基于中台的新型智慧城市建设研究

郭永江

以习近平总书记为核心的党中央针对我国城市发展现状，遵循网络化、信息化和数字化的城市发展趋势，为适应经济发展的新模式，培养壮大新的经济增长点，创新发展新动能，做出了全新的重大战略决策部署———建设新型智慧城市。本文主要分析我国新型智慧城市发展的现状和问题，有针对性地重点阐述了城市大中台的整体架构、组织构成和建设价值，对推动新型智慧城市数字底座建设具有一定的借鉴意义。

随着社会经济和科学技术的发展，移动互联网、物联网、人工智能和云计算等新兴技术日新月异，智慧城市已成为当今世界城市发展的必由之路。

纵观近年来，眾多发达国家如美国、日本和韩国等越来越重视建设和发展智慧城市，并将建设智慧城市提升到国家战略的高度，同时颁布众多的鼓励政策来指明智慧城市的建设方向、建设目标和建设内容等，以此来推动本国智慧城市的建设。

相比美国、日本、韩国，智慧城市在中国起步较晚，但其保持了较快的发展速度和建设热情。十八大召开以来，党中央、国务院方面都对新型智慧城市的建设工作保持高度重视。习近平总书记指出，要“统筹发展电子政务，构建一体化在线服务平台，分级分类推进新型智慧城市建设”。《国民经济与社会发展“十三五”规划》提出将新型智慧城市作为我国经济社会发展重大工程项目，倡导“建设一批新型示范性智慧城市”。《“十三五”国家信息化规划》将新型智慧城市作为十二大优先行动计划之一，明确了2018年和2020年新型智慧城市的发展目标。

党和国家最高领导人讲话、国家相关部委政策文件为新型智慧城市的建设指明了发展方向。当前，新型智慧城市建设正在全国分级分类不断推进，旨在形成具有城市独特特色、城乡协调的，城市群、区域和国家层面统筹发展的整体局面。

智慧城市建设现状及问题

1.智慧城市建设现状

（1）我国智慧城市试点数量累计达749个

近年来，国家住建部先后共发布了三批智慧城市的试点地区名单，截止2020年4月，国家住建部对外公布的智慧城市试点地区已经达到290个。另外再算上科技部、工信部、测绘局和发改委确定的智慧城市试点地区数量，目前我国智慧城市试点地区累计已达749个。

（2）华中华北分布集中，山东省数量最多

从区域布局来看，目前国家住建部确定的290个智慧城市基本覆盖我国各个省、市、自治区，主要集中在中东部地区，其中华东分布最为集中。根据统计情况来看，当前山东省的智慧城市试点数量地区为全国最多，共有27个，其次是江苏和浙江，分别是20个和15个。

（3）北上深等一线城市将持续领先

根据IDC《2019H1全球半年度智慧城市支出指南》，在我国内地城市中，2020年智慧城市相关投入最多的城市为北京、上海、广州和深圳。智慧城市的相关投入与该城市的GDP水平以及政府的相关预算关系密切，在智慧城市科技与技术不断发展的阶段，许多一线城市的支出将持续领先。

（4）2018年项目迅速增多，华东华中为集中建设区

从我国智慧城市项目建设情况来看，根据中国招投标公共服务平台披露项目，我国智慧城市及相关项目从2018年开始迅速增多，2018年中标项目达到14 252个，2019年数量增长了55.4 %达到22 149个，2020年一季度，中标项目已经有7 985个。从区域分布来看，华东和华中地区为我国智慧城市集中建设地区。

2.智慧城市建设面临的问题

（1）缺乏统一的数据中心无法实现城市数据的全面汇聚

智慧城市建设基于跨部门、跨领域的数据共享。虽然我国政府掌握全体社会的80 %信息资源，但是这些信息资源目前散落在不同的部门并且标准不一，造成部门之间数据共享和交互不够，信息不对称，没有形成一个完整的闭合数据中心，造成城市数据的孤立，形成信息孤岛。

（2）缺乏统一的指挥平台，难以达到系统连通

城市管理的重要内容包括事件管理，其中又分为日常事件和紧急事件，对紧急事件的应急处理更能体现城市管理者处理事务的能力。当自然灾害、交通事故、疫情、社会治安、恐怖袭击等等事件发生时，公安、交通、城管以及医院等部门要做到高效应急联动。但纵观当前城市发展现状，绝大部分的信息管理系统都是由各个部门自行建设自我管理的，因而系统间难以实现相互连通，这也就导致了事件的收集和分析很多时候难以达到全面和准确。如此一来，城市的决策者和管理者很难得到所需的充足依据，也难以通过统一的信息化平台来指挥各部门的协同合作。

（3）系统重复建设，资源浪费严重

正如上一条所说，当前城市的建设中，各个部门的信息化系统都处于自我建设自我管理的状态，因而造成整个城市的业务系统缺乏顶层设计，硬件设施、软件平台和数据运行维护存在着很多的重复投入。同时，系统间的功能和标准不同、兼容性较差也会造成人力资源、财政投入和物力的巨大浪费。

（4）信息化网络渗透加深，网络安全存在隐患

智慧城市区别于传统城市的一大特征就是将信息化网络渗透运用至城市的政务管理、公民的个人生活和公共生活中，这也就导致了这些被网络覆盖的部分有很大的可能性会被网络安全隐患所侵袭。随着信息网络的不断发展，政务管理、能源、交通、医疗、金融和教育等领域都即将逐步实现连通，因此也很可能会成为网络攻击的目标，一旦遭到网络攻击，被不法分子操控，难免会造成信息泄露、城市生活混乱甚至瘫痪，带来经济损失乃至威胁人身安全。

智慧城市大中台整体架构

为突破现有智慧城市建设困境，有效解决城市痛点和难点，需要建设一个城市平台，利用这个城市平台来打破传统部门之间割裂的信息化建设发展模式，减少重复的建设、尽可能消除信息孤岛，加强各部门系统之间的统筹规划、协同合作。这个城市平台可称之为新型智慧城市的数字底座———城市大中台。

城市大中台以“聚合数据、共享技术、协同业务和赋能应用”为建设目标，融合云计算、物联网、大数据、人工智能和5G等新一代信息技术，依托“感知中台、信息中台、AI中台和应用中台”，搭建城市“智脑”生命体，开放智慧能力，赋能智慧应用，助力实现物理世界“人、事、物”向数字世界“人、事、物”的孪生映射，构建“孪生数字城市”，开辟城市可持续发展的新路线、新模式、新形态。

城市大中台由4个专业中台组成：

（1）感知中台

感知中台一方面融合了连接管理、设备管理和多云管理等功能，另一方面也提供包括5G、4G/Cat.1、NB-IoT等在内的网络接入能力、丰富的连接管理能力和统一的设备管理能力，促进实现对海量城市感知终端的标准化接入，构建了跨行业感知互联的物理基础和数据基础，建立城市空、天、地一体化的泛在感知网。感知中台支持设备接入适配即插即用，提供海量数据治理服务、提供多层安全架构体系和丰富便捷的数据服务。

（2）信息中台

信息中台包括城市大数据平台以及城市时空信息平台2部分。

城市大数据平台汇聚整合政府政务、公共安全、互联网企业和运营商等多方的非结构化、半结构化和结构化数据，通过大数据、人工智能等技术对数据进行整合分析，驱动智慧应用，逐步形成数据智能，以此支持城市管理、政务服务和产品经济等领域的创新发展。新型智慧城市的建设需要将数据共享作为基础，而城市大数据平台则是数据共享和整合的重要引擎。新型智慧城市大数据平台主要包含数据采集、数据开发、数据治理、数据服务、数据安全和数据运营等功能。

城市时空信息平台是数字孪生城市的信息化底座，依托建筑信息模型（BIM）+地理信息系统（GIS）+IOT等技术，对城市的地上和地下空间都进行了规划数据、城市建筑BIM数据、城市IOT感知数据、城市二三维GIS数据、市政设施BIM数据以及社会民生、产业经济、交通出行和政务服务等应用数据进行多元异构集成，形成基于统一标准和规范的城市信息模型（City Information Modeling，CIM），积累更为完整的城市大数据资产，为智慧城市规划、建设和运行管理提供统一的云平台支撑。

（3）AI中台

AI中台是城市的基础算力和算法分析平台，也是城市自我演进的核心平台，利用AI计算中心所提供的深度学习算法，能够对城市大数据平台汇聚的多源数据进行自我学习、自我提升，从而发现城市潜在的运行规律，以提供全局协同的决策支持服务，利用数据积累和算法生态链建设，AI计算中心可实现算法自学习，不断丰富算法/模型库，支撑上层应用的成长、扩充，服务城市高效治理。

（4）应用中台

应用中台重点打造城市共享应用能力中心，实现城市公共业务能力沉淀与新技术能力汇聚，将不断沉淀的专业化能力采用标准化、组件化、平台化和系统化的形式为上层应用提供赋能和支撑，提升城市IT生产力。具体包括技术平台和业务平台两部分。

技术平台，将城市智能基础设施以及各种技术中间件的能力进行整合和包装，提供安全可靠、简单一致和易于使用的技术能力接口，助力上层智慧应用的快速建设。

业务平台，基于汇聚的城市生态数据和AI能力构建共性应用组件，对外提供统一用户、统一认证、统一证照、统一物流、统一签章、统一事项和统一办理等标准化服务，各上层智慧应用可进行自主调用、灵活配置。通过业务平台，有利于集中优势资源投入，极大减少重复建设的资金浪费，有利于各应用间实现互联互通，消除信息孤岛。

城市大中台的建设价值

城市大中台是汇聚城市数据、共享创新技术和协同业务发展，赋能上层应用的新型智慧城市综合智能中枢平台，通过有机融合数据、技术和业务三大基本要素，让城市数据业务化，城市业务数据化。为政府各业务部门提供数据融合分析、技术共享复用和业务协同联动等先进的数字化基础服务能力，改善民生服务、推动精准治理、助力简政放权和推动经济创新发展，为实现城市治理体系和治理能力现代化奠定坚实的基础。

1.实现城市数据统一汇聚

城市大中台，基于数据标准规范，构建基础数据库（人口库、法人库、宏观经济库、地理信息库和电子证照库）、数据交换库、主题数据库、业务数据库和数据共享库，汇聚城市全生态数据，形成覆盖全域的城市大数据中心。城市大数据中心可以促进跨行业、跨部门信息资源整合水平，全面加快城市的信息资源汇聚、互聯互通、深度挖掘和综合应用，为政府、企业和市民提供跨越层级、跨越部门、跨越业务的协同服务，最大程度地展示城市的数据智慧。

2.支撑和赋能行业智慧应用

城市大中台是城市智慧应用的赋能中心，强化关键共性能力整合，为全社会、各行业智慧应用进行全场景赋能，辅助构建城市智慧应用生态。

通过对外提供模式识别、自然语言处理、深度学习和分布式计算等技术能力，以及统一无差异的身份认证、信用服务、统一支付和电子证照等业务能力，驱动上层智慧应用像搭积木一样应用快速、高效构建。有利于优势资源的高效利用，减少系统建设的重复投入与资金浪费，有利于基于应用组件和共性技术建设的系统之间实现天然连通，突破应用和技术的壁垒。

3.提升城市治理水平

城市大中台以数据为核心载体，以城市运行指标为重要标杆，以联合指挥协调为主要手段，构建跨部门、跨领域、跨区域的城市综合可视化和分析决策服务，打通各类应用场景，实现城市状态监控可视化、实时化和规范化，助力优化城市资源要素配置、修正城市运行缺陷，提高政府管理、城市治理效率。

4.提高城市服务能力

城市大中台通过大数据智能分析与引用，更精准地服务于民生、改善民生，有效地促进城市内部的公共资源协调、高效配置，进而提高群众的生活质量和幸福指数。通过数字化、智能化手段为老百姓实现电子证照、无证明城市、义务教育网上招生和生活“一码通”等服务。

5.促进城市产业发展

城市大中台开放数据资源，可加快转变经济发展方式，吸引集聚一批知识密集、信息密集、创新密集的先进企业和高端服务业，带动产业结构转型升级。

以习近平总书记为核心的党中央针对我国城市发展现状，遵循网络化、信息化和数字化的城市发展趋势，为适应经济发展新模式，培养壮大新的经济增长点，创新发展新动能，做出了全新的重大战略决策部署———建设新型智慧城市。随着我国新型智慧城市建设的不断发展，城市的大中台将扮演越来越重要的角色，通过数据、技术和业务的全面开放，为政府各业务部门提供数据融合分析、技术共享复用和业务协同联动等先进的数字化基础服务能力，改善民生服务、推动精准治理、助力简政放权和推动经济创新发展，为实现城市治理体系和治理能力现代化奠定坚实的基础。