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智慧城市背景下管理信息系统在城市基础设施中的应用研究

分类:建筑师职称论文 时间:2020-02-27

  摘要:为构建智慧城市交通基础设施建设的信息化处理,确保智慧城市形成良好的可持续循环系统,借鉴银川市从管理模式、技术架构、监管方式等方面进行总结,针对管理信息系统在推动智慧城市发展中的促进作用进行分析,为更好地完成智慧城市的建设,满足智慧城市的独特性、多方协调等提供建议。

  关键词:智慧城市;管理信息系统;基础设施;信息化.

智慧城市背景下管理信息系统在城市基础设施中的应用研究

  1.引言

  智慧城市是最大程度使用互联互通的信息数据,在此基础上实现城市运营和控制以及优化配置有限资源的城市。IBM将智慧城市定义为能够充分运用互联网等新兴技术方式来监测、收集、分析城市运行系统的各种关键数据信息,从而对社会民生、环境保护、公安服务以及商业等的需求施行智能化的处理,创造更美好和健康的城市生活[1]。随着人类社会的不断发展,未来城市将承载越来越多的人口。目前,我国正处于城镇化加速发展的时期,部分地区“城市病”问题日益严峻。为解决城市发展难题,实现城市可持续发展,建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。研究整个城市数据的变现、流通和共享,是智慧城市在未来5-10年、10-20年实现生态闭环发展的根本和基础[2]。

  智慧城市更多的体现在更集约的基础设施建设方面。每增加一定人口,基础设施建设投资会随之增加,城市会面临巨大资金和建设压力;同时,过大城市会制约人口的增长,基础设施增长速度缓慢,与大城市规模不匹配,所以掌握合理的动态规模十分关键。

  管理信息系统以整体系统为出发点,对信息管理进行全方位的考虑,通过系统的统筹考虑可以实现企业内部各部门之间数据信息的共享使用,实现数据之间接口的兼容性,从而大大降低数据信息的冗余度。

  城市基础设施的建设和管理成效对于提高城市综合竞争力具有重要作用。城市基础设施集成化管理信息系统(developmentofurbaninfrastructureintegratedmanagementinformationsystem)不但是政府建设行政主管部门对城市基础设施管理的有效工具和手段,也能在很大程度上影响和改变政府建设行政主管部门对城市基础设施管理的理念、思想和组织[3]。对此,本文就银川市为例,剖析信息管理系统对智慧城市的推动作用。

  2.发展现状

  对城市基础设施用计算机进行集成化管理的研究工作在20世纪60年代起源于美国,开始阶段主要是建立道路和桥梁的管理系统,进入20世纪90年代以来,美国的一些研究人员开始用计算机与地理信息系统(GIS)相结合的方法对城市基础设施进行集成化管理的研究工作[4]。包括我国在内的许多国家如日本、德国、法国、瑞典、瑞士等国的研究人员,目前也在对城市基础设施的计算机管理进行研究,虽是朝集成化管理的方向发展,但主要还是以单项基础设施为研究对象,缺乏对城市基础设施进行综合的研究。

  投资难,财政难以持续投资;共享难,形成信息孤岛,难以做大数据分析;运营难,软硬件更新和人员培训不同步,形成功能落差等是完善信息化基础设施、打造智慧城市的关键阻碍[5],据国内机构测算,地级市的智慧城市前期投资在30亿元左右,后续维护运营的投入将超过上百亿元。银川是我国近年来智慧城市建设中的明星城市。经过多年建成“高速宽带、智能化、全覆盖”的智慧城市基础网络设施,走出了特色的智慧城市建设道路。

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  3.智慧城市管理信息系统功能设计

  (1)数据实时采集功能

  “智慧”表现为系统软件和硬件的结合,实现了对特定信息的及时收集和处理,所以,系统的信息分析和数据处理需要大量的数据作为支撑,而且这些数据必须及时收集、快速采集,否则缺乏时效性的信息难以保证系统做出及时的数据分析,或提供可执行的有效的指令和决策建议。

  (2)数据存储功能

  智慧城市管理信息系统需要实时收集信息,并通过大数据分析等多中复杂的分析方法实现对数据的处理,需要存储大量的数据。而且,由于数据分析过程效果要求较高,需要系统在数据分析过程中能够及时、快速、准确调用数据,所以对数据存储提出了更高的要求。

  (3)数据分析功能

  数据分析功能是系统的核心,对于满足城市管理决策人员和数据分析人员的数据分析和辅助决策功能至关重要,同时智能化的数据分析也是满足信息系统外部利益相关方需求。

  (4)信息传输功能

  数据传输主要是在系统各个模块内部进行的传输,信息传输牵扯到了系统与外部各个利益相关方之间的沟通,数据更多的是指机器与机器之间的,而牵扯到人之间的,虽然也有数据,但更侧重信息,侧重与具体情境和任务的结合[6]。同时要满足信息传输功能的基本要求,即及时性。能够满足协作部门对信息及时获取的需求、能够满足城市管理执法人员及时获取指令的需求、能够满足人民群众及时获得反馈以及相关通知的需求等。所以,系统信息传输已经不仅是系统内部硬件之间的需求,要能够满足与不同类型人员的交互,要考虑到不同人员接受信息、理解信息的能力和习惯,设计相应的交互界面,是对方能够准确、简单地获取相应的信息。

  (5)其他常规功能

  常规功能主要说明的是银川市城市管理信息系统与其他系统相同和类似的功能。例如安全管理功能、运维监控功能等。

  i.安全管理功能

  城市管理信息系统中的数据涉及到公明个人隐私,甚至城市秘密、商业秘密乃至国家秘密,所以系统信息的安全性至关重要,确保信息不泄露是关键的核心工作。同时,数据安全还包括了数据存储的可靠性,避免缺失、改变数据,确保后续工作的良好进行。因此,在数据安全方面需要做好黑客防御、防火防水等多项工作。做好安全域划分、系统安全接入、网络入侵监测、网络病毒防御等。

  ii.运营维护监控功能

  运营维护监控系统主要实现操作和维护工作。运营维护管理主要包括:拓扑管理、性能管理、网络资源管理、操作和维护工作顺序管理、系统自动监测等。其中,拓扑管理提供导航树和拓扑图的编辑和浏览;性能管理主要是对网络及网络单元进行性能监视和控制,分析网络单元状态和有效性,实现对网络的分析和规划,及时发现异常情况,以便于采取相应的管控蜡施;网络资源管理能够对资源使用超出规定要求的情况进行提前预警。

  4.城市管理信息系统的智慧化主要体现在

  (1)信息收集的智能化

  信息收集不再主要依赖人来完成。在需求分析中可以发现,各利益相关方需求的满足需要大量的基础数据作为支撑,而且对于数据的时效性、全面性、及时性、准确性具有较高的要求,这些通过基本的人工收集方式难以实现,需要借助互联网等技术进行实时、快速的信息收集。同时,信息收集的智能化还需要通过相关平台的构建激励相关人员自动发送信息,这些人员虽然不属于城市管理部口,但是对于城市管理的有关信息较为了解,如人民群众[7]。而依靠简单的鼓励等方式的效果可靠性难以保证,需要基于相关技术构建平台,并结合相关的制度。

  (2)信息识别的智能化

  当前信息形式多样,在网络发达、终端便利的条件下,早已实现了文字、图片、音频、视频等多重信息的传输。面对如此海量的信息,传统的信息系统已经不能够实现对这些信息的自动处理,需要相关文字语义识别技术和图片、音频、视频处理识别技术,实现对这些形式的数据进行自动化的处理和识别。智能化在现有条件下不能完全实现,需要设计相关的人机交互机制,从半智能化到智能化过度。

  (3)信息处理的智能化

  传统信息系统的信息处理需要相关人员的操作完成,在这个过程中往往也是以人为主,尽管当前不少系统也具有自动处理的功能,但是整体的规则和过程还是较为单一,是具有明确的目标的。而智慧城市管理信息系统,面对海量的数据需要自动分析和处理,很多时候在处理和分析的时候没有明确的目标,在处理的过程中不断发现规律和结论。所以,在智能化处理过程中需要用到大量信息处理技术,结合大数据进行数据挖掘和分析处理。

  (4)信息发布的智能化

  传统的信息系统往往不具有信息大量发布、自动发布的功能,其信息发带主要面向固定的几个人员,相关信息也是各个人员主动获取,系统只是一个工具。而智慧城市管理信息系统面对大量的、多层次的信息接收客体,需要具备自动安排信息发布时机(短时间内还是需要人机交互)、自动整合信息发布内容、自动监控信息接收情况等内容。所以智慧城市管理信息系统在信息发布方面也需要具有一定水平的智能化。

  (5)信息系统升级的智能化

  信息系统的升级是系统的进化和发展,在传统的信息系统升级过程中,需要相关人员进行信息系统分析,开展系统升级工作,系统升级过程往往走在了系统需求之后。这种情况难以应对未来不断发展变化的智慧城市管理信息系统各个利益相关方需求,但是大量的分析和处理又难以通过人工分析实现,所以信息系统在升级方面也需要具有一定的智能化。智慧信息系统升级主要依赖自动的信息处理过程结果与现实情况的对比分析。

  5.银川建设智慧城市的主要措施

  2013年,银川市获批国家第二批智慧城市试点。银川市月均增加7000余辆机动车,但当地车辆通行速度提高20%。智慧城市带来的新产业、新业态助力银川实现由土地财政向新经济财政的转化。同时,银川市突破传统智慧城市发展模式,打造的智慧城市“银川样板”,已在国内外多个城市得到推广应用。智慧城市“银川模式”主要体现在五大创新。

  (1)管理模式创新。银川市实施以城市为一个整体的顶层设计,有效整合各类城市信息资源,大力推进互联互通、数据融合、信息共享和业务协同。在信息化系统建设方面,统一入口出口,对各部门新建信息化项目,从源头上杜绝新的信息孤岛形成[8]。2016年7月份,银川市除垂管部门外,市属所有委办局的数据统一归集到大数据中心,解决了数据信息共享难的问题。银川市成为全国第一个整合政府部门数据,实现数据归集、资源共享的城市。

  (2)技术架构创新。银川市通过搭建“一图一网一云”技术架构,建立了一个当期可应用支撑、未来可扩展延伸的智慧生态系统[8]。一图,即利用真三维地图,将城市各要素进行空间节点定位;一网,即建设一张骨干容量达8000G的光纤有线专用网络,将城市空间各节点进行网络连接;一云,即将各节点的城市要素所产生的数据通过一网传到大数据中心,进行存储挖掘应用。银川市成立了中兴(银川)智慧城市研究院,进行智慧城市设计和大数据挖掘、分析应用。这种架构如同一个智慧端,各类端口是开放的,可以扩展应用,对接将来的新技术、新应用,满足未来持续建设和更新升级的需求。

  (3)监管方式创新。大数据是新型生产力,在各个领域都有广泛的应用前景,但同时也涉及安全、隐私和商业机密,需要专业机构的管理,促其发展。银川市成立了大数据的专职监管机构———银川市大数据管理服务局,负责智慧城市整体规划建设,制定大数据产业发展规划、大数据安全规范(系统安全、隐私安全、商业机密安全)和大数据标准(共享、开放、交易),统筹协调信息资源的互联互通和资源共享,对大数据进行集中监管和挖掘分析,让数据产生价值,实现精准监管和服务优化。

  6.结论

  城市基础设施以其规模、质量、承载能力和科技水平体现城市的功能,并为各项事业的发展提供多样的物质基础和前提条件。G20峰会连续两届将基础设施列为全球各国重点关注的可持续发展领域,是撬动城市经济发展的重要核心。建设智慧城市,技术与管理是相辅相成的,智慧化城市的管理信息系统从数据的采集、存储、分析、传输以及安全与运营维护等功能要在每个环节采用先进的技术并确保信息的准确、及时与安全性。在实施阶段,在管理,技术,运营,监管等方面有法律支撑,为数据的安全共享与准确传输提供有力保障。

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