数据中台视角下智慧城市数据汇聚平台建设研究

葛龙，潘泽铎，钟炜

（1.天津生态城国有资产经营管理有限公司；2.天津理工大学管理学院）

1 引言

“十四五”规划纲要中提出建设智慧城市，以数字化技术助推城市治理体系和治理能力现代化发展，提升数字治理效能；智慧城市从其内涵上理解是利用云计算中心、数据中台等智能基础设施，运用5G信息技术、物联网、地理信息系统等技术，对城市中人、地、物、事感知互联，万物互联令更多社会主体参与城市的建设和管理。数据中台的概念最早由阿里巴巴集团提出[1]，其理念是避免数据重复加工，通过数据服务化将数据资源转变为数据资产。当前数据中台已广泛应用于电网企业、化工制造、教育、政务服务等领域，李炳森等设计电网企业数据中台的贴源、共享、分析三层服务架构，实现多层级数据共建共享[2]；疏礼春构建智能煤矿数据中台技术架构，实际应用后可有效避免生产环节中信息孤岛现象的产生[3]；马晓玲等搭建三层次教育数据中台系统模型，并结合多种应用场景进行规划[4]；明承瀚等探讨了政务数据中台的本质内涵、核心价值、运行逻辑、应用场景以及建设对策[5]。上述研究同时表明，数据中台作为构成业务中台和组织中台的基础，可实现数据种类汇聚、数据价值发掘、数据信息可视等价值，既能为上层业务提供全面数据资源服务，又能按需响应，实现数据稳定而快速迭代的需求。

随着智慧城市建设的推进，智慧城市对智能化系统的要求比单体建筑对智能化系统的要求更高，在此背景下，发掘更具数据多元性、包容性和创新潜力的智慧城市数据底座，搭建以数据中台与数据科学为核心，融合城市空间数据、资产数据、政务数据等信息的数据汇聚平台，可充分释放城市数据能量。

2 智慧城市数据汇聚平台建设思路

智慧城市数据汇聚平台搭建数据、信息、知识、智慧从低到高逐级转化的层级模型，涉及多种数据接入、管理和规范的制定，汇聚城市空间数据、政务数据等基础信息，平台增设数据价值增值模块，针对不同应用场景构建设备健康诊断、社区风险管理、防汛应急智慧等功能。数据服务以城市信息模型（CityⅠnformation Modeling，CⅠM）为基础，构建公共项目资产数字化管理系统，实现智慧城市区域内公共项目的数字城市与现实城市同步规划、同步建设，打造数字孪生城市和智慧城市；通过CⅠM、物联网、地理信息系统布局新型智慧城市公共项目，基于GⅠS+CⅠM技术建立符合智慧城市信息化、绿色化公共项目管理规定的多功能子系统联动底层数据架构，构建公共项目现存设备资产运维子系统，保障智慧城市数字资产运营状态，融合网络安全技术和数据挖掘技术构建公共项目资产数字化安全保障子系统，为城市公共项目安全管理提供科学决策，为各类细分资产数字化管理提供算法和算力支撑。

3 智慧城市数据汇聚平台设计

3.1 平台总体框架

智慧城市需借助数据中台作为城市数据底座，在实现数据统一化治理的同时，提升平台全量分析数据能力和数据资产经收集、整理、存储、管理、综合分析和处理后，作为生产资料在智慧城市发展和建设过程中持续产生价值，智慧城市数据汇聚平台总体框架如图1所示。平台总体由数据层、数据中台和应用层构成，基于智慧城市底图，打造包括数据汇聚、数据治理、资产管理、运维管理和辅助算法服务，以及运维保障等主要模块，平台通过多元化接口服务打通地理信息数据、政务数据、社会数据等多数据源层，经数据资源池存储、分析后为政府机构、企业单位和公众用户提供城市风险预警、运维大数据展示等功能，保障城市数据和业务实施流动。

图1 智慧城市数据汇聚平台架构

3.2 智慧城市数据汇聚平台实践

文中所提出的智慧城市数据汇聚平台架构已在某市生态城进行实际应用并取得初步成果，数据汇聚平台可纵览所有项目信息（见图2），在平台数据资源池部分，基于Hadoop生态开源软件产品，以及Arcgis Server商业软件平台进行建设，完成Hbase数据库存储环境部署、自动化建表工具和批量入库工具研发，实现数据存储高性能和横向可扩展性。

图2 平台综合信息界面

3.3 汇聚空间数据的平台应用

经智慧城市数据资源摸底调研后，建立基础信息资源分类、数据主题领域分类和部门信息资源分类三大项的数据资源目录，共涉及人口库、空间库、气象服务、科技创新等45小项数据内容。利用BⅠM+GⅠS+倾斜摄影信息，完成三维可视化平台搭建，建立生态城全域多光谱遥感数据、政务地图、街景数据的空间数据资源库，同时将中福地块幼儿园模型导入平台（见图3）。实现幼儿园定位、模型分层加载、模型数据提取及系统右键查询等功能，并构建具有几何拓扑关系的网络数据模型，基于上述模型，可辅助资产盘点，实现盘点路线的三维效果查看。在平台中单击项目，可查看该项目的防火分区、消防设备等统计数据，以及防火分区、消防设备的分布位置。

图3 全域三维可视化平台界面

3.4 汇聚人口数据的平台应用

在全域三维可视化数据的基础上，汇聚人口数据呈现人口热力分布图，透过人口总量、人口增量等数据，发掘城市经济活力、人才吸引力、产业基础等重要特质（见图4）。

图4 人口分布热力图效果展示

3.5 汇聚资产数据的平台应用

在城市数据资源基础上，数据中台通过汇聚和沉淀数据发掘数据价值，搭建包含资产接收、资产台账记录、资产盘点、资产修缮和资产处置全过程管控平台（见图5）。通过特定应用场景，结合设备资产运行数据进行对比分析、趋势分析和预测分析，实现设备故障预测和健康管理功能。

图5 资产管理界面综合展示

4 结语及未来研究展望

本文依托数据中台理念与某市生态城建设需求相结合，提出了智慧城市数据汇聚平台建设思路和架构，探讨数据中台的主要运行内容。此平台实现城市全域空间、服务、资产等数据融合，构建出城市数据底图，结合算法服务发掘数据价值，利用数据汇聚平台保障数据多方流通和资源共享，避免信息孤岛现象的产生。未来，研究将进一步细化数据资产管理内容，考虑采用新技术对无形资产编排管理，持续推进智慧城市平台的数据融通能力。