智慧城管综合监管平台建设关键技术研究——以东营市智慧城管系统为例

王磊，陶为翔,巴乐，王敏

（1.东营市数字化城市管理综合服务中心；2.正元地理信息集团股份有限公司）

1 引言

随着城市高速发展，城市内涝、环境污染等城市病不断出现，加强城市综合管理能力建设已成为城市管理部门的重要工作。如何通过整合分析城市运行大数据，提高城市运行安全与质量水平已成为城市管理领域的研究重点[1]。2004年以来，全国推广应用的数字城管模式有效解决了市容环境、街面秩序等城市管理问题[2]。但是，随着城市精细化、科学化管理标准的不断提高，数字城管发现问题的局限性日益显现。2015年12月，中央出台的《关于深入推进城市执法体制改革改进城市管理工作的指导意见》（中发[2015]37号）中要求：加快数字化城市管理向智慧化升级，实现感知、分析、服务、指挥、监察“五位一体”，将数字城管升级为智慧城管，研发智慧城管综合监管平台已经成为提升城市管理工作的迫切需要。另外，随着智慧城市建设的深入发展，智慧城管综合监管平台可以作为智慧城市基础运行平台，能够全面提高城市科学化管理水平[3]。

2 智慧城管综合监管平台研究

2.1 研究目标

基于物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，结合数字城管指挥调度平台，研究开发“1+9”型智慧城管综合监管平台及关键技术体系，即研发由1个城市级综合监管平台，9个行业级生产监管平台组成的城市综合管理服务平台，监管行业包括市政排水、供水、防汛、园林、环卫、燃气、供热、照明、城管执法等，实现住房和城乡建设领域行业监管全覆盖，具备城市智慧化综合管理服务能力。

2.2 综合监管平台逻辑架构

智慧城管综合监管平台逻辑架构由云设施层、接入层、数据层、服务层、应用层等五层组成（见图1）。云设施层提供系统运行所需的节点主机、云存储、网络等硬件，以及将这些硬件整合成一套完整的云计算环境所需的配套软件；接入层实现物联网传感器的适配、安全接入和身份认证，并通过对数据的协议解析、转换和提取，实现数据的传输；数据层将各类数据组织和存储，实现资源按需分配，为应用系统提供数据支撑；服务层通过数据交换手段和数据接口，以数据中心为基础，对外提供数据发布、数据交换、分析、存储服务；应用层建立智慧城管综合监管平台应用，为实现城市管理的科学化管理提供技术支持。

3 智慧城管综合监管平台建设关键技术

3.1 智慧城管综合监管时空云平台构建技术

依托东营市政务云平台强大的数据计算和存储功能，采用GIS系统空间数据管理平台，以城市基础地理信息要素为基础，统一整合城市部件设施信息、城市运行监测动态信息、城市管理执法信息，采用可视化、动态化模式，实现城市管理综合信息“一张图”展示功能。时空云平台采用 Hadoop 和 PostgreSQL的混合数据架构和基于微服务的技术架构实现，运用大数据分析功能，时空多维度综合分析各类别数据信息，实现城市管理质量综合考评、城市运行状态综合评估、城市运行态势科学预测等智慧化综合监管功能。

3.2 基于全业务过程侦测的行业运行智能化监管技术

依据行业业务生产运行过程，采用多种数据传感器实时采集运行数据，实现行业运行全过程智能感知。在系统后台中常驻报警服务，若监测值超过设定的阈值，报警服务会将报警数据第一时间推送至智慧城管平台，提升城市安全管理服务水平。以城市防汛预警系统为例，通过建设雨量监测站、地面积水监测站、泵站运行自动化监测等监测终端，实现雨情+水情+涝情的防汛处置全过程监管,提升防汛应急能力[4]。

3.3 多层异构分布式城市综合监测物联网信息对接共享机制

城市综合监测物联网系统是智慧城管综合监管平台底层数据采集核心。平台涉及市政九个行业，采集数据类型、格式、单位繁多，监测点空间分布复杂，在整个城市区域物联网监测集群呈现多层、异构、分布式的特征。本研究开发了统一的城市物联网监管平台系统，实现设备属性、传感器、监测站点、监测项配置等统一管理。各类采集到的城市运行数据按照统一规定的数据编号、识别格式、存储类型进行管理，实现综合信息融合分析，城市综合监测物联网信息科学管理。

3.4 城市综合管理信息安全防护机制及实现技术

城市综合管理信息安全防护机制包括监测数据传输过程安全防护、服务器安全防护两部分。

①研究建立了一套监测数据传输过程的安全防护机制。在前端传感器数据采集后，通过数据加密再进行传输，传输通信网络建立了认证型安全保障机制，服务器接收数据后经数据解密再进行存储及后续应用。

图1 智慧城管综合监管平台逻辑架构

②研究建立完善的服务器安全防护体系。通过设置数据库审计、网络入侵防御、软硬件防火墙等安全防护设备，形成功能完善服务器端安全防护体系。

4 智慧城管综合监管体系研究

研究形成了“五位一体”型智慧城管综合监管体系，即城市级综合监管平台作为面向政府的城市管理综合服务平台，实现城市运行综合监管。行业级生产监管平台作为面向行业的生产调度平台，并建立了“平急融合”建设运行机制。常态下（平时），智慧城管综合监管平台通过抓取行业级生产监管平台运行数据和数字城管网格化管理数据，实现城市管理质量综合考评和城市运行态势综合分析。非常态下（紧急），智慧城管综合监管平台通过行业级生产监管平台发现的城市运行警情，第一时间由数字城管指挥调度系统迅速派遣至相关责任单位进行处置，形成城市全时空监管、全维度处置的综合管理服务体系，从而实现感知、分析、服务、指挥、监察“五位一体”（见图2）。

5 东营市智慧城管综合监管平台应用

5.1 系统运行界面

图2 智慧城管“五位一体”综合监管体系

东营市智慧城管综合监管平台运行主界面采用灰度模型技术，将城市管理区域建筑物、道路、河流、湖泊等进行三维建模，搭建综合监管基础数据平台，并在三维城市地图上标注重点监测的基础设施兴趣点，如图3所示。界面左侧集成接入数字城管平台城管案件实时运行数据，集中展示当日案件数、案件处置数、处置率、按时处置率及历史累计案件总数等信息，并以饼状图形式展示案件类型占比，全面表征城市运行态势；界面右侧集成接入物联网监测数据，采用分行业滚动展示做法，报警监测数据将置顶显示，并与三维地图中高亮标识点实时对应，全面感知城市基础设施运行状况。界面底部分行业展示各类关键设施运行统计数据，如城市防汛板块能够综合展示雨量监测站、排水泵站、积水监测点、井盖状态等实时运行数据的统计情况，全天候监测城市运行状况。

5.2 系统应用

东营市智慧城管综合监管平台现已投入运行，与东营市数字城管系统及防汛、园林、环卫等三个行业监管系统初步形成了智慧城管综合监管体系，实现了城市运行信息的共享与互联，实现了城市海量运行数据的高效融合、分析与发布，为城市管理人员科学决策、快速处置提供了强有力的技术支撑。特别是在2019年“利奇马”台风期间，东营市智慧城管综合监管平台在迎汛、抗台、救灾各阶段经受了实战的考验，发挥了重要作用。

图3 智慧城管综合监管平台运行界面

6 结语

智慧城管综合监管平台是对数字城管平台功能的智慧化升级，构建了感知、分析、服务、指挥、监察“五位一体”型的城市管理综合监管体系。平台能够实现城市基础设施信息与运行状态信息的共享与互联，实现城市基础设施全面感知、城市运行状况全天候监测、城市运行态势综合分析，提升城市安全运行水平，提高市政公用服务质量。研究成果通过在东营市城市管理工作中的示范应用，为城市综合管理服务平台建设提供模板，具有良好的推广应用前景。智慧城管综合监管平台具有良好的拓展性，可作为智慧城市基础运行平台，进一步整合人口、交通、能源、环境、应急等监管信息，搭建更为完善、功能更加强大的城市综合管理服务平台。