信息通信技术在数字化城市管理中的应用和实现

王 征，刘 峰，贾志勇（.华信邮电咨询设计研究院有限公司，浙江 杭州 004；.中讯邮电咨询设计院有限公司，北京00048；.中国电信浙江公司金华分公司，浙江 金华 000）

0 前言

数字化城市管理是指运用先进的城市管理理念和科学的管理方法，应用先进的网络技术、通信技术、3S技术等信息技术，实现精确、高效、全时段和全方位的城市管理。通过数字化城市管理，将使城市管理在管理方法上实现手段创新，对于提升城市的管理水平效果明显。为进一步提升城乡建设水平，促进行业产业化发展，加强相关技术成果在城市信息化中的应用，“十二五”期间，住房和城乡建设部将在全国各个有条件的城市大力推广数字化城市管理。

纵观数字化城市管理的实现，将充分运用先进的网络技术、通信技术、3S技术等多种现代化信息技术，结合先进的城市管理和物联网理念，实现城市管理现代化的目标。大容量、宽带化、数字化的网络建设为数字化城市管理提供了完善的基础平台。而随着物联网概念和实际应用的不断推广，信息通信技术也将逐步从单一的特定行业或者企业的闭环应用向行业间及不同区域间的应用进行过渡，实现使用和管理信息的共享，最终实现不同领域、行业和企业之间的开环应用。总之，信息通信技术的应用将使一体化的数字化城市管理全面实现。

本文将结合数字化城市管理的一些实际应用建设，对信息通信技术在其中的应用和实现进行论述与分析。

1 数字化城市管理体系结构和价值

根据数字化城市管理的体系框架，系统架构在层次模型之上，由下而上可分为基础平台层、数据资源层、业务支撑层、应用系统层和用户层5个层面，如图1所示。

图1 数字化城市管理标准体系框架示意

数字化城市管理系统底层基础平台层是支持系统运行的必要的软硬件平台；数据资源层包含了系统的所有基础数据库；业务支撑层是支持系统运行的支撑中间件；应用系统层实现系统的业务应用；用户层涵盖所有的数字化城市管理使用者，包括信息采集员、监督中心、指挥中心、各专业单位、各级领导和综合部门，以及社会公众等。通过集中统一的管理，各种终端用户通过不同方式接入到数字化城市管理的各个应用系统。另外通过一系列的标准规范体系和信息安全体系，实现数字化城市管理的规范建设和安全运营。

通过对数字化城市管理标准体系框架的分析，可以看到无论是基础平台层的网络与通信系统、主机存储和备份系统、信息安全系统、呼叫中心系统、视频监控系统和大屏显示系统等硬件，操作系统、GIS系统、数据库管理系统等软件，还是数据资源层和业务支撑层的数据中心存储和中间件，以及应用层的GPS定位监控子系统，都需要现代化的信息通信技术实现有效的保障。信息通信技术在数字化城市管理中有着重大的价值体现。

a）增强发现和处理能力。通过视频监控技术和部件、事件编码系统，结合GIS地理信息系统，可以让监管机构快速、准确地了解城市运行暴露的问题，以实现对问题的快速发现和处置。

b）管理方式更加精确。采用网格管理法和城市部件、事件管理法相结合的方式，实现城市管理空间细化和管理对象的准确定位，实现城市管理工作的精细化。

c）部门责任得到强化。综合应用计算机技术、互联网技术、无线网络技术、信息化技术等先进技术，建立一个城市管理的监督指挥平台，实行快速、科学、有效的城市管理，协调各相关管理和职能部门。

2 数字化城市管理应用实现

2.1 宽带网络数据交互

数字化城市管理系统将通过宽带网络实现相关单位间的数据传输和信息资源共享，用户可以随时随地通过网络进行管理、查询和信息发布等应用。基于现有城市中的基础传输网络、数据城域网络和政务网络等实现数字城市管理平台和外部的信息交互；通过业务网络和支撑网络实现相关业务的对外接口和业务管理；利用有线接入网络最终实现千兆到大楼、百兆到桌面；采用3G无线数据终端实现移动办公接入；通过设置防火墙或专门VPN设备，利用密匙加密、IPSec VPN、3G无线VPDN等安全接入技术保证通信安全。承载网络中MPLS/VPN和VLAN的运用将有效实现相关单位的安全访问和控制。利用路由器或者专门的流量监控设备对网络中的流量进行监控。

2.2 应用系统云计算虚拟实现

根据住建部城市管理建设相关标准，应用服务器上安装数字化城市管理的系统软件和GIS等应用软件，数据库服务器包含了所有的应用数据（见图2）。系统运行的软件主要包括：数据库软件、应用中间件、GIS软件等。应用系统则包括无线数据采集、监督受理、协同工作、大屏幕监督指挥、应用维护、地理编码、基础数据资源管理、GPS定位监控、部件在线更新、视频监控与共享系统和数据共享与交换等子系统功能模块。

图2 数字化城市管理应用系统架构

在实践中可采用冗余的高端服务器设置，通过集群技术实现多机并行系统处理，互为备份，保证系统平台能够长期、稳定地不间断工作，并减轻单台服务器的工作负载。

而随着云计算技术的成熟，在数字化城市管理中可以进行云计算和云存储的虚拟化应用。云计算将数字化城市管理系统的PC服务器、小型机、存储设备和软件等资源形成一个巨大的资源池，用以提供不同配置的虚拟资源。通过虚拟化软件将资源虚拟化，按照用户需求动态创建虚拟资源，主要包括服务器虚拟化和存储虚拟化等，并实现对物理资源的管理，提供统一的界面供用户和管理员进行方便管理和应用。

通过漏洞扫描与检测技术，以及快速主机存活扫描、操作系统识别、智能化端口服务识别、黑客模拟攻击、入侵风险评估等多种扫描技术的综合应用，实现快速、高效、准确地发现系统安全隐患并在短时间内修复，最大限度地降低系统安全风险。

2.3 视频监控和智能化识别

在数字化城市管理中，视频监控技术将有效地实现数字化、网络化、智能化的监控。利用宽带城域网和接入网络将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨地域、全范围的统一监控、存储、管理和资源共享，为城市管理决策者提供全新、直观的管理工具，提高工作效率。

在实际应用中，通过遥控技术在远程计算机上实现对城市重点区域进行全天候的电视图像监控和存储，经过信息化网络的传送实现在中心监视器、电视墙和远程VPN接入点的实时音视频浏览。客户端通过B/S、C/S技术实现对电视墙投放视频的灵活控制，包括多画面监视、轮巡、设置功能和字幕叠加等；通过对云台和镜头的远程实时控制，完成对图像监控区域进行变动。在信号的传送上，利用互联网VPN技术实现“虚拟专网”传送，保证安全性。最终实现视频监控系统可视、可控、可调、可储的目标。

随着3G技术的成熟和业务的开展，3G视频监控在数字化城市管理中可灵活实现。例如放置在车顶的摄像探头可在水平360°、上下180°范围内自由旋转，对周围方圆几百米范围内的目标实现全天候监控并录像。摄像探头采用红外线技术，即便是夜间光线暗淡照样能清晰拍摄。从而实现全方位、全时段的视频监控。另外随着海量存储和云计算技术的运用，智能化识别技术得以实现，例如边检、越界车牌号的识别和人脸的识别等。

2.4 呼叫中心

数字化城市管理需要建立一个面向公众的、开放的、标准的电子政务统一应用平台，实现信息交换和资源共享。呼叫中心是公众参与城市管理的重要平台，是管理者和被管理者沟通的重要渠道，主要实现热线服务、工作调度、相关业务单位联络等服务功能。

在实践中，由于广大市民对职能管理部门分工、公开电话以及一些公众热线号码不是非常了解，往往会造成呼叫的不方便性。 而“统一接入，专线转发”的智能化呼叫中心的通信技术模式很好地解决了以上难题。建立一个统一的面向用户的多媒体呼叫中心平台，进行110、114、市民热线等呼叫资源的整合，形成政务类服务热线、治安和突发事件类服务热线和便民类服务热线的用户服务界面的功能和业务标准的统一，集中受理用户的投诉与需求。呼叫中心流程示意图如图3所示。

图3 呼叫中心流程示意

市民拨打现有任一热线，汇总到统一的呼叫中心平台，紧急问题由110指挥中心受理，通过电话通知责任单位；非应急问题统一由数字城市管理部门进行受理，通过任务单方式分发各专业单位；生活服务类由114等进行受理；实现快速、便捷的使用和管理。

2.5 集群对讲

数字化城市管理中有众多的专业集群用户，需要进行一对一用户群组间或更大的范围内的对讲通话。例如政府及公共服务部门、大型企业集团以及一些中小企业的共网集群等等。

随着3G和CDMA1X、GPRS等网络的建设和成熟，对讲PTT（Push to Talk）技术就是为满足用户一点对多点的广域通话对讲，实现随时随地快速便捷沟通的一种新型应用。通过运营商广覆盖范围的网络资源、“蜂窝制”的通信模式以及完善的技术支持等，实现专业用户所需的高性能、大容量、高速率的集群业务功能；使用网络的高速数据通道作为其信令和语音的传输载体，通过叠加于无线网络上的集群通信交换机完成公网集群通信的呼叫控制和接续；实现不同组态、模式的呼叫和控制，以及短信和控制、管理等功能。

2.6 3S和位置服务

3S技术是全球定位系统 （GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）的统称。随着技术的发展，GPS民用化的发展市场越来越广阔。而我国也在加快步伐进行独立自主的“北斗”空间定位系统技术的研究和市场化应用。芯片小型化技术的日趋成熟，使得GPS芯片组在缩小体积和降低耗电量等方面都取得很大突破。

GIS信息服务平台以现代化计算机网络、GPS定位、GIS、数据库等多种技术为依托，构建一个高度集成化、网络化，信息高度共享的综合位置服务系统平台，以满足实时地理定位等要求。

在数字化城市管理中，位置服务系统将得到越来越多的运用。采用GPS/无线技术在城管、物流、出租车、集团客户等方面实现多行业运用拓展的公共运营，也可以说是物联网应用的典型。表1示出了GPS系统车载终端主要功能。

位置服务系统由GPS定位系统和GIS地理信息系统组成。图4以车辆监控调度数字化管理为例，通过通信链路和呼叫中心系统实现监控调度。

无线机房是车辆、乘客与管理中心的通信链路接入网关。通过无线和有线的数据专线实现链路通信。通常由通信运营商的短消息中心、IP数据中心、语音接入中心组成。通过短消息与IP数据设备实现管理中心与车载无线数据终端进行交互；通过语音接入模块实现语音接入电话的呼入与呼出。

表1 GPS系统车载终端主要功能

总管理中心是整个系统的核心和通信枢纽，实现与车载终端的信息交互、电话录音、自助应答与排队，完成各种信息的分类、记录和转发，同时对整个网络状况进行监控管理。另外分中心实现异地分布式和分权限群组监控管理。

图4 位置服务系统应用示意

工作站是整个系统中人机交互的前端平台，通过将GIS技术、GPS技术、IP数据语音技术、Web技术及网络技术的有机融合，实现监控管理、信息管理、电召调度等。

另外，随着GPSone和A-GPS等技术的成熟，在数字化城市管理中也可以进行良好的应用。无线网络信号完全独立于GPS，只要有手机信号的地方就可以实现空间定位。

2.7 智能交通

数字化城市管理的目标是实现对交通参与者的全方位、全天候和全过程的监管和信息化服务支持。目前，城市交通拥堵现象日益严重，交通智能化应用迫在眉睫，智能交通管理系统也应运而生。

随着物联网技术的成熟，作为物联网在智能交通领域的应用，车联网借助装载在车辆上的传感设备（RFID、传感器、GPS等）收集相关属性和信息，通过网络实现快速传送，配合先进的智能交通管理平台、交通监控系统、GPS系统和地理信息系统，实现智能安全的交通运营。

3 结束语

数字化城市管理以现代化的网络和通信设施为依托，通过软件系统、数据库系统、地理信息系统等信息技术的应用，构建社会公众服务和管理平台。利用宽带网络、云计算虚拟化、视频监控和智能化识别、智能呼叫和对讲、3S和位置服务等先进的技术手段，使信息和通信技术在城市管理领域的应用更为广泛，由单纯的城市管理内部业务应用向其他单位的应用进行延伸和拓展，层次也更为鲜明。

另外在今后的发展中，将纳入先进的物联网理念，无处不在的末端设备通过各种信息通信网络和安全保障机制实现互联互通、应用集成和安全的可控管理，实现城市管理网元的全方位传感感知、通信传输和信息处理。

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