智慧城市建设思路与规划

第五章　智慧城市顶层规划

5．1　概述

规划通常是指关于一个项目或组织的发展方向、环境条件、中长期目标、重大政策与实施策略等方面的策划、筹划和计划的综合。任何规划都在动态中形成和发展，具有在不同规划实施期间由于环境和政策的变化而进行及时调整的可能。智慧城市建设顶层规划已经摆脱了传统的迟缓与分散的规划方式，采用自上而下的顶层规划与业务专项规划及底层应用相结合的高效率、多专业、多元化、大集成的规划模式。

5．1．1　顶层规划的必要性

智慧城市建设属超大型信息系统工程，根据国外调查和统计结果表明。信息系统工程项目的失败差不多有70%是由于规划不当造成的。在一个大型信息系统工程建设过程中，一个操作错误如果造成几万元的损失，一个设计错误就会损失几十万元，一个局部的专项业务规划会损失几百万，而如果顶层规划的错误所导致的不仅仅是几千万甚至上亿金钱的损失，甚至造成整个智慧城市建设系统工程的失败。特别是对于像智慧城市这样大型信息系统工程的损失不仅仅是巨大的，而且还是隐性的、长远的，往往要到系统工程项目全面实施，甚至完工后才能在实践和使用中慢慢显现出来。目前国内外专家和学术界高度重视智慧城市大型或超大型，甚至巨型信息系统工程的顶层规划和分步实施专项业务平台的规划编制工作。智慧城市顶层规划是智慧城市信息化系统工程建设之本。没有科学和顶层的规划，就不可能有智慧城市建设的成功和取得成果。

5．1．2　顶层规划概念

智慧城市顶层规划是智慧城市信息系统工程长远发展的规划。智慧城市顶层规划是将建设目的、实施目标、知识体系、建设体系、实施计划、组织结构、技术应用、实现成果等所需的信息要素集成为“顶层规划方案”，是智慧城市纲领性和路线性的建设宗旨、目标和实施战略。

智慧城市顶层规划要提出和解决以下主要的问题：

（1）如何保证智慧城市顶层体规划同它在城市管理和公共服务的内容与任务在总体战略上的一致性？

（2）为完成智慧城市在城市管理和公共服务等方面的内容和任务，怎样提出、组织、设计智慧城市建设总体框架结构，并在此基础上设置和开发相应的业务应用系统平台？

（3）对于在业务范围和实现功能具有重叠与竞争的业务应用系统，应如何拟定优先实施计划和运营资源的分配与安排？

（4）面对智慧城市系统工程分期和分阶段实施的工作内容和任务，应如何遵循信息论、系统论和控制论的观点和原则制定具体项目实施的策略、措施、方法和计划等？

智慧城市顶层规划是智慧城市系统工程实施生命周期中的第一个阶段，智慧城市超大型信息系统开发的第一步，其规划编制质量直接影响智慧城市建设的成败。正是由于智慧城市信息系统工程耗资巨大、技术复杂、系统开发和建设周期长，就需要一个从顶层的规划，以智慧城市知识体系研究和智慧城市建设体系规划为智慧城市顶层规划的核心内容，以城市级的信息互联互通及数据共享作为整个智慧城市系统平台分析的切入点和根本规划的对象，从战略上把握智慧城市信息系统工程建设目标和功能框架。

在现代社会中，信息化已经成为城市建设、规划、管理、服务的生命线，信息资源是城市重要的财富，充分利用城市信息资源是城市可持续增长的源泉和动力。城市管理和公共服务是智慧城市重要的内容和组成部分，其信息系统的运行与智慧城市运营息息相关，所以，不仅要在资源上、经费上、时间上给予充分考虑，而且在观念上要高度重视，实施“一把手”工程，作出全方位的顶层规划。

5．1．3　顶层规划原则

智慧城市顶层规划的编制应遵循以下原则：

（1）社会管理创新与民生服务是顶层规划的重点。顶层规划要进一步加强和完善社会管理格局，强化政府社会管理职能，强化各类企事业单位社会管理与公共服务职责，增强服务社会能力；进一步加强和完善流动人口和特殊人群管理与公共服务，建立覆盖人口基础信息库，建立健全实有人口动态管理机制；进一步加强和完善基层社会管理与公共服务体系，把人力、财力、物力更多投到基层，努力夯实基层组织、壮大基层力量、整合基层资源、强化基础工作，强化城乡社区自治和服务功能，健全新型社区管理与公共服务体制；进一步加强和完善公共安全体系，健全食品药品安全监管机制，建立健全安全生产监管体制，完善社会治安防控体系，完善应急管理体制。

（2）支持智慧城市建设的总目标，智慧城市建设和发展战略目标是其超大型信息系统规划的出发点。信息系统规划从智慧城市目标出发，分析智慧城市的信息需求，通过智慧城市知识体系研究，逐步导出智慧城市建设体系规划的战略目标和总体结构。

（3）智慧城市顶层规划，必须从顶层自上而下进行规划，并着眼于高层和综合管理的规划，同时满足各级管理和业务应用的需求。

（4）摆脱信息系统对组织机构的依从性，首先着眼于智慧城市运营的流程再造，智慧城市建设最基本的活动和决策可以独立于任何管理层和管理职责。组织机构可以有变动，但最基本的活动和决策大体上是不变的。从智慧城市建设过程的了解往往从现行组织机构入手，只有摆脱对它的依从性，才能提供顶层规划的应变能力。

（5）智慧城市系统平台规划应具有良好的整体性和集成性。信息系统平台的规划和实现过程，是一个“自顶而下规划，自底向上设计”的过程。采用自上而下的规划方法，可以保证系统平台结构的完整性、集成性，以及与信息的一致性。

（6）便于智慧城市系统工程实施，顶层规划应给后续的专项业务平台和底层应用系统设计提供指导，并要具有连贯性和整体性。设计方案选择应追求时效，宜选择最经济、简单、易于实施的方案；技术应用手段强调实用，不片面追求品牌和脱离主流技术的“超前性”。

5．1．4　顶层规划步骤

制定智慧城市顶层规划的步骤如下：

（1）确定顶层规划编制大纲（或称之为“概念规划”），包括编制的目标、原则、范围、内容和方法。

（2）收集来自本地区城市内部和外部环境与本规划编制相关的各种信息，将收集的各种信息进行归纳和整理，并根据智慧城市顶层规划编制大纲中提出的目标、原则、范围、内容和方法等进行智慧城市建设需求分析。

（3）在智慧城市建设需求分析的基础上，结合智慧城市建设战略性、可行性的研究，对顶层规划编制大纲中提出的建设目标、建设原则、范围、内容和方法，以知识体系研究为先导，以建设体系规划为核心内容，落实分期阶段性实施计划与安排、财务情况，以及建设风险程度和软环境等多方面进行全面的研究和论证。

（4）定义约束条件，根据财政情况、人力资源、基础设施、信息资源等方面的限制，定义智慧城市建设项目的约束条件和相应的支撑政策与法规。

（5）明确智慧城市建设战略目标，根据需求分析和可行性研究，以及约束条件。确定智慧城市建设战略目标，也就是在建设项目（可分期）结束时，智慧城市应具有怎样的能力（如指标体系），包括：智慧城市在管理与公共服务的范围、功能结构、技术应用、项目实施要点和分期阶段性进度计划和项目概算等。

（6）提供智慧城市顶层规划的知识体系研究和建设体系规划结构图，通过智慧城市顶层规划体系结构图勾画出未来智慧城市信息系统建设框架，体现系统平台之间的层次和相互之间的关联性与集成性。

（7）确定智慧城市建设项目的分类和分期阶段性实施的战略规划，根据建设资源的限制条件，选择智慧城市建设周期和分期实施的计划，确定优先实施项目的内容和任务，以及制定建设项目实施先后的顺序。

（8）提出项目实施的进度计划。在确定建设项目实施顺序后，估算项目建设的成本、制定对人力资源和信息资源整合的要求等具体实施计划，以此作为整个实施阶段的任务、成本和进度计划。

（9）通过智慧城市顶层规划。将上述根据顶层规划编制原则完成的文档，经过整理而形成《智慧城市顶层规划方案》。在此过程中不断征求各方面业务应用信息系统平台用户和信息系统专家的意见和建议，并经相关部门组织的《智慧城市顶层规划方案》评审，在通过后可执行。“顶层规划方案”应作为下一步智慧城市各专项业务平台规划和底层应用系统设计的指导性文件和设计依据。

5．1．5　顶层规划内容

以作者对智慧城市顶层规划的研究和从事智慧城市建设工程实践的经验。智慧城市顶层规划内容主要应分成两个部分，分别是：智慧城市知识体系研究和智慧城市建设体系规划。智慧城市建设是一个复杂而长期的综合性信息化巨系统工程，根据作者参与新加坡“智慧岛”到“智慧国”的实践和经验，认为在全面实施智慧城市建设之前应组织进行智慧城市顶层规划，并通过顶层规划继而被深化为各专项业务平台规划和底层应用系统设计，最终形成成套而科学完整的智慧城市建设路线图和行动计划，以及能够指导各专项业务平台和应用系统工程可实施的方案和建设图纸的编制与设计。如图5．1所示。

图5．1　智慧城市顶层规划结构图

智慧城市顶层规划通常要提出3～5年的中长期智慧城市系统工程设施计划。包括1年内的近期实施详细计划，中长期智慧城市建设计划部分指明了总的建设方向和建设目标，而近期计划部分则为确定近期具体实施的内容和计划完成的工作任务提供组织、行政、资金、人员的保障。

5．1．6　顶层规划方法

智慧城市顶层规划是实施信息系统的关键步骤，以合理的模型与方法作为指导是提高信息系统规划的重要基础。“模型”刻画了智慧城市信息系统规划过程中的指导模式，而“方法”则描述了具体实施规划的步骤。目前使用信息系统规划模型的种类很多，本书推荐采用三阶段模型，在规划方法上建议采用战略数据规划法。

1．三阶段模型

智慧城市顶层规划中信息系统规划模型是搭建信息与系统集成和业务应用系统平台最关键的工作。信息系统规划模型是针对信息系统规划所面临的基本问题。目前，已经有许多方法用于信息系统的规划工作，采用由B．Bowman、G．B．Davis等人提出的具有普遍意义的、对规划过程和方法论进行分类研究的“三阶段模型”，较适合智慧城市信息系统模型规划。“三阶段模型”由战略计划（或称为战略规划）、信息需求分析和项目实施资源分配三个一般性的任务组成。其在智慧城市相应的任务及有关方法论的分类描述如表5．1所示。

（1）战略计划

为了智慧城市在整个建设规划和信息系统规划之间建立联系，内容包括：提出智慧城市建设目的和实施目标的战略，确定信息系统平台的任务，估计系统平台开发的环境，制定出信息系统平台的目标和战略。其方法有战略集合变换，根据建设组织指定战略和根据组织集合指定战略等。

（2）信息需求分析

为了广泛研究智慧城市建设及相关信息的需求，需建立信息系统平台结构，并用来指导具体业务应用系统的开发。内容包括：确定建设过程决策支持、城市运营业务流程、城市管理和公共服务和政府业务管理与日常事务处理中的信息需求。根据上述信息需求分析，制定智慧城市信息系统平台目标、内容、任务、开发等方面的规划。

（3）项目实施资源分配

在智慧城市建设信息需求分析基础上，确定建设项目的分类、实施内容、分期分阶段计划、时间进度安排、人力资源分配、建设资金计划等资源分配的规划。

表5．1　智慧城市信息系统规划三阶段模型

2．企业系统规划法

企业系统规划（BSP）法是一种对企业管理信息系统进行规划和设计的结构化方法，它是美国IBM公司在20世纪60年代末创造并逐步发展起来的。BSP法主要基于用信息支持企业运行的思想，是把企业目标转化为信息系统战略的全过程，BSP法所支持的目标是企业各层次的目标，实现这种支持需要许多业务子系统来实现。

BSP法的规划指导思想和智慧城市顶层规划的思想完全一致，在智慧城市总体结构体系构建上也是采用由多层目标支持实现智慧城市建设的总体目标；在系统及平台结构上也同样需要多个业务应用平台和子系统构成。

应用BSP法从智慧城市建设目标开始，然后规定顶层规划的方法，自上而下地推导信息需求。智慧城市事务处理是数据收集和分析的基础，通过事务处理程序的梳理和业务流程的再造，明确决策方法和问题，找出逻辑上相关的数据以及事务处理的关系。这些信息可以用来确定智慧城市信息系统结构。根据信息系统结构就可以建立业务应用的优先级别，并根据业务应用系统功能的分类，确定智慧城市信息化系统及平台的层次、系统组成、技术应用、实现功能，以及具体项目系统工程分期分阶段实施的计划和时间进度安排等。

BSP法对于智慧城市顶层规划的要点是：

（1）BSP的主要目标

BSP的主要目标是提高智慧城市信息管理系统的规划，用以支持智慧城市短期和中长期对信息的需要，而且作为整个智慧城市建设中不可缺少的部分。

（2）BSP方法的基本原则

①顶层规划必须支持智慧城市建设的战略目标；

②顶层规划的战略应当表达出智慧城市的各个功能和管理层次的需求；

③根据顶层规划建立起来的智慧城市信息系统及平台，应该向整个智慧城市提供一致的信息；

④顶层规划应该促进政府机构和管理体制的改革和变化；

⑤顶层规划应该是先“自上而下”的设计，再“自下而上”的实现。

（3）BSP方法的基础

①定义智慧城市建设过程。智慧城市建设过程是指智慧城市各类管理与公共服务所需的、逻辑相关的一组决策和活动。智慧城市整个业务活动就是由一系列业务流程所组成。定义智慧城市业务流程可以帮助理解智慧城市如何依靠信息化技术完成其目标，着手建立各个系统及平台的业务流程，按照各自系统及平台内部业务的逻辑关系，将它们划分为若干个功能区域，然后建立各功能区域中所包含的全部业务流程。

②定义数据类。数据类是指支持智慧城市业务流程所必要的逻辑上相关的数据。通过数据类定义，可以识别当前支持智慧城市业务流程数据的准确性和实时性，识别在建立信息总体结构中要使用的数据类；发现智慧城市业务流程中的数据共享；发现各个独立的应用系统在其业务流程中所产生、使用和缺少的数据等。BSP方法将数据类和业务流程两者作为定义智慧城市总体结构体系的基础，并利用业务流程和数据类矩阵来表达两者之间的关系。

（4）BSP方法的核心

BSP方法的核心是提供规划智慧城市信息系统平台总体结构的方法。智慧城市系统平台总体结构体系由城市管理和城市公共服务中的功能体系结构、信息系统平台体系结构、信息基础设施体系结构组成。

通常信息系统平台体系由若干相对独立和自治的系统及平台组成，其在应用和管理方面也必然是采用分布式管理和集中管理相结合的模式。自顶向下的进行整体系统平台的总体结构规划，将有利于系统平台之间的信息与系统集成，实现城市级的信息互联互通和数据共享。确定各个独立系统及平台信息与系统集成的边界就显得特别重要。通过系统平台总体结构图表达智慧城市业务流程所需应用平台和业务系统及子系统之间的关系。“结构图”应勾画出所需系统平台的业务范围，实现功能、数据支撑，以及系统平台间数据共享关系等。

5．2　智慧城市知识体系规划

智慧城市知识体系研究是智慧城市建设的先导性和理论性的研究工作，是指导智慧城市建设体系规划的基础。

5．2．1　概述

通常智慧城市知识体系规划包括：指标体系规划、信息体系规划、城市管理与公共服务体系规划、标准体系规划。

（1）智慧城市指标体系

智慧城市指标体系用于衡量和反映城市综合管理和公共服务水平现状和未来发展潜力，并为城市管理和公共服务运行提供明确的、可衡量的标准，同时也是智慧城市建设绩效和可评估的量化标准。

（2）智慧城市信息体系

建立智慧城市部门间信息互联互通和数据共享的长效机制，打破部门壁垒造成的信息孤岛，为大数据共享平台的建设提供操作基础；制定信息管理准则，对现有各部门系统数据及将来数据共享平台的数据提供元数据管理、数据质量管理、主数据管理、数据生命周期管理、数据安全管理。

（3）城市管理和公共服务体系

将智慧城市指标体系与城市管理和公共服务运行指标结合在一期，将原有面向组织与职能的流程改造为面向管理与服务的流程，以支持高效管理、并向市民和企业提供服务为目标。

（4）智慧城市标准体系

智慧城市不但包括顶层规划、专项业务平台和底层应用系统设计，同时涉及信息与系统集成，城市级“一级平台”和业务级“二级平台”的建设。智慧城市是一个互联互通和数据共享的整体。智慧城市建设系统体系框架中的任何一个专业平台及应用系统都是智慧城市巨系统中的一部分，都是整体智慧城市系统体系中的一个应用系统，绝不是各自孤立、互不联系的“信息孤岛”。为了实现这一目标必须统一制订智慧城市标准体系。

5．2．2　智慧城市指标体系规划

智慧城市是指综合利用各类信息技术和产品，以信息化、网络化、数字化、自动化、智能化技术应用为主要特征，通过对城市内人与物及其行为的全面感知和互联互通，大幅优化并提升城市运行的效率和效益，实现生活更加便捷、环境更加友好、资源更加节约的可持续发展的城市。智慧城市是新一轮信息技术变革和知识经济进一步发展的产物，是工业化、城市化与信息化深度融合的必然趋势。建设智慧城市，实现以“智慧”引领城市发展模式变革，将进一步促进信息技术在公共行政、社会管理、经济发展等领域的广泛应用和聚合发展，推动形成更为先进的区域发展理念和城市管理模式。

智慧城市指标体系主要是基于城市“智慧化”发展理念，统筹考虑城市信息化水平、综合竞争力、高品质城市、最平安城市、绿色低碳、人文科技等方面的因素，综合量化而成，主要目的就是为了较为准确的衡量和反映智慧城市建设的主要成果和发展水平，为进一步提升城市竞争力、建设绿色、人文、和谐社会，促进经济社会转型发展，提供评估的标准。

通常智慧城市指标体系规划分为四个步骤进行，即：指标体系规划方法、指标体系框架与组成、指标体系编制内容和形成智慧城市指标体制，如图5．2所示。

图5．2　智慧城市指标体系研究步骤

1．指标体系规划方法

智慧城市指标体系规划方法是整个指标体系中最为基础和核心的部分。这部分内容实际上是要将指标体系中每个具体指标是如何产生的描述清楚。通过智慧城市需求的调研和访谈，案例分析和经验总结，如何从这些素材中挑选和整理出真正能反映智慧城市真实状况的若干个关键指标是十分重要的。在这方面，按照方法论要求，从调研需求入手，从调研的指标备选库中选取能够涵盖智慧城市发展目标的所有指标，接下来对指标清单进行评估、论证和沟通，初步圈定其中的重要指标，然后对这些指标进行横向评估和优化，完善有冲突、有重叠和有缺失的关键指标，最终确定关键指标。

根据指标体系构建的原则，从指标的名称、定义、衡量标准、数据来源、基准值、目标值、范围值和应对策略等几个方面对各项指标进行具体的描述。

①指标名称：根据调研结果，从政府管理运行的效能、市民和企业对城市管理与公共服务的要求并结合国内外案例的分类方法，提出各项具体的指标名称。指标的名称要言简意赅，充分表达指标的内涵，不易产生混淆。

②指标定义：对每一项指标的名称进行详细的解释，说明指标所反映的城市运行具体相关的管理与公共服务领域，指标的涵盖范围，指标所能实现的业务支撑等。

③指标衡量标准：针对各项指标，描述指标具体的计算方法和评估标准。

④指标数据来源：介绍数据的获取渠道（从具体哪个业务部门的哪个信息系统或渠道获取），以及数据的更新频率等。

⑤指标的基准值：根据现有的定义和衡量标准，计算现阶段的数值。

⑥指标的目标值：根据该指标基准值、过去3到5年的演进趋势以及未来发展规划的要求确定指标的目标值。

⑦指标的范围值和应对策略：指标正常情况下所处的范围，以及不同等级的相关应对措施。

2．指标体系框架

指标体系框架实际上是在之前指标方法和指标内容设计的基础上，像盖房子一样将每个指标按照一定的分类、分级方式搭建成一个整体体系。

通常来讲，指标框架会分为以下三个不同层级：

第一层是几个主要的维度，一般会按照城市中管理与公共服务的主体和对象并结合相应的支撑要素，如：政府、城市管理、社会民生服务、企业经济、信息基础建设等几个维度展开。

第二层是与第一维度相关联的第二级的业务或行业，例如第一维度城市管理相关联的第二级的业务有：城市智慧城管、应急指挥、公共安全、交通管理、节能减排、基础设施等方面。

第三层是第二维度业务或行业实现的功能和体现的成果，第二维度智慧城管所实现的各项功能和可供量化绩效考核的成果。

另外，企业和市民的主观评价指标也是重要的组成部分，将作为单独部分进行呈现。

指标体系的主要内容，假设按照研究的维度分类方法，如城市经济、服务电子化、交通、环保、公共安全、社会保障和基础设施建设，对架构中的每一个具体指标设定相应的名称、定义、衡量标准、数据来源、基准值、目标值、范围值和应对策略等，从而丰富和完善整个指标体系。

3．指标体系编制内容

根据智慧城市指标体系编制原则以及现阶段智慧城市建设的主要内容，智慧城市“指标体系”主要可分为智慧城市基础设施、智慧城市社会管理和公共服务、智慧城市信息服务经济发展、智慧城市人文科学素养、智慧城市市民主观感知等。具体内容在4．5节已作介绍。

5．2．3　智慧城市信息体系规划

随着城市信息化的深入推进，智慧城市的信息资源规划在城市现代化进程中的作用日益重要，信息资源的深度开发和综合利用已经成为智慧城市建设的核心内容。信息管理的过程经历了传统管理时期，技术管理时期，信息资源管理时期，现在正逐渐向“网络信息资源管理”阶段演进。这种演进和发展对信息管理工作模式和服务模式势必造成巨大的变化，对智慧城市信息资源做统筹规划有利于搭建高档的数据环境，促进信息资源的深度开发和高效应用。

1．信息体系规划的概念

信息资源是指人类在社会实践过程中所涉及的一切文件、资料、图表和数据等信息的总称。

（1）信息资源特点

①能够重复使用，其价值在使用中得到体现；

②信息资源利用具有很强的目标导向，不同信息在不同的用户中体现不同的价值；

③具有整合性，对其检索和利用，不受时间、空间、语言、地域和行业的制约；

④它是社会财富，任何人无权全部或永久买下信息的使用权；它是商品，可以被销售、贸易和交换；

⑤具有流动性。

信息体系规划的实质是对信息资源的规划。信息资源规划（Information Resource Planning，IRP）是人类在社会实践过程中所需要的信息，从采集、处理、传输到使用的全面规划。信息资源管理，是指为达到预定的目标运用现代的管理方法和手段对相关的信息资源和信息活动进行组织、规划、协调和控制，实现对信息资源的合理开发和有效利用。

（2）信息体系规划步骤

通常智慧城市信息体系规划分为五个步骤，即：信息体系需求与研究分析、信息体系与信息资源研究方法、信息体系与信息资源分类原则、信息体系与信息资源规划、形成智慧城市信息体系。如图5．3所示。

图5．3　智慧城市信息体系规划步骤

2．信息资源规划的必要性

（1）为提高政府管理与服务能力提供了新的思路

强调信息资源对政府实现战略目标的重要性，通过信息资源的优化配置和综合管理，可以提高管理与服务能力。

（2）帮助理清并规范表达用户需求并落实应用主导

贯彻信息化建设的“应用主导”方针，其前提是要摸准用户需求。只有正规的信息资源规划，才能通过分析和建模真正反映用户的需求。

（3）整合信息资源，消除“信息孤岛”，实现应用系统集成

“信息孤岛”产生的技术原因，是缺乏信息资源管理基础标准。信息资源规划过程就是开始建立数据标准的过程，从而为整合信息资源，实现应用系统集成奠定坚实的基础。

（4）指导智慧城市建设的应用软件选型并保证成功实施

企业通过信息资源规划“建立两种模型和一套标准”，就有了应用软件选型与实施的主动权，否则，虽然经过管理咨询、多方考察和论证，但由于自己心中无“数”，容易犯“削足适履”的错误。

（5）信息资源规划是云计算中心建设的基础工程

信息资源规划成果主要包括信息模型（功能模型、数据模型、架构模型）和数据标准体系（概念数据模型、逻辑数据模型、数据元素、信息分类编码、用户视图），可用于在实施云计算中心之前勾画云计算模式下城市信息化蓝图，并建立确保云计算提供的软件系统之间能够集成化、标准化和一体化的数据标准体系，解决了云计算中心的云模型和云标准问题，很好地补齐当前云计算解决方案中缺乏解决“信息孤岛”手段的“短板”。

3．信息体系规划需求与研究分析

（1）信息资源规划预期目标

①把城市的信息资源作为一个整体进行系统性规划。

②一数一源，整个城市一套基础体系。

③建立智慧城市的数据库模型体系及全局的E－R图。

④建立智慧城市的逻辑数据库标准及管理基础标准。

⑤市辖区及各委办局所有的信息资源总量及资源共享量。

⑥无障碍的高效互联互通，彻底消除“信息孤岛”与“信息烟囱”。

（2）信息资源规划功能需求

信息资源规划内容按功能划分主要由信息组织、信息检索和信息服务三个部分构成。信息服务是目的，信息组织是基础，信息检索是手段。

①信息组织

亦称信息整序，是利用一定的规则、方法和技术对信息的外部特征和内容特征进行揭示和描述，并按给定的参数和序列公式排列，使信息从无序集合转换为有序集合的过程。信息组织的发展方向是知识组织，这也一直是信息资源管理讨论的热点。知识组织，简而言之就是揭示知识单元（包括显性知识因子和隐性知识因子），挖掘知识关联的过程或行为，最为快捷地为用户提供有效的知识或信息。其特征在于自动化、集成化、智能化。然而想要有效地揭示隐性知识是其中的难点也是重点。

②信息检索

相当于信息组织的逆过程，是根据特定的需求，运用某种检索工具，按照一定的方法，从信息资源库中查出所需的资料或信息的过程。

③信息服务

就是用不同的方式向用户提供所需信息的一项活动。它包括两个方面的内容：一是对分散在不同载体上的信息进行收集、评价、选择、组织、存储，使之有序化，成为方便利用的形式；二是对用户及信息需求进行研究，以便向他们提供有价值的信息。

（3）信息资源规划数据需求

建设智慧城市信息资源的统一规划，可以把信息资源细分成系统数据、基础数据、业务数据、融合数据、共享数据、交换数据和服务数据七大类，这些数据互为支持，形成一个统一的数据支撑平台。

①系统数据

指满足信息系统运作所需的数据，例如：用户数据、账号数据、单点登录数据、安全证书数据、工作流数据、系统日志数据、消息提醒数据等。

②基础数据

包括城市的人口信息、法人信息、空间信息、宏观经济信息四大基础数据。

③业务数据

指各级行政主管单位的日常管理业务数据。

④融合数据

指业务数据和基础数据进行充分融合的数据集。

⑤共享数据

指在数据资源中心授权访问的数据。

⑥交换数据

指供各委办局与数据资源中心间交换的数据。

⑦服务数据

指经过多级处理，形成初级、中级、高级服务的数据，为各级行政主管部门、相关委办局以及公众、企业提供服务。

（4）城市管理行政职能分类

①行政许可

执业许可证，包括餐饮、教育、法律、建筑等行业。

②审核审批

重要建设项目方案、资源规划方案、人事调整方案等的审批。

③资质认证

资质的调查与核准，包括教育、测绘、房产评估等。

④注册备案

对社会和企业资源进行登记，包括出生、婚姻、师资、科技成果等。

⑤行政监督

对重大工程、企业行为、群体性社会活动等进行过程监管。

⑥裁决确认

对纠纷、争议的裁决以及土地、矿产等归属权确认。

⑦征收给付

税务、资源占用等费用的征收以及残疾、军属、公益等事项资金的给付。

⑧行政处罚

企业、社团、个人违章违法行为的处罚。

⑨行政强制

财产封存与收缴、违章建筑拆除等。咨询服务

个人、社团、企业关于就业、教育、气象等方面的咨询服务。

（5）信息资源基本属性分析

信息资源种类繁多，分类方法多样。但无论哪种信息资源，都具有最基本的6项共同属性：所有者、时间、地点、产生方法、产生依据、资源体。简单地说就是：什么人、在什么时间、在什么地点、用什么手段、依据什么标准、生成了什么结果。

（6）信息资源存储格式分析

信息资源的存储格式可以划分为两大类。一类信息能够用数据或统一的结构加以表示，我们称之为结构化数据，如数字、符号；而另一类信息无法用数字或统一的结构表示，如文本、图像、声音、网页等，我们称之为非结构化数据。据统计，城市中20%的数据是结构化的，80%则是非结构化或半结构化的。当今世界结构化数据增长率大概是32%，而非结构化数据增长率则是63%，至2012年，非结构化数据占有比例将达到互联网整个数据量的75%以上。非结构化数据中50%～75%的数据都来源于人与人的互动，都是以人为中心产生的。

①结构化数据

我们都很熟悉结构化数据，典型的就是事务数据、定量的数据。政府或企业收集、存储、查询、利用它们来制定发展战略、预判趋势、运行报表、进行分析、优化运营。目前结构化数据的利用方面已经做得较好，通过它能提供重要的业务洞察力，更有效率地服务于客户，遵循监管法规，为决策制定者提供所需的即时的、持续的关键信息以优化业务。

②非结构化数据

信息技术在不断发展，而电子商务、移动应用、社交网络等日益活跃，这导致大量的像影像资料、办公文档、扫描文件、Web页面、电子邮件、微博、即时通信以及音视频等非结构化数据量迅猛增长。

4．信息体系与信息资源规划方法

（1）信息体系与信息资源规划策略

①信息体系与信息资源规划从实践中来到实践中去，从应用需求中来到应用系统中去。

②智慧城市的人、事、物的高度协调统一，时间、地点、人物三要素贯穿始终。涉及人的内容以居民身份证号码为主线，涉及物的内容以地址编码为主线，涉及事的内容以流程化的时间为主线并相互贯通。

③实现“标准一致、源头唯一、集中集成、共建共享”。

（2）信息体系与信息资源规划和管理理论

信息体系与信息资源规划是智慧城市顶层规划的重要内容，规划的最终成果包括一个科学的、恰如其分的目标集合，一套实现这个目标的战略路径，一系列由路径和目标规定的任务和措施。要科学、合理地确定目标集合、战略路径和任务措施，前提和依据是对现状和趋势的客观判断，对基础条件的科学分析，对需求的正确把握，对操作性的深入透视。按照如此定义，规划要素包括：目标、路径、任务措施以及现状、趋势、条件、需求、操作性。

（3）信息工程理论

霍顿（F．W．Horton）和马钱德（D．A．Marchand）等人是美国信息资源管理（Information Resource Management，IRM）学家，是IRM理论奠基人、最有权威的研究者和实践者。他们关于IRM的论著很多，其主要观点有：

①信息资源（Information Resources）与人力、物力、财力和自然资源一样，都是企业的重要资源，因此应该像管理其他资源那样管理信息资源。IRM是企业管理的必要环节，应该纳入企业管理的预算。

②IRM包括数据资源管理和信息处理管理。前者强调对数据的控制，后者则关心企业管理人员在一定条件下如何获取和处理信息，且强调企业中信息资源的重要性。

③IRM是政府、企业管理的新职能，产生这种新职能的动因是信息与文件资料的激增、各级管理人员获取有序的信息和快速简便处理信息的迫切需要。

④IRM的目标是通过增强企业处理动态和静态条件下内外信息需求的能力来提高管理的效益。IRM追求“3E”——Efficient、Effective和Economical，即高效、实效、经济，“3E”之间关系密切，相互制约。

⑤IRM的发展具有阶段性。到20世纪90年代，IRM的发展大约可分为物理控制、自动化技术管理、信息资源管理和知识管理四个阶段。

信息工程的基本原理是：数据位于现代数据处理系统的中心；数据结构是稳定的，处理是多变的；最终用户必须真正参加开发工作。

霍顿的信息管理思想可以概括为：闭合而开放的信息生命周期观；广义的信息资源和信息资源管理观；集成的信息管理观；“会通”的信息管理观。

（4）信息资源规划方法

按照通行的信息工程理论来讲，信息资源规划可主要概括为“建立两种模型和一套标准”。“两种模型”是指信息系统的功能模型和数据模型，“一套标准”是指信息资源管理基础标准。信息系统的功能模型和数据模型实际上是用户需求的综合反映和规范化表达，而信息资源管理基础标准则是进行信息资源开发利用的最基本的标准，这些标准都要渗透和体现在数据模型之中。

5．信息体系与信息资源分类原则

智慧城市信息体系分类规划是指按照一定的信息分类原则，对智慧城市涉及的所有信息进行分类、汇集和集成。由于智慧城市建设体系是一个超大型信息系统工程，所涵盖的范围之大、体系之复杂、系统类型之多、应用及功能之广，不是一般管理信息系统（MIS）可以比拟的。

智慧城市信息体系分类规划的目的，就是确定智慧城市信息分类与集成，以及与信息体系相适应的系统体系，如信息与系统集成平台、业务管理平台、业务应用系统及功能子系统的范围、边界和接口。从以往一些智慧城市建设的教训中得知，由于没有从智慧城市顶层规划设计，没有从城市信息互联互通与数据共享这一根本任务的高度，没有从信息集成、系统集成、软件集成、应用集成的实际需求出发，因而忽略了“信息资源分类规划”这项基本而重要的工作。如果没有科学的和全面的“信息资源分类规划”，将会导致智慧城市各领域、各行业、各业务、各应用信息平台及系统在智慧城市整个信息体系中的逻辑位置和相互之间信息需求的不明确，平台及系统的边界不清晰，系统与信息集成时的接口方式不确定。

智慧城市建设的实质是建成一个支撑现代城市运营、管理、服务的超大型信息系统。所涉及范围涵盖政府信息化、城市信息化、社会信息化、企业信息化各领域的信息平台、行业管理平台、业务应用系统等系统的各种类型的信息和数据。涉及的这些不同的领域和行业主要是：政府职能、城市管理、社会服务、企业经济。从城市级信息互联互通与数据共享的角度看，信息分类涉及政府管理与政务信息、城市监控与管理信息、社会政务服务、公共服务与商业服务信息、企业管理、生产、市场、财务、人事等信息。从城市管理和服务的需求出发，信息与数据流向有纵向、横向，甚至斜向。要实现这些错综复杂、功能各异的信息系统的分类、汇集和集成，必须制定相应的信息资源分类原则和方法。

（1）以信息互联互通与数据共享需求为第一原则

城市级的信息互联互通与数据共享是智慧城市建设的根本任务，因此信息资源分类要以满足城市级信息互联互通与数据共享需求为第一原则。从智慧城市系统和信息集成需求的角度，根据系统与信息集成按“分层集成”的原则，将智慧城市信息体系分为：城市级系统与信息集成（一级平台）、各领域各行业系统与信息集成（二级平台）、各应用及功能系统与信息集成（三级平台）。城市级的信息互联互通与数据共享，是通过城市级“一级平台”汇集和集成智慧城市四大类领域各业务级信息与系统集成平台（二级平台）的行业应用与管理信息和数据。

（2）以信息管理的需求为原则

从智慧城市信息管理的需求角度，根据各领域行业管理的业务范围，可以分为四大类，即：政府管理类、城市管理类、服务管理类、企业管理类，并将隶属这些领域行业管理的各个应用及管理信息汇集和归属于上述四大类领域业务级信息与系统平台（二级平台）。

（3）以城市管理和公共服务的需求为原则

从智慧城市管理和公共服务的需求出发，根据城市管理和公共服务的内容和功能，可分为两大类，即：城市综合管理类（包括“常态”管理和“非常态”管理）、社会公共服务类（包括政务服务、公共服务、商业服务等），智慧城市各领域行业管理类所属各应用及功能系统，均可实现与城市综合管理和社会公共服务各业务级信息平台的互联互通与数据共享。

6．智慧城市信息平台及应用系统分类

根据信息资源分类原则，可按决策信息层次和管理信息相结合的方式进行信息平台及应用系统分类。该分类方式既可以满足信息互联互通与数据共享“分层集成”的要求，又可以根据各领域行业管理业务范围，满足对信息系统管理的需求，同时满足城市“常态”管理和“非常态”管理，以及社会公共服务的需求。

（1）按决策信息层次分类

信息平台及应用系统按决策信息层次分类，可以根据决策组织结构和对信息的需求，将信息系统分为战略信息系统、战术信息系统、业务应用信息系统；对应于信息互联互通与数据共享“分层集成”，则为城市级数字化应用一级平台、业务级数字化应用二级平台、企业级数字化应用三级平台。按决策信息层次分类，实质上就是通过一、二、三级平台实现在不同决策层面上的“横向”系统和信息集成。图5．4为决策信息层次分类图。

图5．4　按决策信息层次分类图

①战略信息

通过城市级数字化应用一级平台，实现智慧城市全社会信息的互联互通与数据共享，完成信息的采集与输入、数据的存储与管理、数据的加工与分析、信息的优化与展现，最终提供给城市管理和公共服务的顶层领导人在进行战略决策时使用。战略信息涉及：“一级平台”系统内外、过去和现在、各行业、各业务及应用的综合大量的信息资源。

②战术信息

根据行业管理业务范围，分为四大类，即：政府管理、城市管理、服务管理、企业管理信息平台，即业务级数字化应用二级平台，并将隶属于这些行业管理的各个应用及功能系统汇集和归属于上述四大类业务管理信息平台上来，提供给智慧城市各行业的主管部门和领导人在编制行业计划和资源分配等工作时使用。战术信息涉及：各行业“二级平台”系统内外、过去和现在、各所属业务应用、各企业及部门、各种环境的综合大量的信息资源。

③业务信息

业务信息是提供给智慧城市各行业所属企业或部门基层决策者和管理者在执行计划、组织管理（生产）或服务活动时使用。业务信息涉及：实施业务计划和组织业务管理的所有相关的数据和信息，业务信息的特点是：要求及时和准确，并以当前和实时的数据与信息为最重要。

（2）按管理信息分类

信息平台及应用系统按管理信息分类，实质上就是按照管理职能在“纵向”上进行分类，智慧城市主要行业职能分为四大类，即：政府、城市、服务、企业。按照管理信息进行分类的好处是：通过行业的纵向管理信息，可提高各领域各行业和各业务部门在城市管理、社会公共服务、经济市场上的快速响应能力和决策的科学性，增强各行业自身在市场上的竞争力。行业管理信息系统通常由各领域行业管理信息平台及子平台（在智慧城市中称为“业务级‘二级平台’”）和所属各业务应用系统及功能子系统（在智慧城市中称为“企业级‘三级平台’”）构成。

7．智慧城市信息体系规划

（1）业务梳理与功能建模

在信息体系规划工作中进行业务分析，以便能系统地、本质地、概括地把握政府的功能结构，这就是人们常说的“业务梳理”。经过分析梳理，我们采用“职能域—业务过程—业务活动”这样的三层结构来表达业务框架，就是所谓的业务模型（Business Model）。

（2）数据分析与数据建模

用户视图（User View）是一些数据的集合，它反映了最终用户对数据实体的看法，包括单证、报表、账册和屏幕格式等。基于用户视图做数据需求分析，可大大简化传统的实体－关系（E－R）分析方法，有利于发挥业务人员的知识经验，主动参加分析工作。用户视图的分析过程，就是调查研究和规范化表达用户视图的过程，包括定义用户视图的标识、名称、流向等概要信息和用户视图的组成信息。

（3）信息资源管理基础标准

所谓信息资源管理基础标准，是指那些决定信息系统质量的标准，因而也是进行信息资源开发利用的最基本的标准。信息资源管理基础标准有：数据元素标准、信息分类编码标准、用户视图标准、概念数据库标准和逻辑数据库标准。这些标准都具体地体现在数据模型之中，而且在后续的数据库建设和应用开发中要处处用到。对用户视图分析和规范化表达，实际上就是建立用户视图标准的过程；在数据元素标准、信息分类编码标准和用户视图标准的基础上，就可以建立概念数据库标准和逻辑数据库标准。

5．2．4　智慧城市管理与公共服务体系规划

1．概述

城市是一个复杂的组织，具有复杂的各种功能和业务需求，这些需求涉及政府、城市管理、社会民生、企业经济的方方面面。因此城市需要一个具有秩序而有效的城市管理与公共服务体系，实现城市复杂功能和业务之间跨领域、跨部门、跨业务平台的协同。智慧城市将通过城市管理与公共服务体系有效提高城市日常运营效率，及时处理突发事件。

智慧城市管理与公共服务体系规划，是智慧城市知识体系规划的重要课题。为了建立满足智慧城市现代化管理和公共服务的要求，智慧城市管理与公共服务体系不是在一般定义的城市管理信息系统基础之上实现智能化管理，而是要覆盖城市管理与服务体系的功能、任务、职责、工作相关联的所有政府部门、区（县级市）政府有关机构，根据其职责分工确定各分管业务在城市管理与公共服务中的角色，梳理城市管理运行的业务及信息，构建统一的数据库和应用平台，进一步规划和完善城市管理与公共服务信息系统建设，最终实现整个城市的管理与运行数字化、信息化和智能化。

智慧城市管理与公共服务体系必然要以本地区城市电子政务已经建立的信息基础设施、数据库、数据交换平台、应用支撑平台、视频监控系统、公共视频会议系统为基础，要在“智慧城市”顶层规划大框架下以实现智慧城市管理与公共服务为目标，因此，必然要考虑设计科学合理的管理和公共服务的流程，这些流程在覆盖性、有效性、时效性以及安全性上都需要进行细致的分析和论证。

智慧城市管理与公共服务体系规划，可以通过五步骤来开展工作，如图5．5所示。首先对管理和公共服务流程的现状进行调研；以最终服务用户作为维度，可以切分出对内及对外的流程；以应用渠道和范围作为维度，可以切分本地、计算机门户、移动门户等；以流程相关的部门作为维度，可以切分为若干跨部门流程的集聚；然后通过研究现有流程提出流程优化的建议；接着进行管理与公共服务流程的设计；随后对流程的风险进行分析并提出控制建议；形成智慧城市管理与公共服务体系。

图5．5　管理与公共服务体系规划步骤

2．管理与公共服务流程的梳理和优化设计

智慧城市建设对城市管理与公共服务体系研究，应以城市管理创新和社会民生为出发点和立足点。智慧城市通过管理体制创新和服务模式转变来提升城市综合服务能力，智慧城市管理与公共服务体系实质是通过对现有管理与公共服务流程的梳理和优化，方能适应智慧城市城市管理与公共服务复杂功能和业务之间跨领域、跨部门、跨业务平台协同的新需求。

1）管理与公共服务流程的现状调研

在流程梳理和优化项目中，对现状的调研非常关键，优化不是重新创造，而是对流程的有效性和效率的一种提升。在现状调研中，需要得到与城市管理智慧化运行相关的管理的事项全集以及服务的事项全集。然后从管理及服务的全集出发从若干维度进行流程梳理，以流程目的作为维度，我们可以切分出管理及服务流程。同时结合对国内外政府管理与公共服务职能的理解，对现有管理与公共服务流程展开详细的调研，分析现有流程体系中是否存在流程缺失、不足的问题、在流程中是否存在多头管理、交叉管理等问题，为流程优化奠定基础。

（1）管理流程现状调研

管理流程是指政府各部门在行使管理职能的过程中使用的流程。我们将按照项目目标和范围要求，分析管理现状，评估工作内容、步骤、方法、格式模板等，明确需要配合、参与和负责的工作节点和要求，完成对现状问题的分析，确定问题和改进点的重要程度和优先次序。采用深度访谈和问卷调研的方式收集现有的管理流程，并通过内部研讨的方式分析管理流程现状。

（2）服务流程现状调研

服务流程是指政府各部门在进行内部和外部服务的过程中使用的流程，与流程的使用部门的服务职能存在对应的关系。按照项目目标和范围要求，从各委办局部门管理职能入手，依次确定与各服务职能相关的服务流程。并从各个服务流程现状入手制订业务现状评估分析的工作内容、步骤、方法、格式模板等，明确需要配合、参与和负责的工作节点和要求，完成对现状问题的分析，确定问题和改进点的重要程度和优先次序。

采用深度访谈和问卷调研的方式收集现有的服务流程，并通过内部研讨的方式分析服务流程现状。由于各相关部门以及政务服务中心的服务职能涉及面广，还将通过“以点带面”的方式，重点关注那些跨部门的关键服务流程。

2）对现有管理与公共服务流程的优化

在了解了流程现状的基础上，进一步对流程进行分析和诊断，以确定流程中是否存在问题。综合分析所有问题并归纳总结出问题的类型，并且对从流程的有效性、效率（时效性）以及风险管理几个维度出发找到流程中存在的问题。

（1）与流程有效性相关的问题可能包括：流程缺失、流程执行者不明确、缺少协同以及多头管理等问题；

（2）与流程效率相关的问题可能包括：流程环节不当、流程冗余、流程环节处理时间缺陷、分工不当、资源安排不当以及集中化不当等问题；

（3）与流程的风险管理相关的问题可能包括：监控点缺失、控制点缺少、风险管理机制不完善等。

针对以上的问题，需提出改进的具体建议，例如针对流程有效性的问题的改进方法、针对流程效率相关的改进方法以及针对流程风险管理相关问题的改进方法等。

3）管理与公共服务流程的设计

在对管理与公共服务流程现状调研和问题分析的基础上，与流程的拥有者及相关部门一起合作，结合指标体系和信息体系的需求，利用流程优化的方法论对管理与公共服务流程进行设计。

（1）流程目标分析

对需要进一步优化和重新设计的流程，首先要明确流程优化想要达到的目标。针对于管理相关的流程，需要确保能够最有效地通过使用指标体系来管理平台，提高管理的有效性和管理效率，利用信息化手段并借助信息共享管理办法加强跨部门间的信息共享入手。针对于服务相关的流程，能够严格遵守部门之间的信息交互标准和规范，能够确保管理信息和指示的可达性，确保服务更加高效、及时和灵活。

（2）流程范围确定

根据各流程设计和优化的目标，下一步将确定各流程的范围。流程的范围包括流程所涉及的业务内容，流程涉及的相关部门和岗位，流程的起止点以及与其他相关流程的关系等。确定流程的范围需要从具需要实现的管理与公共服务功能／职能入手，首先确定完成该职能需要哪些具体的活动，接下来会对完成这些具体的活动需要哪些部门的相关人员和岗位参与进行分析和罗列，最终确定流程的起止点从而确定流程份额范围。

（3）流程描述

在确认了流程目标以及流程范围后，开展流程的具体设计工作。

棕榈纸法（图5．6）是一种互动性很强的流程设计常用方法，这种方法既直观又简便，可以最大限度地集合流程相关的各个部门人员和他们共同确认、调整相应的流程环节，并且最高效地解决复杂的流程问题。

在设计阶段首先需要筛选并分析流程中的主要参与方，确认该流程所必须包括的职能部门，并与流程重要的角色或负责人进行沟通，收集流程相关的信息，绘制草图。同时进一步与政府各部门进行沟通，绘制高阶流程，深入分析每个环节（泳道、输入输出、工具、时间等），最终确认流程步骤的准确性，并起草流程配套的表单、模板、岗位职责说明书等内容。

图5．7　流程框架示意图

根据流程范围，对流程进行进一步展开，确定各级流程的细化范围。流程分级的依据是流程分类体系，会根据智慧政府的核心业务流程展开的到四级流程，如图5．7所示。以下是项目组对业务流程层级的定义和分类原则：

一级流程是价值链最高级别的管理与公共服务流程，每个步骤代表组织的一个部门，在不同层面上创造价值。

二级流程是一个流程集合，对一级流程的展开，用相互之间的关系体现该部门的运作模块和环节，例如，每一个政府部门可以进一步展开为政府服务，民生发展，产业扶持等二级流程。

三级流程是对二级流程中每一类的展开，确定每个二级流程所包括三级子流程范围。

四级流程是三级流程中每一子流程的展开，每个流程步骤都用具体的泳道图形式绘制成一张流程图，图中包含流程拥有者、流程步骤、负责人等信息，四级流程将在流程具体设计中展开讨论。

流程概述：对流程的相关基本信息进行总体介绍，主要包括流程的目的、范围、职责和角色、定义和缩略语等。

流程权限：通过使用RACI工具细化流程中的职责，用于结构化分析以及确定流程权限表。如图5．8所示。

图5．8　RACI方法介绍

流程图：在具体绘制流程图时，我们会应用专业的流程绘制软件，如ARIS软件绘制流程，并最终形成详细的流程图和流程手册。如图5．9所示。

（1）流程控制点描述

每个流程里设置监控点，分析关键控制点并进一步对流程执行进行分析，便于发现流程运营中的各种问题并及时规避。如图5．10所示。

（2）流程备查文件的编制及模板

所有的四级流程，在流程绘制完成后，都需要获得相关流程负责人的确认，并编制流程配套文档：流程说明、流程配套表单等，并作为最终交付件一起存档。

4）管理与公共服务新流程模拟运行

图5．9　详细流程示意图

图5．10　流程关键控制点分析

为应对管理与公共服务新流程运行初期中可能带来的设计不完善、部门权责界定不清、沟通不畅、审批环节过短或过长、员工不适等问题，在确认管理与公共服务新流程运行前会加入流程模拟试运行阶段，有效降低新流程带来的风险。

在一定范围内试验性运行初始流程方案，获取改善与优化建议，当发现流程环节过于复杂，流程不畅时，我们会根据需要将步骤进行进一步细分；当发现流程审批环节过短，不能满足管理与公共服务指标体系、信息体系需求时，增加调整和优化流程环节，减少风险。所有流程修改以及可能存在风险的关键点都将记录并整理成流程风险文档，以供查备。在根据运行效果反馈后进一步完善流程方案，并最终转换成管理与公共服务体系研究成果。如图5．11所示。

5．2．5　智慧城市标准体系规划

智慧城市标准体系规划涉及智慧城市“一级平台”，各业务“二级平台”以及各应用系统实现互联互通和数据共享，提取和交换相关数据信息。因此进行智慧城市标准体系的研究是非常必要进行的先导性研究课题。提出了建立相关智慧城市各业务平台及应用系统间信息交互的标准和规范，在智慧城市指标体系、信息体系、管理与服务体系研究的基础上，通过充分指标体系、信息体系、管理与服务体系之间的关系，提出编制相关指南、导则、规范和标准的需求，最终形成智慧城市标准体系。如图5．12所示。

图5．12　智慧城市标准体系研究步骤

通常智慧城市标准体系规划的基本内容包括：《智慧城市建设指南》《智慧城市信息互联互通及数据共享交换标准》《智慧城市信息安全规范》等。

1．《智慧城市建设指南》

各级信息平台，规范智慧城市网络和信息资源的综合开发与利用，提高智慧城市综合应用信息化技术的能力，全面提升城市现代化城市社会管理和公共民生服务的水平。应通过《智慧城市建设指南》指导智慧城市顶层规划的编制工作。

《智慧城市建设指南》的内容涉及建设目标、内容、指标以及网络融合、信息交互、数据共享、各类数字化与智能化应用系统和设备之间的互联互通，促进全社会信息资源的开发利用。智慧城市建设时应制定智慧城市建设统一的信息化、网络化、数字化、自动化、智能化技术应用的实施指南，打造智慧城市建设统一的城市综合管理、公共服务、安全监控的综合信息平台，避免造成网络融合、信息交互、数据共享、功能协同的障碍和颈瓶。

通常《智慧城市建设指南》编制内容包括：

（1）技术构成

以信息化、数字化、网络化、通信技术、信息集成、应用软件、数据库、地理空间信息（GIS）、IC卡技术应用构成城市级、业务级、企业级数字化应用平台。以自动化、智能化、系统集成、控制网络、数字家庭智能化、数据库技术应用构成综合信息集成平台。

（2）信息化基础网络

包括：信息（计算机）网络、电话通信网络、有线电视网络、电子政务外网、智慧城市可视化视频及控制网络。基础网络应能支持数据、语音、图像和多媒体等各种业务信息的传输。智慧建筑、智慧社区、住宅小区、工业或科技园区在建设项目规划时，应包括信息化基础网络的总体规划和综合管线路由的设计。信息化基础网络应采用EPON技术，实现信息（计算机）网络、电话通信网络、有线电视网络的“三网融合”。城市级应用一级平台与业务级应用二级平台应采用电子政务外网进行互联。智慧建筑和智慧社区应采用信息网络和控制网络的“双网”设计和建设。

（3）建立城市级、业务级、企业级多级数据存储结构

数据存储应采用集中数据存储和网络化分布式数据存储相结合的模式。

①城市级数据存储数据库中心应采用集中数据存储的方式，业务级和企业级数据存储数据库可采用网络化分布式数据存储的方式。各级数据存储数据库应具有数据存储、管理、优化、复制、防灾备份、安全、传输等功能，具有采用数据复制等多种数据保护技术、多对一的远程复制技术、数据加密和安全传输技术。实现网络化多级分布数据存储到集中中心数据存储，存储数据采用分布与集中的数据管理和数据防灾备份。

②各级数据存储系统应在物理上相互独立、互不干扰，在逻辑上应视为一体化的共享数据存储仓库。

③城市级数据存储数据库中心应包括：城市综合管理信息中心数据库、城市市民卡中心数据库、社会保障与城市公共卫生信息中心数据库、电子政务服务信息中心数据库、电子商务及物流服务中心数据库、智慧社区物业管理及服务中心数据库。

④城市综合管理信息中心数据库通过互联网络与网络化分布式业务级（“二级平台”），如公安、交通、城管、企业、生态环境、流动人口等业务数据库，实现数据交换和共享。

⑤城市市民卡中心数据库通过互联网络与网络化分布式业务级，如银行、公交、交通、商业网点、信息亭等与“一卡通”业务相关的数据库，实现数据交换和共享。

⑥社会保障与城市公共卫生信息中心数据库通过互联网络与网络化分布式业务级，如社保、保险公司、医院、医药、医保等业务数据库，实现数据交换和共享。

⑦电子政务服务信息中心数据库通过互联网络与网络化分布式业务级，如工商、税务、建设、科技、文化、院校、房产、公安、交通、城管等政府职能部门与人民群众服务相关的业务数据库，实现数据交换和共享。

⑧电子商务与物流服务中心数据库通过互联网络与网络化分布式业务级，如商业、餐饮、车船票、邮电、影剧院、图书馆、银行、运输、仓储等业务数据库，实现数据交换和共享。

⑨智慧社区物业管理及服务中心数据库通过互联网络与网络化分布式业务级，如智慧建筑、智能小区、社区安全、社区设施监控、社区增值服务等业务数据库，实现数据交换和共享。

（4）地理空间信息技术的应用

开发和利用城市地理空间信息库的设施建设，是实现城市数字化的重要技术支撑，也是城市规划、电子政务、公共安全监控管理、智能交通监控管理、城市基础设施监控管理、市政数字城管、城市突发事件应急处理等城市综合规划与管理的基础数字化应用平台。地理空间信息数据包括：大比例尺地形数据及相关数据、城市高分辨率正射影像图和数据。地理空间信息数据的内容和组织应符合国家现行标准《城市地理空间框架数据标准》和《城市基础地理信息系统技术规范》的规定。地理空间信息系统（GIS）应采用Web技术以及B／S和C／S相结合的计算机结构模式。远程用户可以通过互联网访问和利用地理空间信息系统（GIS），以浏览器方式调用、显示、操作、查询、下载、打印GIS相关的信息、数据、图形等。

（5）信息集成

智慧城市建筑、住宅社区、工业或科技园区在建设项目规划时，应包括信息集成系统的总体规划设计。信息集成系统应采用Web技术以及B／S和C／S相结合的计算机结构模式。远程用户可以通过互联网访问信息集成系统，以浏览器方式显示、控制、查询、下载、打印信息集成系统相关的信息、影像、数据等。信息集成系统通过智能化控制网络与信息网络的融合，将机电设备和安全防范监控信息融入管理与服务信息中，实现功能协同和控制联动。

2．《智慧城市信息互联互通与数据共享交换标准》

智慧城市建设的原则是信息资源的开发与综合利用遵循国家信息化建设的指导方针。充分利用政府电子政务外网的环境和条件，对现有的信息资源进行充分的整合，实现全社会信息资源的互联互通与数据共享交换，消除“信息孤岛”，从而最大限度地满足政府信息化、城市管理信息化、社会民生信息化、企业经济信息化对信息资源共享的根本需求。

1）信息交互标准概述

（1）信息交互标准

信息交互标准框架及内容如图5．13所示。在此信息交互标准框架下应包含信息交互标准定义、信息资源共享目录、信息交互接口标准以及编码定义和索引定义。其中信息交互标准定义部分描述了整个文件涉及的所有术语与定义，并规定了文件的使用方法；编码定义部分主要用于定义信息对象编号、数据元编号、代码集编号的编码规则；索引定义部分主要用于定义共享目录、信息对象、数据元、代码集的索引方式，便于查阅各部分内容。信息资源共享目录和信息交互接口标准是本文件的主要内容，将在下文详细展开说明。

作为信息交互的核心基础文件，信息交互标准应具备较强的理论性和专业性，能指导数据共享平台的数据库架构师完成数据库架构的设计。

图5．13　信息交互标准框架

（2）共享目录

根据智慧城市各相关部门信息交互需求报告中信息拥有部门为分类方式，列出每个部门能提供的信息对象，以及该信息对象的共享方式。

其中，信息对象是指描述某个具体信息的一系列信息项。例如：人口信息就是一个信息对象，它包含了公民身份证号码、姓名、性别、民族、出生日期、籍贯、出生地等信息项。这个信息对象属于公安局，因此公安局是该信息拥有部门。该信息的共享方式则由信息交互需求报告中此项信息的共享方式（可共享，不可共享，有条件共享）决定，对于有条件共享方式，还需要注明详细的共享条件。

图5．14是信息资源共享目录的一个示例，该示例中描述了南京市发改委、科技局、人事局三个部门提供的信息共享资源，信息对象编号可以帮助信息需求者查询该信息对象的详细内容，其中内容仅供参考。

（3）信息交互接口标准

信息交互接口标准详细列出了各个共享的信息对象内容规范，可作为实现数据共享的操作标准。它包含三部分的内容：

第一部分，信息对象结构描述，以信息对象为单位，定义了每个共享信息的编号、名称、共享方式、共享条件、信息状态、需求部门，以及属于此信息对象的所有信息项清单。

其中共享方式可以分为“无条件共享”、“有条件共享”、“不共享”，与信息交互需求报告中“可共享”、“有条件共享”、“不可共享”三种方式一一对应。

图5．14　信息资源共享目录示例

信息状态则根据信息交互需求报告中该信息对象所属职能与信息系统的覆盖分析结果，分为“未统计”、“手工”、“已规划”、“系统”。“未统计”表示该部门有此职能但未统计记录该信息对象，“手工”表示该信息对象已经被手工记录或存储在非结构化文件中（如：word），“已规划”表示该信息对象已经在该部门的信息规划或智慧城市相关平台规划中进行记录，“系统”表示该信息对象已经被存储在系统中，可借助共享平台进行信息共享。

需求部门来源于信息交互需求报告中对此项信息对象的需求部门。信息项包含信息项编号、名称、描述、数据元编号。图5．15以南京市发改委项目审批信息为例，说明信息对象具体描述方法，内容仅供参考。

图5．15　信息对象示例

第二部分，数据元定义。数据元是通过定义、类型、格式以及有效值域等一系列属性描述的数据单元，是不可再分的最小数据单元。不同的信息对象中的信息项可能会对应同一个数据元，比如公安局的人口信息中的姓名与劳动局的就业保障信息中的姓名都对应到“姓名”这个数据元。通过对该数据元的统一定义，将不同条线部门描述同一数据元的属性一致化，使这两个系统根据姓名实现相关信息交互和共享。

数据元包含数据元编号、数据元名称、定义、数据类型、数据格式、有效的域值、是否可空、默认值、备注等信息，以“姓名”数据元为例，图5．16描述了如何表述和定义一个数据元。

图5．16　数据元示例

建议数据元定义遵循国家标准GB／T 19488．1—2004，该标准定义了电子政务数据元的概念、结构、表示规范等特性。

第三部分，代码集定义。代码集是数据元值域的一系列枚举值集合，比如数据元“性别”，他的值域是固定的，即“男”或“女”，而“男”和“女”即构成了一个简单的代码集。统一代码集可以使各个部门在描述相同数据元时的表述保持一致，确保数据共享和交互过程中有值域的数据元使用同一个代码集。比如“身份证件”代码集包含三个代码，分别是“身份证”、“军官证”、“护照”，只要所有涉及“身份证件”的数据元都使用这三个值构成的值域，就不会在信息交互和共享中出现“身份证”、“居民身份证”这类表述不同但实际是指同一事物的代码集错误。

图5．17以“身份证件”代码集为例，介绍如何表述和决定一个代码集。

图5．17　代码集示例

（4）建立信息交互规范

信息交互规范是实现政府部门间信息交互和共享的指导策略，是信息交互标准执行的保障。从数据管理角度来分析，需要建立元数据管理规范、数据质量管理规范、主数据管理规范、数据生命周期管理规范四方面的信息交互管理规范。

元数据是指描述数据的数据，因此元数据的新增、修改、删除都会影响使用该元数据的所有数据元。元数据管理规范就是需要定义在何种情况下可以对现有元数据进行新增、修改及删除，并确保元数发生变化后不对现有的信息交互与共享产生冲击。通过制定元数据管理规范，也可为将来实施元数据管理模块提供管理策略。

数据质量管理包含对数据完整性、规范性、一致性、准确性、唯一性、关联性六个维度的评估。完整性用于度量哪些数据丢失了或者哪些数据不可用；规范性用于度量哪些数据未按统一格式存储；一致性用于度量哪些数据的值在信息含义上是冲突的；准确性用于度量哪些数据和信息是不正确的；唯一性用于度量哪些数据是重复数据或者数据的哪些属性是重复的；关联性用于度量哪些关联的数据缺失或者未建立数据关系。通过制定这六个维度的评估规范，对现有数据质量予以保障。

主数据管理是为了维护各个条线部门都会使用到的业务数据的一致性、完整性、相关性和精确性。由于各个部门统计信息的口径不一致，可能会发生同一个信息在不同部门获得了不同的值。因此需要借助主数据管理来保障此类信息的一致性，确保共享的信息精确。

数据生命周期管理是指对各类数据进行贯穿其整个生命周期的管理。通过建立完善的数据生命周期管理规范，分离数据库中的业务数据与非业务数据，并为核心业务数据制定分类策略及每一类数据捕获、创建、发布、删除、迁移、归档的条件。数据生命周期管理规范也将作为未来数据管理自动化系统的指导策略。

2）《智慧城市信息互联互通及数据共享交换标准》编制内容

（1）建立智慧城市建设数据标准系列的目的是为了实现各数字化应用平台和各信息化应用系统之间在信息共享与数据交换时，提供一个指导性的基本规定和要求。

（2）制定的数据共享与交换规范包括：结构化数据和非结构数据源访问协议与数据层接口规范、数据分类编码规范、数据模型规范、数据字典规范、元数据规范、政务信息资源目录服务、视频多媒体数据规范，空间地理数据共享规范；以及共享数据查询规范、数据交换配置规范、数据交换存储规范等。

（3）数据接口层规范，规定智慧城市各级数字化应用平台和各信息化业务应用系统及智能化监控系统间数据接口层的接口数据类型及接口函数，适用于城市信息系统中数据集层和物理层基于物理独立性的数据动态采集和交换。使得数据能够脱离物理层实现数据的集中和统一的交换、共享及管理。

（4）数据分类编码规范，规定了智慧城市所辖的地理实体、行业、业务、企事业单位、事件、状态、人员等进行统一分类原则、方法和分类表，并在分类的基础上给出了东胜区内上述所管理内容统一标识码的编码规则和方法，适用于城市信息系统数据集的建立、地理实体、部门、业务、事件、人员等的各项管理及不同信息系统间的信息交换。

（5）数据模型规范，规定了智慧城市中的基础数据集、各个基础数据集的实体组成和概念数据模型，适用于城市信息系统数据模型的建立及不同信息系统间信息交换。

（6）数据字典规范，对基本数据集各个实体的属性数据项规定定义和描述的原则，适用于城市信息系统数据字典的建立及不同信息系统间信息交换。

（7）元数据规范，规定了智慧城市中各个基本数据集元数据内容，适用于信息系统元数据的建立及不同信息系统间信息交换。本规范将以附录的形式，提供各业务部门之间数据交换和数据共享内容和格式的数据项规范。

（8）视频多媒体非结构数据规范，规定了智慧城市各视频及可视化系统中视频流媒体数据编码及提供发布服务的标准和要求，适用于城市可视化管理系统中视频多媒体数据库的建立及不同视频多媒体系统（包括模拟和数字）间视频多媒体信息的交换和共享。

（9）智慧城市各级数字化应用平台和各信息化业务应用系统及智能化监控系统均应执行本规范。任何不符合上述数据共享与交换规范的数字化应用平台和信息化业务及智能化监控系统都应通过适当的转换方式，满足本规范所规定的数据共享与交换规范的标准和要求。实现各数字化应用平台和信息化业务及智能化监控系统间信息互联互通数据共享的要求。

3．《智慧城市信息安全规范》

信息安全是保障智慧城市信息平台及应用系统正常运行的根本。在实现互联网、物联网、无线网、电子政务外网间的互联互通时，必须遵循国家信息安全规范和标准，以及满足GB／T 25058《信息系统安全等级保护实施指南》中规定的5级标准要求。

通常《智慧城市信息安全规范》编制内容包括：信息系统安全规范、互联网络安全规范、政务外网安全规范、政务内网安全规范。

智慧城市政务内网和政务外网的建设要按照信息安全等级保护的有关要求，分别采取相应的保护措施。要通过建立统一的密码和密钥管理体系、网络信任体系和安全管理体系，分级、分层、分域保障信息安全。涉及国家秘密的信息系统建设和管理要严格按照党和国家的有关保密规定执行。

5．3　智慧城市建设体系规划

智慧城市建设体系规划主要包括功能体系、系统体系、技术体系、信息资源体系、标准系统、基础设施体系和保障体系的内容。智慧城市系统工程建设属信息系统工程的范畴。智慧城市建设体系规划应遵循系统学的思想，应用信息论、控制论、运筹学等理论，以信息化技术应用为基础，采用现代工程的方法研究和管理系统的应用技术。从信息化系统工程的观点出发，在确定智慧城市建设需求分析和可行性研究的基础上，以及在明确了智慧城市建设目标和原则的前提下，进行功能、系统、技术、信息资源、标准、基础设施和保障体系规划，并将各体系规划始终贯穿于智慧城市建设的全生命周期中。每一个体系规划都应体现具体的规划目标、内容和成果的内容。例如系统体系规划，通过公共信息展现服务层、信息共享基础层、数据存储基础层、基础网络设施基础层、业务平台及系统应用层的类型和其主要支撑系统的组成，以确定智慧城市系统平台之间的层次和相互之间的相关性及集成性，为智慧城市建设建立了系统平台应用体系的架构。

智慧城市建设体系规划必须围绕实现智慧城市功能体系为总目标，同时建设体系总体规划还应体现各体系之间的相关性、连续性和可持续性，整个建设体系应视为一个不可分割的整体，前一个体系规划的成果则是下一个体系规划应遵循的依据和原则，将各建设体系规划贯穿在整个智慧城市建设的过程中。如通过功能体系规划决定系统体系规划的结构和组成；技术体系规划则决定了信息化平台与应用系统的先进性、可靠性和经济性；信息资源体系规划则决定系统体系与技术体系的构成和应用；统一的标准体系则全面指导和约束系统构成、技术应用和信息安全等；基础设施体系提供了功能体系和系统体系正常运行的基础；保障体系是保证智慧城市建设工期、质量和成本，全面实现智慧城市建设目标所必需的。

5．3．1　智慧城市功能体系规划

智慧城市功能体系以信息技术为支撑，以智慧城市城市级“一级平台”为中心，以现代化与科学化的城市综合管理和便捷有效的城市公共服务为目标。智慧城市功能体系总体框架分别由政府管理与公共服务、城市综合管理、社会民生服务、企业管理与服务等业务功能构成。通过建立起城市级基础数据管理与存储数据仓库和一系列智慧城市各业务级智能化应用二级平台，在城市“大城管”、应急指挥、智慧安全、智慧交通、低碳节能、基础设施、智慧电子商务及物流、智慧社区、智慧卫生医疗、智慧教育、智慧房产、智慧文化、智慧金融、智慧旅游等各个领域，形成一体化的智慧城市综合管理和公共服务的功能体系。图5．18为智慧城市功能体系结构图。

图5．18　智慧城市功能体系结构图

1．政府管理与公共服务功能

政府管理与公共服务就是应用现代信息和通信技术，将管理和服务通过网络技术进行集成，以及通过对政府需要的和拥有的信息资源的开发和管理来提高政府的工作效率、决策质量、调控能力，从而改进政府的组织结构、业务流程和工作方式，向社会公众提供高质、高效的管理和服务。政府在制定政策、规划、标准和资金投入、引导智慧城市建设等方面扮演着不可替代的重要角色。智慧城市建设就是要以政府信息化为先导，带动和推进城市信息化、社会信息化、企业信息化的建设和发展。

政府管理与公共服务业务规划的重点主要体现在以下几个方面：

（1）转变政府职能、提高行政效率、推进政务公开的有效手段。各级政务部门利用信息技术，扩大信息公开，促进信息资源共享，推进政务协同，提高了行政效率，改善了公共服务，有效推动了政府职能转变。金关、金卡、金税等工程成效显著，金盾、金审等工程进展顺利。

（2）改善公共服务。逐步建立以公民和企业为对象、以互联网为基础、中央与地方相配合、多种技术手段相结合的智慧政府公共服务体系。重视推动智慧政府公共服务延伸到街道、社区和乡村。逐步增加服务内容，扩大服务范围，提高服务质量，推动服务型政府建设。

（3）强化综合监管。满足转变政府职能、提高行政效率、规范监管行为的需求，深化相应业务系统建设。围绕财政、金融、税收、工商、海关、国资监管、质检、食品药品安全等关键业务，统筹规划，分类指导，有序推进相关业务系统之间、中央与地方之间的信息共享，促进部门间业务协同，提高监管能力。建设企业、个人征信系统，规范和维护市场秩序。

2．城市综合管理功能

智慧城市综合管理业务的核心功能就是体现在城市和社会的整合监控与管理的能力上。通过整合城市管理要素和资源，形成全面覆盖、高效灵敏的城市及社会监控与管理体系和信息网络，以增强社会综合治理能力。采用政府和社会协同共建的模式，完善城市和社会“常态”和“非常态”下的预警和应对突发事件的网络运行机制，增强对各种突发性事件的监控、决策和应急处置与指挥的能力，保障国家安全、公共安全，维护社会稳定。(www.xing528.com)

（1）城市综合管理功能

城市综合管理（“大城管”）基于信息化、网络化、数字化、自动化、智能化技术的支撑，集成地理空间信息（GIS）框架数据、单元网格数据、管理部件数据、地理编码数据等多种数据资源，通过多部门信息共享协同工作，实现对城市市政工程设施、市政公共设施、市容环境与环境秩序监督管理的一种综合集成化的信息管理系统。

城市综合管理范围包括：市政、应急、城建、环卫、公共安全、消防、交通、环保、基础设施以及卫生、防疫、水、电、气、暖等。城市综合管理的工作流程为：事件受理、登录、显示、核实、立案、派遣、督办、核查、反馈、结案、回复、公示等，它实现了综合管理监督控制中心、指挥中心、信息采集单位、市政执法单位、城管监督部门以及城管与政府各职能部门，包括公安局、消防部门、环卫局、城建局、卫生局、市政管理局、电力公司、自来水公司、供热公司、天然气公司等在事件处理流程和办公协同等方面的功能。

智慧城市综合管理实现的功能主要包括以下方面：

①事件受理与登录功能；

②3DGIS事件与数据可视化显示功能；

③事件协同（联动）处理功能；

④事件调度通信及指挥派遣功能；

⑤事件结案与查询功能；

⑥城市综合管理基础数据存储功能。

（2）城市应急指挥功能

城市应急处置和指挥的能力，体现在预防和妥善应对自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等各类突发事件；建立健全应对突发公共事件的预测预警、信息管理、应急处置、应急救援及调查评估等机制，提高应急处置能力和指挥水平；整合资源，建立健全快速反应系统，建立和完善联动机制。

智慧城市应急指挥实现的功能主要包括以下方面：

①突发事件报警与分级管理功能；

②突发事件显示及通知功能；

③应急处理视频会议功能；

④应急处理辅助决策功能；

⑤应急预案管理功能；

⑥应急通信及指挥功能；

⑦灾害预测及灾情评估功能；

⑧应急信息发布功能。

（3）城市公共安全功能

城市公共安全功能就是要体现维护城市的公共安全。综合运用数字视频和信息网络化技术，建设城市视频安防监控与管理体系，以应对危害社会公共安全的各类突发事件。城市公共安全保障体系通常由：城市安全预警信息发布平台、突发事件应急处理平台、城市视频安防监控平台组成。

智慧城市公共安全监管实现的功能主要包括以下方面：

①公共场所安全监控功能；

②商业网点安全监控功能；

③智慧社区安全监控功能；

④智慧建筑安全监控功能。

（4）交通监控与管理功能

交通监控与管理功能就是要体现维护城市公共交通秩序和安全。综合运用数字视频、智能监控技术、智能传感技术、信息网络技术，建设城市一体化交通信息监控、管理体系，以应对日益严重的城市交通拥挤、车辆能源浪费、交通事故、环境污染等一系列社会问题。城市智能交通监控管理平台通常由：交通灯智能监控、道路状况监控（电子警察）、交通流量信息管理、交通状况及疏导信息发布与显示、公交车及出租车监控管理、交通突发事件应急与救援处理等应用子系统构成。

智慧城市智能交通监管实现的功能主要包括以下主要方面：

①交通灯智能监控功能；

②道路状况监控（电子警察）功能；

③交通流量信息管理功能；

④交通状况及疏导信息发布与显示功能；

⑤公交车及出租车监控管理功能；

⑥交通突发事件应急与救援处理功能。

（5）城市节能减排监控与管理功能

城市节能减排监控与管理，采用现代信息化、网络化、数字化、自动化、智能化、可视化技术，构建智慧城市一体化节能减排管理信息集成平台。实现城市温室气体监测信息、气候变化监测信息、建筑节能监控信息、道路交通碳排放监测信息、工厂企业三废及污染监测信息等城市节能减排信息的整合、优化和信息共享，实现节能减排的可监、可控、可复查。通过城市信息化促进资源的综合利用和减低能源的消耗和浪费，遏制二氧化碳／硫的过量排放。城市节能减排管理信息集成平台，提供城市节能减排综合信息集成和态势分析，提供城市公共环境监测（包括：温室气体监测、道路交通监测、气候变化监测）的信息和数据。

智慧城市节能减排监管实现的功能主要包括以下主要方面：

①城市节能减排综合信息采集与监管管理；

②城市节能减排可视化（视频＋GIS）管理功能；

③城市空气质量监测功能；

④城市交通排放监测功能；

⑤城市建筑能耗监测功能；

⑥城市企业能耗及排污监测功能。

（6）城市基础设施监控与管理功能

城市基础设施监控与管理功能主要体现在：城市公共及基础设施3DGIS地理空间信息、城市公共及基础设施运行监控、城市水、电、煤气及供暖设备运行监控、城市公共及基础设施管道数字化、水务及节能环保监控与管理、环境监测与管理、矿山开采、运输、安全监控与管理功能、城市公共及基础设施数据库管理等方面。

智慧城市公共及基础设施监管实现的功能主要包括以下方面：

①城市公共及基础设施3DGIS地理空间信息展现功能；

②城市公共及基础设施地下综合管道数据可视化展现功能；

③城市公共及基础设施数据库功能；

④城市公共及基础设施运行监控功能；

⑤城市水、电、煤、气及供暖设备运行监控功能；

⑥城市水务及节能环保监测与管理功能；

⑦矿山开采、运输、安全监控与管理功能。

3．社会民生服务功能

社会民生服务业务是指人们的社会生活信息化及其为提高人们的社会生活品质和水平的社会服务、社会管理的信息化，包括社会生活信息化、社会服务信息化和社会管理信息化。从社会生活所涉及领域来讲，社会生活信息化涵盖经济生活、政治生活、文化生活、社交生活的信息化等。社会服务信息化通常包括商品流通、金融保险、交通邮政、医疗卫生、文化教育、房产物业、信息传播、社会中介等服务行业的信息化。社会管理信息化指政府和社区管理机构充分利用信息技术、网络技术和各种信息化的办公技术等来不断提高社会行政和民政服务的效率和效益，从而更好地发挥政府和社区管理机构在社会服务中的职能和作用。

和谐社会信息化建设的重点主要有：

（1）教育科研信息化，提升基础教育、高等教育和职业教育信息化水平，持续推进农村现代远程教育，实现优质教育资源共享，促进教育均衡发展。构建终身教育体系，发展多层次、交互式网络教育培训体系，方便公民自主学习。建立教育与科研基础条件网络平台，提高教育与科研设备网络化利用水平，推动教育与科研资源的共享。

（2）加强医疗卫生信息化建设。建设并完善覆盖全国、快捷高效的公共卫生信息系统，增强防疫监控、应急处置和救治能力。推进医疗服务信息化，改进医院管理，开展远程医疗。统筹规划电子病历，促进医疗、医药和医保机构的信息共享和业务协同，支持医疗体制改革。

（3）完善就业和社会保障信息服务体系。建设多层次、多功能的就业信息服务体系，加强就业信息统计、分析和发布工作，改善技能培训、就业指导和政策咨询服务。加快全国社会保障信息系统建设，提高工作效率，改善服务质量。

（4）推进智慧社区。整合各类信息系统和资源，构建统一的社区信息平台，加强常住人口和流动人口的信息化管理，改善社区服务。

和谐社会信息化实现功能主要体现在以下几个方面：

（1）智慧城市市民卡

智慧城市市民卡在城市现代服务业、社会医疗保障体系、城市公共交通、电子金融等为民服务领域的应用，以促进智慧城市社会信息应用和技术改造、提升，促进传统服务业的转型，大力促进电子商务，降低物流成本和交易成本。城市市民卡基于多界面IC卡技术，集感应、接触、条形、磁条功能为一体，实现一卡多用、一卡通用。城市市民卡通过智慧城市社会信息化公共服务平台，实现公交、社保、银联、缴费、小额消费（电子钱包）、出租车、路桥收费、园林、医疗、身份、企业、校园、门禁等方面的功能。

（2）社会民生服务

智慧城市现代服务业功能通过智慧城市社会信息化公共服务平台，整合智慧社区、智慧电子商务及物流、智慧卫生医疗、智慧教育、智慧房产、智慧文化、智慧旅游、智慧金融，以及网络增值服务、信息服务、咨询中介等新型服务业内的信息资源，实现与智慧城市政府信息化电子政务外网平台信息的互联互通和数据共享，充分利用政府各业务部门，如公安局、交警部门、工商局、税务局、教育局、卫生局、商业局、旅游局、交通局、出租车公司、旅游局、市政公司、自来水公司、电力公司、供热公司、天然气公司等在公共服务方面的信息和设施资源。全面实现智慧城市公共服务平台在智慧政府公众服务指南、商业服务指南、旅游服务指南、交通服务指南、娱乐服务指南、网上一站式申报、网上缴费、网上购物、网上电子银行、网上预定、网上文化娱乐、网上医疗、网上教育、网上旅游等综合服务功能。

（3）智慧电子商务及现代物流

智慧电子商务及现代物流是指采用数字化电子方式进行的商务数据交换和开展商务交易的活动，它是在互联网的广泛联系与传统信息技术系统的丰富资源相互结合与集成的背景下应运而生的一种相互关联的新型商业运营模式。智慧电子商务运作的特点就是基于城市级应用一级平台的信息互联互通与数据共享，将成熟的Web分布式集群服务与政府信息化、城市信息化、社会信息化、企业信息化功能结合起来，从而支撑起以整个智慧城市为应用与服务对象的开放性、全分布、集成化的信息化、数字化、智能化的电子商务服务体系。

智慧城市现代物流是在电子商务总体框架下体现商品流的信息化应用，只有将虚拟的电子商务与实体形式的现代物流有效地结合，才能使得电子商务和现代物流共同发展。智慧城市现代物流运作的特点就是基于城市级应用一级平台的信息互联互通与数据共享，将成熟的Web分布式集群服务与政府信息化、城市信息化、社会信息化、企业信息化功能结合起来，从而支撑起以整个智慧城市为应用与服务对象的开放性、全分布、集成化的信息化、数字化、智能化的现代物流服务体系。

现代物流的信息化、网络化、数字化、智能化技术应用，提高物流信息快速及时的处理能力和物流作业的高效率，形成智慧城市现代物流服务体系是智慧城市社会信息化和企业信息化建设的重要内容。

（4）智慧建筑

智慧建筑是构成智慧城市的智能细胞。智慧建筑以建筑物为平台，兼备信息集成系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、综合安防管理系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向使用者和管理者提供安全、舒适、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。

（5）智慧社区及智能小区

智慧社区是智慧城市信息化的基本节点。社区是指我国最基层的一级政府行政管理机构，包括：街道办事处、居民委员会、住宅小区（居住区）等。智慧社区公共服务利用信息化、数字化、智能化及其相关计算机技术、网络技术和控制技术的手段，对街道办事处、居委会、住宅小区、建筑及建筑群、工业或科技园区等的行政管理、基础设施、电子商务、生活环境进行全方位的信息化优化处理和利用。智慧社区公共服务与管理功能包括：社区综合信息集成平台、社区物业及设施管理、社区便民利民服务、社区文化教育、社区综合治安监控、社区环境卫生、社区医疗及社会保障、社区福利与救助、社区流动人口管理、社区计划生育管理、社区老龄人口管理、社区就业及培训等功能。智慧社区同时实现对公共建筑物和住宅小区的物业、设施、安全、商务、节能、生态、环保等一系列应用系统进行数字网络化的监控、管理、服务的信息集成功能。

4．企业管理与服务功能

企业管理与服务指企业在作业、经营、管理等各个环节、各个层面上利用计算机和通信等现代信息技术，通过科学的方法利用、配置和优化企业内外部资源，提高企业作业、经营、管理和决策的能力，从而提高企业的市场竞争力和效率与效益水平。

（1）智慧企业信息化

以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路，这是我国工业化和整个国家现代化的战略选择。在现代经济中工业化与信息化的关系是：工业化是信息化的物质基础和主要载体，信息化是工业化的推动“引擎”和提升动力，两者相互融合，相互促进，共同发展。

（2）信息化带动工业化的核心是企业信息化

企业信息化实施的内容包括：利用计算机、网络和通信技术，支持企业的产品研发、生产、销售、服务等诸多环节，实现信息采集、加工和管理的系统化、网络化、集成化以及信息流通的高效化和实时化。通过建立企业信息共享与管理平台，包括企业资源计划平台（ERP）、企业业务流程再造平台（BPR）、企业客户关系管理平台（CRM）、企业电子商务平台（EBI）的建设，最终全面提升企业在制造、管理和服务等方面综合的竞争力。企业信息化的水平直接决定了国民经济以信息化带动工业化的成败和企业竞争力的高低，是我国目前经济发展的战略重点。企业作为国民经济的基本细胞和实现信息化、工业化的载体，其信息化水平既是国民经济信息化的基础，也是信息化带动工业化，走新型工业化道路的核心所在。

5．3．2　智慧城市系统体系规划

1．系统总体架构设计

在智慧城市建立一体化的城市级应用一级平台，该平台为智慧城市提供数据存储、关系数据库、业务逻辑运行（应用服务器）、安全认证、统一的智能卡管理、风格一致的门户网站等基本设施和功能。业务子系统（采用B／S模式）只要把业务逻辑（程序代码）配置在应用服务器上并在关系数据库中创建数据库实例即可完成主要部署工作。对于少数业务子系统（采用C／S模式），则在配置完关系数据库之后即可完成服务器端的部署。对于安全性要求较强的业务子系统，可以设立单独的中间层应用服务器。

（1）系统总体架构设计应满足刚性和柔性相结合的要求。刚性是指框架结构不轻易改动，最大限度地保持框架结构的完整性。柔性是指在必要时根据业务子系统的要求对架构进行非实质性调整，如允许调整数据交换的方式、设立业务子系统专用的门户网站、特殊的安全认证方法。

（2）系统总体架构设计应满足标准化的要求。系统所选用的基本架构模式、框架性软硬件设备都应该选用符合国家、国际和行业标准的产品。

（3）系统总体框架设计应满足统一门户网站的要求。系统以统一的使用界面和相同的登录方式展示给智慧城市用户。智慧城市门户网站的风格和样式可以定制，支持不同用户的个性化设置。对于C／S模式的应用也需要统一规定主界面的风格以及主要的使用方式。

（4）系统总体框架设计应满足统一安全体系的要求。系统设立统一的安全认证服务器，把智慧城市内行政人员和普通用户的安全权限进行统一管理。在用户登录时，首先通过统一的认证，智慧城市信息平台及应用系统以及办公业务系统再根据该用户的管理和权限级别进行系统内授权和验证。

2．系统体系规划

智慧城市系统体系以信息基础网络设施平台、城市空间信息共享平台、城市级共享数据仓库、信息互联互通与数据共享“城市级应用一级平台”为智慧城市信息交互、数据共享、网络融合、功能协同的共享基础设施平台，以智慧城市“业务级应用二级平台”为核心应用，以智慧政府电子政务外网门户网站和“一级平台”信息与系统集成门户网站为城市管理和公共服务的展现手段和方式，以组织领导、政策法规和运营机制为保障环境的城市智能化规划、建设、管理和服务的完整体系。图5．19为智慧城市系统体系结构图。

图5．19　智慧城市系统体系结构图

（1）智慧城市系统体系基础层

智慧城市系统体系基础层由城市信息基础网络设施平台、城市空间信息共享平台、城市级共享数据仓库、信息互联互通与数据共享城市级应用一级平台，以及城市基础空间信息共享框架标准、地理编码标准和信息安全体系等要素构成。

智慧城市基础层建设的重点是城市级共享数据仓库和信息互联互通与数据共享城市级应用一级平台，以及相关标准和规范的编制工作。

（2）智慧城市系统体系应用层

智慧城市系统体系应用层由业务级应用二级平台为核心应用。从智慧城市综合管理和公共服务的实现功能目标来看，智慧城市通过应用层体现政府信息化、城市管理信息化、社会信息化、企业信息化在业务层面上的应用集成和功能协同。

智慧城市系统体系应用层建设的重点，应该是从解决政府管理最薄弱的环节入手，应以人民群众最迫切需要解决的问题入手，要将为民、利民和便民的惠民项目放在建设的首位。通常城市市民卡、智慧城管、智慧安全、智慧交通、智慧社区、智慧卫生医疗、智慧教育、智慧房产、智慧文化的建设为智慧城市先期实施的系统工程项目。

智慧城市系统体系应用层业务系统平台的项目实施应遵循“长远规划、统筹规划、循序渐进、先易后难、统一领导、重点突破、以点带面、分步实施、务求实效”的规划指导思想。

（3）智慧城市系统体系服务层

智慧城市系统体系服务层是智慧城市综合管理与公共服务的展现层，主要通过电子政务外网门户网站、“一级平台”信息与系统集成门户网站、城市信息服务呼叫中心和各类在线、移动或离线的信息化终端设备构成。

智慧城市系统体系服务层建设的重点是：智慧城市门户网站集成，实现“一站式”门户服务，城市政府的信息门户网站是智慧城市综合管理和公共服务信息最为集中的表现窗口，也是国家“十二五”期间现代服务业重点建设和发展领域。同时基于空间信息以及关联空间信息的行业应用系统信息终端、信息家电和各类不断推陈出新的移动信息化终端等方面。在这些信息化终端在智慧城市基础网络和信息互联互通与数据共享“一级平台”的支撑下，智慧城市将为政府和社会公众提供更加先进和便捷的公共服务。

5．3．3　智慧城市技术体系规划

智慧城市技术体系规划应以先进性和经济性为原则，技术应用的要点是：选择成熟、实用、主流的技术，应以目前国际上先进的互联网络技术、云计算技术、物联网技术、系统与信息集成技术、地理空间信息与可视化技术等构成智慧城市的技术体系。智慧城市技术应用的重点是：

①云计算技术应用；

②物联网技术应用；

③系统与信息集成技术应用；

④地理空间信息与可视化技术应用。

1．云计算技术应用

1）云计算概念

云计算是并行计算（Parallel Computing）、分布式计算（Distributed Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的实际应用和实现。云计算是虚拟化（Virtualization）、效用计算（Utility Computing）、IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）等概念混合演进并跃升的结果。

云计算（Cloud Computing）是分布式计算技术的一种，其最基本的概念是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内完成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。

2）云计算基本原理

云计算革命的三大基本要素就是：互联网、智能终端和服务器集群。云计算分为前台的智能终端（瘦客户机）和后台的服务器集群两大部分，同时汇集了网格计算、虚拟化技术、嵌入式技术、高速网络、无线通信、RFID、传感器、MEMS技术等。云计算将开创一个全新的智能科技服务时代。云计算的基本原理就是基于高速互联网，“云”所提供的所有应用和服务来自服务器集群，用户智能终端所需的应用、数据、存储和计算都由后台的服务器集群来完成和提供。“云”架构的核心是应用，未来所有的应用要能够同时在位于全球不同地方的各种不同的智能终端和设备上显示出来。这就要求这朵“云”本身必须变成一种OS，只有当用OS的概念来构建这朵“云”以后，才能实现各种有线和无线网络的无缝整合，也才能允许更多的厂商去发展各种不同的应用。

目前云计算根据提供应用的不同可分为三类：一种是像微软和MSN这样的公司提供的能够开放在互联网上的“云”，称之为公有“云”；第二种是相对公有“云”的私有云，这种私有“云”通常是政府和企业为了能够与政府各部门及客户互动和沟通而构建的；第三种是介于私有和公有之间的“云”，也有称之为“租用云”，通常有电信部门或“云”应用服务商。

3）云计算技术应用特点

（1）超大规模

“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。政府或企业私有“云”一般可以是数十上百台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。

（2）虚拟化

云计算支持用户在任意位置使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的、有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台“上网本”或者一个移动智能终端（如3G手机或iPad等），就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。

（3）高可靠性

“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠，不用担心病毒入侵、应用软件升级和数据存储的安全性。

（4）通用性

云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行，是实现智慧城市城市级信息互联互通和数据共享，消除“信息孤岛”最有效的手段和方法。

（5）高可扩展性

“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。

（6）按需服务

“云”是一个庞大的资源池，完全可以按需应用，它可以像自来水、电、气那样计费和使用。

（7）极其廉价

由于“云”的特殊容错措施，可以采用极其廉价的节点来构成“云”，“云”的自动化集中式管理使大量企业或用户无需负担日益高昂的数据资源中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，通常只要花费几百美元、几天时间内就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。

4）智慧城市云计算技术应用

通过云计算的概念、原理和特点可知，目前我国的政府信息化是云计算应用和推广一个大有作为的领域。这是因为政府信息化具有以下应用需求与优势：

（1）云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心

智慧城市建设的基础是城市级“一级平台”，从“数字东胜”建设的经验可知，建立城市级“一级平台”和城市级数据资源中心是智慧城市和电子政务的基础设施与平台。对于其在信息互联互通、数据共享、数据安全等方面的所有核心需求，云计算都可以提供堪称完美的解决方案。政府数据资料的安全性是政府信息化的核心需求，存放于云计算的后台政府数据资源中心大型数据仓库中，如同进了保险箱，数据仓库系统可以采用顶级和完备的安全防护手段与措施，防毒、防破坏、防盗取、防丢失、防灾害，甚至可以实施异地备份存储，这个优势是无论什么PC都无法比拟的。

由于云计算可以通过分级授权来提供“云”端的应用服务，简单来说，未经授权访问互联网的用户端无法实现与互联网的互联和提供服务，这样就避免了政府信息和数据的泄漏，提高了政府信息和数据的安全性。同时可以杜绝利用政府资源做私人的事情。用户端的操作日志可以全部记录在政府信息中心数据库中，可供政府“云”管理者随时调出和查询。

（2）云计算用户端的设备要求最低，使用起来最方便

目前我国各级政府已经基本实现了电脑化，也就是每一个公务员都配置了计算机终端设备（PC），每台PC的操作系统费用、应用软件费用、软件系统维护费用、硬件维修费用、计算机升级换代的费用对于政府来说无疑是一个庞大财政开支。而采用云计算后，用户端只需要使用“瘦客户机”（或称之为智能终端）即可。无论你在哪里，只要带上一个音视频、多用途、轻便小巧的智能终端就可通过互联网或智慧政府外网实现网上办公。政府所有部门办公的个人计算机都无需安装操作系统、办公软件、工具软件，防毒软件等，办公计算机都通过政府电子政务外网与政府私有“云”的后台服务器集群和数据仓库连接，所有的操作系统、办公软件、工具软件、防毒软件全部共享，同时后台服务器为前台用户客户端动态分配计算资源，使得政府办公计算机得到所需的不同计算速度，实现了最大化的软硬件资源共享。用户可以通过政府办公浏览页面直接编辑存储在“云”的另一端的文档。政府办公文档和数据资料都存放在政府数据资源中心为每一个公务员开设的数据存储区内，存取调用方便快捷，同时也便于政府对信息和数据的安全管理。

（3）云计算可以满足信息互联互通和数据共享

智慧城市建设的核心就是信息互联互通和数据共享。云计算的特点就是通过后台计算机集群和数据中心提供前台用户端的应用和服务。因此云计算是解决政府间“信息孤岛”最有效的手段和方法。这一切都是在严格的安全管理机制下进行的，只有对数据拥有访问权限的人，才可以使用或与调用城市级“一级平台”和城市级数据资源中心数据。

（4）云计算可以提供无限多的应用可能

智慧城市城市级数据资源中心提供了几乎无限多的存储空间，也为完成各类应用提供了几乎无限强大的计算能力。只要通过智能终端（3G手机、iPad、上网本等）连入政府电子政务外网，就可以直接连接到自己办公的工作页面和城市级“一级平台”的所有信息与数据。离开了云计算，单单使用个人电脑或手机上的客户端应用，是无法享受这些便捷的接入。个人电脑或其他电子设备不可能提供无限量的存储空间和计算能力，但在“云”的另一端，由数百台、数千台甚至更多服务器组成的庞大的集群却可以轻易地做到这一点。个人和单个设备的能力是有限的，但云计算的潜力却几乎是无限的。当把共享数据和最重要的应用功能都放在“云”上时，将给政府的运作和办公效率带来彻底的改变。

2．物联网技术应用

物联网是以感知为核心的物物互联的综合信息系统，它是继计算机、互联网之后信息产业的第三次浪潮。据预测到2020年，物物互联业务将是人人互联业务的30倍，将成为一个具有超级发展潜力的新兴行业。物联网连接现实物理空间和虚拟信息空间，可以应用于各行各业和日常生活的各个方面，它与国家安全、经济安全息息相关，已经成为各国综合国力竞争的重要因素，欧、美、日、韩等主要发达国家和地区均将物联网纳入国家战略性计划。我国也高度重视物联网技术和产业发展，在2009年下半年，已经将物联网定位于国家重要支持和发展的方向。

伴随工业化向信息化的发展，智能化管理和服务已经进入快速发展的阶段，物联网正是在这种背景下发展起来的新兴产业。物联网的发展将促进传统生产生活方式向现代方式转变，将大大提高生产力，提升人们的生活质量，极大拓展信息网络和信息技术应用空间，并将成为我国加快培养战略性新兴产业的重要突破口和未来经济发展的重要引擎。

1）物联网应用发展趋势

当前，世界各国的物联网基本都处于这个阶段：美、日、韩、中以及欧盟等国家和地区都正投入巨资深入研究探索物联网，并启动了以物联网为基础的“智慧地球”“U－Japan”“UKorea”“感知中国”等国家或区域战略规划。由于其建立在现有的微电子技术、计算机网络与信息系统处理技术、识别技术等成熟而完整的产业链基础之上，许多概念正通过研究而实现，进入试验阶段。

与历次信息化浪潮革命不同，中国在物联网领域几乎与美国等国家同时起步。2009年8月7日，温家宝总理在视察中科院嘉兴无线传感网工程中心无锡研发分中心时便提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。

物联网的发展从早期以RFID为核心逐步延伸和扩展开来，并正在逐步融合传感器网络、M2M、CPS、泛在计算等诸多技术领域。从发展阶段上看，物联网的发展可以大致分为以下三个阶段：

（1）探索培育阶段（2005—2010）

典型应用需求驱动物联网关键技术创新，并形成相对独立、定制的物联网应用解决方案。

（2）规模成长阶段（2011—2015）

物联网运营商将出现并迅速增加，物联网的共性技术将得到充分发展，典型行业或领域的物联网应用规模进一步深化。

（3）成熟应用阶段（2016—2020）

物联网相关的技术将进一步趋于成熟，物联网应用普及到各个行业领域，物联网产业进一步融合。

2）物联网技术应用特点

物联网作为一个庞大、复杂的综合信息系统，其技术应用涉及多个技术领域，其中感知互动、网络融合和应用服务等相关技术是物联网技术应用的关键技术和应用的重点。

（1）感知技术

感知技术是物联网技术应用的基础，其关键技术包括传感器技术和信息处理技术。传感器技术涉及数据信息的采集，信息处理技术涉及数据信息的加工和处理。

传感器处于感知对象和测控系统的接口位置，是测量、采集和监测信息的主要感知终端和传感器材或装置。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸。传感器技术是涵盖半导体技术、测量技术、计算机技术、控制技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学和材料科学等众多学科相互交叉的综合性和高新技术密集型的前沿研究之一，是现代新技术革命和信息社会的重要基础，是现代科学技术发展的一个重要标志和方向，它与通信技术、计算机技术共同构成信息产业的三大支柱。

传感器的定义是：传感器是能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。从广义上讲，传感器是获取和转换信息的装置，在某些领域中又被称为敏感元件、检测器、转换器等。传感器通常由敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，而转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号的部分。通常传感器种类繁多，可按不同的标准分类。按外界输入信号转换为电信号时采用的效应分类，可分为物理、化学和生物传感器；按输入物理量分类，可分为温度、湿度、压力、位移、速度、加速度、角速度、力、浓度、气体成分传感器等；按工作原理分类，可分为电容式、电阻式、电感式、压电式、热电式、光敏、光电传感器等。

（2）网络融合技术

信息传输是实现物联网应用和管理的重要基础，物联网的实质就是网络的融合和互联互通。物联网实际上就是互联网、通信网、传感网、控制网、泛在网的融合和信息的互联互通与数据共享交换。

①物联网与互联网

首先应明确的是物联网不是互联网。物联网是物与物互联的网络，它传输的信号具有实时、在线、连续、动态的特点，和互联网传输的分时信息完全不同。同时物联网还可对每一个感知对象实现可寻址、可通信、可控制三大特征。从某种意义上来讲互联网是虚拟的，而物联网是现实的，实现互联网与物联网的互联互通和网络融合，就可实现虚拟和现实的结合。物联网更像是互联网的延伸和扩展。

②物联网与通信网

通信网是实现物联网实时信息和数据传输的重要手段。通信网包括：3G、Wi－Fi、M2M、蓝牙、IEEE 802．16．4、IEEE 802．11、TD－SCDMA、WCDMA和LTE。实现物联网与通信网的无缝互联，可以使得物联网信息无所不在，无所不能。

③物联网与传感网

实际上传感网是物联网的基础，传感网传输信号的特征和物联网基本上是一致的，具有实时、在线、连续、动态等特点。物联网强调网络的互联互通和网络融合。

④物联网与控制网

控制网的概念是监测传感器、控制执行器、管理网络操作系统和提供网络数据全面接入的装置的集合。控制网不但具有传输检测元件所采集的实时、在线、连续、动态的信息和数据，同时具有传输实时控制和互操作指令的能力。通常控制网应用于工业自动化和军事领域的武器群控系统等。物联网与控制网的互联互通和网络融合可以将物联网应用推广到工业自动化和军事应用领域，使得物联网技术应用更完善，更具有现实意义。

⑤物联网与泛在网

泛在网实质上是一个大通信的概念，它不是一个全新的网络技术，而是在现有技术基础上的应用创新，是不断融合新的网络，不断向泛在网络注入新的业务和应用，直至“无所不在、无所不包、无所不能”。从网络技术层面上来讲，泛在网是物联网、互联网、通信网、传感网、控制网的高度融合的目标，它将实现多网络、多行业、多应用、异构多技术的融合和协同。泛在网将实现人与人、人与物、物与物的通信，涵盖传感器网络、物联网和已经发展中的电信网、无线网、移动互联网等。

3）物联网在智慧城市中的应用

智慧城市的基本特征体现在更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化。IBM认为建设智慧城市需要三个步骤：第一，各种创新的感知科技开始被嵌入到各种物体和设施中，从而令物质世界被极大程度地数字化；第二，随着网络的高度发达，人、数据和各种事物都将以不的同方式连入网络；第三，先进的技术和超级计算机可以对这些海量数据进行整理、加工和分析，将数据转化成可用的信息，并帮助人们作出正确的行动决策。具体实现方法就是将感知传感器嵌入和装备到各种智慧化的监测和控制系统中去，形成“物联网”，实现物联网与互联网的互联互通。物联网在智慧城市中体现在智慧政府、智慧城管、智慧安全、智慧交通、智慧电力、智慧卫生医疗、智慧教育、智慧物流、智慧建筑、智慧社区、智慧家庭等方面。

3．系统与信息集成技术应用

智慧城市技术应用的核心是信息系统集成。在城市级数字化应用一级平台中，其体现的信息系统集成的内容包括：技术环境的集成、数据环境的集成和应用环境的集成。对于城市级应用一级平台这个超大型信息系统的设计者来说，如何从顶层自上而下地考虑它的体系结构，如何实现信息系统集成，是必须要进行深思熟虑的头等大事。信息系统集成的关键就是实现被集成系统间信息的互联互通和数据的交换与共享，将各个“信息孤岛”的小运行环境集成，并统一在信息互联互通与数据共享、应用功能协同的一个大的运行环境中。

智慧城市信息系统集成技术应用是整个智慧城市技术应用的总路线，智慧城市所有涉及的一级、二级、三级的网络集成平台、数据集成平台、软件集成平台、应用集成平台、系统硬件集成平台都必须在智慧城市信息系统集成技术应用总路线的规范和指引下，进行系统的配置、开发、定制、选型、部署、运行、管理。智慧城市信息系统集成规划和设计必须遵循开放性、结构化、先进性、主流化的原则。

智慧城市系统与信息集成技术应用包括以下方面：

1）网络集成技术应用

从技术应用的角度来讲，网络集成不仅涉及不同的网络设备和管理软件，也涉及异构和异质网络系统的互联问题。确定网络集成的总体架构是网络集成的首要问题。

2）数据集成技术应用

数据集成是将与数据库有关的信息和数据在逻辑上集成为一个属于异构分布式数据库的全局模式，以达到信息和数据共享的目的。数据集成可以分为4个不同的层次，即：基本数据集成、多级视图集成、数据源模式集成、多粒度数据集成。

3）软件集成技术应用

软件集成是在一定的技术框架下面向软件内部的软部件之间的相互集成与连接。随着对象技术和网络技术的发展，信息系统开发环境也逐步体现出从结构化到面向对象、从集中到分布、从同构到异构、从独立到集成、从辅助到智能、从异步到协同的发展过程。特别是随着互联网技术的发展，应用系统的开发已从以单机为中心逐步过渡到以网络环境为中心，数以万计的个人电脑与工作站已经变成智慧城市共享的庞大的计算机信息资源。开放系统可让用户透明地应用由不同厂商制造的不同硬件平台、不同操作系统平台组成的异构型计算资源，在千差万别的信息资源（异构的、网络的、物理性能差别很大、不同厂商和不同语言的信息资源）的基础上构造起信息共享的分布式系统。面对这样的需求和趋势，必须对面向对象的技术进行改进和扩展，使之符合异构网络应用的要求。

4）应用集成技术应用

应用集成是在一定的技术框架下，实现各应用系统之间的集成。随着互联网的发展及分布式系统的日益流行，大量异构网络及各计算机厂商推出软硬件产品导致在分布式系统的各层次（如硬件平台、操作系统、网络协议、计算机应用）乃至不同的网络体系结构上都广泛存在互操作的问题，分布式操作和应用接口的异构性严重影响了系统间的互操作性。因此要实现在异构环境下的信息交互，实现系统在应用层的集成。这也是在本书中提出城市级应用一级平台技术创新的核心所在。

从信息系统集成技术的角度看，在集成的堆栈上应用集成在最上层，主要解决应用系统互操作的问题。拿语言作比喻，语法、语义、语用三者对应到系统集成技术上，网络集成解决语法的问题，数据集成解决语义的问题，应用集成解决语用的问题。应用集成技术应用主要体现在应用间的互操作性，分布式环境中应用的可移植性，系统中应用分布的透明性等。

智慧城市信息系统集成是一个多成分、多层次、多功能的超大型信息系统。系统的顺利运行依赖于其内部各层次业务级“二级平台”、企业级“三级平台”及系统之间的信息互联互通、数据交换与共享、应用集成与功能协同。智慧城市信息系统集成的多层次的结构特征决定了系统间各部分连接的重要性，其信息内容的金字塔结构及其专业性和动态性决定了智慧城市信息集成系统平台与各业务级“二级平台”、企业级“三级平台”及系统连接的分布性，即信息的有效数据和处理不是集中在某个中心，而是分布到各个具体的单位、部门、企业中。因此智慧城市应用集成采用分布式系统是必然的选择。

4．地理空间信息与可视化技术应用

地理空间信息与可视化技术是智慧城市的核心技术。智慧城市中的各个业务应用系统的展现都离不开地理空间信息与可视化技术的应用。通过城市二维或三维景观电子地图，可以实现信息数据在GIS电子地图上的定位、属性、景观的展示、查询、分析等，甚至通过虚拟现实技术将传统的信息数据符号及视觉变量表现为动态、时空变化、多维和多时相的交互虚拟环境，以提高地理空间信息数据复杂变化过程和分析的洞察能力。地理信息与可视化技术应用主要包括以下方面：

1）城市地理信息系统基础软件平台支撑技术

城市地理信息系统（GIS）是地理空间信息与可视化技术应用的基础平台，作为智慧城市基础地理空间信息共享平台，是实现城市信息共享的核心。只有当城市信息被定位在城市基础地理空间数据上时才能反映其空间位置和空间分布特征。城市地理信息系统基础软件平台支撑技术应用的要点，首先是将城市各种比例尺（如：1∶500、1∶1　000、1∶2　000等）地图数据，以城市数字正射影像数据、数字高程模型数据等整合为城市各种信息应用系统的基础框架和图层，在此基础平台上才可以实现可视化的信息展现、查询和统计分析。城市地理信息系统基础软件平台主要支撑以下智慧城市信息平台的应用：

（1）城市级“一级平台”信息互联互通与数据共享；

（2）电子政务内外网业务；

（3）城市综合监控与管理（包括：数字城管、环保节能、市政市容等）；

（4）城市应急指挥；

（5）城市公共安全监控与管理；

（6）城市智能交通监控与管理；

（7）城市公共及基础设施监控与管理；

（8）城市社会民生服务（包括电子商务和现代物流）；

（9）数字企业；

（10）智慧建筑与智慧社区。

2）地理空间信息共享数据互操作技术

地理信息系统技术与网络技术的结合实现了地理信息系统的网络化，使得GIS的应用扩展到智慧城市的各个应用领域和广泛的地理区域，并出现了大量不同类型、分布、异构数据库或地理信息系统，因此地理信息集成和共享就成为一个亟待解决的问题。采用基于Web Service的数据互操作技术是可行的解决方案。

3）城市三维景观重建与信息查询分析技术

城市的地形景观主要由数字高程模型和数字正射影像两种数据进行逼真的展现，通过三维城市模型数据表现地形地物千变万化的几何结构和表面属性是一个重要课题。中国解放军信息工程大学测绘学院结合对城市三维可视化技术研究课题，成功建立起一个功能强、性能稳定的三维景观重建与信息查询分析系统（PowerCity3D）。该技术应用的特点是基于地形地物三维几何模型数据生成技术、地形地物表面纹理数据生成技术、地形地物属性数据生成技术，使得在城市三维景观中实现对城市地形地貌、建筑、道路、桥梁等在GIS电子地图上更生动、更逼真、更客观地进行展现。

4）信息可视化与虚拟现实技术

信息可视化技术（Information Visualization）是一种将物理性和逻辑性元素进行形象化、显性化的信息数据呈现技术。现阶段的信息可视化技术的研究和应用已经超出了传统城市地图符号及视觉变量表示方法的水平，而进入到在动态、时空变化、多维和多时相的交互虚拟环境下探索城市，在提高对空间数据的复杂过程和分析的洞察能力、多维和多时相数据的显示等方面将有效地改善城市地理空间信息的传输时效。

虚拟现实（VR）技术是可视化技术最有效的应用和发展。虚拟现实技术综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种人性化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。在虚拟现实技术的支持下，以虚拟和形象的方式来描述智慧城市的物理性和逻辑性元素，完全代替了用传统的抽象地图来解释、分析和展现城市要素。

空间信息可视化与虚拟现实技术的发展和应用，为智慧城市物理元素提供了三维描述方法和人机交互的虚拟城市环境，具有多维动态可视化和实时交互式操作的效果，而地理信息系统具有强大的海量空间数据存储、管理、处理和空间分析能力。二者优势互补，集成与一体化是必然的发展趋势，用户可以在地理信息系统与虚拟现实集成框架和集成平台上，对智慧城市各个信息应用系统进行支撑，对城市的规划、建设、管理方案进行模拟。

5．3．4　智慧城市基础设施体系规划

智慧城市基础设施体系规划包括：电子政务外网规划、城市物联网规划、城市互联网接入规划、城市无线网络接入规划。智慧城市网络体系规划应能满足城市级数据、语音、图像和多媒体等各种业务信息的传输，实现有线互联专网与无线互联网的互联互通。

智慧城市网络体系应采用三层交换结构，网络分为核心层、分布层、接入层，三层之间以树型拓扑结构相连接。核心层设置于城市级应用一级平台，分布层设置于业务级应用二级平台，接入层设置于各企业级应用三级平台。

智慧城市应以物联网为基础，实现互联网与物联网的互联互通和数据共享交换。城市网络应采用EPON技术，实现信息（计算机）网络、电话通信网络、有线电视网络的“三网融合”。凡支持互联网络通信协议的任何移动设备都可以实现与无线互联网的互联互通。智能建筑和数字社区应采用信息网络和物联网的“双网”设计和建设。

1．电子政务外网规划

智慧政府电子政务外网规划应根据国信办对于电子政务外网进行分层设计和部署的要求，并按照政府所辖各区、街道办、乡镇、社区的物理位置和职能关系进行规划。电子政务外网应采用分层次的设计方法。

根据分层次设计的原则，电子政务外网包括以下三个层次（如图5．20所示）：

（1）互联网接入区

电子政务外网“互联网接入区”的外网安全接入平台通过防火墙与互联网实现逻辑隔离，并由外网安全接入平台提供互联网服务。

（2）公共网络区

电子政务外网“公共网络区”通过VPN逻辑隔离实现与外网“互联网接入区”的互联互通，在外网“公共网络区”部署统一身份认证和用户管理，提供政府各业务单位横向业务之间信息交互、数据共享和业务协同。

（3）专用网络区

电子政务外网“专用网络区”通过VPN逻辑隔离实现与外网“公共网络区”的互联互通，在外网“专用网络区”部署电子政务后台数据仓库系统，提供政府直属部委、行政部门、业务单位纵向之间的信息交互、数据共享和业务协同。

图5．20　智慧政府电子政务外网分层结构图

电子政务外网由三层网络接入结构，即核心网络层、骨干网中心节点和外网接入点构成。

（1）核心网络层

电子政务外网核心网络层部署核心网络交换机，通过电子政务外网骨干网连接第二层的汇聚网络交换机中心节点。

（2）骨干网络层

电子政务外网骨干网络层中心节点部署汇聚网络交换机，通过电子政务外网接入网连接第三层的接入网络交换机节点。

（3）接入网络层

电子政务外网接入网络层节点部署接入网络交换机，接入网节点设置于政府所辖各直属部门和业务单位。

根据政府信息化电子政务系统的上下级的隶属关系及现有业务模式，电子政务外网骨干网的业务流向以市、县、区、街道办、乡镇这样的纵向流为主，并包含各专项部门内部的纵向业务流量。根据业务走向，最适合的网络模型是星型组网，即以政府信息化电子政务数据资源中心为核心，区县、街道办、乡镇节点通过第三层外网接入网和第二层骨干网络接入智慧城市政府信息化数据资源中心核心网络层。从而构成一个从政府信息化数据资源中心到政务外网骨干网节点，再通过外网接入网连接街道办、乡镇、社区的三级星型组网架构。

2．城市物联网规划

物联网具有三个基本的特征：一是全面感知，即利用各类传感器测量和获取物体各种物理变化的信息，如温湿度、压力、流量、位移等；二是分析处理和传递，将采集到的海量数据和信息，利用云计算、数据库、自动化、智能化等技术进行智能处理和控制反馈，并通过各种形式的网络和线路的融合，将物体的信息和控制实时准确地传递出去；三是应用，物联网应用极其广泛，涉及政府、城市管理、社会服务、企业经营的方方面面，物联网的实际应用是建设物联网的终极目标。因此城市物联网规划的重点就是根据其基本特征来规划物联网系统体系架构。目前物联网系统体系架构大致被分为三个层次，即：底层是测量和采集物体变化数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上层则是应用层（如图5．21所示）。

图5．21　物联网系统体系架构

（1）感知层

感知层包括传感器等数据采集设备以及数据接入到网关之前的传感器网络。感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感器技术、控制与反馈技术、检测技术是感知层涉及的主要技术，其中又包含芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能探测设备制造等。传感器设备是感知层的核心，它是感知物质世界的“感觉器官”，通过传感器可以感知物体的热、力、光、电、声、位移等信号，为网络系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。随着科学技术的不断发展，传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化。

（2）网络层

物联网的网络层将建立在现有的移动通信网和互联网基础上。物联网通过各种接入设备与移动通信网、互联网、传感网、控制网等实现互联互通和数据共享交换。物联网的网络层实质上是网络融合的具体应用和延伸。物联网的网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术，其包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、控制及基于感知数据决策和行为的自动化控制、遥控遥测及信息应用技术的综合展现。云计算平台作为海量感知数据的存储、分析平台，将是物联网网络层的重要组成部分，也是应用层众多应用与服务的基础。

（3）应用层

物联网的应用层利用经过分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务，如：智慧政府、智慧平安、智慧交通、智慧电子商务及物流、智慧医疗卫生、智慧教育、智慧房产、智慧文化、智慧社区、智慧建筑、智慧家庭等一系列的具体应用。应用层是物联网发展的目标，物联网应用平台的开发和智能控制技术将为用户提供丰富多彩的物联网应用。各行各业和智慧家庭的应用开发将会推动物联网的普及和迅速，也给物联网产业链带来丰厚的利益回报。

3．城市互联网接入规划

通常城市互联网建设由电信部门规划与实施，智慧城市的政府、企业、社会的各单位、部门及个人主要考虑互联网的接入规划。以政府互联网接入规划为例，主要涉及互联网与电子政务外网的互联互通。电子政务外网“互联网接入区”分别设置电子政务外网内部办公和电子政务公共信息服务与互联网互联的出口。接入电子政务外网内部办公的各厅（局）可通过设置在外网第一层“互联网接入区”的“公共网络区互联网接入路由器”统一出口访问互联网。电子政务外网“公共网络区”用户在外网第一层“互联网接入区”设置的“安全互联接入平台”的保护下访问互联网。社会公众可以通过设置在电子政务外网第一层“互联网接入区”的“公共信息服务门户网站互联网接入路由器”统一的互联网出口访问政府公共信息服务门户网站（如图5．22所示）。

图5．22　互联网与电子政务外网接入示意图

4．城市无线网络接入规划

通常城市无线网络建设由电信部门规划与实施，智慧城市的政府、企业、社会的各单位、部门及个人主要考虑无线网络的接入规划。城市无线网络接入应遵循VPN接入的方案，主要是为了解决移动用户通过无线网络访问互联网、物联网和政府电子政务外网等，并通过统一身份认证和用户管理的验证与访问等级授权。这对于政府移动用户在外需要办公的公务员来说是十分必要的。在电子政务外网上开设移动用户VPN接入服务所需的设备很少，只需在电子政务外网第一层“互联网接入区”设置一台SSL VPN网关设备就可以了。移动用户直接或间接（通过NAS）呼叫VPN网关服务器建立隧道连接，完成移动用户对电子政务外网设置在“公共网络区”的内部门户网站进行访问。在移动用户侧无须安装任何客户端软件，通过标准IE界面直接发起VPN连接请求，在电子政务外网“互联网接入区”部署的集中式VPN网关上对这些移动用户发起的VPN连接请求做统一的处理。集中式VPN网关还可以将MPLS VPN和IP VPN很好地结合起来，使移动用户可以不同的身份分别通通过不同的MPLS VPN登录到电子政务外网第二层“公共网络区”和第三层“专用网络区”。

社会企业及个人移动用户的VPN接入比较简单。移动用户无论身处何处，只要能登录互联网（无论任何接入方式，无论任何带宽），即可实现VPN接入。VPN是通过在网关设备建立一条虚拟专用连接进行数据传输的。在移动用户VPN接入时，移动用户处只需要能访问互联网，无须安装任何软件即可接入电子政务外网。通过VPN网关，汇聚来自众多移动用户的VPN接入请求，这样就实现了一个逻辑点到多点的星型结构，对每个移动用户而言，实现了与集中VPN网关的单独逻辑连接。

5．3．5　智慧城市保障体系规划

1．建立财政与政策保障体系

（1）建立集约化财政投资建设机制。统筹智慧城市管理与运行体系建设资金，进一步规范全市信息化立项审核和资金管理制度，建立集约化的财政投资机制，杜绝多头投资、重复建设。

（2）完善政策法规保障。建立健全智慧城市管理与运行的政策及规定、智慧城市管理责任监督体系，建立以行政效能监察为保障的城市管理评价考核机制，将城市管理评价考核结果纳入电子监察范畴，完善智慧城市管理有效的协调和督办机制，为智慧城市管理运行提供强有力的制度保证。

2．建立健全协同工作机制

（1）信息共享机制。集约管理共享信息资源，以业务协同为核心，整合各类专题资源，建立部门信息资源和应用系统目录，建立资源共享更新责任制度，实现共建共享共用，促进业务协同应用。

（2）业务协同机制。建立跨部门应用机制，整合优化城市管理跨部门业务流程与数据流程，实现跨部门业务联动协同，促进城市管理运行协同化能力明显提高。

3．强化长效建设管理机制

加强公共信息化基础设施支撑。强化政府电子政务外网、电子政务数据中心、电子政务信息资源交换平台、无线城市、800兆数字集群网络的建设和运营，有效承载智慧城市管理建设和保障运行。深化社会治安视频监控系统建设，建立长效建设、管理机制，保障智慧城市管理与运行的共享应用。

4．整合管理与运行专业队伍

（1）结合事业单位改革，整合优化城市管理相关部门的信息化建设管理机构队伍，逐步建立资源整合、集约建设的信息化建设管理体制。

（2）整合区、街两级城市管理部门工作队伍，建立健全城市管理网格化、精细化巡查监督队伍。

5．4　智慧城市云计算技术应用

5．4．1　智慧城市云计算技术应用总体思路与目标

云计算是继个人计算机和互联网之后的第三次IT浪潮，是重构信息产业格局的历史机遇和未来产业竞争的制高点。加快云计算基础设施建设，推动云计算广泛应用，促进云计算产业发展，是坚持“五化并举”和“两化融合”发展战略，加快构建智慧城市的重大举措。

（1）总体思路

按照智慧城市建设的总体要求，坚持“政府引导、企业主体、应用牵引、产业聚集”的思路，以完善技术体系为基础，形成分布式共享的计算和数据资源池；以构建应用体系为核心，务实打造面向公共服务、社会管理、智能化生活和经济建设领域的云服务平台；以打造产业体系为重点，不断完善产业链和壮大产业规模，形成产业集群，促进战略性新兴产业快速发展。

（2）发展目标

以智慧城市建设为依托，建设云计算产业发展基地。到2015年，基本建成云计算模式下的技术、应用和产业三大体系，构建政务云、社会云、企业云和高性能计算云四大基础平台，形成云服务、基础软硬件设备生产和云终端产品制造三大产业集群，培育一批具有较强实力和影响力的云计算领先企业。

5．4．2　国内外云计算应用与产业发展现状

世界信息产业强国和地区已把云计算作为未来战略产业的重点，开始部署国家级云计算基础设施。2011年2月美国政府发布《美国联邦政府云计算战略》，规定在所有联邦政府信息化项目中云计算优先。英国开始实施“政府云（G－Cloud）”计划，所有的公共部门可以根据自己的需求通过G－Cloud平台来挑选和组合所需的服务。日本提出霞关云计划以推动政府云服务，并计划建设云计算特区以支持大规模的市场应用。欧盟提出“第七框架计划（FP7）”为云计算项目提供资金支持。IBM、Microsoft、Google、Sun、Amazon等知名电子信息公司相继推出云计算产品和服务，Intel、Cisco等传统硬件厂商也纷纷向云计算服务商转型。国际专业机构预测，近年全球云计算市场规模将达到1　600亿美元，12%的全球软件市场将转向云计算。同时，云计算受到了国际资本市场的高度关注，VMware因在云基础架构领域的领先优势成为继Google上市后美国融资额排名第二的科技公司，Salesforce等多家新兴云计算技术和服务企业也凭借先发优势成功在欧美证券市场上市，发展势头强劲。

我国高度重视云计算应用和产业发展，国务院出台《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号），把促进云计算研发和示范应用作为发展新一代信息技术的重要任务。国家发展和改革委、工业和信息化部在北京、上海等5个城市启动云计算服务试点，电信、移动、联通三大通信运营商和IT龙头企业大举向云计算转型。国内专业机构认为，我国云计算产业已走过市场准备期，即将大规模突破发展。预计未来几年，中国云计算市场规模年均复合增长率将超过80%，到“十二五”末，产值规模将突破1万亿元。

5．4．3　智慧城市云计算发展重点

1．以云服务为重点

构建核心技术体系，以基础设施服务（IaaS）和平台服务（PaaS）为支撑，构建各类软件服务（SaaS）和数据服务（DaaS）子集，形成完整的云服务核心技术体系。

1）基础设施服务

按“1＋N”模式构建虚拟化、分布式和异构管理的基础设施服务体系。重点建设高端云计算中心和新一代绿色云数据中心，满足密集数据计算、高性能计算和数据存储、容灾备份的应用需求。

2）平台服务

推进云计算标准体系建设，形成云计算模式下的开发、部署和管理架构规范。加强虚拟化技术、云管理、云存储、云中间件、跨平台操作系统以及云安全等关键技术的研发，着力发展安全审计平台、虚拟化平台、IT资源管理平台，以及新一代海量信息智能搜索、智能挖掘系统等，丰富和完善平台服务。

3）软件服务

整合通信运营商、软件提供商、信息服务提供商、内容提供商等信息服务业资源，加快转型步伐，创新服务模式，重点发展云计算模式下的办公辅助系统、公共管理系统、行业应用系统和个人服务系统等软件服务产品，促进计算资源和信息服务按需交付、无所不在。

2．以提升IT资源效能为重点

构建完备的应用体系，推进云计算在公共服务、社会管理、智能生活和经济发展等领域的应用，重点打造政务云、社会云、企业云和高性能计算云等四大基础平台，实现IT资源的集约建设、弹性扩展、动态分配和资源共享。

1）政务云

（1）协同资源：重点建设和完善政府网站、呼叫热线、目录与交换、协同办公、基础数据库、信息安全等应用系统。

（2）城市管理：重点建设和完善城市管理、环境监测、应急管理、食品卫生安全、社保救助、劳动就业、车辆管理、市场监管等应用系统。

2）社会云

（1）公共服务：重点建设和完善智能交通、智能水务、智能电网、智能燃气、城市一卡通、医疗卫生、教育、科技、社会信用等应用系统。

（2）社会应用：重点发展智能家居、文化旅游、网络购物、物流配送等应用系统。

3）企业云

（1）园区服务：重点发展园区公共服务平台、协同办公系统、开发测试系统、产业协作系统等应用系统。

（2）企业服务：重点发展人力资源管理、供应链管理、财务管理、客户关系管理、生产管理、CAD／CAM／EDA／FMS等应用系统。

3．以培育云服务产业集群为重点

（1）打造完善的产业体系，推动通信运营商和其他第三方数据中心向云计算基础设施服务商转型，推出面向不同需求的云计算基础设施和平台服务，形成按资源使用付费等新型服务模式，不断提高基础设施的使用效率。基于现有高性能计算、密集数据计算、数据存储与系统灾备等基础架构，引导基础通信运营商与专业化公司进行产业协作，以云计算服务平台为载体整合资源，培育云计算龙头企业，打造云计算服务集群。大力发展商业化运营的数字音乐、网络视频、网络游戏等数字娱乐云平台，医疗健康、教育资源等公共服务云平台，信息安全、企业服务等行业服务云平台。

（2）产业引进。重点引进国内外IT龙头企业，通过与本地优势企业合作，组建云计算旗舰服务商，立足本地，面向国内外市场提供云服务，打造全球最大的云服务基地。

5．4．4　智慧城市云计算应用保障措施

（1）加强组织协调。成立云计算应用与产业发展推进组，由市政府分管领导任组长，市政府分管副秘书长、市经信委主要负责同志任副组长，市发改委、市经信委、市财政局、市科技局、高新区管委会等为成员单位，负责制定云计算应用与产业发展政策，统筹产业规划布局，确定年度发展计划，审定重点项目建设方案，协调推进云计算应用与产业发展。推进组办公室设在市经信委，负责推进组日常工作。

（2）强化基础设施。加快推进光网城市、下一代移动通信、新一代广播电视网、Wi－Fi等泛在网络建设，提高光纤入户和无线宽带普及率。重点打造一批具有国际水准、节能环保、安全可控的新一代绿色云计算服务平台，为拓展云服务市场提供基础支撑。加强供配电设施建设，进一步提升电力保障水平。

（3）完善安全环境。依托中国移动、中国电信、中国联通等优势企业和专业机构，打造云安全服务基地。重点开展云安全关键技术研发，构建云安全服务基础平台，提供云安全解决方案，打造可靠的云服务生态环境。支持企业和科研机构研发跨平台、支持多操作系统的虚拟化技术，优化虚拟化技术的安全性，实现虚拟机之间的完全隔离与资源的动态调整。

（4）推动行业应用。整合政府应用需求，统一采购云计算服务，实现基础网络平台化、应用资源云端化和专业服务社会化的新型电子政务架构。引导信息化应用依托云计算基础设施，发展针对行业领域业务应用的解决方案，降低社会信息化的整体成本。在科学研究、工业设计、气象预报、灾难预测、地质勘探、油气开采等领域利用云计算资源开展科学计算。

（5）探索商业模式。支持通信运营商、计算服务商、数据服务商和安全服务商以云服务平台为中心进行资源整合，提供按量计费、按需调配、自助选择的一体化服务。引导系统集成商和行业信息中心合作，按云计算架构对业务系统进行构建、改造和移植。以应用示范为牵引，引导社会投资参与云计算服务体系建设，着力培育全国一流的云计算服务旗舰提供商。

（6）优化发展环境。建立云计算应用与产业发展专项资金，引导和支持云计算平台建设、应用示范项目建设、产业园区和企业应用试点。出台财政支持、人才引进、产业扶持、科技创新、能源供应、投融资帮扶等专项政策，进一步优化发展环境，促进云计算产业又好又快发展。

5．5　智慧城市物联网技术应用

5．5．1　概述

物联网是互联网和通信网的网络延伸与应用拓展，具有整合感知识别、传输互联和计算处理等功能，是对新一代信息技术的高度集成和综合运用。物联网通过信息共享和业务协同，将人与人之间的信息交互沟通向人与物、物与物扩展延伸，它的应用为优化资源配置、加强科学管理、缓解资源能源约束提供了可能，拓宽了道路。

智慧城市物联网应用规划，以统筹部署物联网技术研发先导，着力抓好物联网应用示范为引导。加强政府与企业间的协调，抓紧制定促进智慧城市物联网发展的指导意见，明确物联网产业发展的定位与路线。

智慧城市物联网应用具有以下重要意义：

（1）加快发展物联网是构建现代产业体系、走新型工业化道路的内在要求。作为信息技术新的突破方向，物联网成长潜力大、带动力强、综合效益好，不仅本身蕴含着巨大的战略增长潜能，而且能够有力地推进信息化和工业化深度融合，带动传统产业转型升级，催生新的经济增长点。加快发展物联网，将为我国建设结构优化、技术先进、清洁安全、附加值高、吸纳就业能力强的现代产业体系，提供强有力的支撑和保障。

（2）加快发展物联网是提高人民生活水平、全面实现小康社会的迫切需要。物联网在教育、医疗卫生、政府管理、社区服务等方面的广泛应用，必将带来社会管理和公共服务模式的创新，极大地促进社会公共服务改善，从而最终改变人们的生活方式，更好地满足人民群众日益增长的物质文化需要。近年来，物联网在公共服务领域加速拓展，为提高人民生活质量与水平开创了一条有效途径。

（3）加快发展物联网是构建国际竞争新优势、建设创新型国家的战略选择。物联网技术涵盖面广、关联度高、辐射力强，对带动技术创新具有重要作用。加快推进物联网研发与应用，对于增强我国自主创新能力、提高科技对经济发展的贡献率的意义重大，已成为各国抢占未来战略制高点的重要领域。目前，物联网在全球尚处于起步阶段，各国基本处在同一起跑线上。因此，抓住难得的战略机遇，加快推进物联网发展，是增强我国国际竞争力的必然选择。

5．5．2　智慧城市物联网应用规划思路与重点

目前，我国在智慧城市建设的基础上，已经具备了发展物联网的技术、产业和应用基础，部分领域形成了可观的产业规模，技术研发和标准化工作取得了初步成果，掌握了一批具有自主知识产权的关键技术，物联网在交通、物流、金融、工业控制、环境保护、医疗卫生、公共安全、国防军事等领域已有了初步应用。但是，物联网技术集成性高、应用跨度大、产业链长、产业分散度高，多数领域的核心技术尚在发展中，从物联网核心架构到各层次的技术与产品接口大多还未实现标准化，大规模应用所需的条件和市场还需要一个长期而渐进的过程。针对我国物联网发展所处的阶段和目前已有的基础，我们要加强统筹协调，着力营造良好的发展环境，促进物联网在重点领域的深入应用，力求实现重大突破。

（1）构建自主创新体系，提升产业核心竞争力。技术的创新突破是物联网发展的关键。要支持建设一批重点实验室、工程中心、技术中心，支持重点科研基础设施和大型科技资源平台的整合和共享，组织开展重点关键领域技术攻关。对关系国家安全的核心技术，要大力开展原始创新，努力实现自主可控。同时学习借鉴世界先进成果，博采众长，加强引进技术的消化、吸收、再创新。发挥企业在自主创新中的主体作用，增加研发投入，提升知识产权拥有水平。加快突破一批关键核心技术，形成从研发、生产到应用的完整创新链条。

（2）推进标准体系建设，掌握发展主动权。要加快建立跨行业、跨领域物联网标准化协作机制，加强对物联网系统结构、参考模型等总体标准，物联网信息安全、网络管理等基础共性标准，以及智能传感器、传感器网络等关键技术标准的研制。积极推动网络架构、标识和网络业务安全研究，为实现不同行业物联网协同融合奠定基础。鼓励和支持企业积极参与国际标准化工作，推动我国具有自主知识产权的技术成为国际标准。

（3）加强产业合作，面向重点领域开展应用。物联网技术涉及多行业、多领域、多学科，产业链环节众多。要重点发展核心产业，大力扶持支撑产业，积极带动关联产业，促进产业链的形成和完善。根据现有条件，要选择基础设施和民生服务等示范效应突出、产业带动性强、关联性高的重点领域积极开展应用示范。在工业和交通运输领域，要大力建设发展智能电网、智能交通、智能物流和智能工业，加快物联网在相关行业和领域的渗透与融合。

（4）发挥市场优势，培育和壮大物联网产业。要支持企业发展专业服务、增值服务等新业态，鼓励和支持产业链上下游探索培育新型商业模式，加快形成市场化运作机制。发挥政府的引导作用，加强规划、标准和产业政策的制定和实施，支持鼓励企业创新，加强知识产权保护，抓好物联网的示范应用和市场培育，积极营造公平竞争的市场环境。支持物联网产业公共服务平台建设，加快建立健全中介服务体系。加快培育骨干企业，促进中小企业发展，形成具有国际竞争力的物联网产业集群。

5．5．3　智慧城市物联网应用重点领域

我国“十二五”规划纲要明确指出，要“推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范”。即将出台的国家物联网“十二五”规划，将锁定十大物联网应用重点领域，分别是智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境及安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事；预计将建成50个面向物联网应用的示范工程和约5到10个示范城市。

在智慧城市建设的基础上，物联网应用示范应与智慧城市建设重点领域相结合，以物联网金融及服务与智慧城市市民卡相结合，以物联网智能电网与智慧城市基础设施管理相结合，以物联网智能家居与智慧城市智慧社区相结合，以物联网环境及安全检测与智慧城市节能减排相结合，以物联网医疗健康与智慧城市智慧医疗卫生相结合，并且加强在智慧城市智能交通、智慧城市电子商务及物流、智慧城市公共安全等领域内的应用。

5．5．4　智慧城市物联网应用保障措施

当前，要加快发展物联网，必须着眼长远，科学谋划，多措并举。

（1）加强组织领导，建立协同工作机制。建立政府部门、行业、地方之间的统筹协调机制，指导、推动物联网产业发展。协调物联网在重点行业应用及示范项目建设推广，共同解决物联网发展面临的标准、关键共性技术、产业支持、基础设施建设、安全保障等问题，形成各地区、各环节发挥优势、分工合作、协同推进的格局。及时掌握行业发展情况，加强统计分析和预测、预警，加强对重大项目建设的监督、检查和处理。

（2）加强统筹规划，推进典型应用示范。深入开展物联网发展战略研究，编制国家发展规划，统筹部署物联网技术研发、产业发展和应用示范。加强各部委间协调，抓紧制定促进物联网发展的指导意见，明确物联网产业发展的定位与路线。着力抓好典型应用示范，加快国家传感网创新示范区建设，引导各地区因地制宜地开展物联网区域试点应用，促进资源共享和优势互补，逐步形成分工合理、特色鲜明、相互支持的产业发展格局。

（3）完善政策法规，营造健康发展环境。落实国家支持高新技术产业和战略性新兴产业发展的税收优惠政策，设立国家物联网发展专项资金，建立长效稳定的财政扶持机制。完善物联网发展的投融资政策，鼓励银行和风险投资及社会资金投向物联网产业，促进金融机构加大支持企业发展的力度，支持企业在海内外资本市场直接融资。加快影响物联网发展的关键问题的相关立法，强化政策间的协调和衔接，为物联网深入发展提供法律保障。

（4）高度重视信息安全，提升安全保障能力。信息安全在物联网发展中至关重要，必须超前谋划。要研究制定相关法律法规，加强信息应用的监管，建立和完善安全政策与技术标准、身份识别机制与认证授权机制、信用体系与信用环境等，有效保障信息采集、传输、处理等各环节的安全可靠。加强物联网重大项目安全评测和风险评估，构建有效的预警和管理机制。

（5）加强人才队伍建设，构建人才支撑体系。物联网发展，人才是根本。要实施物联网高层次人才引进培养计划，依托国家重大专项、重大工程和重点企业，培养高端领军人才，积极引进和用好海外人才。研究制定切合实际的分配政策和激励措施，形成主要由市场配置人才资源、促进人才流动的机制，营造人才脱颖而出的环境。要在有条件和基础的院校中增加物联网相关专业，加强同教育培训机构的交流与合作，积极推进分层次、分类别的人才教育和培训，满足产业不断发展的需要。

5．6　智慧城市无线通信技术应用

无线通信技术是智慧城市重要的技术支撑，也是引导移动通信网络建设和发展的方向。通常无线通信技术应用有传统的公众移动通信技术，包括：GSM、CDMA、GPRS、CDMA 1X等2．5G、3G、4G无线数据业务，还有宽带固定无线接入技术，包括：WLAN技术、WiMAX技术、UWB技术等。这些技术的出现和发展，给整个无线通信技术的发展提供了动力。

5．6．1　无线通信技术应用类型

1．第三代无线通信技术（3G）

3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对于第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代手机一般是指应用无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统的移动电话。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，即在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2MB／s、384KB／s以及144KB／s的传输速度。3G通信的名称繁多，国际电联规定为“IMT－2000（国际移动通信－2000）标准”，欧洲的电信业巨头们则称其为“UMTS（通用移动通信系统）”。

第三代移动通信系统具有如下特点：具备支持从话音到多媒体业务的能力，特别是支持Internet业务；全球无缝覆盖；高频谱利用率；高服务质量；高保密性；低成本。第三代移动通信标准分为核心网和空中接口两大部分。

2．无线局域网（WLAN）技术

与无线个人局域网相较之下，无线局域网能提供强大的无线网连接能力，范围可涵盖访问点到客户端中间大约100米的距离。目前的无线局域网以IEEE 802．11标准为基础，称为Wi－Fi网络。目前常见所谓的“双频”Wi－Fi访问点及客户端无线网卡，同时结合了支持802．11a、802．11b、802．11g三种规格。另外还有高集成度的单芯片解决方案，不但体积较小，电量需求也较低，因而带动了各种新型设计与应用。

除此之外，新标准也特别考量到Wi－Fi网络的安全性，其中Wi－Fi保护访问规范（WPA）及802．11i规范（或WPA2）特别加强用户的身份验证与数据加密。WPA2采用新一代的先进加密安全（AES）技术进行加密。

下一代的无线局域网标准为IEEE 802．11n，其规范目前还在制订当中。

3．无线城域网（WMAN）技术

无线城域网是一种可覆盖城市或郊区等较大地理区域的无线通信网。以往具备T1或T3等级数据传输率的远距离无线通信技术都是由大型电话业者、本地交换运营商（Incumbent Local Exchange Carriers，ILEC）以及其他供应商所专有及经营，用来连接距离较远的地区或大范围校园。目前IEEE已经将一套新的无线城域网技术加以标准化，这套新技术采用需要执照以及免执照的多个频带。

其中最为人知的是IEEE 802．16d，也称为“WiMax”，将在2～11GHz之间的频率范围运行（在美国将采用2．5GHz、3．5GHz、5．8GHz三个频带），在理想状况下若无障碍物阻隔，50公里距离的最高数据传输率高达70Mbps。

4．无线广域网（WWAN）

无线广域网是移动电话及数据服务所使用的数字移动通信网络，由电信运营商所经营，例如Cingular Wireless、Vodafone、Verizon Wireless等公司。无线广域网的连线能力可涵盖相当广泛的地理区域，但到目前为止数据传输率都偏低，只有115Kbps，和其他较为区域性的无线技术相去甚远。目前全球的无线广域网主要采用两大技术，分别是GSM及CDMA技术，预计将来这两套技术仍将以平行的步调发展。欧洲对GSM的标准化相当早，目前包括GSM以及相关的无线数据技术GPRS及新一代EDGE技术（Enhanced Data GSM Evolution），大约共掌握了全球三分之二的市场，分布的范围包括北美、欧洲及亚洲。新一代的EDGE技术可提升GPRS的数据传输率达3～4倍。而其他GSM业者，尤其已经购买新3G频谱的业者，则主打WCDMA（Wideband CDMA）规范，WCDMA预计数据传输率可达2Mbps。另外还有一套延伸技术称为HSDPA（High－Speed Downlink Packet Access），于2006年开始架设，其数据传输率可高达3．6Mbps以上。主导CDMA技术的发展在美国，CDMA 2000无线广域网技术在北美、日本、韩国及中国的建设已有相当规模。CDMA 2000　1×RTT技术（Single－Carrier Radio Transmission Technology）已得到相当广泛的部署，而下一代的1×EV－DO技术（1×Evolution－Data Optimized）也正由美国的Verizon Wireless以及Sprint PCS公司紧锣密鼓部署之中，预计可支持2．4Mbps的数据传输率。之后，电信业者采用规范A版继续发展EV－DO，以支持更高的数据传输率以及VoIP（Voice over Internet Protocol）通话功能。

5．新兴的RFID无线技术

一种新型的无线通信技术，无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID），目前正开始由大型零售商及其他企业率先采用，以取代传统条码，用于物品管理或库存追踪。在RFID系统中，每项物品或库存货品都附有一个RFID标签，标签上储存有仅该项货品所有的信息，例如独一无二的识别码，这些信息可用特别的RFID读取器予以辨识。而读取器本身又与后台数据库应用程序相连，可利用读取到的数据来进行货品的追踪、监控、报告及管理，以掌握货品运送的流向。

RFID技术的另一个全新应用领域称为“近距离无线通信（Near Field Communication，NFC）”。NFC技术主要针对近距离（大约7厘米）、需要高度安全性的消费应用系统所设计。例如，RFID晶片的智慧卡，用于安全付款机制、安全交易等。

5．6．2　无线通信技术应用发展趋势

1．移动数据通信

当前移动数据通信发展迅速，被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种，一种是电路交换型的移动数据业务，如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD；另外一种是分组交换型的移动数据业务，比较著名的有摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。

目前，无线数据业务所占GSM网络全部业务量中的份额还不大，但这种状况正在开始扭转并大大改变。随着HSCSD、GPRS等新的高速数据解决方案成为数据应用的新的焦点，无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分，它预示着未来大量的商业机遇。

2．个人多媒体通信

对随时随地话音通信的追求使早期移动通信走向成功。移动通信的商业价值和用户市场得到了证明，全球移动市场以超凡的速度增长。移动通信演进的下一阶段是向无线数据乃至个人移动多媒体转移，这一进展已经开始，并将成为未来重要的增长点。个人移动多媒体通信根据地点为人们提供无法想象的、完善的个人业务和无线信息，将对人们工作和生活的各个方面产生影响。在个人多媒体世界里，话音邮件和电子邮件被传送到移动多媒体信箱中；短信成为带有照片和视频内容的电子明信片；话音呼叫与实时图像相结合，产生大量的可视移动电话。还实现了移动因特网和万维网浏览，像无线会议电视这样的应用随处可见，电子商务蓬勃开展。对于运动中的用户还有随时随地的各种信箱和娱乐服务。

3．移动通信网络宽带化

在电信业历史上，移动通信可能是技术和市场发展最快的领域。业务、技术、市场三者之间是一种互动的关系，伴随着用户对数据、多媒体业务需求的增加，网络业务向数据化、分组化发展，移动网络必然走向宽带化。

通过使用电话交换技术和蜂窝无线电技术，20世纪70年代末诞生了第一代模拟移动电话。AMPS（北美蜂窝系统）、NMT（北欧移动电话）和TACS（全向通信系统）是三种主要的窄带模拟标准。第一代无线网络技术的一大成就就是去掉了将电话连接到网络的用户线。用户第一次能够在他们所在的任何地方无线接收和拨打电话。

第二代系统引入了数字无线电技术，它提供更高的网络容量，改善了话音质量和保密性，并为用户引入了无缝的国际漫游。今天世界市场的第二代数字无线标准，包括GSM、D－AMPS、PDC（日本数字蜂窝系统）和IS－95CDMA等，均仍为窄带系统。

第三代移动系统，即IMT－2000，是一种真正的宽带多媒体系统，它能够提供高质量宽带综合业务并实现全球无缝覆盖。2000年以后，虽然窄带移动电话业务需求依然很大，但随着Internet等高速数据通信及多媒体通信需求的驱动，宽带多媒体综合业务逐步增长，而且就未来信息高速公路建设的无缝覆盖而言，宽带移动通信作为整个移动市场份额的子集将显得愈来愈重要。

4．移动通信网络智能化

移动通信需求的不断增长以及新技术在移动通信中的广泛应用，促使移动网络得到了迅速发展。移动网络由单纯地传递和交换信息，逐步向存储和处理信息的智能化发展，移动智能网由此而生。移动智能网是在移动网络中引入智能网功能实体，以完成对移动呼叫的智能控制的一种网络，是一种开放性的智能平台，它使电信业务经营者能够方便、快速、经济、有效地提供客户所需的各类电信新业务，使客户对网络有更强的控制功能，能够方便灵活地获得所需的信息。移动智能网通过把交换与业务分离，建立集中的业务控制点和数据库，进而进一步建立集中的业务管理系统和业务生成环境来达到上述目标。通过智能网，运营公司可以最优地利用其网络，加快新业务的生成；可以根据客户的需求来设计业务，向其他业务提供者开放网络，增加效益。伴随着移动网络向第三代系统的演进，网络的智能化程度也在不断地提升。智能网及其智能业务成为构成未来个人通信的基本条件。

5．更高频段的应用

从第一代的模拟移动电话，到第二代的数字移动网络，再到将来的第三代移动通信系统，网络使用的无线频段遵循一种由低到高的发展趋势。1981年诞生的第一个具有国际漫游功能的模拟系统NMT的使用频段为450MHz，1986年NMT变迁到900MHz频段。我国目前的模拟TACS系统的使用频段也为900MHz。在第二代网络中，GSM系统的开始使用频段为900MHz，IS－95CDMA系统为800MHz。为了从根本上提高GSM系统的容量，1997年出现了1　800MHz系统，GSM900／1800双频网络迅速普及。2000年投入商用的第三代系统IMT－2000则定在2GMHz频段。

6．更有效利用频率

无线电频率是一种宝贵资源。随着移动通信的飞速发展，频谱资源有限和移动用户急剧增加的矛盾越来越尖锐，出现了“频率严重短缺”的现象。解决频率拥挤问题的出路是采用各种频率有效利用技术和开发新频段。模拟制的早期蜂窝移动通信系统采用频分多址方式，主要通过多信道共用、频率复用和波道窄带化等技术实现频率的有效利用。随着业务的发展，模拟系统已远不能满足用户发展的需求。数字移动通信比模拟移动通信具有更大的容量。同样的频分多址技术，数字系统要求的载干比较小，因而频率复用距离可以小一些，系统的容量可以大一些。而且，数字移动通信还可采用时分多址或码分多址技术，它比模拟的频分多址制在系统容量上大4～20倍。CSM作为最具代表性和最为成熟的数字移动通信系统，其发展历程就是一部频率有效利用技术的演进史。CDMA（窄带）系统，以无线技术的先进性和大容量等特点著称。作为第三代移动通信系统主流无线接入技术的WCDMA（宽带码分多址）能够更高效地利用无线电频率。它利用分层小区结构、自适应天线阵和相平解调（双向）等技术，网络容量得到大幅提高，可以更好地满足未来移动通信的发展要求。

7．网络融合

第三代系统的主要目标是将包括卫星在内的所有网络融合为可以替代众多网络功能的统一系统，它能够提供宽带业务并实现全球无缝覆盖。为了保护运营公司在现有网络设施上的投资，第二代系统向第三代系统的演进遵循平滑过渡的原则，GSM、D－AMPS、IS－136等第二代系统演变成为第三代系统的核心网络，从而形成一个核心网家族，核心网家族的不同成员之间通过NNI接口联结起来，成为一个整体，从而实现全球漫游。在核心网家族的外围，形成一个庞大的无线接入家族，几乎所有的无线接入技术及WCDMA等第三代无线接入技术均成为其成员。第三代系统充分显示了未来电信网络的融合特征。

技术的发展和市场需求的变化、市场竞争的加剧以及市场管理政策的放松将使计算机网、电信网、电视网等加快融合为一体，宽带IP技术成为“三网融合”的支撑和结合点。未来的网络将向宽带化、智能化、个人化方向发展，形成统一的综合宽带通信网，并逐步演进为由核心骨干层和接入层组成、业务与网络分离的构架。

5．6．3　无线通信技术在无线城市中的应用

无线城市是指利用一种或多种无线宽带接入技术，建成覆盖整个城市或其主要区域的无线宽带信息网络系统，实现信息网络连接的扩展和延伸，为公众、企业、政府乃至整个社会提供方便快捷的信息技术和互联网应用服务的城市。

近年来，随着移动通信和互联网技术的快速发展，无线城市受到国际社会的重点关注，并在世界各地进行了多年的建设。其中，美国、加拿大、英国、法国、德国、澳大利亚、新西兰、意大利、韩国、日本等经济发达国家都有多个城市启动了无线城市的建设计划，马其顿、新加坡甚至在建无线国家；一些欠发达国家，如肯尼亚、孟加拉等国也有中心城市或港口城市启动了无线城市的建设。

在我国，香港已为无线城市建设做出表率，北京、上海、天津、广州、杭州、深圳、珠海、厦门等城市也相继确立了无线城市计划并业已付诸实施。此外，还有众多城市有类似建设无线城市的计划，这些城市主要集中在环渤海经济圈、长三角地区、珠三角地区、经济发达的中心城市、沿海旅游城市、新兴城市等，无线城市在中国已经成为城市信息化工作的一个重要发展潮流。

总体而言，从全球范围来看，无线城市的建设和发展模式虽不尽相同，但可以从中得到共性的借鉴和启示。

1．美国费城：全球第一个无线城市

发展战略：费城无线城市的目标是在全市（350km2）范围内建设无线网络，成为美国最大的公共无线网络。通过无线城市带动经济的发展，为更多的用户提供宽带服务。

覆盖情况：采用Wi－Fi＋Mesh为主要组网技术方式。户外覆盖率达到95%，室内则覆盖90%建筑物的一楼和二楼靠近外墙的房间。

应用发展：用户定位上重点发展政府和企业用户，同时提供新的以及个性化的服务和内容以支撑Wi－Fi网络的增长，如网络电话、视频、“P－Walker”服务等。

赢利模式：政府提出推动计划，签约一家网络建设服务商进行网络建设和运营。政府提供市政公共设施（如路灯）来置换运营商利益。

收费和免费双管齐下：面向一部分民众提供免费的窄带接入服务，而宽带Wi－Fi服务则收费，通过收取宽带接入费用来获得资金支撑运营。但在拥有170万人口的费城，仅有6　000用户注册使用无线服务。

借鉴：政府是推动无线城市发展的重要因素。

2．新加坡：免费的第五公共事业

发展战略：在全国范围内建立一个无线网络，提高新加坡信息化普及程度，推动城市的发展。无线城市融入城市整体的发展规划之中，无线城市的建设被誉为继“水、电、气、路”之后的第五大城市公共基础设施。

覆盖情况：主要采用Wi－Fi＋Mesh的技术，通过部署Wi－Fi热点组建网络实现。热点总数目前达7　500个以上，热点密度为10个／km2。覆盖场所包括家庭、办公室、学校以及中心商业区、市区购物带、市中心以及建屋发展局镇中心等高密度人流公共区域。

赢利模式：运营商投资1亿新元部署，新加坡资讯通信发展管理局（IDA）也计划为此投入3　000万新元，向公众提供免费无线宽带接入服务（至少为期两年），在此期间政府对运营商提供一定补贴。而针对高端企业用户提供收费服务，以满足用户对上网速率、QoS、用户安全等方面的更高要求。

借鉴：新加坡进行统一的市政规划有利于无线城市和谐发展，避免了网络重复建设。政府对无线城市的发展采取了大力的支持，政府本身是重要的用户，整个无线城市运营状况良好，注册用户超过全国人口的十分之一。

3．中国香港：运营商主导热点数量

发展战略：香港电讯管理局和运营商合作推行无线城市项目，并于2007年8月1日起正式启动全城免费Wi－Fi无线上网服务，到2009年6月底，在全市350个公共场所实现了这项服务。该项目旨在为市民的信息化普及和推动城市的信息化进程提供更为完善的保障，并逐步成为城市的基础设施。

覆盖情况：目前热点总数达到8　000个，热点密度为6个／km2，覆盖场所包括公共图书馆、体育场馆、康乐中心、就业中心、社区会堂、大型公园和政府大楼等高密度人流公共区域。

赢利模式：先由运营商投资建设，然后政府投入2．1亿购买服务，同时，运营商对非公众服务部分进行赢利运作。其中免费服务涵盖了诸如公共图书馆、就业大厅等公共场所，而针对商业楼、宾馆、餐厅等营业场所由运营商建设并进行收费的商业运营，这样既获得了收益，又满足了用户对网速、安全等方面的特殊要求。

借鉴：政府投入资金购买，为运营商的初期建设提供了保障，而运营商在收费领域的运营可以保证其持续稳定的发展，目前运营良好，香港已跻身于先进无线城市之列。以电讯盈科为主导运营商，保证了项目的有序进行，避免了利用频谱资源的冲突。电讯盈科推出的电话亭免费上网服务，有力地提升了运营商的企业形象和项目宣传效果。

4．中国珠海：政府为民众提供免费无线宽带接入服务

发展战略：珠海政府无线城市Wi－Fi通项目于2011年11月正式开通，珠海也是广东省首个政府免费向公众提供Wi－Fi服务的无线城市。政府向市民提供免费高速的无线接入服务，市民可以通过智能手机、移动终端（iPad）和便携计算机登录珠海政府门户网站获取其向全体市民提供的政府公开信息、民生公共服务信息、政府注册申报、水电煤气缴费、国内外新闻等服务，以及浏览百度、新浪等10多个国内商业网站。

覆盖情况：珠海政府采用政府采购的方式，由珠海电信建设40多个热点，分布在口岸广场、公园、交通客运站、旅游景点等。目前珠海市无线宽带网络覆盖率已达68%，除了政府提供的免费Wi－Fi无线接入服务，广大市民还可以通过电信、移动、联通3家运营商提供的3G商业无线宽带服务。

赢利模式：先由运营商投资建设，然后政府购买服务，同时，运营商通过Wi－Fi无线宽带接入，对非政府公众服务部分进行赢利运作。其中政府免费服务涵盖了城市主要公共场所，而针对商业楼、宾馆、餐厅、社区等场所由运营商建设并进行收费的商业运营，这样既获得了收益，同时又满足了市民免费登录政府门户网站，浏览政府民生服务和查询诸如社保医保、公共事业缴费等信息的需要。

借鉴：政府投入资金购买，为运营商的初期建设提供了保障，而运营商在收费领域的运营可以保证其持续稳定的发展，目前珠海无线城市运营良好，珠海已跻身于先进无线城市之列。以电信为主导运营商，为今后将宽带固网与无线宽带网结合提供了保障，并避免了通信网络资源的浪费。有力地提高了珠海政府形象和政府信息导向宣传效果。