智慧城管綜合監管平臺建設關鍵技術研究
——以東營市智慧城管系統為例

王磊，陶為翔,巴樂，王敏

（1.東營市數字化城市管理綜合服務中心；2.正元地理信息集團股份有限公司）

1 引言

隨著城市高速發展，城市內澇、環境污染等城市病不斷出現，加強城市綜合管理能力建設已成為城市管理部門的重要工作。如何通過整合分析城市運行大數據，提高城市運行安全與質量水平已成為城市管理領域的研究重點[1]。2004年以來，全國推廣應用的數字城管模式有效解決了市容環境、街面秩序等城市管理問題[2]。但是，隨著城市精細化、科學化管理標準的不斷提高，數字城管發現問題的局限性日益顯現。2015年12月，中央出臺的《關于深入推進城市執法體制改革改進城市管理工作的指導意見》（中發[2015]37號）中要求：加快數字化城市管理向智慧化升級，實現感知、分析、服務、指揮、監察“五位一體”，將數字城管升級為智慧城管，研發智慧城管綜合監管平臺已經成為提升城市管理工作的迫切需要。另外，隨著智慧城市建設的深入發展，智慧城管綜合監管平臺可以作為智慧城市基礎運行平臺，能夠全面提高城市科學化管理水平[3]。

2 智慧城管綜合監管平臺研究

2.1 研究目標

基于物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術，結合數字城管指揮調度平臺，研究開發“1+9”型智慧城管綜合監管平臺及關鍵技術體系，即研發由1個城市級綜合監管平臺，9個行業級生產監管平臺組成的城市綜合管理服務平臺，監管行業包括市政排水、供水、防汛、園林、環衛、燃氣、供熱、照明、城管執法等，實現住房和城鄉建設領域行業監管全覆蓋，具備城市智慧化綜合管理服務能力。

2.2 綜合監管平臺邏輯架構

智慧城管綜合監管平臺邏輯架構由云設施層、接入層、數據層、服務層、應用層等五層組成（見圖1）。云設施層提供系統運行所需的節點主機、云存儲、網絡等硬件，以及將這些硬件整合成一套完整的云計算環境所需的配套軟件；接入層實現物聯網傳感器的適配、安全接入和身份認證，并通過對數據的協議解析、轉換和提取，實現數據的傳輸；數據層將各類數據組織和存儲，實現資源按需分配，為應用系統提供數據支撐；服務層通過數據交換手段和數據接口，以數據中心為基礎，對外提供數據發布、數據交換、分析、存儲服務；應用層建立智慧城管綜合監管平臺應用，為實現城市管理的科學化管理提供技術支持。

3 智慧城管綜合監管平臺建設關鍵技術

3.1 智慧城管綜合監管時空云平臺構建技術

依托東營市政務云平臺強大的數據計算和存儲功能，采用GIS系統空間數據管理平臺，以城市基礎地理信息要素為基礎，統一整合城市部件設施信息、城市運行監測動態信息、城市管理執法信息，采用可視化、動態化模式，實現城市管理綜合信息“一張圖”展示功能。時空云平臺采用 Hadoop 和 PostgreSQL的混合數據架構和基于微服務的技術架構實現，運用大數據分析功能，時空多維度綜合分析各類別數據信息，實現城市管理質量綜合考評、城市運行狀態綜合評估、城市運行態勢科學預測等智慧化綜合監管功能。

3.2 基于全業務過程偵測的行業運行智能化監管技術

依據行業業務生產運行過程，采用多種數據傳感器實時采集運行數據，實現行業運行全過程智能感知。在系統后臺中常駐報警服務，若監測值超過設定的閾值，報警服務會將報警數據第一時間推送至智慧城管平臺，提升城市安全管理服務水平。以城市防汛預警系統為例，通過建設雨量監測站、地面積水監測站、泵站運行自動化監測等監測終端，實現雨情+水情+澇情的防汛處置全過程監管,提升防汛應急能力[4]。

3.3 多層異構分布式城市綜合監測物聯網信息對接共享機制

城市綜合監測物聯網系統是智慧城管綜合監管平臺底層數據采集核心。平臺涉及市政九個行業，采集數據類型、格式、單位繁多，監測點空間分布復雜，在整個城市區域物聯網監測集群呈現多層、異構、分布式的特征。本研究開發了統一的城市物聯網監管平臺系統，實現設備屬性、傳感器、監測站點、監測項配置等統一管理。各類采集到的城市運行數據按照統一規定的數據編號、識別格式、存儲類型進行管理，實現綜合信息融合分析，城市綜合監測物聯網信息科學管理。

3.4 城市綜合管理信息安全防護機制及實現技術

城市綜合管理信息安全防護機制包括監測數據傳輸過程安全防護、服務器安全防護兩部分。

①研究建立了一套監測數據傳輸過程的安全防護機制。在前端傳感器數據采集后，通過數據加密再進行傳輸，傳輸通信網絡建立了認證型安全保障機制，服務器接收數據后經數據解密再進行存儲及后續應用。

圖1 智慧城管綜合監管平臺邏輯架構

②研究建立完善的服務器安全防護體系。通過設置數據庫審計、網絡入侵防御、軟硬件防火墻等安全防護設備，形成功能完善服務器端安全防護體系。

4 智慧城管綜合監管體系研究

研究形成了“五位一體”型智慧城管綜合監管體系，即城市級綜合監管平臺作為面向政府的城市管理綜合服務平臺，實現城市運行綜合監管。行業級生產監管平臺作為面向行業的生產調度平臺，并建立了“平急融合”建設運行機制。常態下（平時），智慧城管綜合監管平臺通過抓取行業級生產監管平臺運行數據和數字城管網格化管理數據，實現城市管理質量綜合考評和城市運行態勢綜合分析。非常態下（緊急），智慧城管綜合監管平臺通過行業級生產監管平臺發現的城市運行警情，第一時間由數字城管指揮調度系統迅速派遣至相關責任單位進行處置，形成城市全時空監管、全維度處置的綜合管理服務體系，從而實現感知、分析、服務、指揮、監察“五位一體”（見圖2）。

5 東營市智慧城管綜合監管平臺應用

5.1 系統運行界面

圖2 智慧城管“五位一體”綜合監管體系

東營市智慧城管綜合監管平臺運行主界面采用灰度模型技術，將城市管理區域建筑物、道路、河流、湖泊等進行三維建模，搭建綜合監管基礎數據平臺，并在三維城市地圖上標注重點監測的基礎設施興趣點，如圖3所示。界面左側集成接入數字城管平臺城管案件實時運行數據，集中展示當日案件數、案件處置數、處置率、按時處置率及歷史累計案件總數等信息，并以餅狀圖形式展示案件類型占比，全面表征城市運行態勢；界面右側集成接入物聯網監測數據，采用分行業滾動展示做法，報警監測數據將置頂顯示，并與三維地圖中高亮標識點實時對應，全面感知城市基礎設施運行狀況。界面底部分行業展示各類關鍵設施運行統計數據，如城市防汛板塊能夠綜合展示雨量監測站、排水泵站、積水監測點、井蓋狀態等實時運行數據的統計情況，全天候監測城市運行狀況。

5.2 系統應用

東營市智慧城管綜合監管平臺現已投入運行，與東營市數字城管系統及防汛、園林、環衛等三個行業監管系統初步形成了智慧城管綜合監管體系，實現了城市運行信息的共享與互聯，實現了城市海量運行數據的高效融合、分析與發布，為城市管理人員科學決策、快速處置提供了強有力的技術支撐。特別是在2019年“利奇馬”臺風期間，東營市智慧城管綜合監管平臺在迎汛、抗臺、救災各階段經受了實戰的考驗，發揮了重要作用。

圖3 智慧城管綜合監管平臺運行界面

6 結語

智慧城管綜合監管平臺是對數字城管平臺功能的智慧化升級，構建了感知、分析、服務、指揮、監察“五位一體”型的城市管理綜合監管體系。平臺能夠實現城市基礎設施信息與運行狀態信息的共享與互聯，實現城市基礎設施全面感知、城市運行狀況全天候監測、城市運行態勢綜合分析，提升城市安全運行水平，提高市政公用服務質量。研究成果通過在東營市城市管理工作中的示范應用，為城市綜合管理服務平臺建設提供模板，具有良好的推廣應用前景。智慧城管綜合監管平臺具有良好的拓展性，可作為智慧城市基礎運行平臺，進一步整合人口、交通、能源、環境、應急等監管信息，搭建更為完善、功能更加強大的城市綜合管理服務平臺。