基于众包技术的小城镇智慧管理系统及其应用

蓝玉良，陈俊文，黄正东，3

（1．深圳大学建筑与城市规划学院智慧城市研究院，广东深圳 518060；2．湖北省城市规划设计研究院，湖北武汉 430071；3．武汉大学城市设计学院，湖北武汉 430072）

智慧城市是利用信息技术对城市管理与服务领域进行智慧化提升，从而实现城市科学发展、管理高效和市民生活更美好的目标［1］。近年来，我国智慧城市建设如火如荼，自2012年以来国家层面就提出了十多个关于推进智慧城市规划建设的相关政策文件，智慧城市逐步向规范化的方向发展［2］，与此相对应，智慧化特征正逐步渗透到城市的方方面面，如智慧交通、智慧医疗、智慧教育、智慧政务等等［3-8］，然而，这些智慧城市的相关应用目前仍以大城市为主，中小城镇尚处于初步探索的阶段。2014年3月，国务院发布了《国家新型城镇化规划（2014—2020年）》，强调了促进各类型城市的协调发展，尤其是要加快中小城市和城镇的发展步伐，这就意味着推进小城镇的智慧规划管理对于实现新型城镇化也至关重要。但小城镇的智慧化道路不同于大城市，小城镇的智慧化建设受建设成本不足、基础设施较差、专业技术及人员缺乏等诸多方面因素的制约，使得大城市的智慧化道路难以适用于小城镇。总的来说，现阶段小城镇的城镇化道路趋向于高成本、粗放式和同质化，人居环境质量低、环境代价大、风貌丧失、违规建设频出等不可持续问题也越来越突出［9-11］。因此，要促进小城镇的可持续发展，提升小城镇规划管理的有效性，本文认为应从违法建设管理、环境保护管理、应急防灾管理、交通运行管理以及基础设施管理等几个方面进行智慧化建设。虽然运用感知设备和先进的网格管理技术能够很好地实现这些需求，但对于资源条件有限的小城镇来说，要建立完善的感知网和数据接收、存储、处理平台，目前来看还很困难。在这样的背景下，本文尝试引入移动终端众包技术来初步探究小城镇智慧规划管理的建设，以实现面向小城镇需求、相对低成本投入的智慧规划管理技术。

1 城市管理技术

我国在城市规划领域的关注点经历了从规划建设到规划管理再到城市治理的演变过程［12］，城市管理或治理的技术在城市规划领域颇具重要性。城市网格管理技术是目前发展较为成熟、针对专业管理人员的管理技术，以自上而下的管理为主，实现了城市管理的精细化；移动众包技术则充分利用了大众的力量，扩充了大众对规划管理的参与度。两种城市管理技术的特征比较如表1所示。

表1 城市网格管理技术与移动众包技术特征对比

1．1 城市网格化管理技术

在公共管理难题、基层社会秩序面临挑战、信息技术革新等多重背景下，城市网格化管理技术应运而生［18］。城市网格化管理将管理辖区作为一个整体，按照一定的标准划分成单元网格并编码，输入网格化管理信息系统，并指派网格管理员随时巡查网格内的情况，从而实现城市管理的主动化、动态化和精细化［19］。这种管理技术依靠多种数字城市技术和专业的管理人员，能够实现高效能的协同管理和分工配合。这种技术在很多大城市已经运用成熟，然而在小城镇，有限的技术资源和人才资源使得网格化管理技术难以实践。

1．2 移动众包技术

移动众包技术结合了移动GIS和众包技术的优点。其中，移动GIS就是以无线网络为支撑，以移动智能终端为载体的GIS系统，包括移动终端平台、无线通信网络、地理信息服务器、地理信息数据库和定位系统，具有移动性、服务实时性、信息载体多样性等特点，在传统信息行业、城市规划管理中都得到了广泛的应用［20-21］。最常见的移动终端平台就是智能手机和平板电脑。众包是一种分布式问题解决模式［22］。在互联网环境下，将工作任务分配给网络大众去完成，这可以大大降低人力、时间成本，发挥公众参与的力量，同时还可以提高解决问题的效率［17，23］。目前，众包技术在网络平台上的信息交互、计算机数据任务、灾情信息收集、医疗系统、交通网络以及城市规划管理等方面应用较为广泛。移动众包技术的引入能够弥补小城镇人力、经济资源的不足，发动广大群众，共同促进小城镇的智慧化规划管理，为我们探索小城镇的智慧规划管理提供了契机。

2 基于移动终端众包技术的小城镇智慧规划管理系统设计

2．1 系统设计目标和原则

本系统设计的目标是基于移动众包技术，提供一个面向小城镇需求、相对低成本投入的智慧规划管理系统，能够为小城镇的规划管理提供智慧化的支撑，提高整个管理工作的有效性，形成一个参与性广、交流性强的规划管理体系。具体系统设计原则包括：（1）实用性，即系统中各模块充分与小城镇发展建设的现状需求紧密结合，保证系统功能全面而完善；（2）用户多样性，即系统既面向普通公众，也面向各类专业管理人员，实现各类用户之间的协调、合作与交互；（3）可扩展性，即系统保留后续升级和进一步开发的可能性；（4）稳定性，即在系统维护方面确保各项数据的安全可靠，并能够在系统故障后及时有效地恢复已有数据。

2．2 系统总体架构设计

基于以上设计目标和原则，本研究提出以5个子系统为核心的众包技术总体逻辑架构（如图1），5个子系统建立在信息通信技术（ICT）及地理空间数据库系统基础上，具备普通公众和专业管理人员两种接口，并与传统可用的规划建设管理系统进行对接。5个子系统的内容如下：

（1）违法用地监督举报子系统。利用面向多用户群的建设用地动态监测技术，通过移动终端对建设用地范围、用地性质、建设强度等进行取证上报，并与方案进行关联归档和对比。

（2）违法建设监督举报子系统。利用面向多用户的违法建设动态监测技术，通过移动终端对占地范围、建筑间距、建筑高度、建筑退让、建筑立面、建筑色彩等进行取证上报，并与方案进行关联归档和上传。

（3）灾情实时报警子系统。利用移动终端采集数据的新型管理模式，研发灾情实时发布技术，发动普通民众及时上报突发灾情信息，提高灾害防御和应对能力。

（4）交通路况信息实时反馈子系统。研发交通路况信息实时发布技术，当发生交通拥堵时，公众可通过移动智能终端对交通拥堵情况、停车场使用情况等信息进行取证上报并归档，然后由系统发布路况信息数据，对路况进行公示。

（5）基础设施故障反馈子系统。研发基础设施故障反馈系统，当基础设施被损坏时，公众通过移动智能终端对路面破损、管道破损、电力通信设施损坏、市容环境破坏等情况进行取证上报并归档，然后由系统发布基础设施故障信息，提高有关部门的维修效率。

图1 小城镇智慧规划管理系统功能结构

2．3 公众监督系统平台设计

公众监督系统平台包含基于移动终端的公众监督APP和公众监督数据管理系统（如图2），能够实现普通民众的事件上报、事件查询和提问功能以及管理人员的数据管理等功能，其中普通民众的APP端能够实现公众的实时事件上报，而规划管理人员的公众监督数据管理系统端能够对上报的事件数据进行有效的收集和分析，为规划决策提供支撑。

图2 小城镇智慧规划管理公众监督系统平台功能结构

3 案例实践——以神农架林区为例

3．1 研究区域

神农架林区位于湖北省“一带两圈”战略中的鄂西生态文化旅游圈内，2009年获批国家可持续发展实验区，同时具有山区、林区、自然保护区的特征，面临着城镇发展和生态环境保护的双重压力；同时，林区也是我国中西部欠发达地区以生态建设带动旅游产业的示范和样板区，能够很好地发挥集群效应。此外，2013年7月，由湖北省测绘信息地理中心承接的《数字神农架地理空间框架建设》为本研究奠定了基础。本文将以神农架林区的政治经济中心松柏镇作为实践点推广应用公众监督APP。

3．2 智慧管理平台的事件分类

随着近些年的发展，神农架林区在管理和建设方面的问题逐步凸显，主要分为四大类（如表2）：（1）近年来城镇迅速发展的同时违法建设问题也层出不穷，而林区目前缺乏有效的监管手段；（2）作为国内外知名旅游胜地，林区目前的道路交通系统已经不能满足旅游旺季需求；（3）林区由于自然地质的原因常年出现滑坡、崩塌、山洪、泥石流等自然灾害，却缺乏有效的灾情管理体系；（4）林区目前的基础设施较为薄弱，跟不上城镇发展的步伐。

表2 神农架林区建设管理的公众监督平台上报事件分类

3．3 实践案例的数据分析

自2017年5月在神农架林区推广应用上述公众监督系统平台至2018年4月，注册用户已达587人，收集到上报事件信息2 512条。以下将对这些数据进行初步分析。

3.3.1 上报事件描述性统计分析

上报事件分为大类、中类、小类3个层次，以下将从这3个层次进行分析。

（1）大类。从四大类事件来看(如图3)，道路交通类上报事件所占比重最大，共1 101条，占比为43.83%；其次是市容于基础设施故障类事件，共843条，占比为33.56%；第三是违法建设类事件，共560条，占22.29%；而林区污染于灾害类事件上报数量较少，说明污染和灾害在本研究调研阶段不是主要问题。

图3 神农架林区建设管理的公众监督平台各类上报事件数量（大类）

（2）中类。从一级分类来看(见图4)，中类上报事件的整体趋势和大类基本一致。其中，违法建设大类中以无证违建为主，而市容与基础设施故障大类中以基础设施为主。

（3）小类。从上报事件小类来看（见图5），林区的违法建设类以乱搭乱建、临时建筑预期未拆、建设超过限高、私改建筑外表以及建设项目证件未公示等现象为主，污染与灾害则以滑坡为主，道路与交通类以乱停乱放现象为主，而市容与基础设施故障类则以道路破损、井盖破损、架空线缆损坏和垃圾渣土倾倒为主。

图5 神农架林区建设管理的公众监督平台各类上报事件数量（小类）

3.3.2 上报事件空间分布特征分析

从上报事件点的空间分布来看，松柏镇的上报事件点主要分布在镇区主干道神农大道及其外延区域，事件点主要集中在镇区中心区。为了总结并预测事件在空间上分布的概率大小，本文引入核密度分析法（KDE）来估计事件在研究范围内的发生几率。从核密度分析结果可以看出（如图6），松柏镇上报事件点呈现出多点集聚的空间分布特征，空间分布密度较大的区域主要集中在神农大道、中心街、张公路周边，其他区域事件点空间分布密度较低。具体的，从各类型上报事件点的核密度分析来看，违法建设事件在神农架客运站、神农架林区财政局以及神农架林区广电局周边区域空间分布密度较大；污染与灾害事件主要集中在神农架体育中心周边区域；道路与交通事件主要集中在神农架客运站、中心街以及世纪金源假日酒店周边区域；市容与基础设施故障事件的空间分布较为分散，主要集中在神农大道沿线区域，另外在中心街、张公路以及松柏镇卫生室周边区域空间分布密度也较大。

图6 神农架林区松柏镇建设管理的上报事件点核密度分析

4 结论

本文所提出的基于移动终端的众包技术为小城镇的智慧化规划管理提供了新的思路。该技术可以强化公众与管理人员之间的交互，提升规划管理的效率，能在较大程度上适应小城镇的发展现状和需求。为充分发挥该技术的优势，未来尚需深入探讨以下问题：（1）对接现有的规划管理模式，实现公众监督数据管理系统与传统规划管理系统的衔接与融合；（2）进一步提升用户交互体验，在移动终端成本、地图信息量、用户界面等方面提供多样化的定制服务。