新型智慧城市顶层设计架构

董恒昌，张鹏，王园

（1.贵州中软云上数据技术服务有限公司；2.喀什大学；3.新疆艺术学院）

1 新型智慧城市的提出

随着城市人口不断增加，各个城市建设与管理的难题——“城市病”逐渐凸显。城市治理模式、生态环保、公共安全、产业环境等问题日益突出。通过新型智慧城市的建设将减缓或消除部分“城市病”。

2015年，“新型智慧城市”这一概念首次出现在政府工作报告中。2016年，国家“十三五”规划纲要明确提出“建设一批新型示范性智慧城市”。新型智慧城市是现代信息技术和城市发展深度融合的产物，是智慧城市发展的新阶段。2017年，新型智慧城市建设提档加速。

从智慧城市概念的提出和发展到“新型智慧城市”，我国多部门出台了多种政策以推动智慧城市的发展和建设，智慧城市的具体政策（见图1）。

2 新型智慧城市的内涵

新型智慧城市是以为民服务全程全时、城市治理高效有序、数据开放共融共享、经济发展绿色开源、网络空间安全清朗为主要目标，通过体系规划、信息主导、改革创新，推进新一代信息技术与城市现代化深度融合、迭代演进，实现国家与城市协调发展[1]。

党的十九大报告提出，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点、形成新动能，并明确提出建设“智慧社会”。

在此背景下，提出新型智慧城市顶层规划的架构。

3 新型智慧城市下的基础框架

图1 智慧城市相关政策

新型智慧城市，提出了“六个一”架构，即一个开放的体系架构、共性基础一张网、一个通用公用平台、一个数据体系、一个高效的运行管理中心、一套统一的标准体系[2]。

“一个开放的体系架构”旨在用“强化共用、整合通用、开放应用”的思想和运用系统工程的方法来构建一种开放的体系架构，用以指导新型智慧城市的建设和发展。

“共性基础一张网”旨在务实建设基础，打通城市互联网、城市无线网、城市物联网和电子政务外网之间的隔阂，构建一张全面的、一体化的信息传输网络。

“一个通用公共平台”旨在构建统一的可调度和管理所有信息资源的全封装信息平台，提供统一的资源服务，为智慧化的城市管理与公共服务提供支撑。

“一个数据体系”旨在全面整合数据编码，规范、统一数据格式，实现一套数据多层应用，一次统计多处应用，确保数据的准确性和统一性，从而提升城市治理的智能化水平。

“一个高效的运行管理中心”旨在跨部门协调联动的汇聚城市资源，并实现资源共享，推动城市治理高效精准，是新型智慧城市的运行中心。

“一套统一的标准体系”旨在搭建贯穿整个智慧城市建设的核心要素，通过统一的标准来实现新型智慧城市建设的过程中的全方位多层次的共享，是新型智慧城市的基石。

根据“六个一”体系架构，可梳理出新型智慧城市“三横两纵”的基础框架模型(见图2）。

“三横”即由下至上的基础设施层、数据融合开放共享层、智慧应用分类服务层；“两纵”即贯穿整个顶层设计的标准体系架构和建设运营架构。

4 新型智慧城市下的扩展框架

图2 新型智慧城市基础架构

图3 新型智慧城市扩展架构

根据基础的“三横两纵”框架，充分考虑底层业务系统与顶层应用服务和城市的综合管理，结合《GBT 34678-2017智慧城市 技术参考模型》由上而下由内而外的搭建新型智慧城市的扩展框架（见图3）。

新型智慧城市扩展架构分为6个部分，即“基础设施域”、“数据及服务融合域”、“城市中枢域”、“智慧应用域”、“终端服务域”和“标准体系域”。

“基础设施域”包括物联感知部分、网络通信部分和计算存储资源，可认为是智慧城市的“筋骨血肉”。“基础设施域”既是城市前沿的触角和信息传递的神经，又是城市数据存储的基石和算力资源的保障，是整个智慧城市的不可或缺的基础部分。

“数据及服务融合域”包括城市数据中心数据库、数据共享交换服务和城市综合基础支撑平台，可认为是智慧城市的“腹中诗书”，是大数据分析和城市决策的基础。“数据及服务融合域”旨在整合各个部门的数据和为上层各类智慧应用提供支撑。数据融合服务通过将各个部门数据整理汇总至“城市数据中心”下的各类数据库，以解决信息孤岛问题。城市综合支撑平台整合各类应用的基础模块，集成各类基础支撑服务，是整个智慧城市的枢纽。

“城市中心域”包括城市运营管理中心、城市建设运营监测与预报、资源共享子平台、接口体系等，可认为是智慧城市的“大脑”。通过接口体系向上提供应用数据，向下提供外部数据，向内提供内部互通数据，甚至可预留与其它智慧城市互通的通信交换接口。“城市中心域”通过各级各类平台和应用的协作，实时分析城市的各类数据，最终通过各类终端展现经过可视化的后的直观数据。

“智慧应用域”包括城市内的各类应用，可认为是智慧城市的“脸面”。智慧应用可分为“城市治理”、“经济发展”、“民生服务”等多个类别，每一个类别下有不同的智慧应用。同时这些应用也是智慧城市数据的来源。

“终端服务域”即各类智慧应用的最终使用场景，应尽可能全面的支持PC端、移动端和指挥大屏端。

“标准体系域”是贯穿整个智慧城市设计和实施的各类标准，可认为是智慧城市的“血管”。保障整个智慧城市的信息安全、应用安全，保障各类数据互通，保障各类资源动态协调分配，保证各类应用的实施与维护等。

5 新型智慧城市扩展框架的实施策略

新型智慧城市的规划建设是一个复杂而又庞大的工程，必须做到规划先行。

结合城市发展现状，通过对城市地理位置、历史文化、产业结构、经济发展、人口因素、城市特点及信息化现状进行分析，从城市发展空间、城市产业、城市信息化建设、城市运营保障四个方面进行整合,并根据行业最佳实践和技术发展趋势，总结城市发展需求，确定适合的智慧城市设计规划。

新型智慧城市的建设不能只求大而全，也可以小而精、精而美。

根据国内城市的发展现状，可大致将国内的智慧城市分为大型城市、中型城市、小型城市/特色园区和典型城市四类[3]。

1）第一类大型城市

有北京、上海等，此类城市的信息化基础设施完备，相关产业齐全，其智慧城市的建设重点是交通、医疗、环境、教育等民生相关的垂直行业的数据交换平台，打通数据壁垒。

2）第二类中型城市

有海口、焦作、桂林、黄山等。此类城市经济实力雄厚，基础设施建设有待加强。其智慧城市建设的主要途径是通过加强城市基础信息化设施建设，如网络、存储、前端点位等；并行研究智慧化的措施，如建设大数据平台、云计算平台等。全面规划设计建设了整个城市的从基础网络到城市平台的解决方案。

3）第三类小城城市/特色园区

有沈阳新民园区、深圳前海园等。此类城市主要是新型开发区，且经济实力雄厚，可全面规划全面实施。

4）第四类典型城市

每一个都有其相关的特色，如深圳、南京以建设智慧城市作为提高城市发展水平的核心和关键；成都、重庆则以发展智慧人文和智慧生活为目标。

根据以上分类，不难看出新型智慧城市同样需要因地制宜的规划和建设，且可归纳为以下几点：

1)经济实力雄厚的、基础设施好的，可直接全盘开展新型智慧城市的建设；

2)经济实力雄厚但基础设施有待加强的，规划中应当把基础设施作为重点，尤其是基础网络和统一平台的规划；

3)经济实力较差但基础设施良好的可重点建设平台和多个重点智慧应用；

4)经济实力较差且基础设施需要升级的可重点建设基础设施和重点应用。

6 新型智慧城市的发展愿景

通过建设高速、统一、无线泛在的网络基础设施连通所有人或物，结合城市GIS信息精细准确、可视可靠的展现城市的运行状态，利用智能城市中枢调度城市要素以协调城市运行。多样化、智能化、高效化的大数据应用提供虚拟化、个性化、均等化提供无所不在的社会服务。这将是未来智慧城市发展的愿景。

7 结语

通过整合新型智慧城市的“六个一”架构和《智慧城市 技术参考模型》GBT 34678-2017，给出了一种顶层设计框架示意图，并浅要的分析了每一个区域的作用和与其它区域的关联，并在最后对新型智慧城市的发展做出了畅想。

智慧城市的建设是一个复杂而又繁重的工程，而顶层设计是整个智慧城市建设的关键，通过顶层设计总体规划分步建设逐步实现智慧城市的建设愿景。