智慧城管系統建設總體架構研究

蘇燕濤 周 全 劉宗玥 陳 潔

哈爾濱航天恒星數據系統科技有限公司，黑龍江哈爾濱 150028

隨著社會發展和人民生活水平的提高，市民對城市管理的訴求不斷提升，民生問題亟需解決，城市運營與服務水平亟待提高[1]。在歷經十幾年的數字城管建設發展歷程后，伴隨著城市管理水平的需求提升，數字城管逐步向智慧城管升級。如何利用智慧手段，創新管理模式，更好地服務和改善民生，打造“響應更及時、手段更先進、覆蓋更全面”的智慧城管，是城市管理部門面臨的巨大挑戰和重大機遇[2]。

智慧城管作為智慧城市建設的組成部分，是將云計算、數據分析、物聯網與數據挖掘等新一代信息技術充分利用的體現，通過集信息的獲取、處理、決策、指揮、聯動、督辦、調度等多位一體的全覆蓋、全流程綜合性城市管理平臺。通過城市管理過程、管理要素、管理決策的全面智慧化，實現城市管理對象與服務對象的高度整合，達到城市管理范式轉變為監管與服務并重范式[3]。

針對當前數字城管向智慧城管轉型的關鍵時期，本文介紹了一種智慧城管總體設計方案。通過詳細介紹智慧城管的總體架構及系統組成，以及在此基礎上的業務平臺建設，為城市管理方式方法改進提供建設思路。

1 智慧城管建設需求起源

我國城市管理數字化建設階段已基本完成，智慧城管的出現有其一定的必然性。伴隨著新型智慧城市建設，城市發展要求、產業升級要求、政府轉型要求、技術進步都極大地促進了智慧城管的建設。

1.1 城市發展要求智慧城管建設

隨著城市人口不斷膨脹，“城市病”成為困擾各個城市建設與管理的首要難題，資源短缺、環境污染、交通擁堵、安全隱患等問題日益突出，為了破解“城市病”困局，智慧管理問題顯得尤為重要[4]。城市管理是一個涵蓋城市經濟、社會、生態、人文的復雜系統工程。城市管理橫向上涉及交通、安監、規劃、建設、城管等外部部門，還涉及道橋、園林、環衛、市容、執法等內部部門，以及市、區、街道、社區等縱向部門，在管理內容上包括執法、治理、養護、設計、保潔、應急等內容。而隨著城市化進程的不斷加快、管理范圍的不斷擴展，城市問題的數量和復雜性都大大增加，給城市管理帶來了巨大的挑戰，亟需通過智慧城管的建設解決城市發展過程中的遇到城市管理問題。

1.2 產業升級促進智慧城管建設

產業發展與城市發展之間存在共性規律，每個城市的生產力布局應該順應這些規律，而不是千篇一律的的追求同樣的發展道路、同樣的產業升級方向[5]。城市管理作為與城市發展息息相關的部分，與產業發展發生相互作用，來促進新型特色城市的形成，從而帶動城市產業發展。

我國的城管部門建制最早出現于1997年，那時正是信息產業的大發展時期，信息技術第一次運用于城市管理。2005年，北京東城區率先實施以網格為基礎的信息化城市管理方式，經過近十余年的發展，已經較為成熟，信息技術已成為城市管理最重要的工具與手段[6]。如今的智慧城管則是信息產業與城市管理在更為成熟的環境下融合的產物。

1.3 政府轉型推動智慧城管建設

隨著經濟發展能力的持續提升，人民生活水平的日益提高，各項需求也變得多樣化，城市管理環境也在隨著經濟的增長變得多樣化，對城市管理模式與手段也提出了更高的要求與挑戰，中國城市在逐步城市化的過程中，城市中心非常集中，變得愈加擁擠；城鄉結合部分，人員密集，基礎服務落后，農村地區耕地逐步縮減，人口不斷向城市中心涌入。如何將城市中心的作用發揮好，在不影響城市發展效率的情況下健康引導城鄉同步發展，實現全社會公平，這些棘手問題迫使著城市管理模式的轉變與城市管理部門的轉型，需要對城市管理目標、內容與機制進行新的界定。

1.4 技術進步支撐智慧城管建設

由數字城管建設到智慧城管建設是信息技術發展的必然。伴隨著城市管理的不同問題日益凸顯，迫切需要將大、物、移、云等新技術融合入智慧城管的建設中，努力推進 “智慧城管”的建設，實現城市各類資源的高度共享、各業務單元的協同聯動、快速反應和精確管理[7]。

2 智慧城管系統總體設計

2.1 總體架構

智慧城管建設的總體架構分為城市管理信息采集網絡、虛擬化軟硬件設施、智慧城管數據云中心以及城管綜合應用四層?？傮w架構如圖1所示。

圖1 智慧城管系統總體架構

城市管理信息采集網絡。城市管理信息采集網絡主要通過北斗/GPS、RFID電子標簽、視頻監控、12319微信、12319熱線、衛星遙感、衛星通信等對地觀測手段，實現城市管理要素的位置信息、狀態信息、視頻信息及人力信息的采集，信息采集網絡采集的數據匯總到智慧城管數據云中心，實現數據共享。

虛擬化軟硬件設施。通過對現有存儲、計算、安全等硬件設施的虛擬化部署，形成可統一管理分配的計算和存儲資源池，系統用戶可通過虛擬化資源配置分配相應資源，通過“云終端”按需獲取動態資源及虛擬計算資源。

智慧城管數據云中心。數據是智慧城管平臺的核心，將局屬各行業辦、區、縣的城市管理異構數據進行接入、匯交和整合構建統一的城管專題數據庫，形成完整全面的城管業務專題數據標準，為城市管理部門信息共享和業務協同發展提供數據支撐。同時打通其他政府部門、企事業單位、社會公眾數據通道，實現公共信息、地理信息、城管專題和業務運行四大數據庫融合應用，消除各行業間的信息孤島，實現統一的數據源及統一的數據出口。

城管綜合應用。面向城市管理部門各項基礎業務和后期擴展業務需要，設計包括數據分析及考核評價、綜合指揮、運維管理、業務管理、移動辦公、公眾互動等6個應用平臺。

2.2 智慧城管系統方案

2.2.1 城市管理信息采集網絡

（1）位置信息采集。通過北斗/GPS功能定位，實現對環衛車輛、執法人員、巡查人員、處置人員等的實時位置采集，配合作業車輛管理子系統、網格管理APP，實現城市作業車輛、執法人員、巡查人員、處置人員的位置信息管理，輔助環衛辦、執法督察處等日常城市管理工作。

（2）狀態信息采集。通過噪音、揚塵等儀器設備，獲取城市環境狀態信息，實現對城市噪音、特殊地點揚塵等數據指標的監測；通過RFID技術實時采集井蓋位置信息，通過高分遙感衛星定期采集違章違建信息，為城市執法工作提供有力的數據支撐。

（3）視頻信息采集。通過視頻攝像頭實現城市管理問題信息的采集，實時監控城市重點區域的城市管理狀況。視頻數據回傳中心，由云數據中心視頻監控系統自動識別問題，實現問題直接派發，網格內處置人員依托移動辦公平臺實現扁平化響應。

（4）人力信息采集。人力感知主要利用城管監督員、 義工、社會公眾等人員，利用移動辦公APP、12319公共服務平臺等手段，人工獲取城市管理問題信息。

2.2.2 智慧城管數據云中心

2.2.2.1 數據融合及建庫

通過將局屬各行業辦、區、縣的城市管理異構數據進行接入、匯交和整合，構建統一的城管專題數據庫，形成完整全面的城管業務專題數據標準，為城市管理部門信息共享和業務協同發展提供數據支撐。同時打通其他政府部門、企事業單位、社會公眾數據通道，實現公共信息、地理信息、城管專題和業務運行四大數據庫融合應用，消除各行業間的信息孤島，實現統一的數據源及統一的數據出口，為各行業系統的分析應用與輔助決策提供數據保障。

（1）公共信息數據庫。建立人口、法人信息數據庫，接入臨街商戶、占道經營商販及城市管理相關人員、相關企業的信譽信息、房產信息、企業組織機構代碼、法人、處罰信息、繳稅信息等。

（2）地理信息數據庫。建立包含城市設施、交通、環境、綠化、房屋與土地的位置、物理屬性與管理屬性的地上設施信息數據；包含排水、供水、燃氣、熱力、電力、通信、工業管線的位置、材質、深度等地下管線信息數據；包含人防工程設施、設備、物資的地下人防信息數據及城市地名地址、高程、數字柵格與數字劃線地圖的基礎地理信息數據，形成完整的城市地理信息數據庫，為所有城市管理職能部門提供統一的空間定位和空間分析的地理單元。

（3）城管專題數據庫。建立涵蓋城市管理的市容、廣告、施工、秩序、突發問題的事件數據庫；整合局內各部門依據統一劃分原則形成的單元網格數據；融合規劃、建設與城管自有的行政許可數據；涵蓋法規類型、違反條款、處罰依據、描述說明、處罰尺度、案由簡稱的法律法規數據，形成城市管理專題數據庫。

（4）業務運行數據庫。建立城市運行過程中反映城市管理問題的各種圖片、文字、語音、位置等數據的數據庫，以及伴隨不同案件處置過程中的處置狀態、處置表格、督察信息和組織框架等信息的數據庫和用于評價問題處置效果和效率的評價模式、評價指標等數據庫，構建完善的城市管理業務運行數據，建立完善的城市管理監督機制。

2.2.2.2 智慧城管云平臺

智慧城管云平臺是智慧城管系統的計算中心和服務中心，由虛擬化與云運算技術，將系統物理服務器與存儲交換設備虛擬為系統底層的計算、存儲與網絡資源池，為上層各個業務平臺提供運算與存儲支撐。由智慧城管云平臺的大數據存儲、交換、挖掘等處理技術，實現城市管理部門在政務與涉及企業和社會成員間的各級應用平臺的業務系統的信息互聯互通與數據共享，從而促使各管理部門與社會企業、公眾之間信息數據的協同開發與共享利用，全面支撐大城管各項業務建設工作。

2.2.3 智慧城管綜合應用

（1）數據分析及考核評價平臺。以歷史數據和現實數據為基礎，覆蓋各級城市管理部門和所有行業辦，通過特殊管理問題的智能分析和預警算法，進行對應模型建立，由不斷豐富完善的模型算法，實現對特定行業難點、熱點問題的提前預警與專題分析，并形成輔助決策意見建議，構建全面的精細化科學分析與考評體系。在政策制定、工作規劃、日常管理、應急指揮等多個方面協助各級管理者更加高效的進行工作部署及決策。

（2）綜合指揮平臺。圍繞梳理市、區、街道、社區四級責任清單，以二三維GIS數據為基礎，構建基于二三維GIS的監督指揮體系，實時對重大案件、網格人員工作、執法督察情況進行的扁平化綜合調度。以協同工作為核心，覆蓋責任人員監管、執法督察管理、應急救援等涉及跨部門、跨區域綜合指揮工作，輔助以城市虛擬仿真、大屏幕展示，使各級指揮人員更直觀、更智能的進行綜合指揮。

（3）業務管理平臺。業務管理平臺以云數據中心為抓手，整合并優化城市現有視頻、車輛、人力資源信息，推進道橋監測、井蓋監管等業務應用，充分共享城市管理部門信息資源，梳理整合各業務流程，全面覆蓋行政審批、市政監管、協同辦公等業務應用。以此為牽引，實現業務數據自動流轉，業務管理協同高效，真正做到“業務全覆蓋、數據全貫通、資源全管理、流程全自動”，全面實現城市管理業務的信息化、標準化、規范化。

（4）移動辦公平臺。針對不同層級和不同部門的用戶，實現主要業務在移動客戶端的處理應用，根據不同的用戶權限分配不同的功能。重點建設移動督辦子系統和智慧城管網格管理子系統，優化發現—處置—核查—反饋—統計—分析的工作流程，實現工作效果可記錄、可追蹤、可查詢、可評價，實現辦公由PC端向移動端遷移。

（5）公共服務平臺。公共服務平臺充分融合APP、微信、電話等多種載體，整合城市部事件、實景地圖、興趣點、城管新聞等各類城市管理信息與服務，為公眾提供全方位的人性化公共服務內容及服務窗口，實現主動化的城市管理服務，轉變傳統的為管理而管理、為服務而服務的工作模式，真正實現人民的城市人民管，人民的城管為人民。

（6）運維管理平臺。智慧城管涉及系統較多，內部數據流轉復雜，為避免重復建設，采用統一運維管理、統一安全防御的設計思想，建設運維管理平臺。從“數據、流程、權限、用戶”四個角度對智慧城管平臺進行管理，保證系統穩定運行；從“全面掃描、自動審計、安全策略、防御壁壘”四個方面對其實行安全防護，保證智慧城管數據安全、設備安全、網絡安全及軟件安全。

3 結語

智慧城管不僅是城市發展建設的內在需要，更是創新城市管理方式，實現城市管理跨越式發展的良好機遇，它的建設是順應國家對新形式下城市管理的方針政策，通過本文的智慧城管系統總體架構設計，為城市管理部門對現有信息化系統升級提檔樹立指導性標桿。