智能建造理论与实践 课件 6.2节 智慧城市概念设计

第六章智

慧

城

市6.2智慧城市概念设计明确开展智慧城市顶层设计的必要性和意义分析智慧城市三大服务主体——市民、企业和政府的需求战略目标层核心功能层支撑保障层建设意义、建设内容、基本特点、具体要求技术系统角度功能概念角度智慧城市概念框架的基本架构6.2智慧城市概念设计框架设计必要性A智慧城市建设是一项庞大的、具有全局性和长期性的系统工程，涉及城市建设发展的方方面面，涵盖领域广泛。为明确智慧城市的各阶段目标，分步骤有序实施，必须构建起智慧城市概念架构，综合考虑各领域的发展特征和管理需求，分领域规划、分层次设计B智慧城市涉及多个单位、多类信息子系统、多领域，如果缺乏从城市整体运行角度的全盘统筹考虑和调度，缺少框架设计、详细设计等的支撑，将陷入条块分割、利益割裂、自建自用的困境，无法实现城市高度智能化对居民普惠服务的提供、对经济产业发展的拉动和城市运行效能的提升智慧城市设计工作是开展智慧城市建设的先决条件和必然要求！6.2智慧城市概念设计框架设计必要性武汉市在进行智慧城市概念设计时，对智慧城市的通用模型、总体框架、技术体系、指标体系等方面进行了综合设计可见，为科学、高效地推动智慧城市建设，有序地组织实施智慧城市试点示范城市创建工作，形成因地制宜的智慧城市建设实施方案，必须要设计好智慧城市的框架和各领域框架体系，为智慧城市的具体部署、有序推进和实施提供依据和指导6.2智慧城市概念设计框架设计原则6方面原则132456一是应做好智慧城市建设规划与经济社会发展、城市建设、资源利用、信息化发展等规划的衔接二是综合考虑人口增长、经济发展与土地、资源、环境的有效保护，促进城市人口布局与资源环境更加协调三是统筹城乡发展，加快以工促农、以城带乡、城乡一体发展步伐四是统筹下一代信息基础设施与其他公共基础设施的规划设计和集约建设，实现城市基础设施的智能化提升五是在充分科学研究的基础上，统筹技术研发、标准制定、产业发展和行业应用，以应用为导向开展信息技术、产品、服务和商业模式创新，形成应用、技术、产业协调推进的良性循环六是协同考虑智慧城市建设的硬环境和软环境，加强发展理念、文化氛围、信用环境、法规标准等软环境建设，形成智慧城市健康发展的格局6.2智慧城市概念设计框架设计过程框架设计必须在全面分析智慧城市建设和服务主体基本需求的基础上，制定城市战略目标，综合考虑城市管理、运行、服务功能、城市建设运营模式、推进保障、长效机制等多方面因素，进行分层次的综合性统筹设计智慧城市的设计不是简单的各领域设计的简单堆砌，应综合考虑，从横向加强其各组成部分之间，以及整体之间的关联性，将城市看作一个以新一代信息技术为基础支撑6.2智慧城市概念设计框架设计过程以应用系统、信息系统的大综合、大集成为特点的城市级“系统”，按照全面互连、充分整合、协调运作的思路，进行智慧城市概念设计，构建“以保障措施为支撑，以运行操作为核心，以目标评价、动态调整为掌控”的智慧城市总体架构6.2智慧城市概念设计框架设计过程战略目标层是智慧城市建设不可或缺的组成部分，它指引智慧城市的发展方向，同时，对智慧城市建设、运行情况进行评价和反馈，确保智慧城市的发展不偏离发展目标核心功能层是智慧城市的规划和建设重点，按照功能内聚、层次划分的思想，又进一步形成“三横两纵”的基础架构支撑保障层是推进智慧城市建设的保障，提供了智慧城市战略发展的基础支撑环境，包括领导组织保障、资金保障、法律法规等政策保障。同时，对智慧城市建设运营模式提供有效建议1236.2智慧城市概念设计战略目标层面对各行各业自身及行业之间信息沟通与交互的快速发展，有必要在智慧城市战略目标的基本架构中，引入目标评价体系、动态调整和反馈机制解决各类发展和管理问题，推动智慧城市这一复杂认知系统在稳定中向着“智慧生长”的中长期战略目标迈进，开辟城市智慧化发展新路，实现智能技术高度集中、智能经济高端发展、智能服务高效便民6.2智慧城市概念设计战略目标层——目标体系智慧城市的目标设定不能脱离城市战略发展重点和城市自身特色，必须根据城市的财力、资源、人才等综合实力和经济社会发展的基本战略部署，确定智慧城市建设的目标总体而言，智慧城市的目标要围绕城市的经济产业发展、城市运行与管理、市民生活服务、城市环境、信息基础设施等方面进行设智慧城市的目标设定要体现服务市民、企业和政府的效果，不要盲目追求最新技术手段的潮流，设定一些华而不实的目标。同时，智慧城市的目标不是设定之后就可以一劳永逸，必须既着眼当前紧迫问题，又注重长远发展6.2智慧城市概念设计战略目标层——指标评价体系通过对智慧应用和服务发展、智慧基础设施建设、智慧产业发展等方面的评估，给出定性和定量指标，及时、有效、准确地评价智慧城市发展水平，对建设进展中的系统状态、存在问题及时发现智慧城市发展阶段和建设目标完成进度的重要评价依据，构建过程中，既要结合智慧城市的普通特性，与信息城市、数字城市、知识城市等城市发展理念有效区别开，又要紧密结合城市的现状和未来发展需求，与城市的特色紧密结合智慧城市评估的对象主要包括智慧城市运行评价对象和智慧城市基础支撑评价对象，智慧城市运行评价对象是指智慧城市整体运行监测；智慧城市基础支撑评价对象是运行监测的基础和支撑6.2智慧城市概念设计战略目标层——动态调整和反馈机制为了更好实现智慧城市的发展目标，有必要在顶层设计中引入决策反馈机制，及时修正智慧城市推进过程中的问题，推动智慧城市这一复杂认知系统在稳定中向着既定目标不断迈进1.基于智慧城市对建设状况、发展水平的目标评价，可以进一步对智慧城市基础支撑层和核心功能层进行相应的配置优化处理。这一过程可称为智慧城市目标层的学习反馈过程2.学习是对当前智慧城市各领域、各层面的现状、环境和决策的信息获取和学习，反馈是为了达到智慧城市最终目标的优化决策3.智慧城市学习反馈系统要实现与项目管理充分结合，对前期项目进行过程中存在的问题，采用完善和优化推进机制，不断推进和优化项目管理，有效保障智慧城市目标的实现6.2智慧城市概念设计运行操作层的功能视图从城市功能的角度来看，运行操作层是智慧城市的重点部分，构成了智慧城市的核心主题，根据对智慧城市的主要需求功能，可将其划分为“三横两纵”的功能框架体系6.2智慧城市概念设计运行操作层的功能视图（5类）Ⅰ.产业发展层Ⅱ.应用领域层Ⅲ.基础设施层Ⅳ.技术标准规范体系Ⅴ.信息安全保障体系6.2智慧城市概念设计运行操作层的功能视图——产业发展层广义的智慧产业体系主要包括新一代信息技术产业和传统产业的优化升级，后者又包括先进制造业、现代农业狭义的智慧产业体系专指以信息技术为先导的高新技术产业，包括电子信息制造产业、软件与信息服务业、通信业等智慧产业是智慧城市建设的物质支撑和重要支柱一方面，有利于促进经济发展方式从劳动资源密集型向知识、技术密集型转变，提高知识与信息资源对经济发展的贡献率另一方面，可促进信息技术与传统产业的融合发展，推动产业结构优化升级智慧经济产业建设内容主要包括电子商务、智慧物流、智慧金融等。6.2智慧城市概念设计运行操作层的功能视图——应用领域层智慧民生服务要为公众在衣食住行等日常生活方面提供便捷、良好的服务，主要建设内容包括智慧医疗卫生、智慧教育、智慧社保、智慧社区、智能家居等支撑城市健康有序运作的基础设施智能化转型，包括智能水、电、气、以及道路、桥梁、机场、车站等基础设施的感知化、智能化建设包括智慧政府以及公共管理体系建设，智慧政府的实施有助于提升决策执行能力，提高管理服务透明度，加强业务协同水平；建设内容包括智慧公共安全、城市应急、智慧环境保护等1.智慧民生服务体系2.智慧城市运行体系3.智慧城市管理体系6.2智慧城市概念设计运行操作层的功能视图——基础设施层信息基础设施是城市信息资源开发利用和智能应用普及的硬件基础，是支撑智慧城市民生服务应用、政府管理、产业支撑平台的核心部件，同时，也是提升城市市政基础设施智能化水平的关键要素随着信息技术日新月异的发展，信息基础设施的内涵也在不断丰富和扩展在原有城市信息基础设施——网络基础设施、物理支撑设施的基础上，分别向上层和下层的扩展延伸，形成感知设施、物理设施、网络设施、应用支撑设施的整体城市基础设施6.2智慧城市概念设计运行操作层的功能视图——技术标准规范体系智慧城市通过对新一代信息技术，以及感知化、互联化、智能化方式的充分利用，智慧城市可以将城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施紧密连接起来，形成新一代的智慧化基础设施为实现上述目标，智慧城市必须建立统一的标准规范，实现系统间低成本、高质量的互连互通系统网络接口和协议规范的统一设计系统中间件和各个能力引擎的统一设计系统决策分析方法的统一设计技术规范表现6.2智慧城市概念设计运行操作层的功能视图——信息安全保障体系随着信息资源获取、传输和处理规模急剧扩大，经济社会领域信息外泄的风险不断增大，在智慧城市高度集成应用和智能化发展的大趋势下，信息系统将进一步互连互通，信息资源和数据更进一步汇聚、共享和整合智慧城市将成为一个复杂的超大规模“巨系统”，其复杂度远远高于任何单个信息系统，局部缺陷可能引发系统性风险，重要信息基础设施存在发生故障和被攻击破坏的隐患⭐因此，智慧城市的信息安全保障不容忽视6.2智慧城市概念设计运行操作层的技术视图推动智慧城市建设，不能只停留在功能层面，必须要在“三横两纵”的功能框架下进一步细化，将智慧城市视为一个复杂的“信息大系统”，从技术系统的角度出发，构建一个各领域智能应用系统能有效交互、整合协同的有机技术体系要加强智慧城市顶层架构各层面间的纵向衔接和各领域架构之间的横向互通6.2智慧城市概念设计运行操作层的技术视图系统与集成层感知与网络层信息总线表现与决策层12346.2智慧城市概念设计运行操作层的技术视图——感知与网络层在信息网络底层部署具备视频监控、RFID和传感等感知手段的设施设备，进行城市多个领域多种数据和事件的实时测量、采集、事件收集、数据抓取和识别，并实现信息的上传下达感知子系统的主要内容包括：设施设备布局和部署感知系统协议及接口设计数据和事件的测量与采集数据的抓取识别和预处理分析等网络层的主要功能是实现信息的智能高效传递，包括接入控制、分层汇聚、网络互连互通、协议和接口设计、安全可信传送等。以“更大”为特征的下一代网络技术，以“更快”为目标的宽带网络技术，以“更安全”为目标的网络安全技术，以“更可信可管”为目标的可信网络技术，以“更精细及时”为目标的网络控制技术，以“更方便”为目标的泛在网络等6.2智慧城市概念设计运行操作层的技术视图——系统与集成层应用平台内部运行外部共享与集成应用平台的集成是各个应用子系统之间互连互通的枢纽，通过跨越系统间的横向系统服务总线，实现各应用系统之间数据和分析成果的互通共享，推动各应用平台之间按照新的方式协同工作智能应用系统将来自感知与网络层的实时数据、静态信息等业务数据存储于各应用平台的数据系统中，各系统还应具备对获取数据的分类、分时冗余存储、统计和分析等功能各类智能应用是智慧城市的展示窗口，是政府提供普惠服务，市民、企业享受各类服务的主要界面，这些应用涉及政府公共服务平台、智能交通系统、智慧电网系统、城市环境监测与管理、智慧建筑系统、智慧医疗、城市公共安全等城市的多个领域，其应用平台是智慧城市的重要组成部分。6.2智慧城市概念设计运行操作层的技术视图——表现与决策层通过感知等技术不断收集和聚合的城市运行信息与动态数据充分融入各业务信息系统，不断深加工和开发，并进一步反馈推动政府职能更好履行、城市服务更加高效更重要的是，城市的运行数据和原始信息，通过大数据“挖掘”、“开采”之后，以“通俗易懂”的方式面向最终用户和决策者表现出来，成为有价值、有意义的信息，从而更好地帮助城市管理者科学决策；协助置身于智慧城市中的市民，不断优化调整自己的行为，获取最大利益6.2智慧城市概