基于中臺的新型智慧城市建設研究

郭永江

以習近平總書記為核心的黨中央針對我國城市發展現狀，遵循網絡化、信息化和數字化的城市發展趨勢，為適應經濟發展的新模式，培養壯大新的經濟增長點，創新發展新動能，做出了全新的重大戰略決策部署———建設新型智慧城市。本文主要分析我國新型智慧城市發展的現狀和問題，有針對性地重點闡述了城市大中臺的整體架構、組織構成和建設價值，對推動新型智慧城市數字底座建設具有一定的借鑒意義。

隨著社會經濟和科學技術的發展，移動互聯網、物聯網、人工智能和云計算等新興技術日新月異，智慧城市已成為當今世界城市發展的必由之路。

縱觀近年來，眾多發達國家如美國、日本和韓國等越來越重視建設和發展智慧城市，并將建設智慧城市提升到國家戰略的高度，同時頒布眾多的鼓勵政策來指明智慧城市的建設方向、建設目標和建設內容等，以此來推動本國智慧城市的建設。

相比美國、日本、韓國，智慧城市在中國起步較晚，但其保持了較快的發展速度和建設熱情。十八大召開以來，黨中央、國務院方面都對新型智慧城市的建設工作保持高度重視。習近平總書記指出，要“統籌發展電子政務，構建一體化在線服務平臺，分級分類推進新型智慧城市建設”。《國民經濟與社會發展“十三五”規劃》提出將新型智慧城市作為我國經濟社會發展重大工程項目，倡導“建設一批新型示范性智慧城市”。《“十三五”國家信息化規劃》將新型智慧城市作為十二大優先行動計劃之一，明確了2018年和2020年新型智慧城市的發展目標。

黨和國家最高領導人講話、國家相關部委政策文件為新型智慧城市的建設指明了發展方向。當前，新型智慧城市建設正在全國分級分類不斷推進，旨在形成具有城市獨特特色、城鄉協調的，城市群、區域和國家層面統籌發展的整體局面。

智慧城市建設現狀及問題

1.智慧城市建設現狀

（1）我國智慧城市試點數量累計達749個

近年來，國家住建部先后共發布了三批智慧城市的試點地區名單，截止2020年4月，國家住建部對外公布的智慧城市試點地區已經達到290個。另外再算上科技部、工信部、測繪局和發改委確定的智慧城市試點地區數量，目前我國智慧城市試點地區累計已達749個。

（2）華中華北分布集中，山東省數量最多

從區域布局來看，目前國家住建部確定的290個智慧城市基本覆蓋我國各個省、市、自治區，主要集中在中東部地區，其中華東分布最為集中。根據統計情況來看，當前山東省的智慧城市試點數量地區為全國最多，共有27個，其次是江蘇和浙江，分別是20個和15個。

（3）北上深等一線城市將持續領先

根據IDC《2019H1全球半年度智慧城市支出指南》，在我國內地城市中，2020年智慧城市相關投入最多的城市為北京、上海、廣州和深圳。智慧城市的相關投入與該城市的GDP水平以及政府的相關預算關系密切，在智慧城市科技與技術不斷發展的階段，許多一線城市的支出將持續領先。

（4）2018年項目迅速增多，華東華中為集中建設區

從我國智慧城市項目建設情況來看，根據中國招投標公共服務平臺披露項目，我國智慧城市及相關項目從2018年開始迅速增多，2018年中標項目達到14 252個，2019年數量增長了55.4 %達到22 149個，2020年一季度，中標項目已經有7 985個。從區域分布來看，華東和華中地區為我國智慧城市集中建設地區。

2.智慧城市建設面臨的問題

（1）缺乏統一的數據中心無法實現城市數據的全面匯聚

智慧城市建設基于跨部門、跨領域的數據共享。雖然我國政府掌握全體社會的80 %信息資源，但是這些信息資源目前散落在不同的部門并且標準不一，造成部門之間數據共享和交互不夠，信息不對稱，沒有形成一個完整的閉合數據中心，造成城市數據的孤立，形成信息孤島。

（2）缺乏統一的指揮平臺，難以達到系統連通

城市管理的重要內容包括事件管理，其中又分為日常事件和緊急事件，對緊急事件的應急處理更能體現城市管理者處理事務的能力。當自然災害、交通事故、疫情、社會治安、恐怖襲擊等等事件發生時，公安、交通、城管以及醫院等部門要做到高效應急聯動。但縱觀當前城市發展現狀，絕大部分的信息管理系統都是由各個部門自行建設自我管理的，因而系統間難以實現相互連通，這也就導致了事件的收集和分析很多時候難以達到全面和準確。如此一來，城市的決策者和管理者很難得到所需的充足依據，也難以通過統一的信息化平臺來指揮各部門的協同合作。

（3）系統重復建設，資源浪費嚴重

正如上一條所說，當前城市的建設中，各個部門的信息化系統都處于自我建設自我管理的狀態，因而造成整個城市的業務系統缺乏頂層設計，硬件設施、軟件平臺和數據運行維護存在著很多的重復投入。同時，系統間的功能和標準不同、兼容性較差也會造成人力資源、財政投入和物力的巨大浪費。

（4）信息化網絡滲透加深，網絡安全存在隱患

智慧城市區別于傳統城市的一大特征就是將信息化網絡滲透運用至城市的政務管理、公民的個人生活和公共生活中，這也就導致了這些被網絡覆蓋的部分有很大的可能性會被網絡安全隱患所侵襲。隨著信息網絡的不斷發展，政務管理、能源、交通、醫療、金融和教育等領域都即將逐步實現連通，因此也很可能會成為網絡攻擊的目標，一旦遭到網絡攻擊，被不法分子操控，難免會造成信息泄露、城市生活混亂甚至癱瘓，帶來經濟損失乃至威脅人身安全。

智慧城市大中臺整體架構

為突破現有智慧城市建設困境，有效解決城市痛點和難點，需要建設一個城市平臺，利用這個城市平臺來打破傳統部門之間割裂的信息化建設發展模式，減少重復的建設、盡可能消除信息孤島，加強各部門系統之間的統籌規劃、協同合作。這個城市平臺可稱之為新型智慧城市的數字底座———城市大中臺。

城市大中臺以“聚合數據、共享技術、協同業務和賦能應用”為建設目標，融合云計算、物聯網、大數據、人工智能和5G等新一代信息技術，依托“感知中臺、信息中臺、AI中臺和應用中臺”，搭建城市“智腦”生命體，開放智慧能力，賦能智慧應用，助力實現物理世界“人、事、物”向數字世界“人、事、物”的孿生映射，構建“孿生數字城市”，開辟城市可持續發展的新路線、新模式、新形態。

城市大中臺由4個專業中臺組成：

（1）感知中臺

感知中臺一方面融合了連接管理、設備管理和多云管理等功能，另一方面也提供包括5G、4G/Cat.1、NB-IoT等在內的網絡接入能力、豐富的連接管理能力和統一的設備管理能力，促進實現對海量城市感知終端的標準化接入，構建了跨行業感知互聯的物理基礎和數據基礎，建立城市空、天、地一體化的泛在感知網。感知中臺支持設備接入適配即插即用，提供海量數據治理服務、提供多層安全架構體系和豐富便捷的數據服務。

（2）信息中臺

信息中臺包括城市大數據平臺以及城市時空信息平臺2部分。

城市大數據平臺匯聚整合政府政務、公共安全、互聯網企業和運營商等多方的非結構化、半結構化和結構化數據，通過大數據、人工智能等技術對數據進行整合分析，驅動智慧應用，逐步形成數據智能，以此支持城市管理、政務服務和產品經濟等領域的創新發展。新型智慧城市的建設需要將數據共享作為基礎，而城市大數據平臺則是數據共享和整合的重要引擎。新型智慧城市大數據平臺主要包含數據采集、數據開發、數據治理、數據服務、數據安全和數據運營等功能。

城市時空信息平臺是數字孿生城市的信息化底座，依托建筑信息模型（BIM）+地理信息系統（GIS）+IOT等技術，對城市的地上和地下空間都進行了規劃數據、城市建筑BIM數據、城市IOT感知數據、城市二三維GIS數據、市政設施BIM數據以及社會民生、產業經濟、交通出行和政務服務等應用數據進行多元異構集成，形成基于統一標準和規范的城市信息模型（City Information Modeling，CIM），積累更為完整的城市大數據資產，為智慧城市規劃、建設和運行管理提供統一的云平臺支撐。

（3）AI中臺

AI中臺是城市的基礎算力和算法分析平臺，也是城市自我演進的核心平臺，利用AI計算中心所提供的深度學習算法，能夠對城市大數據平臺匯聚的多源數據進行自我學習、自我提升，從而發現城市潛在的運行規律，以提供全局協同的決策支持服務，利用數據積累和算法生態鏈建設，AI計算中心可實現算法自學習，不斷豐富算法/模型庫，支撐上層應用的成長、擴充，服務城市高效治理。

（4）應用中臺

應用中臺重點打造城市共享應用能力中心，實現城市公共業務能力沉淀與新技術能力匯聚，將不斷沉淀的專業化能力采用標準化、組件化、平臺化和系統化的形式為上層應用提供賦能和支撐，提升城市IT生產力。具體包括技術平臺和業務平臺兩部分。

技術平臺，將城市智能基礎設施以及各種技術中間件的能力進行整合和包裝，提供安全可靠、簡單一致和易于使用的技術能力接口，助力上層智慧應用的快速建設。

業務平臺，基于匯聚的城市生態數據和AI能力構建共性應用組件，對外提供統一用戶、統一認證、統一證照、統一物流、統一簽章、統一事項和統一辦理等標準化服務，各上層智慧應用可進行自主調用、靈活配置。通過業務平臺，有利于集中優勢資源投入，極大減少重復建設的資金浪費，有利于各應用間實現互聯互通，消除信息孤島。

城市大中臺的建設價值

城市大中臺是匯聚城市數據、共享創新技術和協同業務發展，賦能上層應用的新型智慧城市綜合智能中樞平臺，通過有機融合數據、技術和業務三大基本要素，讓城市數據業務化，城市業務數據化。為政府各業務部門提供數據融合分析、技術共享復用和業務協同聯動等先進的數字化基礎服務能力，改善民生服務、推動精準治理、助力簡政放權和推動經濟創新發展，為實現城市治理體系和治理能力現代化奠定堅實的基礎。

1.實現城市數據統一匯聚

城市大中臺，基于數據標準規范，構建基礎數據庫（人口庫、法人庫、宏觀經濟庫、地理信息庫和電子證照庫）、數據交換庫、主題數據庫、業務數據庫和數據共享庫，匯聚城市全生態數據，形成覆蓋全域的城市大數據中心。城市大數據中心可以促進跨行業、跨部門信息資源整合水平，全面加快城市的信息資源匯聚、互聯互通、深度挖掘和綜合應用，為政府、企業和市民提供跨越層級、跨越部門、跨越業務的協同服務，最大程度地展示城市的數據智慧。

2.支撐和賦能行業智慧應用

城市大中臺是城市智慧應用的賦能中心，強化關鍵共性能力整合，為全社會、各行業智慧應用進行全場景賦能，輔助構建城市智慧應用生態。

通過對外提供模式識別、自然語言處理、深度學習和分布式計算等技術能力，以及統一無差異的身份認證、信用服務、統一支付和電子證照等業務能力，驅動上層智慧應用像搭積木一樣應用快速、高效構建。有利于優勢資源的高效利用，減少系統建設的重復投入與資金浪費，有利于基于應用組件和共性技術建設的系統之間實現天然連通，突破應用和技術的壁壘。

3.提升城市治理水平

城市大中臺以數據為核心載體，以城市運行指標為重要標桿，以聯合指揮協調為主要手段，構建跨部門、跨領域、跨區域的城市綜合可視化和分析決策服務，打通各類應用場景，實現城市狀態監控可視化、實時化和規范化，助力優化城市資源要素配置、修正城市運行缺陷，提高政府管理、城市治理效率。

4.提高城市服務能力

城市大中臺通過大數據智能分析與引用，更精準地服務于民生、改善民生，有效地促進城市內部的公共資源協調、高效配置，進而提高群眾的生活質量和幸福指數。通過數字化、智能化手段為老百姓實現電子證照、無證明城市、義務教育網上招生和生活“一碼通”等服務。

5.促進城市產業發展

城市大中臺開放數據資源，可加快轉變經濟發展方式，吸引集聚一批知識密集、信息密集、創新密集的先進企業和高端服務業，帶動產業結構轉型升級。

以習近平總書記為核心的黨中央針對我國城市發展現狀，遵循網絡化、信息化和數字化的城市發展趨勢，為適應經濟發展新模式，培養壯大新的經濟增長點，創新發展新動能，做出了全新的重大戰略決策部署———建設新型智慧城市。隨著我國新型智慧城市建設的不斷發展，城市的大中臺將扮演越來越重要的角色，通過數據、技術和業務的全面開放，為政府各業務部門提供數據融合分析、技術共享復用和業務協同聯動等先進的數字化基礎服務能力，改善民生服務、推動精準治理、助力簡政放權和推動經濟創新發展，為實現城市治理體系和治理能力現代化奠定堅實的基礎。