基于大数据技术的智慧城市管理平台设计研究

郑武积 李灵 周心宁 王美子 潘海华

大数据技术属于信息技术范畴。信息技术主要是对信息的处理及管理，大数据技术则是对数据资源的开发与利用，包括分布式数据采集、存储、管理、分析、挖掘，以及数据检索与可视化展示等技术。智慧城市管理平台基于信息技术开发，具有生产数据的能力，在设计中遵循《网络安全法》等法律及规范，结合运用大数据技术，以整合数据，开发数据，利用数据，为智慧城市管理提供数据分析和决策支撑，加快城市管理的智慧化进程。

大数据技术在社会各个领域中得到了充分的应用，尤其有助于政府部门服务质量、管理效率、决策反应速度及准确性的提升。在信息化时代，政府部门积极推动智慧城市建设，提高公共服务的数字化水平。而智慧城市管理平台设计与大数据技术的结合，将智慧城市管理当做一个有机体，可以整合城市大数据，最大化地开发、科学化地利用大数据，增强城市管理的韧性与柔性。

一、基于大数据技术设计智慧城市管理平台的关键要点

（一）提供数据分析及决策支撑

智慧城市管理以新一代信息技术为基础，在其运行过程中必然会形成大数据，为此，应更好地应用大数据——通过收集、汇总、分析大数据，挖掘数据的潜在价值，为智慧城市管理决策提供全面、精准的决策支撑，提高管理决策的质量，确保城市管理的科学性与前瞻性。比如，管理者在智慧城市交通管理模块设计时，可对交通数据进行实时的分析与挖掘，确定城市交通管理中存在的风险隐患及问题，然后制定针对性的解决对策。在发生紧急事件、交通事故时，平台可依托交通大数据加快反应决策的速度，监测收集卫星导航数据、车流量数据、人流量数据等，实时分析并反馈交通运行状况，预测交通拥堵出现的时间与路段，帮助管理者及时做出交通疏导的决策反应。

（二）整合城市大數据资源

智慧城市管理生成的大数据具有很好的利用价值，是城市宝贵的资产。随着城市规模逐步扩大、城市人口逐渐增加、城市构成愈发复杂，传统的按条块分工模式已无法满足城市的管理与运营。城市精细化治理需要依靠全面的分析与科学的决策才可持续，只有大数据对城市运行产生的数据进行充分理解与分析，才可高效支撑城市的有序运行。大数据已逐步成为智慧城市的信息化基础设施之一，是数据驱动下的智慧城市的重要组成部分。从智慧城市管理的角度来看，已经分成人口数据、法人数据、地理信息数据、经济运行数据、城市政务数据、城市交通数据、城市环保数据等类别。这些数据真实完整地记录智慧城市管理的历史及管理的过程，可用于城市信息公共基础设施的建设。在管理平台设计中，围绕智慧城市管理大数据，打造出相应的专题库，面向全社会开放，可为各行各业提供信息服务。大数据技术在社区治理中的运用一例：通过专门开发智能法律服务小程序，整合现行的法规制度、司法解释、相关案例等，可以为社区居民提供普法宣传、线上咨询、检索查阅等服务。其中的AI智能线上咨询模块已有应用实例：用户在该模块通过文字或语音输入咨询法律问题，AI则自动检索、匹配用户咨询的问题。例如，当客户咨询劳动纠纷问题时，AI会为用户提供劳动法相关条款、相关判例、司法解释等信息；用户根据自身所需查阅信息，获取法律援助，做出相应的决策或是确定解决劳动纠纷的途径。大数据技术发挥出了智慧城市信息资产的最大价值，使智慧城市管理用数据说话，基于大数据分析做出决策，实现智慧城市的数字化、精细化管理。

（三）可视化大数据

大数据技术在智慧城市管理平台设计中的应用，需要实现大数据的应用价值，在管理平台的应用层设计中，基于标准规范，实现大数据的共享及可视化。采用人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术的网络平台，围绕城市公共安全、经济运行、交通出行、产业发展、民生服务、人居环境、政务建设需求，与城市运营核心系统进行对接，共享数据信息，可以消除政府职能部门之间的信息壁垒，对城市运行主要指标数据进行实时监测，使城市管理突破时空的限制，打造出各部门协同联动的政府公共治理模式，推动城市运营管理全面的提速增效。通过数据的收集、加工、挖掘等，平台软件将大数据转化为图形、图表、曲线等，利用屏幕可视化、直观化、形象化的展示出来，可以准确地传达数据分析结果，为城市不同层级的管理者提供个性化视图，为智慧城市管理提供最佳的大数据解决方案。

（四）智慧城市评估指标大数据

综合评价一个城市智慧离不开可客观量化评估指标体系的设计。智慧城市综合评价是一项十分复杂的工作，对城市规划、建设和管理有无可替代的指导作用。平台设计者们运用层次分析方法，从众多的可评价指标群中筛选、归纳出“智慧城市综合评价指标体系”，明确建立该体系的条件、构成及计量方法。

平台须设置智慧基础评估指标、智慧城市规划设计指标、智慧决策指标和智慧城市评估指标。随着城市的发展，指标问题已程度不同地影响到规划应用研究向定量化的纵深发展。需要做的关键工作包括：整理、筛选、充实和完善现有的指标，统一统计口径，加强指标市场管理；为设计、规划、管理、决策、评价，及其基础统计建立相应的指标体系。由此，平台能够比较全面、真实地反映城市智慧社会的全貌，帮助管理者衡量城市发展的轻重缓急，评估城市规划方案的优劣取舍，实现城市发展的可查性和可比性。

二、基于大数据技术的智慧城市管理平台设计

（一）管理平台设计技术路线

智慧城市管理平台设计需要运用大数据的核心技术，主要包括数据采集、数据预处理、分布式存储、数据仓库、机器学习等。在智慧城市管理平台设计中，大数据处理框架主要包括数据采集与预处理、数据存储、数据清洗、数据查询分析和数据可视化。基于此，以智慧城市管理的顶层视角统筹规划设计，平台实现了政务数据资源、社会经济数据资源、社会各领域大数据资源的整合，并统一了数据标准及数据共享口径，打造出“强度整合、高度共享、深度应用”的统一数据中心，完成了数据的梳理、采集、入库，为数据的开发利用夯实了根基，实现了智慧城市管理各参与主体之间数据平台的共建、共享。

（二）管理平台规划设计

以大数据技术应用为核心进行的智慧城市管理平台设计，从需求出发，全面盘活资源，建立了大数据管理与应用的体系与规范。究其要点，首先是要做好顶层应用层与底层基础设施的规划设计，为管理平台高质、高效建设与运营打好基础。其次是要专门建立智慧城市大数据管理平台，集约化、一体化管理城市大数据，为应用层及支撑层奠定数据质量基础。再次是要强健管理平台支撑体系，整合平台数据资源、服务、功能、应用，基于智慧城市服务总线，统一数据、接口，实现平台各个功能模块、各个层面的数据与资源共享。最后，还要实现智慧城市平台的安全管理——平台设计、建设、运行、维护等环节，应建立在信息安全基础上，遵循《网络安全法》、《网络产品和服务安全审查办法（试行）》等相关法律法规的要求，提高平台服务安全可控水平；定期维护升级平台，做好供应商及服务商的审查及存档记录；在平台设计中引进有效的网络安全技术与防护设备，建立安全管理制度及网络安全主动防御体系。平台规划设计架构如图1所示。

（三）平臺总体技术架构

智慧城市管理平台基于大数据技术搭建平台总体的技术架构，底层基础设施有云计算平台、网络环境（政务外网与互联网）、安全防护系统等，利用云服务提供商的资源、服务、技术等夯实基础架构，保障管理平台的稳定可靠运行。平台基于基础设施搭建数据汇集与数据交互的数据层，具体如图2所示。数据管理采用模型管理、元数据管理、质量管理。在数据交换管理层面，则采取桥接管理、前置管理及传输管理。管理平台设计应立足于标准化，包括了应用层的标准规范、支持层的基础标准规范、数据层的开放与共享规范，以及底层基础设施的应用服务规范等。基于智慧城市服务总线设计支撑层，完成服务功能与开发工具的设计，实现服务管理、目录管理、服务注册及服务监控，为应用层运行提供技术与平台支撑。应用层利用服务总线与支撑层建立连接，用户可在应用平台上通过统一的身份验证登陆门户或平台，获取相应的服务及使用权限。为了确保投入使用后的运行安全，平台设计了运维监控模块，按照《网络安全法》的要求，统一用户认证，进行运维监控、数据资源监控及服务与应用监控；又设计了全面实时运维监控机制，保证管理平台的运行安全；还在平台安全层面，从网络安全、系统安全、数据安全三个方面入手，建立完善的安全管理制度，引进当下最新的病毒及攻击识别技术、安全设备、专业的防毒软件等，构建主动防御机制，保证系统及数据存储、传输、利用的安全。

在智慧城市管理平台设计中，融入大数据技术打造出的智慧城市大数据管理平台，可以全面覆盖城市公共数据领域，实现城市大数据最大化的利用，为城市管理决策提供可靠的数据支撑，达到提高城市管理智慧化、数字化、信息化水平的目的。平台还可为政府部门、大中小企业、社会大众等提供实时的数据信息服务，充分发挥城市信息资产的价值，夯实智慧城市科学化管理的根基，逐步形成“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的智慧城市建设新模式。

作者单位：郑武积 中国移动温州分公司；李灵 中国电信股份有限公司杭州分公司；周心宁 悉尼大学法学院王美子 杭州鸿雁电器有限公司；潘海华 杭州万国软宝信息科技有限公司