大数据助推智慧城市提升城市管理水平
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在北京市东城区、北京图盟科技、数字政通、北京移动各方紧密合作下，展开了ldquo;通rdquo;应用系统的研发工作。ldquo
进入论坛随着城市现代化建设进程的加快，城市管理滞后几乎成为各个国家、各个城市的共性问题。北京市东城区与全国各城市的发展情况一样，经过 20多年的改革开放，特别是“十五”期间，城市建设突飞猛进，城市面貌发生了巨大变化。但城市管理方面存在的问题仍然很突出，主要是管理、机制不顺和理念滞后，管理缺位，条块分割，专业管理部门职责交叉和不明确，缺乏有效的监督和评价机制，造成了信息滞后、管理被动、粗放，突击式、运动式管理成为常态。创新城市管理模式迫在眉捷。
2003年底，北京市东城区成立了以区委为组长的创新城市管理模式课题组，针对《依托数字城市技术创建城市管理新模式》课题进行了深入调查研究，运用“数字城市”理论和系统论、信息论、控制论、协同论等思想和方法，依托目前已经比较成熟的信息技术，结合东城区城市管理的实际，提出了网格化城市管理的构想，按照这一构想，东城区将依托网络信息技术、地理编码技术和移动信息技术，推出全区域、全时段的网格化城市管理解决方案以及与之配套的“网格化城市管理信息平台及应用系统”。东城区将借助城市管理信息系统，采用“万米单元网格管理法”和“城市部件管理法”相结合的方式，在城市管理中运用网格地图的技术思想，以一万平方米为基本单位，将东城区所辖区域划分成若干个网格状单元，由城市管理监督员对所分管的万米单元实施全时段监控，每个城市管理监督员随身携带具有无线传输和定位功能的信息采集器(即“通” 手机)，分布在所划分的区域内巡查。监督员使用“通” 手机，居民只要拨打城市管理特服号13910001000，就可以把遇到的城市管理中的问题，如井盖丢失、垃圾乱堆乱放等，及时报告给东城区城市管理监督中心，东城区城市管理监督中心将通过专用网络迅速通知担负城市管理职能的有关部门，通过一张网络和一个平台，将城市管理信息集纳于无形之中，不仅实现了城市管理的信息化、标准化、精细化、动态化，，也实现了对市民的意见和心声进行实时收集与反馈。
“通” 研发项目作为东城区万米单元网格城市管理新模式的重要组成部分，旨在通过为城市管理监督员提供现场信息快速采集与传送的专用通讯工具 (即“通” 手机)，并且利用实时无线通讯技术和政务信息共享平台进行连接，在第一时间内详实准确地提供关于城市管理的现场资料，为城市管理部门的快速响应和科学决策奠定基础。
此项目的研发得到了国家和北京市有关部门的大力支持。信息办将其列为国家信息化建设示范工程，北京市信息办也将其列为北京市信息化重大应用项目。
挑战
根据北京市东城区 “ 网格化城市管理信息平台及应用系统 ” 方案的要求，“通”系统作为城市管理监督中为现场信息进行快速采集与传送而研发的专用系统，其主要功能为：为城市管理监督员提供随身携带的终端设备，使其在所划分的区域内进行巡查时，能够使用该终端设备将相关信息报送到监督中心，同时接受监督中心和其领导的工作派遣与调度。
“通” 系统由终端应用系统和服务器端应用支撑系统构成。终端应用系统负责实现对城市部件、事件所发生问题的各种现场信息，通过电话、表单、现场照片、录音和地理信息快速定位等多种采集手段，通过无线网络将所采集的多媒体信息实时传送到电子政务共享平台。服务器端应用支撑系统负责实现终端应用系统和后台的政务信息平台之间的各种数据交换与管理。
为了实现以上功能，“通”系统综合了无线移动通讯技术、无线移动定位技术、嵌入式地理信息发布技术、高可靠性的数据压缩和加密技术以及多媒体信息采集技术等先进技术 , 通过这些先进的技术手段形成科学的数据采集和更新机制，实现各信息数据的实时交换与共享，从而达到信息的高效采集、传输以及综合利用的目的。
基于以上原因， “通”系统对于服务器端应用支撑系统的 IT基础架构，特别是其软件基础运行环境提出了很多特殊的要求，中间件与数据库技术平台作为软件基础运行环境的重要组成部分，也面临着众多的挑战，它必须满足“通”系统如下几方面的需求：
提供高效率构建应用系统的基础架构平台
全面满足城市管理的无线应用需求
满足城市管理 中关于定位、定性、时间和空间关系等特性需求
支持进行深层次的基于地理信息系统 (GIS)的应用开发
满足对大并发和系统高可用性、 7×24小时不间断服务的要求
解决方案
在北京市东城区、北京图盟科技、数字政通、北京移动各方紧密合作下，展开了“通”应用系统的研发工作。“通” 系统的终端设备以多普达智能手机为原型， 按照符合城市管理需求的新模式进行了“通”手机设备的软件开发，输入网格化地图，使之具备接打电话、短信群呼、信息提示、图片采集、表单填写、位置定位、录音上报、地图浏览等 10项主要功能，为城市管理的应用提供了实时高效的多媒体信息采集手段。同时“通” 系统的服务器端应用支撑系统以Oracle融合中间件和 Oracle数据库为 软件基础技术平台进行应用系统的研发，系统部署在Linux服务器上，由无线信息服务系统、数据同步服务系统,地理编码查询系统,数据协同管理和交换系统、安全管理系统等子系统组成。
借助于 Oracle融合中间件这一业界最快、最完善和最具整合功能并通过J2EE认证的中间件产品，“通” 应用系统的研发获得了高效率的基础架构平台。利用Oracle融合中间件提供的强大功能模块支撑，特别是在无线上提供的专门功能模块支撑，使得“通” 应用系统很好地实现了与移动运营商的互连互通，并且在项目中整合了短信，GPRS无线数据传输，无线定位网关等各方面的资源。由于Oracle技术平台能够全面满足城市管理的无线应用需求，同时提供了良好的功能支持和性能支持，保证了“通” 应用系统在很好地解决了城市管理这个复杂的系统工程问题的同时，有效地降低了系统开发的成本。
借助于 Oracle数据库中的空间数据库组件Oracle Spatial，“通” 应用系统可以用Oracle提供的程序接口来对Oracle Spatial管理的空间数据进行操作，很好地实现了通过Oracle数据库存储和管理空间数据。Oracle Spatial本身是Oracle数据库的一个特殊部分，主要通过元数据表、空间数据字段和空间索引来管理空间数据，并在此基础上提供了一系列空间查询和空间分析的函数，为“通” 应用系统进行更深层次的基于地理信息系统(GIS)的应用开发提供了极大的方便。由于Oracle数据库对空间数据提供了完备的支持，为事件和部件的发生地点提供了强大的空间存储和空间分析功能，同时为上报的多媒体信息包括图片和音频数据提供了有效地存储、查询和分析的手段，使得“通” 应用系统很好地满足了城市管理中关于定位、定性、时间和空间关系等特性需求。
借助于 Oracle融合中间件与Oracle数据库内置的集成性和交互性，满足了“通” 系统对大并发和系统高性能的需求，在系统的应用实践中，系统的最大并发达到数百个以上，而由Oracle融合中间件和Oracle数据库构成的软件基础技术平台均能提供良好的支持。Oracle融合中间件与Oracle数据库的优异的性能还使得“通” 系统具有更高的安全性、可扩展性和稳定性，实现了无线数据传输的可靠性达到99.9%以上。支持了7×24小时不间断服务，为“通” 系统的成功应用提供了有力的保障。
应用效益
北京市东城区数字化城市网格管理新模式自创建以来取得了巨大的经济效益和社会效益。东城区在原来的十个街道，2个重点地区，137个社区的管理层次上更上一层楼，实现2538个万米单元网格的精细化管理。而 157976个城市部件，包括下水道井盖、垃圾站……都将通过地理编码技术标注在万米单元网格图中。东城区的城市部件全部掌控在北京市东城区城市管理监督中心里。东城区网格化城市管理自2004年10月22日开始试运行以来，至2005年2月20日，监督中心已受理上报问题77件，其中监督员上报7741件(部件问题2300件，事件问题5441件)，公众电话举报问题156件(其中部件问题67件，事件问题件)。共立案5723件，其中已经结案5138件，处理率90.09%，结案率.78%平均办理结案时间为12.1小时(工作日时间)。集中处理了多年一直未被重视和解决的问题，使东城区的城市面貌焕然一新，深受区域居民欢迎。
未来计划
东城区网格化城市管理的成功实施为城市管理新模式及其信息化管理系统带来了异常广阔的推广应用前景，对于特大、大城市的中心城区、近郊区，以及中小城市管理都有实用意义。在北京，可由二环以内向三环以内、四环以内的范围推广。在全国，可由经济发达、信息化基础好的城市开始，逐步其他城市推广，将使我国的城市面貌大大改观、城市管理成本大大降低。与此同时，城市管理新模式其管理理念、管理方法和搭建的技术平台，不仅可以用于狭义的城市管理，同样适用于其他领域的管理，有着普遍的指导意义和广阔的拓展空间，比如可用于社会治安综合治理、公共安全(防火、地下空间)、社会保障、学生课外活动等领域，可以大大提高公共管理和公共服务水平。
2005年7月18日-19日，建设部在北京市东城区召开了数字化城市管理现场会，总结推广北京市东城区数字化城市管理的经验和做法。建设部汪光焘、副仇保兴、北京市副吉林、中纪委驻建设部纪检组组长姚兵以及中编办、科技部、国信办的有关领导出席了会议。
目前，建设部将此项目列为国家“十五”科技攻关计划示范工程，已择了北京市朝阳区、上海宁区、上海市卢湾区、南京市鼓楼区、扬州市、杭州市、烟台市、深圳市、成都市和武汉市等 10个城市(区)开展试点工作。下一步，将根据各地试点工作情况，待取得经验后，进一步完善数字化城市管理模式，逐步在全国推广。
合作伙伴简介
北京图盟科技有限公司是中国专业的互联网和手机地图服务提供商。国家创新基金扶植的高新技术企业。公司具有强大的技术实力，自主研发了世界领先的“ Mapabc 地理信息系统软件”，为搜索引擎、门户网站、行业网站提供强大的地理位置检索服务，为移动运营商提供丰富的手机定位服务;为和行业用户提供无线应用的解决方案咨询和应用软件开发，帮助他们构建高效的定位、监控和办公自动化系统。
北京数字政通科技有限公司 北京数字政通科技有限公司是一家专业开发电子政务和 GIS 应用平台的高技术公司。十 年、数十个大中型城市 GIS 、 MIS 和 OA 一体化实用政务系统开发所积累的丰富经验，是我 们最宝贵的财富。同时，十年的磨砺更使我们深刻理解到：创新是永无止境的，创新是 发展的根本动力。
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大数据助推智慧城市提升城市管理水平
城市建设步伐的不断加快使得我国城市管理日益受到*及社会高度重视，但与加快推进城市化的形势相比，依然存在许多不容忽视的管理问题：城市规模的无*扩大，城市人口的迅猛增长，使城市化过程中出现了严重的问题，如环境污染严重、交通拥挤、社会秩序混乱等。面对如此之多的问题，城市管理水平就决定了城市化发展的进度和质量。因此，要使城市管理更加智慧，更加有效，智慧城市建设显得尤为重要。智慧城市的实现需要通过全面感知、信息共享和智能解题，在城市规划、建设、管理、运行的过程中，运用信息化、智慧化、精细化、可视化等科技手段，推进管理创新。
大数据多方面助推智慧城市提升城市管理水平
随着互联网、新媒体的不断涌现，以及云计算、物联网等技术的兴起，数据正以前所未有的速度不断地增长和累积，形成如今我们所热议的大数据。它具有规模性、多样性、高速性和价值性四个特征。大数据正在改变我们的生活、工作和思维，为人类社会的发展带来了一次重大的时代转型。作为一种重要的战略资产，大数据已经不同程度地渗透到每个行业领域和部门，其深度应用不仅有助于企业经营活动，还可通过对城市信息的智能分析和有效利用，为提高城市管理效率、节约资源、保护环境和可持续发展提供决策支持，有效促进城市系统各要素间的和谐相处，从而提高城市管理水平，促进智慧城市的建设。
一、城市运行产生大数据
城市运行的每时每秒都会产生大量的数据，包括结构数据，如常用的Excel软件所处理的数据;又包括非结构化数据，如网络日志、视频、图片、地理位置信息等。构建高效的城市运行监测*是收集城市运行中大数据的重要手段。城市运行监测依托宽带城域网以及无线通讯网络，利用现代通讯(卫星、移动电话、集群电话)、计算机网络(因特网、局域网、广域网等)、3S技术、传感器等软硬件架构，将有关城市管理的专业系统集成于若干个平台，实现实时收集、处理各终端和节点产生的海量型数据的功能，并实现数据的共享。
例如，深圳环卫部门为实现对道路清扫和城市生活垃圾收运作业服务的企业进行信用管理，对垃圾运输车辆进行GPS实时监控，提高全区道路清扫保洁和城市生活垃圾收运作业服务水平。北京公交一卡通每天产生4千万条刷卡记录，地铁每天1千万人次，分析这些数据可改善城市交通状况;*指挥中心对重点地区进行24小时不间断图像监控、取证，及时发现问题，解决问题;*无线通讯系统总调度，监控日常整个无线通讯系统的正常使用，通过无线调度台操控、GPS车辆定位系统来调动各级*执法人员对违法行为进行查处，实现快速反应;对联勤的人员进行规范管理，可设定从5秒至10分钟向中心报告一次位置信息，超出联勤范围时自动向值班中心预报，有效监督队员动态。*热线24小时受理群众举报投诉，通过*专网下发任务单并对处理过程进行全程监督。昆山市对实施区域内360公里道路进行了移动街景量测，获取了200多万张街道实景照片，可以准确测量部件的几何尺寸。
二、大数据助力城市管理
随着我国城市化进程的加快，城市管理的对象和范围也更加复杂，如水、电、气、通讯的保障、城市交通的通达，环境卫生的保障、防灾防火防盗，突发性事件响应管理等。在各类基础数据的基础上构建风险管理体系，可以进一步提升城市管理水平，消除安全隐患和实现快速反应。近几年数字化城市管理正在兴起，为智慧城市的建设奠定了基础。数字化城市管理作为一张网格化的虚拟物理平台，借助现代信息技术将包括城市自然资源、社会资源、基础设施、人文、经济等有关城市的各方面信息，收集上传到信息中心，然后由云技术将各种信息以数据的形式进行储存，这就形成了大数据系统。再由信息中心通过对大数据的分析处理，传递到有关部门督促处理、有效利用。
(一)大数据有助于改善城市环境
城市化使城市废弃物和生活垃圾与日俱增。中国每年产生的垃圾在亿吨以上，且增长迅速。同时，城市工业、交通业的发展，使得矿物燃料消耗的增长，导致大量的有毒气体、烟尘和粉尘排入大气。据北京卫生局统计，北京市肺癌的发病率在成倍的提高，这与PM2.5有着直接的关系。因此，环境治理问题迫在眉睫。我们提倡提前预防、及时发现以及高效处理，这就需要现代信息技术的支持，通过智慧系统来进行源头分析、现场监测、过程控制及预警预报。因此，需要充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将影响城市环境的各种数字信息及信息资源加以整合并充分利用，使城市生态环境复杂系统数字化、网络化、虚拟仿真，通过对收集到的大数据进行深入分析及处理，实现可视化，从而为*环境治理决策提供科学依据。
例如，可以通过监测数据，分析PM2.5有多少是由扬尘带来的，有多少是由机动车排放的，有多少是由供暖系统带来的等等。可以和气象预报系统紧密结合，出现污染预兆时可以及时采取关闭污染源的预案。北京海淀区实现了基于数据的精细化管理，借助地理信息平台(GIS)将收集到的基础数据进行综合查询，统计和直观展示。实现对全区7大类102小类140万个基础数据和三中心整合系统100余万条案件数据的全属性、多方式查询和地图展示。这为分析解决海淀区环境秩序整治问题提供了详实可靠的数据支撑。全区2000余个视频摄像头点位的多方式地图查询，可实时调取相关图像，并实现全图层数据关联。通过各个图层数据的调取和叠加，深入挖掘，使隐藏在这些数据背后的价值从不同角度得以呈现。如此，可通过系统地图精确地展示全区乱倒乱卸垃圾渣土问题在各街道乡镇内发生的频率及关键点位，从而为区*全面掌握和重点解决该类问题提供有力的信息支撑。再如，通过全区垃圾箱部件数据与暴露垃圾问题的图层叠加，可以分析出垃圾箱配置不合理等问题。
(二)大数据有助于缓解交通压力
汽车从诞生之日起就被视为自由的象征，但是它的发明者应该没有料到，如今汽车却掉入了一个物极必反的逆转定律――人们几乎把时间都浪费在了堵车和等红绿灯上。《IBM全球交通痛苦指数报告》显示，北京以99分的超高分数被列入全球出勤交通最痛苦的城市。交通拥堵已成为影响北京城市运行效率与居民生活的突出问题，交通基础设施承载力严重超负荷，公交系统交通承载已饱和。但与此相对应的事实是，在全球各大城市中，北京的人均汽车拥有量和绝对数量都不算最高。毫无疑问，问题出在了道路交通的设计规划和管理上。大数据时代的到来为解决交通问题开出了药方。与传统的数据收集方式不同，云时代的大数据通过对数据实时收集和分析，得以实现个人出行的个性化、方便化、智能化。
目前，上海正在构建通过物联网技术支撑的公共汽车运行信息发布系统，市民可以利用智能手机，查询公交线路和实时运行信息。无独有偶，南京市基于强大的云平台运行智慧交通云系统、云视频监控和智能分析应用，实时采集和处理南京1000个摄像头，并对整个南京140万机动车规模的交通数据进行实时查询和分析，并主动报警、主动通知用户。
交通综合信息平台的建设，汇集了道路交通、公共交通和对外交通的静态和动态信息，建立了道路交通诱导系统，引导车辆选择合理的路径。大数据能够为*提供重大项目决策事项的判断依据，加强实时预警研判，提升公众出行服务水平的品质，提供准确可靠的交通预测信息，有效地缓解交通拥堵状况，还可吸引更多人使用公用交通，改善出行结构，减少私家车出行。北京的空气状况近几年每况愈下，如果能解决交通拥堵问题，不仅经济效益能得到提升，而且城市的空气质量也能得到改善。
(三)大数据有助于完善应急系统
据统计，我国每年因自然灾害、事故灾害和社会安全事件造成上百万人伤亡，经济损失6500亿元左右，占我国GDP的6%。当社会发生犯罪、火灾、爆炸等各种警情，群众医疗急救、煤水电抢修等各种紧急求救事件，地震、火灾、海潮等突发自然灾害，以及社会*、战争等各种重大紧急事件时，需要*统一协调、统一调度相关部门协同工作。随着社会的不断进步，社会发生紧急突发事件的种类更加复杂与多变，传统的应对机制已不能适应日益增多的紧急突发事件处置的需要。
城市应急联动系统集成有线通信调度系统、无线通信语音调度系统、计算机骨干网络系统、综合接处警系统、语音记录系统、视频图像系统、城市地理信息系统、移动目标定位系统、移动通讯指挥车系统、机房监控系统、电源系统等为一体，具有指挥调度功能。通过对这些技术手段获得的大数据进行收集、处理和分析，使得应急事件的报警、求助、投诉电话实现统一接警、快速反应、联动处警。
新媒体的出现进一步完善了城市应急系统。“7?21”北京暴雨发生时，由于求救人数众多，救援电话被打爆，被困人员无法从获得帮助，从而转向微博平台进行求助。通过微博中包含人物、时间和地点等简要的文字信息就可以判断救援所需。另外，在微博上添加位置数据还可以实现地图定位，为救灾提供更精确的信息，提高救灾的效率。雅安地震中，除了微博再次凸显新媒体传播优势外，微信群及各大互联网公司推出的寻人平台也为救灾提供了多渠道支持。但各大网站数据并不互通，而且数据的低精确度和低效成为最大弊端。若要发挥数据的最大价值，数据必须是在线、公开、共享、互联、相关的。由此看出，数据的公开和共享是一件有必要且有待解决的事情。
(四)信息共享下大数据对城市管理的促进作用
过去不具备解决信息资源共享问题的网络和技术条件。这些客观和主观原因造成了城市建设中的“信息孤岛”现象。对于现存的“信息孤岛”，最切实可行的办法就是“整合”。提高政务信息资源公众开放率，逐步开发公益信息资源，充分利用市场信息资源和数字信息资源，建成一批门类齐全的信息资源数据库，即大数据。可以提高教育、科技、医疗、社会保障、文化建设等方面的信息技术应用水平和服务能力，从而推进社会公共服务事业蓬勃发展。
*各个部门的既有数据库可以实现高效互联互通，以提高*各部门间协同办公能力，提高为民办事的效率，大幅降低*管理成本。例如我国每年领取养老金的人数多达1.8亿，相当一部分领取人去世后，其亲属或朋友仍继续领取，给国家造成巨大的财政损失。借助于大数据技术，将城市的医院、民政部门、社保部门、财政部门等相关管理机构的数据进行有效整合和关联，领取人去世后，其死亡信息会第一时间在城市核心数据管理库中更新，财政部门在发放养老金时对领取人的最新情况一目了然，从根源杜绝盗领冒领等问题。由此可见，大数据可极大提升*社会管理的“智慧”水平和科学决策能力。对基础数据库中的海量数据进行管理、维护并深化应用价值，变海量数据为真正的有效数据，使数据为实际工作服务，为精细化城市管理提供依据，为科学决策提供有效支持，这些都成为信息化城市管理新模式在实际运行中遇到的迫切需要解决的问题。
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