智慧城市的功能

数信系计科一班陈琳

智慧城市

“智慧城市”的理念把城市本身看成一个生态系统，城市中的市民、交通、能源、商业、通信、水资源构成了一个个子系统，这些子系统形成一个普遍联系、相互促进、彼此影响的整体。在过去的城市发展过程中，由于科技力量的不足，这些子系统之间的关系无法为城市发展提供整合的信息支持。而在未来，借助新一代的物联网、云计算、决策分析优化等信息技术，通过感知化、物联化、智能化的方式，可以将城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来，成为新一代的智慧化基础设施，使城市中各领域、各子系统之间的关系显现出来，就好像给城市装上网络神经系统，使之成为可以指挥决策、实时反应、协调运作的“系统之系统”。智慧的城市意味着在城市不同部门和系统之间实现信息共享和协同作业，更合理的利用资源、做出最好的城市发展和管理决策、及时预测和应对突发事件和灾害。如图1所示:

一、智慧城市的功能

1.1 基础业务

基础业务是智慧城市的基础功能和应用，

完成城市信息的实时获取，实施即时的城市管

理。通过城市网格化管理，实现城市管理信息

化、标准化、精细化和动态化，提高管理效率

并且改善市容市貌和维护城市安全。

（1）数字城管。将城区划分一定面积为单位的

网络状单元，应用物联网技术对违反市容规定

的行为等进行实时监控和精确管理，明确管理

责任人，实现分层、分级、全区域管理。

（2）平安城市。公安系统各级监控系统联网，整合安防监控系统、城市报警系统、电子警察系统等，构建城市安全的基础平台，为侦查犯罪与纠查违规行为提供及时充分的信息和分析支持。

1.2 行政业务

智慧城市的行政业务系统指构建综合电子政务平台、整合公共服务。将一系列行政事务进行整合和管理优化，主要系统功能有：

（1）并联审批。实现市（区）级社区横向联系，政府建立跨各职能部门的数据标准及交换体系。实现各类行政业务的共享。通过信息透明公开，加强社会监管，实现“阳光式”权力运行。

（2）建立网上虚拟电子政务大厅。实现“一站式”市政服务，精简政务流程，不仅降低了行政成本，而且让市民和企事业单位足不出户完成行政审批和其他政府服务，树立服务性政府为民办事的形象。

这两个业务层次虽然是智慧城市的低级应用，但可以有效提高管理效率和降低行政成本。

1.3 智慧服务

智慧服务针对城市面临的具体问题提出智慧解决方案。

（1）智慧城市交通

智慧城市交通整合公共汽车系统、出租车系统、城市捷运系统（MRT）、城市轻轨系统（LRT）、城市高速路监控信息系统（EMAS）、车速信息系统（TrafficScan）、电子收费系统

（ERP）、道路信息管理系统（RIMS）、优化交通信号系统（GLIDE）、电子通信系统和车内导航系统信息，提供综合的实时信息服务，并对交通流量进行预测和智能判断。如果遇到突发事件可以优化应急方案，调动救援资源。如图2所示。

智慧城市交通还可以通过感知交通流量并进行

预测和建立模型，提供智能的“拥堵费”收取

系统、全市联网的停车管理系统，不仅能够充

分使用城市交通基础设施，而且通过“收费”

杠杆引导车流，有效缓解城市交通压力，缓解

拥堵和污染问题。瑞典斯德哥尔摩建立的智慧

交通体系，仅按照拥堵程度对交通车辆进行智

能收费，使该市汽车使用量降低了25%，汽车碳排放降低14%。

（2）智慧城市医疗

智慧城市医疗关怀市民健康，通过建立“语义化个人健康电子病历”，使医疗机构间信息对接，医疗资源得以整合，解决社区医院、专科医院和大医院之间分工协作的问题。使得“小病进社区、大病进医院、康复回社区”成为现实，有助于解决“看病难、看病贵”的问题。在这样的模式下，还可以有效提升用药安全水平和临床诊疗水平。如图3所示

（3）智慧家庭

融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体

的家庭信息化平台，是在家庭范围内实现信息

设备、通信设备、娱乐设备、家用数字家庭电

器、自动化设备、照明设备、保安（监控）装

置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备互

连和管理，以及数据和多媒体信息

共享的系统。智慧家庭提高了家庭生活、学习、

工作、娱乐的品质，是未来生活的愿景。尽管

有多种模式与解决方案，但都包括信息、通信、

娱乐和生活四大功能。交互式网络电视（IPTV）、电脑娱乐中心、网络家电以及智能家居等，都是智慧家庭的体现。如图4所示。（4）智慧食品

近年来我国城市食品供应安全问题频发，引起国人的高度关注，如图5所示。

智慧食品系统包括三个子系统：

①追踪系统。通过物联网技术对农、林、畜、牧、渔的食品原料生产、原料加工、物流运输环节和销售环节，再到餐桌上整个闭合圈全程监控，明确供应链上各个企业责任，控制风险。

②生产评估系统。原料企业、加工和深加工企业可以通过数学模型，把食品质量和工艺联系起来，分析工艺的风险程度，确保符合国家标准。

③食品行业应急机制。包括食品安全的早期预警和突发问题应急管理。当出现突发食品安全事故时，可以追踪事发点、当事人，并查明食品去向，把影响控制在最小范围。显然，智慧食品抓住了食品的生产安全和流通安全，对于诸如生猪产业的“放心肉工程”、“地沟油”控制以及乳制品突发事件的处置都会有很大帮助。

（5）智慧水务管理

水资源越来越成为我国各城市发展的瓶颈，智慧水务系统试图实现水资源的优化利用，包括：

①实施日常监管工作，实时掌握水环境。

对

②流域的整体分布、自然降水、水流、地

下水、水质、人工蓄水、

生活用水、工业农业用水

和污水排放进行实时感知

监控。

②分析数据快速响应，提高水

资源使用效率。一方面，通过

分析海量监测数据，合理规划

水务部门、自来水公司、污水

处理厂、市政建设部门流域取

水和农田灌溉布局，科学决策

调水、取水、污水排放、水再

生、地下回灌等；另一方面，

及时预知管网故障、水质、输水情况和水压等管网健康状况，进行维护、检修和建设。

③加强水污染和突发事件响应，一方面事前发出预警，另一方面污染事件发生后根据污染物、污染源和污染情况的监测数据分析，估计灾害波及程度和制定快速应对方案。

（6）智慧的城市规划

城市规划是对城市未来发展的预测和指导，对于今天城市化快速发展、城市面貌日新月异的中国来说，往往会陷入“规划赶不上变化”的困境。智慧城市规划的关键点在于，结合城市发展的经济、地理、人口、交通的历史和现状信息，对未来趋势进行科学预测，智慧布局交通道路、物流枢纽、中央商务区、工业园区、卫星城、警务、商业网点、医院、银行、公交站点、学校、娱乐设施、文体设施、博物馆、公园等城市规划项目，达到绿色、环保、以人为本的要求。智慧城市规划根据区域的社会与经济发展目标，提出城市功能的优化解决方案，比如老工业区的外迁和升级改造、老商业区和居住区的升级和功能再定位、城中村改造等。如图6所示。

智慧服务还包括工业园区和城市一体化平

台、绿色供应链、智慧城市电力供应和社保

决策系统等。随着城市运行中问题的不断涌

现，智慧城市的智慧服务内容也将不断丰

富。

1.4 智慧运行管理

（1）日常运行管理

智慧城市系统的综合运行，需要智慧城市的

综合指挥指令中心来指挥协调，包括：

①促使智慧城市的运行和短、中、长期综合规划衔接，达到各时期目标。

②综合指挥中心，作为智慧城市的“总中心”，指挥协调各智慧服务系统的“分中心”，形成智慧城市系统的宏观运行。

③负责智慧城市系统日常维护和升级工作。如数据的储存、维护，软硬件设施的运转维护以及系统升级等。

（2）城市应急系统

在城市面临突发事件时，城市应急系统启动。突发事件是指自然灾害（地震、洪水、海啸、