城市公共资源监管设计新思维

赵颂华

摘 要：城市公共资源涉及到我们日常生活的各个方面，其资源数量大，分布广，随着城市经济的不断发展，其数量和种类还将不断扩大，依靠传统的监管手段已很难满足现代化城市管理的需求。本文提出利用物联网全面透彻感知，采集各城市公共资源的信息，结合地理信息系统（Geographic Information System，GIS）将分布范围广泛的城市公共资源和地理位置有机地融合到一体，通过宽带泛在互联，实现城市管理者、市民、企业多方的协同监管，来提高城市公共资源管理的自动化水平和服务质量。

关键词：智慧城管，物联网，GIS，移动互联网，监控管理系统

中图分类号：TU981 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

1. 引言

随着城市化进程的加快，城市公共资源管理方法也在不断的变革，传统的管理方法已经不适应城市化发展趋势，城市公共资源管理不仅涉及市容环境、园林绿化、市政道路、公共交通、供水供气供热等市政部件，还需要统筹协调和管理城市规划、城市建设、国土资源、房地产开发、城市交通、林业水利、民政、环保、电力等许多部门。随着城市化进程的加快，未来城市公共资源管理内容的外延也将继续扩大，凡是为经营城市或保证城市正常运行、提供服务或可能影响城市运行的部门和行业，比如公安、消防、工商、旅游、经济、商贸、文化、宣传、电信、邮政、无线通讯等都将成为城市公共资源管理的范围和内容之一，这使得城市管理部门对城市公共资源的管理和监控难度越来越大，然而城市的不发展，人们生活水平不断提高，对服务的质量和要求也越来越高，城市管理部门面临着如何利用有限的人力、物力等资源，实现对不断增长的城市公共资源的有效管理的问题。

利用物联网全面透彻感知，赋予城市部件一定的生命力，实现对部分城市公共资源信息的自动采集和远程监控，并结合地理信息系统（Geographic Information System，GIS）将分布范围广泛的城市公共资源和地理位置有机地融合到一体，通过宽带泛在互联，实现城市管理者、市民、企业多方的协同，可以有效的提高城市公共资源管理的自动化水平和服务质量。

2. 系统功能设计

城市公共资源监管系统主要由基础资源管理、地理编码、信息采集、监督受理和协同工作六大业务模块组成，其系统功能结构如图1所示：

图 1系统功能架构图

城市公共资源监管系统可以通过浏览器和手机APP进行人机交互，实现对系统的操作和使用。它的运行环境主要由系统主机、通信网络、移动终端和前端设备组成。其中系统主机包括服务器和存储；通信网络主要由局域网、互联网和移动互联网组成；终端设备包括PC终端和手机、IPAD等移动终端设备；前端设备主要包括摄像机、二维码和各种传感器（如压力、温度、红外等传感器）等设备。通过摄像机、二维码和各种传感器，可以实现一些信息的自动采集，对公共资源进行远程监控和管理，再结合地理信息系统，将公共资源的分布情况进行可视化显现，从而有效提高城市公共资源管理的效率和水平。

城市公共资源监管系统功能主包括系统管理、基础数据资源管理、地量编码管理、信息采集、监督受理、协同工作和外部接口几部分组成。

基础数据资源管理主要实现对资源的分类管理、信息维护和查询统计等功能。资源分类管理可以满足树状结构的分级管理，其分级层数不受限制。信息维护可以实现对公共资源的增加、修改、删除等操作，并可以实现对名称、类型、安装信息、维护信息、品牌型号信息等属性进行维护。查询统计可以按分类、时间等各种维度对资源信息进行统计分析，以表、柱状图、饼图等图形化界面进行显示。地理编码系统包括地图引擎、地图维护和编码维护等功能。在基于城市公共GIS地图基础上，对城市公共资源数据图层中的信息进行维护，并对实现对各资源的地理编码的维护，并在GIS地图上可以进行漫游、放大、缩小、隐藏/显示、标记、定位、搜索等操作。

信息采集包括信息上报、自动采集和过虑分析等功能。信息上报包括两类信息，一类是核查信息，一类是案件信息。核查信息一般由专门的城市管理人员定期对公共资源进行核查、维护的一些信息，确保各公共资源正常运行。案件信息是指公共资源信息遭到破坏、损毁、盗窃等事件而上报的信息，市民和城市管理人员都可以通过电话和手机APP上报案件信息。自动采集是指通过摄像头、传杆器等前端设备采集各种信息自动上报。过虑分析主要是针对自动采集的信息根据一定的模型进行分析和过虑，去除重复和各种干扰信息后，现呈现给监控人员。通过信息自动采集和过虑分析，可以大大提高管理效率。同时，利用GPS技术，通过手机APP上报信息或自动采集的信息，可以非常准确的采集地理位置信息，迅速准确的进行定位，给合GIS地图上直观的显现给用户，从而提高管理的效率。

监督受理主要是对上报的案件信息进行处理，其处理流程包括案件受理、案件分配、案件处理置和案件核实等环节。案件受理是对上报的各种案件信息进行登记，并转发给案件分配中心；案件分配是指确定案件的执法部门，由案件分配中心值班人员根据案件的类型，指派给不同的城市管理部门进行处理；案件处置是记录指案件执法部门处理情况，并把执行结果反馈给案件分配中心；案件分配中心收到处理反馈后，可以利用摄像机等前端设备进行核实或通知督察人员去现场进行核实。协同工作主要是为系统提供工作流引擎功能，可以实现流程定义、流程跟踪和催办督办等功能，从而可以让系统非常容易适应管理流程的变更。系统管理包括组织机构管理、人员管理、角色管理和权限管理等功能。外部接口系统主要以WEBSERVICE协议方式对外提供接口功能，从而实现跨平台系统的应用集成。

3. 系统设计

3.1. 系统设计原则

为确保系统的建设成功与可持续发展，在系统的建设与技术方案设计时将遵循如下的原则：

1、 标准化原则：系统各项技术遵循国际标准、国家标准、行业和相关规范。

2、 成熟性原则：系统各项技术采用国际主流、成熟的体系架构来构建，实现跨平台的应用。

3、 可扩展性原则：系统设计考虑到业务未来发展的需要，尽可能设计得简明，降低各功能模块耦合度，并充分考虑兼容性。

4、 高可靠/高安全性原则：系统设计和数据架构设计中充分考虑系统的安全和可靠。

5、 简单性：在达到预定的目标、具备所需要的功能前提下，系统应尽量简单，这样可减少处理费用，提高系统效益，便于实现和管理。

3.2. 系统架构设计

城市公共资源监管系统采用B/S结构，基于J2EE平台，采用SSH（Struts2， Spring， Hibernate）开源框架软件搭建MVC框架，SSH架构是当前最流行、最成熟的J2EE平台架构之一，具有组件的模块化，灵活性和重用性的优点，对数据库访问进行了轻量级的对象封装，简化了基于MVC的web应用程序的开发。整个系统由表示层、控制层、业务层和数据采集层组成，如下图示：

图2 系统架构设计

用户可以通过PC终端和手机、IPAD等移动设备对系统进行各种操作，可以随时随地了解城市公共资源的状况。所有用户访问系统时，控制层都会对用户身份和权限的合法性进行验证，只有验证通过后，才转发到对应的业务层模块进行处理，防止非法用户入侵。业务层收到用户请求后或数据采集层的请求后，进行分析处理，并将用户请求的处理结果信息经控制层返回表示层，呈现给用户。数据采集层主要收集摄像机、传感器等前端设备自动采集的数据，并进行过虑分析后，把信息发送给业务层进行处理和存储。

3.3. 系统网络结构

城市公共资源监管系统由WEB应用服务器、数据库服务器、采集服务器、流媒体服务器、管理终端、应用终端和摄像头、传感器等前设备组成。WEB应用服务器部署满足J2EE JSP容器规范的WEB中间件（如：Tomcat、Resin、weblogic等中间件），为各种终端访问提供HTTP WEB服务，在用户访问量比较大时，可以配合Apache采用负载均衡提升系统的访问能力；数据库服务器部署Oracle关系数据库，可以通过Oracle实现负载均衡提升系统数据处理能力；采集服务器主要负责采集、过虑和分析传感器等前设备采集的各种信息；流媒体服务器部署视频存储、视频转发、视频分析和视频管理等视频平台软件，系统可以根据视频数量配置流媒体服务器数量，视频存储、视频转发和视频分析可以在多台机器上进行部署，视频管理软件一般只部署在一台服务器上，从而满足大量视频监控的要求；管理终端主要负责系统配置管理和告警管理，以便及时对系统进行维护；应用终端数量根据用户数量进行配置。系统网络架构图如下图所示：

图 3 系统网络结构

WEB应用服务器、数据库服务器、采集服务器、存储和管理终端部署在数据中心机房，它们通过局域网进行连接。当前端设像机数量比较大时，考虑带宽问题，流媒体服务器及存储一般分二级，在分区机房的流媒体服务器上部署视频存储、视频转发服务和视频分析服务，视频信息存储在分区机房，在中心机房部署视频管理服务，中心机房存储只负责存储告警等重要视频。分区机房和中心机房之间通过VPN专网连接。手机等移动终端通过无线3G/4G网络与中心WEB应用服务器进行通讯。摄像头通过VPN专网与流媒体服务器进行通讯。传感器等前端设备通过VPN专网与采集服务器进行通讯。应用终端通过办公室局域网与中心机房WEB应用服务器进行通讯。

4. 结束语

城市公共资源管理系统充分利用物联网的全面感知技术，并给GIS平台， 将分布范围广泛的公共资源和地理位置有机地结合，进行信息的自动采集和资源的远程监控， 不仅提高了城市的管理水平，而且提升了城市的服务能力。因此，该系统研究具有现实意义和广阔的应用前景。

参考文献

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