信息的采集，信息采集網(wǎng)絡采集的數(shù)據(jù)匯總到智慧城管數(shù)據(jù)云中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

虛擬化軟硬件設施。通過對現(xiàn)有存儲、計算、安全等硬件設施的虛擬化部署，形成可統(tǒng)一管理分配的計算和存儲資源池，系統(tǒng)用戶可通過虛擬化資源配置分配相應資源，通過“云終端”按需獲取動態(tài)資源及虛擬計算資源。

智慧城管數(shù)據(jù)云中心。數(shù)據(jù)是智慧城管平臺的核心，將局屬各行業(yè)辦、區(qū)、縣的城市管理異構數(shù)據(jù)進行接入、匯交和整合構建統(tǒng)一的城管專題數(shù)據(jù)庫，形成完整全面的城管業(yè)務專題數(shù)據(jù)標準，為城市管理部門信息共享和業(yè)務協(xié)同發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐。同時打通其他政府部門、企事業(yè)單位、社會公眾數(shù)據(jù)通道，實現(xiàn)公共信息、地理信息、城管專題和業(yè)務運行四大數(shù)據(jù)庫融合應用，消除各行業(yè)間的信息孤島，實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)出口。

城管綜合應用。面向城市管理部門各項基礎業(yè)務和后期擴展業(yè)務需要，設計包括數(shù)據(jù)分析及考核評價、綜合指揮、運維管理、業(yè)務管理、移動辦公、公眾互動等6個應用平臺。

2.2 智慧城管系統(tǒng)方案

2.2.1 城市管理信息采集網(wǎng)絡

（1）位置信息采集。通過北斗/GPS功能定位，實現(xiàn)對環(huán)衛(wèi)車輛、執(zhí)法人員、巡查人員、處置人員等的實時位置采集，配合作業(yè)車輛管理子系統(tǒng)、網(wǎng)格管理APP，實現(xiàn)城市作業(yè)車輛、執(zhí)法人員、巡查人員、處置人員的位置信息管理，輔助環(huán)衛(wèi)辦、執(zhí)法督察處等日常城市管理工作。

（2）狀態(tài)信息采集。通過噪音、揚塵等儀器設備，獲取城市環(huán)境狀態(tài)信息，實現(xiàn)對城市噪音、特殊地點揚塵等數(shù)據(jù)指標的監(jiān)測；通過RFID技術實時采集井蓋位置信息，通過高分遙感衛(wèi)星定期采集違章違建信息，為城市執(zhí)法工作提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

（3）視頻信息采集。通過視頻攝像頭實現(xiàn)城市管理問題信息的采集，實時監(jiān)控城市重點區(qū)域的城市管理狀況。視頻數(shù)據(jù)回傳中心，由云數(shù)據(jù)中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動識別問題，實現(xiàn)問題直接派發(fā)，網(wǎng)格內(nèi)處置人員依托移動辦公平臺實現(xiàn)扁平化響應。

（4）人力信息采集。人力感知主要利用城管監(jiān)督員、 義工、社會公眾等人員，利用移動辦公APP、12319公共服務平臺等手段，人工獲取城市管理問題信息。

2.2.2 智慧城管數(shù)據(jù)云中心

2.2.2.1 數(shù)據(jù)融合及建庫

通過將局屬各行業(yè)辦、區(qū)、縣的城市管理異構數(shù)據(jù)進行接入、匯交和整合，構建統(tǒng)一的城管專題數(shù)據(jù)庫，形成完整全面的城管業(yè)務專題數(shù)據(jù)標準，為城市管理部門信息共享和業(yè)務協(xié)同發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐。同時打通其他政府部門、企事業(yè)單位、社會公眾數(shù)據(jù)通道，實現(xiàn)公共信息、地理信息、城管專題和業(yè)務運行四大數(shù)據(jù)庫融合應用，消除各行業(yè)間的信息孤島，實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)出口，為各行業(yè)系統(tǒng)的分析應用與輔助決策提供數(shù)據(jù)保障。

（1）公共信息數(shù)據(jù)庫。建立人口、法人信息數(shù)據(jù)庫，接入臨街商戶、占道經(jīng)營商販及城市管理相關人員、相關企業(yè)的信譽信息、房產(chǎn)信息、企業(yè)組織機構代碼、法人、處罰信息、繳稅信息等。

（2）地理信息數(shù)據(jù)庫。建立包含城市設施、交通、環(huán)境、綠化、房屋與土地的位置、物理屬性與管理屬性的地上設施信息數(shù)據(jù)；包含排水、供水、燃氣、熱力、電力、通信、工業(yè)管線的位置、材質、深度等地下管線信息數(shù)據(jù)；包含人防工程設施、設備、物資的地下人防信息數(shù)據(jù)及城市地名地址、高程、數(shù)字柵格與數(shù)字劃線地圖的基礎地理信息數(shù)據(jù)，形成完整的城市地理信息數(shù)據(jù)庫，為所有城市管理職能部門提供統(tǒng)一的空間定位和空間分析的地理單元。

（3）城管專題數(shù)據(jù)庫。建立涵蓋城市管理的市容、廣告、施工、秩序、突發(fā)問題的事件數(shù)據(jù)庫；整合局內(nèi)各部門依據(jù)統(tǒng)一劃分原則形成的單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)；融合規(guī)劃、建設與城管自有的行政許可數(shù)據(jù)；涵蓋法規(guī)類型、違反條款、處罰依據(jù)、描述說明、處罰尺度、案由簡稱的法律法規(guī)數(shù)據(jù)，形成城市管理專題數(shù)據(jù)庫。

（4）業(yè)務運行數(shù)據(jù)庫。建立城市運行過程中反映城市管理問題的各種圖片、文字、語音、位置等數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，以及伴隨不同案件處置過程中的處置狀態(tài)、處置表格、督察信息和組織框架等信息的數(shù)據(jù)庫和用于評價問題處置效果和效率的評價模式、評價指標等數(shù)據(jù)庫，構建完善的城市管理業(yè)務運行數(shù)據(jù)，建立完善的城市管理監(jiān)督機制。

2.2.2.2 智慧城管云平臺

智慧城管云平臺是智慧城管系統(tǒng)的計算中心和服務中心，由虛擬化與云運算技術，將系統(tǒng)物理服務器與存儲交換設備虛擬為系統(tǒng)底層的計算、存儲與網(wǎng)絡資源池，為上層各個業(yè)務平臺提供運算與存儲支撐。由智慧城管云平臺的大數(shù)據(jù)存儲、交換、挖掘等處理技術，實現(xiàn)城市管理部門在政務與涉及企業(yè)和社會成員間的各級應用平臺的業(yè)務系統(tǒng)的信息互聯(lián)互通與數(shù)據(jù)共享，從而促使各管理部門與社會企業(yè)、公眾之間信息數(shù)據(jù)的協(xié)同開發(fā)與共享利用，全面支撐大城管各項業(yè)務建設工作。

2.2.3 智慧城管綜合應用

（1）數(shù)據(jù)分析及考核評價平臺。以歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)實數(shù)據(jù)為基礎，覆蓋各級城市管理部門和所有行業(yè)辦，通過特殊管理問題的智能分析和預警算法，進行對應模型建立，由不斷豐富完善的模型算法，實現(xiàn)對特定行業(yè)難點、熱點問題的提前預警與專題分析，并形成輔助決策意見建議，構建全面的精細化科學分析與考評體系。在政策制定、工作規(guī)劃、日常管理、應急指揮等多個方面協(xié)助各級管理者更加高效的進行工作部署及決策。

（2）綜合指揮平臺。圍繞梳理市、區(qū)、街道、社區(qū)四級責任清單，以二三維GIS數(shù)據(jù)為基礎，構建基于二三維GIS的監(jiān)督指揮體系，實時對重大案件、網(wǎng)格人員工作、執(zhí)法督察情況進行的扁平化綜合調(diào)度。以協(xié)同工作為核心，覆蓋責任人員監(jiān)管、執(zhí)法督察管理、應急救援等涉及跨部門、跨區(qū)域綜合指揮工作，輔助以城市虛擬仿真、大屏幕展示，使各級指揮人員更直觀、更智能的進行綜合指揮。

（3）業(yè)務管理平臺。業(yè)務管理平臺以云數(shù)據(jù)中心為抓手，整合并優(yōu)化城市現(xiàn)有視頻、車輛、人力資源信息，推進道橋監(jiān)測、井蓋監(jiān)管等業(yè)務應用，充分共享城市管理部門信息資源，梳理整合各業(yè)務流程，全面覆蓋行政審批、市政監(jiān)管、協(xié)同辦公等業(yè)務應用。以此為牽引，實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)自動流轉，業(yè)務管理協(xié)同高效，真正做到“業(yè)務全覆蓋、數(shù)據(jù)全貫通、資源全管理、流程全自動”，全面實現(xiàn)城市管理業(yè)務的信息化、標準化、規(guī)范化。

（4）移動辦公平臺。針對不同層級和不同部門的用戶，實現(xiàn)主要業(yè)務在移動客戶端的處理應用，根據(jù)不同的用戶權限分配不同的功能。重點建設移動督辦子系統(tǒng)和智慧城管網(wǎng)格管理子系統(tǒng)，優(yōu)化發(fā)現(xiàn)—處置—核查—反饋—統(tǒng)計—分析的工作流程，實現(xiàn)工作效果可記錄、可追蹤、可查詢、可評價，實現(xiàn)辦公由PC端向移動端遷移。

（5）公共服務平臺。公共服務平臺充分融合APP、微信、電話等多種載體，整合城市部事件、實景地圖、興趣點、城管新聞等各類城市管理信息與服務，為公眾提供全方位的人性化公共服務內(nèi)容及服務窗口，實現(xiàn)主動化的城市管理服務，轉變傳統(tǒng)的為管理而管理、為服務而服務的工作模式，真正實現(xiàn)人民的城市人民管，人民的城管為人民。

（6）運維管理平臺。智慧城管涉及系統(tǒng)較多，內(nèi)部數(shù)據(jù)流轉復雜，為避免重復建設，采用統(tǒng)一運維管理、統(tǒng)一安全防御的設計思想，建設運維管理平臺。從“數(shù)據(jù)、流程、權限、用戶”四個角度對智慧城管平臺進行管理，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行；從“全面掃描、自動審計、安全策略、防御壁壘”四個方面對其實行安全防護，保證智慧城管數(shù)據(jù)安全、設備安全、網(wǎng)絡安全及軟件安全。

3 結語

智慧城管不僅是城市發(fā)展建設的內(nèi)在需要，更是創(chuàng)新城市管理方式，實現(xiàn)城市管理跨越式發(fā)展的良好機遇，它的建設是順應國家對新形式下城市管理的方針政策，通過本文的智慧城管系統(tǒng)總體架構設計，為城市管理部門對現(xiàn)有信息化系統(tǒng)升級提檔樹立指導性標桿。