摘要

　　智慧城市在現(xiàn)有城市信息化的基礎(chǔ)上，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，為普通民眾提供了一個(gè)安全、舒適、便利的生活環(huán)境。在我國，2016年前后各級(jí)地方政府陸續(xù)響應(yīng)國家號(hào)召，堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，依托云計(jì)算中心和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建設(shè)具有地方特色的智慧城市門戶APP，目標(biāo)是用一個(gè)手機(jī)APP即可暢享所有城市服務(wù)。本文首先介紹了智慧城市發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題，接著針對(duì)城市超級(jí)APP的功能架構(gòu)進(jìn)行研究，最后給出實(shí)現(xiàn)超級(jí)APP的關(guān)鍵技術(shù)。

　　引言

　　早在2009年9月，美國中西部愛荷華州的迪比克市與IBM就共同宣布，將建設(shè)美國第一個(gè)“智慧城市”，一個(gè)由高科技充分武裝的60000人社區(qū)。通過采用一系列IBM新技術(shù)“武裝”的迪比克市將完全數(shù)字化，并將城市的所有資源都連接起來（水、電、油、氣、交通、公共服務(wù)等等），因此可以偵測(cè)、分析和整合各種數(shù)據(jù)，并智能化地對(duì)市民需求做出響應(yīng)，服務(wù)于市民。現(xiàn)階段，對(duì)智慧城市共同的理解是在現(xiàn)有城市信息化的基礎(chǔ)上，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，為普通民眾提供一個(gè)安全、舒適、便利的生活環(huán)境。

　　一、智慧城市發(fā)展概述

　　1、發(fā)展現(xiàn)狀

　　隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨于成熟，人類社會(huì)開始步入以網(wǎng)絡(luò)為支撐搭建的城市“神經(jīng)”網(wǎng)絡(luò)，使信息流通更加高效便捷，體現(xiàn)了全面覆蓋、充分感知的智能性；智慧城市推進(jìn)城鎮(zhèn)化的步伐，提高醫(yī)療、交通、教育等服務(wù)質(zhì)量，將城市資源與城鎮(zhèn)共享，體現(xiàn)了普惠性；智慧城市要求在城市工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的同時(shí)，更加的宜居，適合人類的生存，提高環(huán)境、生活質(zhì)量，提高清潔能源使用，減少有害物質(zhì)排放、節(jié)能減排，在不同區(qū)域間形成“能源流”，使資源得到優(yōu)化配置，體現(xiàn)了高效性；智慧城市對(duì)城市管理提出了更高的要求，需要在信息互聯(lián)互通的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，支撐政府、企業(yè)和居民的決策，體現(xiàn)了精細(xì)性；同時(shí)智慧城市也支撐著新興產(chǎn)業(yè)的孵化和管理的創(chuàng)新，體現(xiàn)了現(xiàn)代性。

　　2、存在問題

　　盡管各區(qū)域選擇的智慧城市建設(shè)路徑有差異，但在發(fā)展建設(shè)的過程中存在相似的問題。

　　1）重復(fù)建設(shè)，存在信息孤島

　　在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，我國信息化建設(shè)過程中追求見效快、重硬件輕軟件的問題長期存在。當(dāng)前，盡管許多城市都建立辦公自動(dòng)化（OA）系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)（MIS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），但各系統(tǒng)往往缺乏互聯(lián)互通和信息共享，信息孤島現(xiàn)象普遍存在。不同部門間信息傳遞不暢，大大降低了工作效率，造成大量資源浪費(fèi)。

　　2）缺少對(duì)數(shù)據(jù)資源的深度挖掘

　　在智慧城市傳統(tǒng)的整體架構(gòu)中，數(shù)據(jù)的采集和整合是城市智慧的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，打破各行業(yè)系統(tǒng)的信息壁壘，多層面數(shù)據(jù)融合，需要解決數(shù)據(jù)資源的利用問題，這也正是智慧城市建設(shè)中缺失的環(huán)節(jié)。目前，通信運(yùn)營商及平臺(tái)提供商在數(shù)據(jù)獲取方面缺乏主動(dòng)性和引導(dǎo)性，城市運(yùn)行過程中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)是雜亂無章的，而且部分行業(yè)數(shù)據(jù)存在一定的保密性，操作起來難度加大。這使得數(shù)據(jù)資源的價(jià)值體現(xiàn)的不明顯。

　　二、城市超級(jí) APP 架構(gòu)研究

　　1、總體架構(gòu)

　　充分應(yīng)用“大云物移智”等新技術(shù)，打造智慧城市大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，全面發(fā)展“能源流+信息流+資金流”的全供應(yīng)鏈，建成以廣泛覆蓋、全面感知、互聯(lián)互通、開放共享、統(tǒng)一便捷為特征的智慧城市，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、政務(wù)、公共服務(wù)等多維度的融合，提升城市數(shù)字化、可視化、云服務(wù)化和智能化?？傮w架構(gòu)包含：一個(gè)入口、兩大中心、三大體系、五類應(yīng)用，一個(gè)入口即智慧城市超級(jí)APP，兩大中心即城市云數(shù)據(jù)中心和城市運(yùn)營管控中心（城市大腦），三大體系包括感知網(wǎng)絡(luò)體系、安全防護(hù)體系和支撐保障體系，五類應(yīng)用包括智慧政務(wù)、智慧交通、城市安全、城市管網(wǎng)、綠色低碳。城市超級(jí)APP總體架構(gòu)如圖1所示。

　　2、建設(shè)內(nèi)容

　　1）一個(gè)入口

　　在智慧城市建設(shè)中，通過城市超級(jí)APP，圍繞“全國級(jí)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)+本地化特色服務(wù)”，分層構(gòu)建智慧城市服務(wù)體系，深耕屬地化城市服務(wù)，用一個(gè)手機(jī)APP串聯(lián)所有城市服務(wù)，涵蓋信息發(fā)布、政務(wù)辦理、信息查詢、醫(yī)療衛(wèi)生、教育培訓(xùn)、就業(yè)服務(wù)、社會(huì)保障、交通出行、文化旅游等功能，最終實(shí)現(xiàn)具有本土特色的全面城市服務(wù)，使人民的獲得感、幸福感、安全感更加充實(shí)，更有保障，更可持續(xù)。

　　2）兩大中心

　　云數(shù)據(jù)中心。云服務(wù)已成為數(shù)據(jù)中心下一階段的主要業(yè)務(wù)形態(tài)，集團(tuán)通過與國內(nèi)外知名企業(yè)共建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，重點(diǎn)面向政府、央企、能源及工業(yè)客戶提供智慧城市、能源互聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的云生態(tài)服務(wù)。可提供包含主機(jī)托管、資源出租等IDC基礎(chǔ)服務(wù)，減少IDC客戶建設(shè)數(shù)據(jù)中心和基礎(chǔ)設(shè)施的成本。

　　城市運(yùn)營管控中心。依托當(dāng)?shù)馗咝阅苡?jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、地理信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建設(shè)智慧城市的神經(jīng)中樞——城市運(yùn)營管控中心。利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，打通政府各部門、各系統(tǒng)之間的信息壁壘，包括公安、交通、消防、情報(bào)、反恐等多部門數(shù)據(jù)，以及車輛移動(dòng)GPS數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)、BIM建筑模型數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、攝像頭采集畫面等多類型數(shù)據(jù)。從市政設(shè)施分布、公安消防車輛運(yùn)行態(tài)勢(shì)、交通運(yùn)行情況、巡邏案件分布等多個(gè)角度，對(duì)城市各領(lǐng)域運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度可視分析，提升城市管理者資源統(tǒng)籌效率和管理決策能力。

　　3）三大體系

　　安全防護(hù)體系。以網(wǎng)絡(luò)安全保障為核心，通過“規(guī)劃、實(shí)施、檢查、評(píng)估”的持續(xù)改進(jìn)，建立健全“防御、監(jiān)測(cè)、打擊、治理、評(píng)估”五位一體的網(wǎng)絡(luò)空間安全保障與綜合治理體系。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)空間基礎(chǔ)設(shè)施層安全防護(hù)體系，落實(shí)基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)管職責(zé)，保障關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、通信設(shè)施、數(shù)據(jù)中心、計(jì)算中心、終端設(shè)備的運(yùn)行安全；建設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，構(gòu)建主動(dòng)防御和監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)維與協(xié)同防御指揮，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全管理“看得見、用得好、管得住”。

　　感知網(wǎng)絡(luò)體系。推進(jìn)智慧多功能桿建設(shè)，完善物聯(lián)感知手段。加快集照明控制、Wi-Fi天線基站、視頻監(jiān)控管理、廣告屏播放、城區(qū)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、緊急呼叫、水位監(jiān)測(cè)、充電樁和井蓋監(jiān)測(cè)等功能于一體的智慧多功能桿建設(shè)，形成共建共享、集約高效的城市物聯(lián)感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式。通過多表集抄的廣泛應(yīng)用，建設(shè)跨行業(yè)能源運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，完善煤、電、油、氣領(lǐng)域信息資源共享機(jī)制，打造城市能源感知網(wǎng)絡(luò)。建立開放式城市感知平臺(tái)，加強(qiáng)感知數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理和共享共用，以及感知設(shè)備的規(guī)范化接入和數(shù)據(jù)匯聚，形成智慧城市全量信息視圖。

　　支撐保障體系。按照“政府主導(dǎo)、合力推進(jìn)、立足產(chǎn)業(yè)、發(fā)展應(yīng)用、基礎(chǔ)先行、創(chuàng)新引領(lǐng)、開放合作、注重實(shí)效”的基本原則，通過加強(qiáng)四大保障——規(guī)劃保障、運(yùn)維保障、人才隊(duì)伍保障、模式創(chuàng)新保障，為智慧城市建設(shè)提供全方位支撐服務(wù)，切實(shí)確保智慧城市建設(shè)成效。規(guī)劃保障即通過頂層設(shè)計(jì)，為智慧城市建設(shè)提供一攬子整體解決方案和建設(shè)規(guī)劃，運(yùn)維保障即提供全方位信息通信運(yùn)維服務(wù)，人才隊(duì)伍保障即提供覆蓋信息通信咨詢、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營、運(yùn)維等信息化專業(yè)人才隊(duì)伍。

　　4）五類應(yīng)用

　　智慧政務(wù)。按照“硬件集中、平臺(tái)集約、共建共享”的原則，云、網(wǎng)、端、數(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展的思路開展政務(wù)信息化的建設(shè)工作。通過城市超級(jí)APP，為普通民眾提供高效的行政事務(wù)網(wǎng)上辦理功能，涵蓋優(yōu)撫殘補(bǔ)申領(lǐng)、醫(yī)保社保繳費(fèi)、交通違章處理、不動(dòng)產(chǎn)辦理等事項(xiàng)；為政府提供一個(gè)便捷、可靠、安全的內(nèi)部移動(dòng)辦公平臺(tái)，提升機(jī)關(guān)辦公效能，提高信息共享能力，加強(qiáng)過程管控和流程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)機(jī)關(guān)工作的規(guī)范化、程序化、透明化。

　　智慧交通?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+汽車+新能源”創(chuàng)新思維構(gòu)建智慧車聯(lián)網(wǎng)，采用物聯(lián)網(wǎng)、地圖導(dǎo)航、移動(dòng)通信、硬件加密等信息新技術(shù)，構(gòu)建面向政府、企業(yè)、租車、物流、保險(xiǎn)等行業(yè)的專業(yè)車聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)，結(jié)合國家電動(dòng)汽車應(yīng)用推廣、公務(wù)車輛及公務(wù)出行改革的契機(jī)，提供綜合出行智能服務(wù)平臺(tái)及運(yùn)營解決方案。

　　城市安全?！捌桨渤鞘小敝腔酃芸仄脚_(tái)立足當(dāng)前社會(huì)治安態(tài)勢(shì)和城市安全防范現(xiàn)狀與需求，以信息引領(lǐng)推進(jìn)城市管理創(chuàng)新，構(gòu)建“主動(dòng)安防、信息安防、效能安防、和諧安防”的現(xiàn)代安防體系，有效提升公安機(jī)關(guān)的感知力、管控力、偵緝力、服務(wù)力。平臺(tái)通過整合公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和政府、銀行、校園等與維護(hù)社會(huì)治安穩(wěn)定關(guān)系緊密的重點(diǎn)單位監(jiān)控視頻資源，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通、互控，極大地拓展了平安城市視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，助力立體化治安防控體系建設(shè)。

　　城市管網(wǎng)。針對(duì)城市管網(wǎng)系統(tǒng)，以全面支撐電纜、光纜、油氣管道等管網(wǎng)系統(tǒng)的全生命周期管理及通道資源管理為目標(biāo)，面向規(guī)劃設(shè)計(jì)、輔助工程建設(shè)、運(yùn)維檢修、運(yùn)行監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)，基于專業(yè)城市管理地圖，提供管網(wǎng)系統(tǒng)精益化管理、數(shù)據(jù)采集入庫與管控、在線監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理和綜合狀態(tài)評(píng)價(jià)等應(yīng)用產(chǎn)品和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、業(yè)務(wù)管理流程化、數(shù)據(jù)源端唯一化、平臺(tái)應(yīng)用協(xié)同化、管理決策智能化，有力提升城市管網(wǎng)的精益化管理水平。

　　綠色低碳。以綠色低碳環(huán)保為目標(biāo)，創(chuàng)建以綠色機(jī)關(guān)、綜合能源、充電樁、電能替代、生態(tài)云等為特征的低碳城市，為政府、能源消費(fèi)者、能源運(yùn)營商、能源產(chǎn)品商，提供綠色、安全、經(jīng)濟(jì)、高效的能源服務(wù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)保局、氣象局、水利局、農(nóng)業(yè)局、林業(yè)局等單位生態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)文明建設(shè)管理工作“看得見、算得準(zhǔn)、管得住”。

　　三、關(guān)鍵技術(shù)

　　1、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

　　標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)和應(yīng)用需要貫穿城市超級(jí)APP應(yīng)用服務(wù)、運(yùn)維、管理的全過程。通過標(biāo)準(zhǔn)化，加強(qiáng)城市超級(jí)APP應(yīng)用服務(wù)的規(guī)范化，可以提高城市超級(jí)APP平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)的質(zhì)量，保證應(yīng)用服務(wù)的投資效益。通過開展標(biāo)準(zhǔn)化，加強(qiáng)管理的規(guī)范化，可以保障平臺(tái)上的應(yīng)用服務(wù)、運(yùn)維工作按照安全規(guī)范的流程有序地進(jìn)行，它是全面推動(dòng)各項(xiàng)工作的執(zhí)行依據(jù)。

　　2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

　　物聯(lián)網(wǎng)是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于智能交通、智能建筑、定位導(dǎo)航、物流管理、數(shù)字醫(yī)療等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計(jì)算、模式識(shí)別等各種智能技術(shù)，擴(kuò)充其在智慧城市的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　3、云計(jì)算技術(shù)

　　云計(jì)算是一種基于網(wǎng)絡(luò)的、面向服務(wù)的計(jì)算新模式。它融合與發(fā)展了虛擬化、網(wǎng)絡(luò)，面向服務(wù)高效能計(jì)算和智能科學(xué)等新興信息技術(shù)，將各類計(jì)算資源虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)成虛擬化計(jì)算資源的服務(wù)云池，并進(jìn)行統(tǒng)一的、集中的高效管理和經(jīng)營，使用戶通過云端就能隨時(shí)按需獲取計(jì)算資源服務(wù)，完成高效、低耗、低成本的計(jì)算活動(dòng)。

　　4、大數(shù)據(jù)技術(shù)

　　大數(shù)據(jù)是一種規(guī)模大到在獲取、存儲(chǔ)、管理、分析方面大大超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價(jià)值密度低四大特征。通過提升改造智能分析決策平臺(tái)，完善分析建模、模型運(yùn)行、模型發(fā)布等能力，增加對(duì)大數(shù)據(jù)分布式計(jì)算的支持，滿足實(shí)時(shí)、離線應(yīng)用的分析挖掘需求，為智慧城市的分析決策應(yīng)用構(gòu)建提供基礎(chǔ)平臺(tái)支撐。大數(shù)據(jù)體系架構(gòu)圖如圖2所示。

　　5、微服務(wù)架構(gòu)模式

　　城市超級(jí)APP的系統(tǒng)架構(gòu)整體采用微服務(wù)架構(gòu)模式。這種微服務(wù)架構(gòu)模式支持以服務(wù)構(gòu)建應(yīng)用。把小的服務(wù)開發(fā)成單一應(yīng)用的形式，每個(gè)應(yīng)用運(yùn)行在單一的進(jìn)程中，并使用HTTP/REST輕量級(jí)的API。微服務(wù)架構(gòu)模式給采用單體式編碼方式很難實(shí)現(xiàn)的功能提供模塊化的解決方案，因此，單個(gè)服務(wù)很容易開發(fā)、理解和維護(hù)。每個(gè)微服務(wù)具有獨(dú)立的部署，不再需要協(xié)調(diào)其它服務(wù)部署對(duì)本服務(wù)的影響，并且每個(gè)服務(wù)可以獨(dú)立擴(kuò)展。

　　6、HTML5

　　HTML5賦予網(wǎng)頁更好的意義和結(jié)構(gòu)。更加豐富的標(biāo)簽將隨著對(duì)RDFa的微數(shù)據(jù)與微格式等方面的支持，構(gòu)建對(duì)程序、對(duì)用戶都更有價(jià)值的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的 Web?；贖TML5開發(fā)的網(wǎng)頁APP擁有更短的啟動(dòng)時(shí)間，更快的聯(lián)網(wǎng)速度，這些全得益于HTML5 AppCache，以及本地存儲(chǔ)功能。HTML5擁有更有效的服務(wù)器推送技術(shù)，更有效的連接工作效率，使得基于頁面的實(shí)時(shí)聊天，更快速的網(wǎng)頁體驗(yàn)，更優(yōu)化的在線交流得到實(shí)現(xiàn)。

　　四、結(jié)論

　　圍繞“優(yōu)政、惠民、興業(yè)”的總體工作目標(biāo)，堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，按照“統(tǒng)一平臺(tái)、綜合功能、面向大眾、優(yōu)政便民”的思路，各級(jí)地方政府正逐步依托當(dāng)?shù)氐脑朴?jì)算中心和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，打破數(shù)據(jù)孤島，充分融合共享各委辦局的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，全力打造智慧城市超級(jí)APP，涵蓋信息發(fā)布、政務(wù)公開、交通出行、醫(yī)療衛(wèi)生、就業(yè)服務(wù)、社會(huì)保障、便民查詢等功能，滿足城市市民足不出戶即可完成日常生活相關(guān)的查詢、繳費(fèi)、辦事、投訴等需求，同時(shí)將眾多政務(wù)應(yīng)用吸納整合為一體，創(chuàng)新服務(wù)模式，打造一個(gè)全天候一站式公眾服務(wù)平臺(tái)，目標(biāo)是用一個(gè)手機(jī)APP即可暢享所有城市服務(wù)。

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