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信息技术—数字城市——智慧城市崔俊芝中国科学院数学与系统科学研究院本报告受到国家重点基础研究专项经费资助摘要现代化城市需要精细、高效和人性化的城市管理；数字化城市管理是现代城市管理与集成化信息技术融为一体的组织管理技术体系。数字化城市管理集成了云计算、物联网、移动互联网、智能终端、3S等现代信息技术与现代城市管理体制、机制及绩效评价体系于一体的系统工程和技术。数字城市是正在迅速发展中的综合交叉科学、工程和技术。内容•信息技术与数字城市•数字化城市管理模式—精髓与技术体系•数字化城市管理数字城市智慧城市一、信息技术与数字城市1.1现代信息技术是当今世界•发展最快•影响力最大•渗透力最强的高新技术。现代信息技术•微电子技术•计算机与云计算——千万亿次，亿亿次，百亿亿次巨型机系统。•物联网•移动互联网•信息安全技术•有线与无线通信技术•3S—GIS,GPS,RS等计算机•2008年6月，世界上第一台千万亿次计算机—Roadrunner，由IBM研制成功。其计算能力可达到1petaflops。•2009年10月中国第一台千万亿次超级计算机—“天河一号”在湖南长沙诞生，系统峰值速度为每秒1206万亿次—20多万个核。•2013年中国一台超亿亿次的计算机—“天河2号”研制成功；系统峰值速度为每秒超5亿亿次浮点运算，峰值计算能力目前名列全球第一—300多万个核。•百亿亿次计算机—900多万个核。•北斗导航系统。信息技术，特别是计算技术，极大地促进了人类对客观世界和对人类自身的认识：它以空前的影响力和渗透力改变着科学、技术和社会发展的轨迹。它与数学、物理、力学、材料科学、生命科学、天文和地球科学、工程科学和技术，以及社会管理学等学科交叉融合，正在衍生出充满活力的、新的前沿科学和技术领域——包括数字地球、数字城市、数字工程…•一个全球网络化、信息化、充满着虚拟色彩而又实实在在，处处可以学习和处处可以工作的新时代已经到来，它正在改变现代人生产、经营、工作、学习、交往和娱乐的方式，对未来人类社会将产生深刻影响。•数字城市，智慧城市!•进入大数据时代！智慧地球时代！1.2现代城市需要现代化城市管理•随着经济、科技和文化的发展，城市作为人类聚居、物质—精神—生态—文化和社会统一载体的城市正在迅速地扩展和新生。•随着我中国城镇化的加速，今后十年内，中国的城镇人口也将由目前占总人口的51%迅速超过60%。•现代化城市是一个坐落在有限地理空间上的、聚集着众多人群、大量的物质财富与丰富的上层建筑形态的、与时俱进的统一载体。•所谓众多人群包括着政治、经济和文化上的不同层次、不同职业和不同习俗的人群。•所谓大量的物质财富包括着土地和矿产资源、人们居住、生活、学习和工作的建筑物，以及市民赖以生存的城市基础设施，即交通、水、暖、电、气、通讯、文化、教育和环境设施等。•所谓丰富的上层建筑形态主要指保障人类社会有效运行的生产机构、行政管理机构、社团组织机构、文化教育机构等，以及由上述机构生产的各种法规和文化娱乐产品。•一座现代化的城市是一个政治、经济、文化和科技等众多的有形和无形个体所组成的既相互促进又相互制约的，宏观、细观和微观属性相互关联的，开放性的、迅速演变的复杂巨系统。•现代城市的主要特征之一是任何局部的突发事件或灾难都有可能迅速传播和衍生，造成巨大的人、财、物损失，导致局部、甚至全局失稳。现代城市需要现代化的城市管理，需要合理的规划、科学的决策，需要将系统工程学同科学发展观相结合，综合集成现代信息技术，创建支撑现代化城市规划、建设、管理与服务的体制、机制，技术体系和运行组织体系—既保证城市经济、科技、文化和生态环境的可持续发展，不断地提高市民的物质文化生活，又实现精细、实时和人性化的社会管理，使全体市民充分享用现代城市所拥有的一切有形和无形的社会资源，构建和谐社会。•网格化城市管理新模式•北京市东城区区委和区政府，为了改变城市管理中的条块分割、机构重叠、缺乏监督、效能低下，提高政府管理城市的水平，通过机构调整、业务重组、作业流程再造，以及信息资源整合与共享，于2004年创建了万米单元网格化城市管理新模式。•网格化城市管理新模式是集成计算技术、互联网、有线与无线通信、3S等现代信息技术与现代城市管理体制、机制及评价体系于一体的、支持现代化城市管理的组织和技术体系。二、数字化城市管理模式—精髓和技术体系数字化城市管理模式的精髓：•建立了监督和指挥两个既独立分离，又统一协调的“双轴心”的管理体制；•再造了城市管理的无缝连接的业务流程；建成了全新的综合绩效评价体系；•建立了基于地理格网的城市资源和城市基础设施的数据库群；•研制了城管信息采集系统—‘城管通’及城管信息传输系统；•建成了集成化的，支持全方位和全时段城市管理的、运行稳定可靠、快速高效信息平台。•数字化城市管理的技术标准体系数字城市管理新模式—技术体系•集成化信息技术•数字城市管理的标准体系•数字城市管理建设和运行的组织体系1.集成化信息技术：•云计算(CloudComputing)•互联网-政府专网，公用网（计算机网、通信网、广播网）移动互联网；•物联网（Internetofthings)；•数据库技术；•信息安全技术；•有线与无线通信技术；•3S(GIS,GPS,RS)等。移动互联网与云计算——CloudComputing云计算是一种基于互联网的、通过虚拟方式共享计算机硬件、软件和数据资源的计算模式和网络运行模式；。在云计算模式下，计算和存储资源是动态、可伸缩的，可以按需进行动态部署、动态优化，。云计算大大提高了各类资源的利用率，带来了信息化成本的降低和效率的提高。云计算(CloudComputing)有了云计算平台，用户不再需要单独购置计算机和应用软件；用户可以通过能上网的个人电脑、带浏览器的手机，而拥有远程操控超级计算的能力。用户只需要将数据、计算和存储等业务需求提交给云计算平台，平台就可完成指定任务。应用软件图形图形图形操作系统软件技术所谓软件，是相对于计算机系统的硬件而言的。它是一组可以使计算机系统进行有效工作的指令的集合。软件体系结构图物联网（Internetofthings—IOT)•物联网是把传感器、传感器网络及射频识别（RFID）等感知元器件及其网络与智能计算、通信网和互联网等融为一体，实现对客观世界的全面感知、信息传输、智能处理；它是连接物理世界的、具有感知功能的网络体系。•先进的物联网应该是智能化、实时的。感知层—传感器、执行器、RFID等组成传感器网络网络层—物联网网关//互联网应用层——信息处理、集成、专业/行业应用信息安全技术各类密码芯片和智能个人安全卡；数字签名和数字水印技术；防火墙和防火墙接入技术；网络安全监控和网络安全管理；网络的灾难恢复及应急反应技术；GIS,GPS,RS技术：综合空间数据与多维属性数据融合技术基础地理数据库市政设施数据库正射影像数据库规划成果数据库审批成果数据库MAPGIS矢量数据MAPGIS影像数据MAPGISDEM数据面向行业数据管理组件第四层：应用层（根据城市管理应用需求开发的应用系统）全程督查子系统调度指挥子系统第一层：基础设施层（硬件、网络基础设施）因特网政务外网政务内网第二层：信息层（数据整合）基础地理数据城市部件数据地理编码数据评价指标数据工作流程数据组织机构数据空间信息非空间信息第三层：应用逻辑层（提供应用服务器和业务应用逻辑组件）工作流引擎电子政务中间件“331”呼叫服务子系统综合评价子系统构建平台子系统部件管理子系统信息采集子系统协同工作子系统第五层：表示层（提供输入输出用户界面）标准支撑体系安全保障体系系统集成技术标准体系—颁布9个行业标准和2个国家标准《城市市政综合监管信息系统－单元网格划分与编码规则》（CJ/T213-2005）《城市市政综合监管信息系统－管理部件和事件分类、编码及数据要求》（CJ/T214-2007）《城市市政综合监管信息系统－地理编码》（CJ/T215-2005）《城市市政综合监管信息系统技术规范》（CJ/T106-2010）《城市市政综合监管信息系统－监管数据无线采集设备》（CJ/T293-2008）《城市市政综合监管信息系统－绩效评价》（CJ/T292-2008）《城市市政综合监管信息系统－监管案件立案、处置与结案》（CJ/T315-2009）《城市市政综合监管信息系统－管理事件、部件信息采集标准》（CJ/T423-2013）《城市市政综合监管信息系统－建设与运行验收》（CJ/T422-2013）《数字化城市管理信息系统第1部分：单元网格》（GB/T30428.1-2013)《数字化城市管理信息系统第2部分：管理部件和事件》（GB/T30428.2-2013)三、数字城市智慧城市数字城市管理新模式改变了城市管理中的条块分割、职能交叉、管理粗放、缺乏监督和效率低下的状况；实现了城市管理由粗放型向集约、精确和实时性的转变，实现了对市政、公用、园林、环卫、建筑、房产等城市基础设施，以及摆摊、烧烤、乞讨、非法小广告等城市管理对象的高效、全时段、全方位的监督和管理，并具有防范和协助处理突发事件之功能。数字化城市管理创造了和谐、整洁、安全、优美的城市环境，提高了政府管理城市的水平。狭义的数字城市管理广义的数字城市管理数字城市智慧城市智慧城市建设•数字化城市管理是贯彻以人为本、执政为民理念，是建设有中国特色的城市管理模式的有力武器。•现代化城市发展，需要与时俱进城市管理;伴随着信息技术的飞速发展，实现智慧城市是百姓之期望。•智慧城市的近期目标是使智能信息技术进入城市规划、建设、管理，文化和社会生活的各个角落；远期目标是渐进意义下实现智能城市。无论是实施“数字化城市管理”，还是建设“智慧城市”都绝非一个工程，更非一个科研项目，而是改变城市规划、建设、管理与服务体系的，改变人们生产、经营、工作、学习、交往和娱乐方式和理念的，涉及到城市所有资源（人、财、物等，有形和无形）的，与大多数城市管理者和市民息息相关的，有开始而无终止的社会事业。它是创新社会管理的重要支撑环境。智慧城市建设找准突破点！抓应用，促发展！“空谈误国，实干兴邦”！谢谢！