数字城市运营系统技术白皮书剖析.docx

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数字城市运营系统技术白皮书剖析

1.CIC介绍

2.业务介绍

2.1概述（朱总）

随着我国社会经济的快速发展和信息化建设的不断推进，数字化城市运营管理逐步成为今后城市管理重要手段之一。

利用先进的管理方法、管理手段、建立数字化城市运营管理新模式，有效提高城市管理水平是当前城市管理发展的必然趋势和紧迫任务。

根据住房和城乡建设部及公安部等部委关于全国数字化城市管理系统推广工作的总体部署以及警情联动机制的要求，本着“总体规划、分步实施、提升效能、整合资源、科学适用、着眼未来”的原则，编写此技术白皮书。

2.1.1数字城市运营管理系统框图

2.1.2数字城市运营管理系统的涉及的领域2.1.2.1城市应急管理领域

围绕城市运行生命线监测、风险源管理，加强应急技术支撑系统的实时感知、信息共享和智能分析的能力，有效提高城市安全运行动态监控、风险管理、智能研判以及对突发事件预测预警、现场感知和快速反应的能力。

2.1.2.2社会安全领域

结合城市外围、环路环城地区、政治中心区的三级防控体系，加强重点地区人、地、物、事、组织的社会安全监控管理，通过重点地区智能防控、机动车智能防控、危险物品智能防控，以及相关基础设施、信息安全建设，使安防信息获取能力更强、覆盖范围更大，加强社会领域安全管理。

2.1.2.3交通领域

建设和完善新一代智能交通服务体系，建设交通基础设施与运输行业运行数据采集系统、地面公交智能监测系统，扩展道路交通综合监测系统。

实现人、车、路的一体化与智能化管理。

改造道路测速、交通信号、交通诱导、停车诱导等设施，结合各类交通信息，通过智能化计算，实现对道路情况的实时监控和智能化预测，有效减少交通事故，提高交通通行能力。

2.1.2.4市政市容管理应用领域

依托网格化城市管理系统，应用物联网技术实现城市生命体征监测、户外广告管理、燃气安全监控、供热锅炉监控、环卫车辆监控、夜景照明监控等市政市容设施管理的智能化。

2.1.2.5环境监测监管领域

针对水体、水源、大气、土壤、噪声、放射环境、危险品废弃物等典型环境监测对象，构建环境与社会全向互联的多元化、智慧型环保感知网络，实现全面感知、有效预警、可靠监控。

2.1.2.6水资源管理领域

应用水质监测、水量监测等感知设备对城市供水、农业用水、工业用水、城市排水进行水质、水量以及安放等全面监测。

构建布局合理、动态监测的水资源管理体系。

2.1.2.7安全生产监管领域

全面感知城市安全状况和重大危险源等各类风险隐患，形成安全生产指数，全面掌握安全生产态势。

应用图像监控、传感器、定位系统、射频识别等技术，实现对安全目标的安全信息、控制信息、预警信息的实时监控。

2.1.2.8节能减排监测监管领域

实时收集水、电、气、热等资源使用信息，加强对重点用能企业运行情况的监测、分析，对企业能耗数据的采集、处理实施全程监管。

提高能源利用效率，降低

单位产品能耗。

2.1.2.9医疗卫生领域

逐步实现药品从生产、运输、储存到销售过程的全生命周期的追溯，对药品安全和质量进行全过程跟踪管理。

发展智能医疗，应用电子处方和电子病历，实现医疗信息共享，构建智能医疗体系。

2.1.2.10农产品和食品监管领域

加强食品安全管理，在农产品、食品等流通领域运用物联网技术，实现对各类农产品生产、运输、批发、零售等各个环节全流程的监控，逐步建立农副产品、食品追溯管理体系。

2.2数字城市系统（朱总）

2.2.1数字城市运营管理监督指挥中心

“数字城市运营管理信息系统”是“数字城市”的核心概念。

“数字城市运营管理信息系统”以地理信息为基础，以城市部件和事件管理为主要内容。

以“单元网格管理法”和“城市部件管理法”相结合的方式，实现全新的全时段监控、全方位覆盖的现代化城市的管理模式，以数字技术和数字化城市管理新模式为依托建立起来的综合信息系统。

城市管理监督指挥业务流程如下：

群众事务呼叫中心

群众事务呼叫中心体现“听民意，解民忧”工作宗旨。

主要实现群众非紧急事务的受理、分派、监督执行、结果反馈等业务功能。

通过设立的呼叫中心接听群众的投诉、反映及求助等信息，通过业务平台将信息录入系统。

通过业务平台将信息分发至相关执行部门，监督相关部门执行情况和执行期限。

相关部门执行完毕后通过业务软件对事件进行关闭，通报处理结果，由中心平台向群众反馈、核实处理结果。

群众事务呼叫处理业务流程如下图所示：

视频监控管理指挥中心

视频监控管理指挥中心对全市视频图像统一调度，指挥和管理。

在重要地区和敏感时期的服务保障、城市管理、治安防范和打击破案等方面将发挥重要作用。

基于城管监督指挥中心的结构如下图所示：

“数字城市运营管理信息系统”由上述基础平台和下述各业务子系统组成。

2.2.2数字城管管理系统

系统简介

针对传统城市管理存在的多种问题，2005年初，北京市东城区正式将“万米单元网格管理法”和“城市部件管理法”推出。

这种管理模式将辖区25.38平方公里划分为1652个网格单元，再利用地理编码技术，将路名牌、井盖、垃圾站、城市雕塑等16万多个城市部件逐一编码，整理出了包括名称、用途、所属部门、所在街道和万米单元的定位、使用状况等众多属性在内的基础数据；同时，定义了各种事件问题，如井盖丢失、公共设施损坏、垃圾渣土堆集、占道经营、无照游商、非法小广告等问题，

运用地理编码技术，将区内路名牌、井盖、垃圾站、公共卫生间、雕塑等6大类、56种涉及市政设施等方面的近十七万个城市部件按地理坐标定位到万米单元网格地图上，并为每个部件编了一个8位代码。

如有居民举报，只需说出这些城市部件的地理位置，监督中心即可在大屏幕上可以找到它的编码以及名称、现状、归属部门等信息，并指派相关人员到现场处理。

辖区内派遣300多名手持“信息采集器”的监督员在各自负责的网格单元内巡查，发现问题或接到居民举报，每人分管大约12个网格单元、18万平方米和1400个城市部件。

“信息采集器”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、单键拨号、数据同步等10项主要功能。

监督员使用“信息采集器”，可在第一时间、第一现场将城市管理的各类信息发送到监督中心；监督中心通过定位数据，了解问题部件的归属部门等各种参数，再通过专用网络迅速通知城市管理的相关职能部门，做到对城市市政设施的快速和精细化管理。

监督中心利用网格化城管信息平台，实现精确定位、快速处置和对监督员的科学管理。

“信息采集器”的GPS定位每15分钟刷新一次，还可以把城管员的个人资料、位置、巡查轨迹等内容显示在监督中心大屏幕上，既方便监控中心定位城管力量分布，又便于监督现场工作。

如果公众举报问题属实而监督员没有及时上报的，要记扣当事人的分数。

监控中心看到属于城市管理的问题就负责立案，并交转到指挥中心，协调派遣相关专业部门进行处理。

各专业部门接到案件，处理之后，会向指挥中心反馈信息。

于是，监控中心再指派相关城管人员现场复查。

核查处理完满的，立刻结案，不合要求的退回专业部门再处理。

所有案件对应的部门、处理人、处理时间都记录在数据库中，并实时显示在区领导、各专业部门领导的电脑终端上。

无形中，督促大家的工作效率，还可以对每个专业部门人员进行工作业绩评价。

现场照片在监控中心显示

系统建设原则

指导思想

以中央提出的“科学发展观”为指导，以构建和谐城市、创新型城市为目标，不断创新城市管理体制、机制、理顺城市管理相关部门间的职责，切实发挥政府的社会管理和公共服务职能；借助现代信息技术，整合城市管理资源；加强市民与政府的良性互动，建立起政府监督协调、企业规范运行、市民广泛参与、各司其职、各尽其能、相互配合的城市管理格局。

实现城市管理科学化、精细化和数字化。

数字城管是一项系统工程，具有建设投资较高、建设周期较长、安全技术难度较大等特点，所以项目建设要按照统筹规划、统一标准、突出应用、整合资源、分步实施、确保安全等原则进行。

1、统筹规划。

项目的建设要统一规划、统一设计、分层建设、充分发挥城管委和区县城管委的积极性，充分借鉴区县城管单位在部分业务系统中已经完成的技术成果与经验。

2、标准规范。

项目的建设要统一标准、统一规范，通过计算机网络等高科技手段，逐步规范业

务模式，形成相对统一的业务流程。

3、突出应用。

项目建设要从工作的实际需求出发，以应用为主导。

系统建设中，依据业务应用需求，结合建设投资和信息技术的发展，在总体规划基础上，边建设、边开发、边应用、边完善。

4、逐步实施。

数字化城管工作的内容将会随着社会、经济的发展发生变化，所以项目的建设不是一蹴而就的，建设内容需要根据业务需求的迫切性与发展性以及变化，逐步实施与调整，才能保证信息系统的建设与业务需求相适应。

5、技术先进。

项目的建设将力求采用最先进的网络信息技术、应用平台和开发工具，使应用软件、数据库等开发成果具有较长的生命周期。

6、确保安全。

项目建设中网络系统和硬件、软件的设计都要充分考虑安全、保密、尽量采用安全可靠的技术，保证建成的系统稳定运行。

7、保护已有投资。

项目的建设将充分利用在信息化建设中已具有的硬件设备、软件和人才资源。

同时将充分发挥既具有城管业务知识、同时又具备计算机网络知识技能等相关人员的作用，加快项目的实施进度。

建设策略和指导思想

（一）以区为主、属地管理。

建立市政府统一领导，城市管理行政部门牵头，各区、各相关你部门、行业企业组织实施、街道社区主抓严管，市民群众自觉参与的两级政府，三级管理的大城市管理体制；实行以区为主、属地管理、区负总责、街道主抓、突出基层政府在城市管理中的主体地位，充分发挥基层政府在城市管理中的基础作用。

（二）部门联动、以法履责。

城市综合管理设计的环境卫生、市容市貌、市政公用设施、农贸市场、建筑工地、园林绿化、环境保护、城市交通等工作，按照政府职能分工和有关标准，做好制造范围内的管理工作。

（三）部件管理，业主负责。

各业主单位负责本单位各类公众设施的管理维护，及时发现与公共设施、公共服务有关的问题，保证设施完好，提供规范服务。

（四）综合督办，社会参与。

市、区政府、相关职能部门对于印象市容环境、市民生活的城市的管理问题予以督办，人民群众、社会单位广泛监督，责任单位及时整改，显示落实。

系统基本结构

“数字城管系统”主要解决四个方面的问题，即管理空间、管理对象、管理方式、管理主体。

✧用单元网格管理法锁定管理空间；✧用城市部件管理法锁定管理对象；

✧搭建城市管理信息平台，设立呼叫中心，建立信息实时传递系统。

✧设立两个“轴心”的城市管理体制——城市管理委员会和城市管理监督中心

系统总体结构图

系统软件结构图

2.2.3数字城市灯光夜景照明管理系统

系统简介

城市夜景照明监控管理系统采用目前最先进的GPRS或CDMA1X无线通讯技术，集计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术于一体，成功实现了对夜景照明系统和路灯的实时监控和管理，确保高效稳定、全天候运行。

LMAS（“城市夜景照明监控管理系统”英文名称“LightscapeMonitoring&AdministrationSystem”的缩写，系统标识LMAS）已报国家商标局申请注册。

公司拥有完整的核心技术和独立的知识产权。

LMAS系统采用无线公网实现数据承载，集成了计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术。

经北京市科学技术情报研究所查新检索，LMAS系统为我国城市夜景照明监控管理的创新之举，同时也是我国无线数据通讯领域行业应用的新突破。

系统具有分组管理、遥测、故障告警定位、多种开关控制、查询统计、手机短信告警、系统管理等完善的监控管理功能。

系统的设计原则

在系统设计和实现的过程中，我们依照用户提出的系统需求，遵循以下设计原则，采用当今通

讯、计算机、自动控制等领域的先进技术，确保建成的监控管理系统稳定可靠、经济实用，与业界同类产品比较处于领先水平。

1、先进性原则

LMAS系统采用当今通讯领域最先进的GPRS技术、并结合计算机、自动控制等领域的先进技术，保证系统性能在同行中处于领先水平。

通讯技术的先进性

LMAS系统采用的通信技术--GPRS技术是在2G通讯技术GSM基础上的2.5G的通讯技术，其发展方向是3G的通讯技术WCDMA，具有如下特点：

●从实际应用上，GPRS的实用性更强。

从GSM到GPRS到WCDMA的方案成本最低，覆盖面最广。

由于全球绝大多数主要运营商的选择，GPRS及其3G发展方向WCDMA具有压倒性的规模经济优势和长期产业发展动力。

由于规模经济效益，GPRS网络设备和终端价格更低，种类更丰富，实用性更强。

●从市场发展上，GPRS是通讯发展的主流技术

GSM在目前的无线通讯应用市场上大约占有75%的份额，GPRS将大于上述份额。

考虑到以前没有使用GSM的国家包括美国、加拿大、墨西哥、南美、韩国、日本和一直使用GSM的国家都选择了GPRS/WCDMA这种通讯方式，其用户将占全球移动用户的80%--85%。

因此GPRS相对CDMA是通讯技术应用的主流市场。

根据市场调查，预计到2005年，全球82%的用户将采用GSM/GPRS通讯技术。

●从技术发展上，GPRS技术更为先进

目前发展最为迅猛的通讯技术除了GPRS还有CDMA，CDMA的高端CDMA20001X实际能达到的速率为30—40kbit/s，和目前的GPRS的20—40kbit/s相当。

话音容量方面，每10MHz每扇区CDMA20001XRTT实际可支持160—180Erl，实际上与GSM采用AMR话音编码和调频后的160—170Erl相当。

因此，可以认为CDMA的高端CDMA20001X提供的服务和GPRS提供的服务基本相同，话音容量也和GSM采用AMR和调频后相同，它还不是真正意义上的3G服务，只有CDMA发展到CDMA2000再发展到CDMA2000EVDO时才能称为3G的服务，需要两个阶段的跳跃，而GPRS发展到WCDMA就可实现3G的服务。

●从技术标准上，GPRS技术发展更快

GPRS向3G通讯技术的发展将大大快于其他通讯方式，作为主流应用技术的GPRS的应用标准永远超前6—12个月。

系统设计的先进性

系统采用VC等专业软件开发工具开发，充分利用各开发工具的优势，并采用组件技术，使软件各个模块相对独立、合理的接口规划、合理的数据库结构，保证了系统的先进性。

产品设备的先进性

在系统的开发和对外购主机设备集成过程中，我们经过了仔细的筛选对比，认真比较了所选设备的性能，选用了大量优质品牌的先进设备，并做了适度的超前考虑，保证了系统整体性能的先进性。

管理应用的先进性

基于技术为管理服务的理念，LMAS系统通过技术手段为用户达到提高管理水平的目的。

系统为客户提供了功能强大的无线移动交互式管理系统，使客户可以实现网络办公并全天候、全方位实时监控管理全市夜景照明系统，。

2、可靠性原则

可靠性是指远程操作成功次数与远程操作请求次数的比率。

作为一个实用的监控系统，可靠性是系统最重要的指标之一。

为确保LMAS系统通信命令畅通无阻，数据采集正确可靠，我们采用如下两种可靠性保证方案：

网络通讯可靠性

作为网络信道提供商，城市移动通信公司已经明确表示将确保LMAS系统数据传输通道的通畅。

在移动网络最繁忙的时间段，将开辟专用信道，尤其在特殊时间、特殊地点、具有特殊保障要求时，为LMAS系统的数据传输提供“专网”意义的服务保证，以确保重要节日和重大活动夜景照明的需要。

系统可靠性

（注：

GSM短消息通讯方式为可选模块内容。

）

考虑到城市夜景照明系统特殊的重要性，在LMAS系统设计时，采取了GPRS和GSM短消息两种通讯方式，正常情况下采用GPRS通讯方式。

当GPRS通讯万一中断后，系统将立即切换成GSM短消息通讯方式。

以上两种可靠性方案同时应用于LNAS系统中，确保LMAS系统无线数据传输万无一失，完全可以满足用户实时监控的需求。

3、经济性原则

在系统可靠性、先进性和可扩展性等前提条件下，在系统设计时经济性是为业主考虑的重要因

素之一，经济性原则体现在如下四个方面：

运营费用低

运营费用中的GPRS数据费用是按数据流量计费的。

中国移动提供基于数据流量、业务类型以及服务质量等级（QoS）的计费功能，其计费方式更加合理。

通过我们对LMAS系统实际数据IP包字节数的统计和测算，本项目中每点GPRS网络数据通信费用仅在30元/月左右。

性能价格比高

LMAS系统经长期优化设计，国内外产品多方比较选型，使系统具有较高的性能价格比。

同其他网络通讯方式相比，产品价格极具竞争力。

工程建设成本低

LMAS系统数据采集设备的设计选型，充分听取了夜景照明工程设计和施工单位的意见，确定了方便易行的现场施工方案，对原有的配电箱不需作太多的改造，从而进一步降低工程投资。

4、可扩展升级性原则

扩展性：

根据用户的需求，可不断扩展监控范围，扩大监控规模，能够进行多级监控中心的组网，一个一级监控中心可同时管理几个二级监控中心。

升级性：

LMAS系统设计与软件设计由我公司自主开发，拥有全部的核心技术和独立的知识产权。

系统软件设计充分考虑了今后升级（包含传输网络升级和系统升级）的需要，以及今后增加功能子系统、完成增殖服务平滑升级的需要。

5、提高管理水平的原则

在对夜景照明设施实时在线监控的基础上，通过LMAS系统网络，在管理部门与设施业主之间建立无线移动信息通道。

管理者可以采用移动通讯终端设备，实时监控夜景照明设施运行状态，在任何时间、地点发布指令，接收反馈信息；设施业主随时接收指令，向管理者查询相关信息，汇报夜景照明设施运行情况，实现监控层面之上的交互式管理。

无线移动交互式管理具有如下特点：

A、全天候、全方位实时监控管理全市夜景照明系统，包括三个等级的控制状态监控。

实时传输数据，统计、查询，且可以与历史纪录综合分析用电量、亮灯率等系统参数；

B、在第一时间发现、了解和处理突发事件；

C、管理者与众多设施业主随时双向信息沟通；

D、替代电话、传真和人工巡查等传统管理模式，在终端电脑采用文本文件、图表文件和音像文件进行信息传输，文件实时打印；

E、以实用性为原则，增强和完善管理功能，满足不断提高的管理需求，极大提高工作效率。

6、易使用易维护原则

在系统的开发过程中，我方研发人员对系统结构进行了仔细讨论、优化，系统功能设置、界面设计力求实用、方便简单，常用功能之间一步切换到位。

使得整个监控管理系统易学易用，操作简单，维护方便。

系统基本结构

LMAS系统的物理结构

夜景照明监控管理系统拓扑结构图

从图中可以看出监控管理子系统主要由采集控制设备、智能处理系统（RTU）、传输网络以及监控中心组成。

其中监控中心可根据用户需求，扩展成多级监控网络，一个一级监控中心可同时管理几个二级监控中心。

采集控制设备

通过在照明配电柜中加装采集控制设备就能够获得照明设施的各项电气参数（电流、电压、功

率、等），负责采集控制现场三相电引入处的总电流、电压、有功功率、无功功率、用电量以及各控制回路的电流值等电力参数，正常情况下每隔一段时间（可由监控中心进行设置）将通过RTU向监控中心上报一次数据。

智能处理系统（RTU）

远程终端单元（RTU）为无线数据通信智能处理系统。

GPRS无线数据通信智能处理系统（RTU）

无线数据通信智能处理系统作为夜景照明系统的核心组件

从功能上讲，无线数据通信智能处理系统实现了对终端设备的数据采集，数据处理和过程控制等功能，具体来讲包括：

具有本地实时时钟，可按预先存储的开关灯时间表自动开关灯，可对不同回路设置不同的

开关灯时间；且终端机自身时钟能与中心控制室时钟进行自动校准。

一般情况下，采集控制模块按照存储的定时开关灯时间表自动控制照明设备的开关；特殊

场合下（如重大活动、领导视察等），可由监控中心直接控制各采控点照明设备的开关；

接收执行来自监控中心的数据请求和控制指令；

当采集的参数数据超限或系统出现异常时，立即向监控中心发送告警消息，告警信息同时

可发送到预设的多部电话或手机上；

强大的系统自维护功能。

如遇到软件运行故障可自动断电重启恢复，遇到软件升级还可通

过监控中心远程无线下载，减少维护成本，提高工作效率。

终端机（RTU）在突然掉电或者自身突发故障，不能正常工作时，具有保持当前被控制端

的当前状态的功能。

供电恢复后，系统能够自动接续工作，不会导致被控端误动作。

还具

有采集参数掉电保持，状态自动记忆等功能。

无线通信网络自动接入功能，远程终端单元通电后立即自动接入无线通信网络，并一直自

动检测网络连接状态，一旦网络连接失败，立即自动重联。

原始数据采集后，可根据用户需求对各种采控数据并进行必要的本地预处理。

这种预处理

有效地提高了系统的处理效率，并对数据加以本地保存，防止通讯中断时的数据丢失。

另

外，本地预处理的方式可以大大减少数据的流量，节约大量和通讯有关的运营费用。

可完成3路以上回路电压的采集、18路以上电流的采集、用电量的采集工作。

数据传输和协议转换功能，能对要传送的和接收的各种控制管理命令进行协议转换和无线

传输，配合监控中心完成数据采集、控制等各种监控管理命令。

传输网络

传输网络为照明监控管理系统提供无线数据传输通道。

“夜景照明监控管理系统”（LMAS）采用的是当前先进的2.5G无线数据通信网络——GPRS网络，GPRS网络是“中国移动”于2002年5月推出的最新数据通讯业务网络，具有永远在线、快速登录、高速传输、按量收费等优点，克服了其他监控管理系统通讯方式建设周期长、投资高、通讯方式受限制、信道堵塞通讯不畅、网络覆盖范围小或网络数据处理能力不足等缺点，提高了系统的科技含量，保证了系统的稳定性，大大减少了系统的建设投资和运营费用，并为将来系统升级打下良好的基础，是目前最为理想的大范围无线数据传输网络。

2.2.4数字城市水务在线监测管理系统

系统简介

城市水务对于一个城市而言越来越重要，城市的水务包括供水、排水、污水处理、中水回用等等。

城市水务信息化系统立足于建立对城市的整个供水、排水、水处理、销售、管理等各个环节，通过集成多种信息化手段，建立城市范围内的水务信息化管理。

系统建设原则

以需求为导向、以应用为核心，与“数字城市运营管理系统”建设相同步，以数据平台、网络平台和应用平台为基本框架，以三大行业（水利、供水、排水）基础数据库、核心数据库和社会服务系统、决策辅助系统、政务管理系统为主要内容的“数字水务”建设。

综合应用地理信息系统（GIS、全球定位系统（GPS、遥感（RS、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术，以数据平台、网络平台和应用平台三个平台为框架，面向河道、水闸、提防、泵站、管网、水厂、污水处理厂、取（排）水口等水务设施对象，水文、水质、水压等水体对象，社会个人和企业等服务对象，进行数字化表述、电子化传输、自动化监测、实时化调度、网络化办事、系统化管理、规范化服务的技术系统，它是真实水务系统的数字化再现。

规范标准、分步实施，规范三个行业的信息标准，整合信息资源，推动信息共享。

系统基本结构

系统旨在完成对整个城市的供水、排水的生产、输送、销售以及服务等全方位的信息化管理。

系统涉及城市饮用水处理厂站监控、饮用水供水管网监控、饮用水销售、排水管网监控、污水处理厂站监控、中水厂站监控、中水管网监控、中水销售、客户服务管理（CellCenter）、应急处理等方面。