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    智慧城市基础数据平台设计研究


    作者:转自智能建筑   |   发布时间:2020-08-13   |   点击数:100

    1前言

    在智慧城市建设中,人口基础数据库、法人数据库、宏观经济数据库、自然资源与空间地理数据库等基础数据库起着重要的支撑作用。它们保证了基于这些基础数据建设的各类业务决策的正确性。

    随着数字中国建设的加速,政府加大了政务数据公开的力度,有些部委已开展了数据开放共享工作。全国各行各业也在加强数据公开工作,都在定期或不定期发布行业或企业经营数据,以促进城市建设的数字化转型和数字经济发展。

    但是,在智慧城市建设中,存在渠道多、协调难、数据源多、口径不同、找数据难、取数据难和用数据难等问题。这些问题严重地影响着智慧城市建设的深入发展。智慧城市建设者们急需一个统一可信的城市基础数据供给渠道和城市基础数据平台,提升智慧城市建设质量。

    本文基于智慧城市基础数据应用需求,研究分析了城市基础数据平台的架构和功能。利用ETL、大数据和微服务技术构建平台的各种功能模块,为智慧城市建设者提供权威、可信、可靠和新鲜的基础数据产品,助力智慧城市高质量发展。

    2城市基础数据概述

    2.1城市数据现状

    在智慧城市建设中,可以从城市系统、城市治理和智慧城市系统等维度分析城市数据资源。从城市系统维度分析,城市数据分布在城市系统各个组成功能中;从城市治理的维度看,城市数据分属政府、企业、社会机构和公众,从智慧城市系统维度看,数据分属地形地貌、生态环境、基础架构、资源、服务和社会系统等五个子系统中。所以,从不同的维度分析城市数据,城市数据具有不同的管理和共享机制。为了便于整合渠道和供给公信力高的基础数据,本文将城市数据归为政府数据、企业数据和社会经济数据三大类数据资源体系。

    政府拥有丰富的涉及国土空间、自然资源、生态环境、国民经济、公共服务和涉及民生方面的数据。城市建设和运营企业拥有丰富的城市基础设施和公众工作活动方面的数据。互联网企业和服务类企业拥有丰富的公众消费和社会经济活动行为数据。这些数据是城市基础数据的重要物质基础。

    2.2城市基础数据现状

    城市基础数据是智慧城市建设的重要战略性基础设施,它将支撑智慧城市各项智慧化和智能化工程。

    在我国电子政务建设过程中,先后建设了人口、法人、宏观经济、自然资源与空间地理等四大基础数据库(简称四大基础库)。四大基础库为政务现代化提供了强大的支持,也有力地促进了数字中国建设的进程。四大基础库不仅在统建方面积累了丰富的经验,在推广应用方面也起了巨大的引领作用。

    随着数字中国建设的加速,各行各业都在加速建设自身领域发展需要的行业基础数据库,如工业基础数据库、建筑业基础数据库、交通运输邮政仓储业基础数据库、批发零售业基础数据库、房地产业基础数据库、医疗药品行业基础数据库等。这些基础数据库已成为各自领域的重要基础设施,推动该行业数字化转型发展。

    目前,统合各行各业的基础数据库,构建统一的服务渠道,建设可信的城市基础数据平台建设势在必行。通过可信城市基础数据平台的建设,支撑城市跨领域、跨部门、跨地域的数据共享和业务协同,促进城市数字化转型发展。

    3设计思路

    城市基础数据平台设计从城市基础数据应用的共性需求出发,依托国家及行业和公众发布的权威、可信和可靠的数据资源,构建基础数据库系统。基础数据库系统具有可用性、可溯性、完整性、专业性,并尽量涵盖城市各个领域的基础数据需求。平台将根据智慧城市建设的不同层次和不同级别的需求,制作丰富的基础数据产品,为城市建设者提供数据服务。同时,在平台设计中,引入分类、分级、标签和授权等管理控制机制,保证基础数据应用的安全性。

    4平台设计

    智慧城市基础数据平台是集数据管理、基础数据产品制作和数据服务于一体的城市数字公共基础设施。平台将基于城市各个领域数据,通过采集、汇集、转换、抽取、分类、分级和标签等处理,构建城市公共基础数据库群。在此基础上,结合城市公共基础数据需求,制作城市基础数据产品,供城市治理使用。

    平台采用城市信息模型、ETL、数据分类分级、数据标签、大数据和云计算等技术构建开放的数据平台,并用微服务、订阅和接口等技术,为数据使用者提供开放的数据开发门户平台。数据使用者通过门户平台既可以开发数据智能应用,也可以上传数据,参与数据交易活动。

    4.1总体架构

    智慧城市基础数据平台总体架构如图1所示。

    城市基础数据平台(门户)模块:由注册管理、订单管理、产品目录管理、交易管理、开发管理和系统管理子模块组成。

    数据产品管理模块:由发布产品目录管理、订单跟踪管理、交易计费管理、产品授权管理、产品分级管理、接口管理、性能管理、统计分析、绩效管理等子模块组成。

    数据产品制作管理模块:由产品管理、产品定义、产品制作、发布产品、产品发布、产品数据更新等子模块组成。

    基础数据公共化管理模块:由元数据管理、公共数据模板管理、模板映射管理、数据分级定义管理、数据更新管理、公共基础数据存储管理等子模块组成。

    数据源管理(城市数据系统):模块基于智慧城市信息系统模型,提供数据登记管理、数据检索管理、数据上载和导入管理、源数据管理、数据分级管理和数据更新管理等子功能模块。

    4.2平台功能

    智慧城市基础数据平台由城市基础数据平台(门户)、数据产品管理、数据产品制作管理、基础数据公共化管理和数据源管理等模块组成。

    4.2.1城市基础数据平台(门户)

    使用者利用门户提供的功能,注册到平台上。查询产品目录,选择自己需要的数据产品。确定产品以后,下订单。订单经过平台授权后,下载数据产品。使用者可以利用平台提供的接口和工具,定制开发业务系统。

    平台管理员利用系统管理模块,对平台的使用者、产品管理员、数据产品制作者、平台开发人员、数据管理员、数据分析师、审批人员进行统一管理和授权。

    4.2.2数据产品管理

    产品管理员、平台开发人员和审批人员对数据产品进行管理。数据产品管理模块是后台管理功能。平台将提供数据产品包和数据开发包两大类产品。数据产品包:数据产品可以根据使用者的特性划分为多级产品。缺省分级为三级。一级产品:不需要任何授权和审批就可以下载使用;二级产品:数据产品不含数据源单位授权要求的产品,经过平台审批后即可使用的产品;三级产品:数据产品包含数据源单位授权要求的产品。数据开发包:开发包数据产品同样也分为三级产品,开发包的分类与数据产品包一致。与数据产品包的差异在数据调用的方式(APISDK)。平台开发人员根据前端使用者的要求提供APISDK修改、性能测试和数据定制服务。

    产品管理员、审批人员利用本模块进行产品管理、订单跟踪、交易跟踪、审批、授权、绩效和统计分析管理等工作。

    4.2.3数据产品制作管理

    数据产品开发和制作人员利用产品定义、产品制作和产品验证功能,完成产品的开发和制作工作。产品管理人员利用发布审批功能,对产品进行测试和验证。在此基础上对产品进行安全评估、风险评估、价值评估,产品定价、产品授权定义。最后,利用发布产品功能,把产品写入数据产品库和数据产品目录,供公众使用。数据产品制作流程如图2所示。

    4.2.4基础数据公共化管理

    本模块是城市基础数据平台的重要引擎和核心引擎。它提供元数据管理、公共数据模板管理、模板映射管理、数据分级定义管理、数据更新管理、领域公共数据存储管理、政府基础数据公共化引擎、企业基础数据公共化引擎、社会数据公共化引擎等子模块。平台通过本模块构建无授权基础数据库和授权基础数据库。基础数据公共化建库如图3所示。

    政府基础数据公共化引擎:目前,政府提供两种数据公开方式,一是直接公开;二是授权公开。对于直接公开数据,平台通过映射和重构建设基础数据库,在此基础上补充数据,构建扩展库,以适应城市不同应用需求。对于授权公开数据,映射和重构授权数据,构建授权基础数据库,在授权基础数据库基础上补充数据,构建授权扩展库,以适应城市不同层次应用需求。

    企业基础数据公共化引擎:平台将能源、水利、交通、基础设施和公共事业企业等涉及国计民生企业的数据公共化处理。企业数据公共化分为两种方式,即直接公开和授权公开两种方式。企业数据公共化采用和政府数据公共化相同的处理机制。

    社会基础数据公共化处理引擎:社会数据主要指政府、企业和公众日常活动形成的各种行为数据。这类数据分布在社会活动、消费活动、互联网社区、微博、传媒等载体上,数据属主分散或不明确。对于这类数据,平台将采用互联网、物联网、行业报告采集等技术获取这些社会数据。在此基础上,定义基础数据库和基础数据扩展库,为城市治理提供数据基础。

    为了便于数据产品的共享使用,本模块构建索引库、分级库和标签库。按4.2.2数据产品管理模块分级要求,建设分级库。对所有授权数据打标签,构建标签库。

    基础数据公共化主要采用元数据管理、ETL技术、数据库建模技术和大数据技术。基础数据公共化和基础数据库建设流程如图4所示。

    4.2.5数据源管理

    城市数据源包括城市地形地貌、生态环境、自然资源、基础设施和经济社会数据。这些数据源自于政府、企业和社会经济的各种活动,不断产生和变化。这些数据以文件、图纸、影像、视频等结构化和非结构化形式存储在政府、企业和社会机构的数据库中。本平台利用大数据技术,把这些数据存储到大数据平台,为城市数据的公共化提供坚实的数据基础。

    5总结

    城市公共基础数据已成为智慧城市建设的重要基础。因此,只有在城市全域充分挖掘和共享城市公共基础数据,才能促进智慧城市建设的科学、稳健和持久发展。本文研究设计的智慧城市基础数据平台,抽取城市不同领域的具有公共性、基础性和多级性数据,构建城市多级公共基础数据库。并在城市多级公共基础数据库上,构建城市公共数据产品,为城市不同需求的数据使用者提供数据服务。从而实现城市基础数据应用的公共化和普适化,驱动城市数字化转型和智慧城市深化发展。

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