一、面向智慧城市的智慧服务
1、智慧城市的内涵
随着信息技术的迅猛发展, 城市智慧化已成为继工业化、电气化、信息化之后的 “第四次浪潮”。建设智慧城市, 是当今世界城市发展的前沿趋势, 是我国转变经济发展方式、提升城市功能品质、更好地保障 和 改 善 民 生 的 重 大举措。智慧城市的建设来自于 2008 年底 IBM 提出的借助新一代信息技术建设 “智慧地球”的设想, 希望通过 “智慧城市”的建设引领世界城市通向繁荣和可持续发展。在国家工业和信息化部等部委的指导与支持下, 许多城市与 IBM公司合作, 开展智慧城市的单项建设或整体规划工作。目前, 在全国范围内被住房和城乡建设部列为国家智慧城市试点的各级城市共 90个, 其中地级市 37 个、区 ( 县) 50 个、镇 3个。就北京而言, 市委、市政府 2009 年 12 月出台的 “三个发展”意见、 《北京市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》以及中国共产党北京市代表大会报告中都指出, 要加快建设 “智慧北京”, 推进先进智能技术广泛应用, 提高社会信息化水平和市民生活品质。“智慧北京”的建设正在全面推进中。
伴随智慧城市实践的不断展开, 有关智慧城市概念的阐述逐渐增多。IBM 从智慧城市整体发展角度论述智慧城市重点以智能化为基础推动城市管理与服务模式的创新, 认为 “智慧城市就是在城市发展过程中, 在其管辖的环境、公用事业、城市服务、公民和本地产业发展中,充分利用信息通信技术, 智慧地感知、分析、集成和应对地方政府在行使经济调节、市场监管、社会管理和公共服务政府职能的过程中的相关活动与需求, 创造一个更好的生活、工作、休息和娱乐环境。(1) ”美国学者 Andrea Caragliu等侧重智慧城市对城市管理的改变, 认为 “智慧城市是通过参与式治理, 对人力资本、社会资本、传统和现代的通信基础设施进行投资,促进经济的可持续增长、提高居民生活质量以及对自然资源明智的管理。(2) ”巫细波, 杨再高侧重信息技术和基础设施在智慧城市中的作用,认为 “智慧城市的核心是以一种更智慧的方法通过利用以物联网、云计算等为核心的新一代信息技术来改变政府、企业和人们相互交往的方式, 对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出快速、智能的响应, 提高城市运行效率, 为居民创造更美好的城市生活。(3) ”无论是何种论述, 对于智慧城市的概念的界定只是提出的角度不同,上述概念的内涵和本质基本相同, 均认为利用现代信息技术提供智慧服务是智慧城市建设的出发点, 通过各种智慧服务实现城市可持续发展与提升居民生活品质 是 智 慧 城 市 建 设 的 落脚点。
2 、智慧服务的内涵
从上述有关对于智慧城市的理解不难看出,智慧服务的理念是智慧城市建设的重点。智慧服务以信息服务和知识服务为基础, 是信息服务和知识服务的高级阶段, 三者之间的差别源于信息、知识和服务之间的差别。信息是具有时效性的, 有一定含义的, 有逻辑的、经过加工处理的、对决策有价值的数据流。通过人们的参与对信息进行归纳, 演绎, 比较等进行挖掘, 使其有价值的部分沉淀下来, 并于已存在的人类知识体系相结合, 这部分有价值的信息就转变成知识。智慧是人类基于已有的知识,针对物质世界运动过程中产生的问题根据获得的信息尽行分析, 对比, 演绎找出解决方案的能力。因此, 信息、知识和数据之间的关系是,信息是知识的子集或基石, 知识是智慧的基础和条件。知识反映了信息的本质。智慧是知识的应用和生产性使用。
智慧服务不仅仅体现在运用和集成新一代信息技术, 实现信息服务和知识服务的智能化,更为重要的是, 智慧服务是一个整体的概念,强调通过动态感知, 来实现对各个构成要素的动态管理, 以人为本, 使用户可以利用技术手段实现智能、互联、协同、共享, 实现智能决策、知识生产和自动化控制等。
3、 面向智慧城市的智慧服务内涵
面向智慧城市的智慧服务是指在智慧城市的环境下, 针对智慧城市的建设、发展和人们的日常生活可能遇到的信息需求, 通过动态感知, 以用户为中心, 充分运用先进的信息通信技术手段提高城市产品服务的 “智”, 以创造优质生态、人文和科技及融资环境, 增进城市人的 “慧”, 从而使得城市设施更高级、发展更科学、管理更高效、执行更务实、环境更绿色、秩序更安全、社会更和谐、生活更美好。
二、智慧城市智慧服务体系构建
2012 年 6 月, 全国信息技术标准化技术委员会对我国开展智慧城市建设的典型城市及 IT系统企业进行了深入的调研, 报告指出我国北京、上海、深圳等智慧城市的建设与北美和欧洲国家相比确实取得了一定的进展, 但很多城市在发展中存在着三个关键瓶颈, 具体为缺乏政府统一指导和规划 ( 62% ) , 缺乏城市部门之间的协同协作 ( 64% ) , 缺乏相关标准的制定( 72% ) 。在这三个关键瓶颈中, 政府的统一指导和规划是智慧城市建设的基础, 从整体城市可持续发展角度和顶层规划出发, 可以从 “系统角度”解决行业标准化建设、部门内部 “智能孤岛”等关键基础性问题, 实现技术统筹应用。基于此, 参照智慧城市的定义和智慧城市的部分实践成果, 在总结现有智慧城市服务体系的基础上, 从顶层设计的角度构建了一个综合的智慧城市智慧服务体系, 以便服务于城市数据中心, 实现智慧城市应用系统的不断扩充,解决不同系统之间的接口问题和当前我国智慧城市发展中的信息系统共享 “智能孤岛”和顶层规划等瓶颈问题。
1、 体系框架
智慧城市智慧服务体系框架由 “一个核心,三大体系, 五个层面”构成, 详见图 1 所示。其中 “一个核心”是指智慧城市智慧服务体系构建以服务用户为中心, 这里的用户重点是指智慧城市环境下的社会化信息服务需求者和消费者, 既包括社会大众等个体用户, 也包括企业、组织机构以及政府等团体用户。
三大体系是指政策标准体系、技术支撑体系、运行管理体系。技术支撑体系在整个服务体系中占主导地位, 具体包含五个层面, 即感知层、传输层、资源层、应用层和呈现层。政策标准体系一方面需要智慧城市的统一网络、公共平台和各类应用系统建设与运行维护的统筹规划予以支持, 另一方面也需要统一、多类的符合智慧城市需要的标准和法规予以规范。统筹规划需要政府结合国家发展战略、我国城市发展现状及国际上智慧城市的发展进行顶层设计。标准法规是保障统筹规划实施的具体规范。
运行管理体系是按照战略管理过程对智慧城市智慧服务体系中的各种应用进行管理, 实现智慧城市运行监测和智能安保应急, 提高政府精准管理能力, 使城市运行更加安全高效。运行管理体系包括五个要素, 即愿景描述、战略规划、和谐主题、战略实施和战略评价。
2、 技术支撑体系———五个层面
2.1、 以感知层实现信息采集
感知层是运用装备芯片、传感器、RFID 等技术对城市基础设施、各类交通工具、手机、人员等进行感知, 采集信息的智能终端和传感设备。智能终端包括室内终端、单元终端和公共终端, 传感设备包括通讯设备、安防报警设备、监控设备、数字点播设备、健康监测设备等。
2.2、以传输层实现信息传播
传输层智慧城市的 “神经网络”, 是感知层和资源层之间的信息通道。进行信息传输的链路以通讯网络为主, 建设方式可以无线与有线互为补充, 建设一张无处不在的 “泛在网”。在传输层中, 物联网和云计算是智慧城市智慧服务体系中两种新型的关键的信息技术。
物联网 ( internet of things) 是通信网和互联网的拓展应用和网络衍生, 它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知、识别, 通过网络传输互联, 进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝链接, 达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的[5] 。它通过各种信息传感设备, 如传感器、射频识别 ( RFID) 技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术, 实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程, 采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。
云计算 ( cloud computing) 是一种新型的互联网模型, 提供资源的网络以及应用架构统称为 “云”。云计算把计算及存储以服务的形式提供给互联网用户, 相应地衍生出云计算、云网络、云存储技术, 三者构成的云资源系统为城市信息系统提供云计算的能力。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上, 并支持各种应用系统在坚强的安全架构上, 使用者根据需要 获 取 共 享 信 息、快 速 运 算 以 及 各 种软件服务[6] 。
2.3、以资源层实现信息处理
资源层通过构建各类基础数据库, 整合、存储、加工了大量数据信息, 为统一存储、管理感知前端采集的数据信息, 为智慧城市各类应用服务系统提供有效地数据支撑。资源层围绕信息资源处理的过程进行, 过程中形成信息资源服务库、信息资源加工中心、信息资源融合管理系统和信息资源服务管理系统。
智慧城市智慧服务体系资源层中特色的新型技术是大数据 ( big data) 。智慧城市在一个统一的云平台上集成了城市管理和服务相关的各个系统, 这些系统在云平台上聚集了海量数据, 针对这些海量数据的分析就是大数据分析。智慧城市系统从海量堆积的交互数据中发现带有趋势性、前瞻性的信息, 为城市管理者带来巨大的价值。与传统数据分析相比, 大数据由于具有数据体量巨大、数据类型繁多、价值密度低、处理速度快的特点, 相应的对大数据采集、存储、处理、分析等方面也提出了新的要求。
2.4、以应用层和呈现层实现智慧服务
应用层是平台提供的一系列服务类应用,它通过资源层中的信息资源服务管理系统运用基础数据, 支撑应用服务。应用层分为基本应用模块、城市特色应用模块及扩展模块。基本应用模块包括我国智慧城市建设必须的、急需的、重要的九个领域: 智慧政务、智慧安全、智慧能源、智慧环保、智慧交通、智慧社区、智慧医疗、智慧网管。城市特色应用模块由每个城市根据自己的情况进行设计, 如旅游城市应着重建设智慧旅游, 交通枢纽城市应着重建设智慧物流等。扩展模块是面向智慧城市的发展建设未来, 为 城 市 未 来 发 展 预 留 了 开放式接口 。
呈现层是智慧城市智慧服务体系向各类城市用户提供各种应用的方式, 包括手机、PC、电视、各类移动和非移动终端设备等, 为用户提供多种呈现方式。
三、智慧城市智慧服务体系对飞尚科技的智慧体系建设的思考
在全国大力建设智慧城市的背景下, 结合智慧城市服务体系中的各个要素,结合飞尚的丰富项目经验和强大的云平台,从构建 “智慧城市” 的 IT 基础设施、智慧应用体系、智慧产业发展、智慧人文环境等方面进行认真分析谋划, 力求通过高水平的顶层设计、系统设计、构 架 设 计 和 制 度设计。
1、总体思路
飞尚围绕 “智慧城市”, 计划将各专业的总体架构概括为 “一大平台、五大领域、两大应用体系”, 即以智慧城市智慧服务体系为核心, 对应智慧城市智慧服务体系中技术体系中的各层, 以满足物联网技术 ( 电子信息工程) 、计算机科学与技术、通信技术、信息管理、软件技术等五大基础领域为导向, 同时推进交通工程、工业设计等方面的智慧城市应用体系建设。
2、主要任务
2.1、以智慧城市智慧服务技术支撑体系为基础的五大领域建设
电子信息工程专业以智慧城市智慧服务体系感知层为主, 重点发展物联网技术, 培养以传感器为基础的信息采集、传感知识应用能力,无线传感网络应用能力。通信工程专业以智慧城市 智 慧 服 务 体 系 的 传 输 层 为 主, 重点发展“第四代无线通信 ( LTE) ”、 “下一代互联网( IPV6) ”、“新一代广播电视网”、 “智能手机”方向。计算机科学与技术专业以智慧城市智慧服务体系传输层为主, 重点发展传输层中的以无线网络技术、高密度服务器、系统集成以及网络安全方向。信息管理与信息系统系统专业作为智慧城市发展核心力量, 以智慧城市智慧服务体系资源层为主, 重点发展大数据存储、管理和分析的发展方向。软件工程以智慧城市智慧服务体系的应用层为主, 重点以智能终端( Android、IOS) 为核心的应用软件开发, 逐渐放弃以 Windows 系统为核心软件开发方向。
2.2、以智慧城市智慧服务技术支撑体系
为基础的两大智慧应用体系构建交通工程专业向 “智能交通工程”方向发展。未来的 “智慧交通”将是适度引进和利用物联网技术、云计算、大数据和高速移动网络建设一个以全面感知为基础的新型智能交通系统, 已成为解决城市交通管理问题、缓解车辆拥堵状况的重要手段。工业设计专业向 “智能工业”设计方向发展。面向既定领域, 推进 “工业化、智能化、艺术 化” 三 化 融 合, 推 进 计 算 机 辅 助 设 计( CAD) 、计算机辅助工程 ( CAE) 、计算机辅助工艺过程 ( CAPP) 、计算机辅助制造 ( CAM) 、艺术设计、未来的主流 3D 打印等信息技术在制造业中应用, 促进信息技术、制造技术、艺术设计的融合发展, 实现研发设计数字化、制造智能化、产品艺术化。大力推广柔性制造、敏捷制造、虚拟制造和网络化制造, 促进传统制造业向服务型制造业转变。