探究智慧城市系統(tǒng)工程與架構(gòu)

稅茂

摘 要：隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的逐步成熟，智慧城市系統(tǒng)已經(jīng)成為國(guó)家未來(lái)城市發(fā)展建設(shè)中核心目標(biāo)。智慧城市中往往包含了多個(gè)子系統(tǒng)，相對(duì)比較復(fù)雜，架構(gòu)過(guò)程需要處理較多的信息技術(shù)問(wèn)題。本文將會(huì)對(duì)智慧城市的基本特征進(jìn)行簡(jiǎn)要闡釋，在此基礎(chǔ)上對(duì)智慧城市系統(tǒng)工程與架構(gòu)進(jìn)行論述。期望通過(guò)本文的論述能夠進(jìn)一步推動(dòng)智慧系統(tǒng)的完善。

關(guān)鍵詞：智慧城市；電子信息工程；系統(tǒng)架構(gòu)

隨著現(xiàn)代城市的快速發(fā)展，智慧城市已經(jīng)成為城市規(guī)劃建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，依托于智慧城市的建設(shè)，能夠滿足于城市中政府、管理、民生、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域。在智慧城市建設(shè)過(guò)程中，其需要依托于電子信息技術(shù)以及其他交叉學(xué)科技術(shù)作為支撐，如其中融合了現(xiàn)代云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無(wú)線痛心等高薪科技，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)城市信息的采集與處理、依托于智慧技術(shù)能夠?qū)Τ鞘械诹h(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、自然資源、社會(huì)資源等等，進(jìn)行數(shù)字化的處理，并且能夠通過(guò)智慧城市大平臺(tái)和大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)、優(yōu)化、管理、展現(xiàn)、應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)城市綜合管理和公共服務(wù)信息的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享交換、業(yè)務(wù)功能協(xié)同。

1.智慧城市的概述與集成特征

智慧城市的建設(shè)重點(diǎn)一信息技術(shù)的應(yīng)用作為主要依托，完善復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性的大型生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造，他的構(gòu)建離不開城市內(nèi)部資源、數(shù)據(jù)的整合機(jī)處理。基于智慧城市系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)，并且能夠進(jìn)一步的推動(dòng)城市的智能化管理。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，智慧城市的建設(shè)本身就是城市化與信息化的融合，是城市信息化發(fā)展的頂端產(chǎn)物。智慧城市的本質(zhì)特征主要包括：

1.1在智慧城市系統(tǒng)管理中，信息隨處可見(jiàn)，比如城市的交通擁堵信息，地理環(huán)境信息、人流量信息等等，基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)所建立的信息架構(gòu)，能夠?yàn)槌鞘泄芾碚咛峁└鞣N所需的信息，由此能夠進(jìn)一步的提高城市管理的科學(xué)化水平，同時(shí)由于能夠通過(guò)智慧城市系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)城市信息采集，并且快速的做出決策，因此也能夠進(jìn)一步的提高城市的管理效率。

1.2智慧城市所實(shí)現(xiàn)的是以系統(tǒng)融合為主，實(shí)現(xiàn)各個(gè)城市中運(yùn)行系統(tǒng)的協(xié)同工作，從而能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)服務(wù)與管理城市的目標(biāo)。在智慧城市的架構(gòu)下，各個(gè)城市之間的聯(lián)系與溝通將會(huì)變得更為方便，其可以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市與城市之間的協(xié)調(diào)開發(fā)。

1.3智慧城市建設(shè)下能夠推動(dòng)城市內(nèi)資源的集約化發(fā)展，當(dāng)前，各個(gè)城市在發(fā)展過(guò)程中基本上都在遵循于平衡城市內(nèi)部資源的分配，對(duì)城市內(nèi)部各種資源要素進(jìn)行優(yōu)化配置，最終實(shí)現(xiàn)資源的均衡化發(fā)展，從而推動(dòng)城市的可持續(xù)發(fā)展。

2、智慧城市的系統(tǒng)工程架構(gòu)方式

智慧城市的規(guī)劃與建設(shè)需要以信息技術(shù)作為主要支撐，因此，在智慧城市系統(tǒng)工程中，信息平臺(tái)的構(gòu)筑非常重要，本文將會(huì)以當(dāng)前較為流行的開源框架作為基礎(chǔ)，運(yùn)用 J2EE 技術(shù)體系開發(fā)信息平臺(tái)的服務(wù)端，實(shí)現(xiàn) Web GIS 地圖數(shù)據(jù)的顯示與處理，并利用 Web Services 作為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的通信與操作。本文所提出的智慧城市信息平臺(tái)依托 Web GIS 和 Mobile GIS，從而能夠?qū)崿F(xiàn)地理數(shù)據(jù)的互通與共享，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)城市建設(shè)規(guī)劃有關(guān)的市政對(duì)象進(jìn)行有效管理。本文所建立的智慧城市信息平臺(tái)，除了能夠?qū)IS進(jìn)行相關(guān)操作之外，還包括業(yè)務(wù)邏輯處理。

2.1服務(wù)端設(shè)計(jì)，在本文所構(gòu)筑的智慧城市信息平臺(tái)中，元數(shù)據(jù)引擎是服務(wù)器端，其中可以區(qū)分為下面幾個(gè)模塊：市政地圖服務(wù)模塊、市政對(duì)象定義與屬性動(dòng)態(tài)配置模塊、計(jì)劃項(xiàng)目管理模塊、系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊等等，服務(wù)器利用一個(gè) Web GIS 端與四個(gè)客戶端，分別為 Auto CAD、Mobile GIS、Bentley 及 Arc GIS 實(shí)現(xiàn)綜合性操作，客戶端通過(guò)平臺(tái)所提供的接口，能使相關(guān)人員對(duì)客戶端進(jìn)行二次開發(fā)，借助網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)端實(shí)現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)的分享與傳輸，從而能夠促使不同功能模塊進(jìn)行協(xié)同運(yùn)行。

2.2移動(dòng)終端（MT）的設(shè)計(jì)，在智能城市信息平臺(tái)中，移動(dòng)終端是非常重要的設(shè)計(jì)部分，其需要由服務(wù)端提供Web Services 接口，可供 MT 通過(guò)無(wú)線或互聯(lián)網(wǎng)調(diào)用，進(jìn)而獲取信息平臺(tái)的信息。其可以將終端安裝在手機(jī)等移動(dòng)智能身上，基于移動(dòng)巡檢的方式，實(shí)現(xiàn)地理信息以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的獲取，并且能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)自動(dòng)回傳到移動(dòng)數(shù)據(jù)平臺(tái)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式為GML格式，其能夠在地圖上將所需要獲取的信息進(jìn)行呈現(xiàn)，并且能夠?yàn)槭褂谜咛峁┛梢暬牡乩韺?duì)象巡檢。

2.3語(yǔ)義緩存，當(dāng)移動(dòng)終端對(duì)所需求的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之后，其能夠?qū)⑦@部分信息即時(shí)的傳輸給信息平臺(tái)，終端需要持續(xù)的訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此，當(dāng)移動(dòng)終端發(fā)出數(shù)據(jù)查詢指令之后，它會(huì)被科學(xué)的拆分成試探和剩余查詢兩個(gè)部分，在客戶端上將這兩部分查詢結(jié)構(gòu)進(jìn)行融合之后，就能夠出現(xiàn)完善的結(jié)果集。為了能夠讓對(duì)象管理的流程進(jìn)一步的簡(jiǎn)便、高效，此時(shí)引用語(yǔ)義緩存的方式，并由此實(shí)現(xiàn)對(duì)查詢結(jié)果的拓展，從而就不需要再次創(chuàng)建類屬性對(duì)象.

2.4漸進(jìn)傳輸，本文所構(gòu)建的智慧城市信息平臺(tái)，主要包含了如下拓?fù)鋽?shù)據(jù)集測(cè)試，建筑、街路和綠地，為了能夠更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)不同圖層內(nèi)空間對(duì)象管理，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)選擇一種幾何類型予以呈現(xiàn)，從而能夠確保更加清晰的看到漸進(jìn)傳輸效果。舉例來(lái)說(shuō)，以道路類型為例，漸進(jìn)式傳輸過(guò)程如下：移動(dòng)終端安裝到相應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備之后，巡檢人員可以帶著移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行移動(dòng)巡檢，其可以借助電子地圖對(duì)自己當(dāng)前所處的位置以及前進(jìn)方向進(jìn)行確定。移動(dòng)端會(huì)對(duì) GPS 數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集與接收，接收信息之后，移動(dòng)端會(huì)通過(guò)改進(jìn)算法的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器；服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)之后，會(huì)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)篩選與提取，當(dāng)平臺(tái)用戶完成分析后，再將結(jié)果回傳給移動(dòng)端；當(dāng)移動(dòng)端得到新的巡檢信息后，會(huì)實(shí)現(xiàn)信息同步，并顯示當(dāng)前巡檢人員的實(shí)際位置，電子地圖則會(huì)隨著 GPS 位置的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)刷新。

3、總結(jié)

智慧城市對(duì)于城市管理效率的提升以及城市治理都具有重要的價(jià)值，智慧城市在建設(shè)過(guò)程中需要重點(diǎn)依托信息技術(shù)。當(dāng)前我國(guó)智慧城市的建設(shè)還處于摸索階段，未來(lái)隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，還存在很多的技術(shù)改善。從社會(huì)發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，智慧城市建設(shè)強(qiáng)調(diào)通過(guò)價(jià)值創(chuàng)造和以人為本的協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的全面可持續(xù)發(fā)展。智慧城市的建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的戰(zhàn)略性工程，目前我國(guó)在智慧城市信息技術(shù)方面仍然存在一定的提升空間。因此，在未來(lái)一段時(shí)期，對(duì)于智慧城市的發(fā)展應(yīng)該更深度的進(jìn)行研究，在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷完善和創(chuàng)新，借此來(lái)推動(dòng)智慧城市的發(fā)展。