基于大数据的城市运行和综合管理平台建设探讨

基于大数据的城市运行和综合管理平台建设探讨 摘要 随着城镇化进程和经济社会的发展，现代城市越来越呈现出复杂巨系统的特性。传统的将城市系统分割成若干子系统，以专业职能部门为基本单位强化专业的管理方式，已经越来越难以适应和解决现代城市运行中出现的一系列问题。大数据技术以及城市大数据的发展，为将钱老先生提出的描绘和分析复杂巨系统的综合集成法应用于城市综合管理提供了基础。本文将综合集成法应用于城市综合管理，创新性地提出了城市运行和综合管理平台应用建设，对城市运行和综合管理平台在城市综合管理中的意义、与城市管理中涉及的各行业应用系统的关系、功能组成等进行了阐述。同时针对乌鲁木齐市城市特点以及发展要求，提出了在乌鲁木齐市的应用和推广城市运行和综合管理平台建设的必要性。

关键词 复杂巨系统；城市综合管理；从定性到定量综合集成法；大数据 1 现代城市发展以及信息技术的发展，为现代城市综合管理创新提供新机遇 城市管理是指以城市为对象，以城市基本信息流为基础，运用决策、计划、组织、指挥、协调、控制等一系列机制，采用法律、经济、行政、技术等手段，通过政府、市场与社会的互动，围绕城市运行和发展进行的决策引导、规范协调、服务和经营行为[1]。随着城镇化步伐的不断加快和社会经济发展，城镇化水平不断提高，人口、资源、交通、环境、公共服务等因素陆续集中在城市中，现代城市作为区域政治、经济、文化、教育、科技和信息中心，是劳动力、劳动资本、各类经济、生活基础设施高度聚集，人流、资金流、能量流、信息流高度交汇，呈现出多维度、多层次、多结构、多系统、从宏观到微观的纵横交织、错综复杂的动态非线性等复杂特征。从复杂性科学的视角审视城市管理，现代城市及城市管理是一类开放的复杂巨系统。

城市管理的复杂巨系统特性使得传统的分析、叠加方法在城市管理中失效。传统的分析、叠加方法，将城市系统分割成若干子系统，以专业职能部门为基本单位强化专业的管理方式，而城市管理各子系统之间的复杂交错性使得子系统分割难以科学。同时在城市管理中的分解和简化的还原造成条块分割、各自为政、职责交叉、管理粗放、缺乏协调一系列问题。复杂性科学的发展，为现代城市提供了新的思路和新机遇。1992年钱学森先生提出了通过人机结合、從定性到定量的综合集成法，采用整体思维、动态思维和关系思维，实现对复杂巨系统的描述和分析。综合集成法就是将专家群体、数据和各种信息、计算机、网络等信息技术有机结合起来从而把各类数据、信息、经验、知识、智慧集成起来，构成一个高度智能化的人机结合的系统，从多方面经验性的定性认识上升到定量认识，从而对复杂巨系统进行描述和分析[2]。

同时随着信息技术的发展以及智慧城市建设，物联网、云计算和移动互联网、大数据技术在城市建设和管理中得以充分应用，城市物联感知体系、城市WIFI、城市视频联网系统、城市网格化采集系统等建设，使得城市积累了大量的城市数据，为现代城市管理者，以开放的复杂巨系统理论为指导，充分利用钱老先生的 综合集成法和信息通信技术，通过人机结合，实现对城市管理这个复杂巨系统的描述和分析，推动城市管理数据的互联互通，推动跨层级、跨部门的业务整合与集成，提升城市管理者的决策水平、提升协同创新能力，从而提升城市的综合管理与协调能力。

2 城市运行和综合管理平台是实现现代城市综合管理重要的技术手段 2017年5月国务院办公厅发布《关于印发政务信息系统整合共享实施方案的通知》国办发【2017】39号，其中提出国家政务信息化工程建设“大平台、大数据、大系统”，“构建深度应用、上下联动、纵横协管的协同治理大系统”。城市运行和综合管理平台是城市级“协同治理大系统”，是在城市大数据基础上，应用城市管理综合集成法，从城市规划、建设、运行等城市管理阶段，基础设施、公共事业、城市环境卫生、市容景观、社情民意等知识维度，应用各行业领域专家知识与经验进行数字化，对城市运行态势进行描述，通过城市运行态势展示、城市事件协同联动、城市模拟仿真、城市领导决策支撑等功能，准确掌握城市运行总体情况，按照城市发展规律加强对城市运行各类问题的监测和预警，实现城市管理各作业机构之间的业务协同与联动，为城市运行和管理提供科学决策，从而实现城市综合管理的明确问题、指标设计、系统建模、分析与综合、决策、执行及监督评价的全过程信息系统支撑。城市运行和综合管理平台与各行业领域专业应用系统、城管中心、应急指挥中心等分中心之间的关系如图1所示。

城市综合管理中基于城市大数据的城市运行和发展态势描述与分析是至关重要的。城市运行和综合管理平台首要功能是融合城市运行和综合管理的各类数据信息，实现结构化和非结构化数据的集成和融合，并将城市大数据从城市规划、城市建设、城市运行等城市管理阶段，基础设施、公共事业、城市环境卫生、市容景观、社情民意等知识领域以及城市态势实时数据、历史数据、分析数据等多个维度[3]进行划分和提炼，形成一套城市运行态势指标体系，以此来描述城市整体运行和发展的态势。

城市综合管理中利用机器学习计算和交互可视化技术实现城市模拟仿真，描绘城市画像是清晰认识城市这个复杂巨系统对象另一个重要手段。城市运行和综合管理平台通过数据空间化、三维技术、大数据技术等，运用等时圈计算、可达性计算、多变量分类、多元数据关联分析、数据降维、多元色彩模式辅助认知、最优现行排序、地图矩阵、时空矩阵、多视角协调互动等多种分析模拟技术，通过不同应用场景，对城市运行进行模拟仿真。

城市综合管理需要各个子系统与城市系统总体发展管理实现目标协同，需要协调处理城市综合管理重大事项和突发事件，实现各专业管理部门之间的联动和业务协同。因此，跨层级跨部门的业务整合与集成是关键。城市运行和综合管理平台，基于城市运行和发展态势的准确实时描述与分析，可以第一时间预测城市运行隐患或获得城市事件信息，并通过城市事件协同联动流程控制、任务分发、信息下达等，将城市管理各个部门各个分指挥中心以及各个作业单位调动起来，从而实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同管理，确保整个城市系统高效有序的协调运行。城市综合管理需要根据对城市运行态势清晰认识，需 要对城市的发展全景、整体运行态势进行分析，对城市不确定事件进行预测和初判，并为减少预测发生事件的风险做出预防准备，并实现城市运行和管理的科学据决策。城市运行和综合管理平台通过数据与信息的采集对城市整体运行情况进行监测，通过对真实运行的数据和信息分析实现对城市运行态势的总体判断，通过综合集成形成决策和协同并进行调控，发挥城市综合管理的整体效能，通过建模、仿真、分析过程对城市管理大数据进行价值挖掘和应用，实现从经验式管理向数据驱动的科学管理模式转变。

城市运行和综合管理平台建设内容，包括支撑平台和业务应用系统的建设，支撑平台分别为数据配置管理、事件管理、统一通讯管理、API联动管理、GIS平台、视频接入存储管理、大屏显示管理；应用系统分别为城市运行态势监测预警系统、基层综合治理联动系统、城市级事件协同调度系统、领导决策支撑系统、城市运行仿真系统、数据开放与信息服务系统、中心运行管理系统。其体系架构如图2所示。

城市运行态势监测系统根据预先设定的城市运行指标，基于空间地理信息，实现生态城各项设施设备运行状况、各类事件信息的监测和预警，通过城市运行统一视图帮助生态城领导和各专业部门了解城市整体运行情况，优化业务管理水平。

城市级事件协同调度系统基于城市级事件包含但不限于城市火灾、地震、海啸、洪水、重大交通事故、危化品泄露、踩踏、暴动、恐怖袭击等事件处理的流程管理系统，可实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的协同管理。

城市运行仿真与统筹规划分系统，为城市各领域的发展规划提供平台支撑以及仿真推演，优化规划方案；对城市重大事件的发生、发展进行建模、分析、预测、评估，为事件的快速处置提供行动指导；实现对城市各领域的精确化管理和城市资源的集约化利用，及土地规划、经济和社会发展规划、城乡空间规划等的多归合一，实现规划共享，规划比对，冲突检测，同时可为交通疏导、防洪排涝提供决策支持。

3 乌鲁木齐市开展城市运行和综合管理平台建设的重要意义 新的发展时期，国家对新疆維吾尔自治区城镇化程度提出要以较大的增速发展。根据《新疆城镇体系规划（2012-2030年）》，新疆城镇化发展目标为，到2020年新疆城镇人口占新疆总人口比重达到58%；到2030年城镇人口占总人口比重达到66%至68%；城镇化质量不断提高。据国家统计局收集的数据显示： 截止2017年初，我国的城镇化率平均为57.35%。2017年新疆人口2181.58万人，城镇化率48.35%，低于全国水平9个百分点。由此可见，若要达到新疆城镇化体系规划的目标，未来8年，新疆城镇化必须大提速，年均增加速度要从0.74个百分点，提高到2.0个百分点。乌鲁木齐市是新疆维吾尔自治区的首府，是新疆政治、经济、文化、科技、教育、交通、金融和商贸中心，是新疆唯一的特大城市和区域经济的最大增长极。乌鲁木齐城镇化发展，以及与之配套的新型城镇化的城市综合管理，对新疆城市集群化发展具有重大的战略意义，对疆内以及其他 少数民族地区起到很强的指导和示范作用。 近年来，乌鲁木齐市围绕社会稳定和长治久安总目标，积极融入“一带一路”国家战略，在城市规划建设管理等方面取得了明显的成绩，为新疆稳定发展大局做出了积极贡献。2013年乌鲁木齐市被列为国家智慧城市建设试点，三大电信运营商和国家广电网络、曙光集团等大型信息化基础技术企业落户乌鲁木齐市，城市法人库、人口库、空间库三大数据库项目已完成数据采集加工入库、数据共享交换平台建设、运行环境部署和系统上线试运行等工作，实现了全市人口、法人、空间地理公共基础数据的入库和共享，为全市各智慧城市项目建设应用提供基础数据支撑和保障；政务服务云平台已经实现15家委办局的63个业务系统、3类操作系统、2种开发语言、4类数据库的系统整合与数据迁移。人口信息共享服务平台实现人口信息社会化服务管理等功能；另外建筑能耗监测平台、智能公交子系统、建筑市场移动终端现场执法管理系统和建筑市场管理系统、燃气管理信息平台、能耗监测及管理服务平台等系统都正在启动或完成建设。各专业应用系统都已投入运行，并支撑乌鲁木齐市智慧城市运行和管理，但从城市整体管理来看，各领域和各部门资源未能充分整合、信息孤岛现象突出，各行业主管部门还尚未形成业务联动和协同。因此融合当前城市已有各业务系统之上构建城市运行综合管理平台是解决当前问题的方式，也是乌鲁木齐市开展新型智慧城市建设的一个重要抓手。

在乌鲁木齐市基于政务云环境及乌鲁木齐市城市信息资源，建设城市运营管理中心，搭建城市运行和综合管理平台，接入全市已建的各行业专业应用系统，对全市能源、交通、市容环境、公共卫生、环境质量等城市运行指标数据及重点区域、城管问题、突发事件、市民投诉等信息进行在线监测，融合各部门数据，实现对城市运行状态的全面感知、态势预测、事件预警，对城市重大事件的发生、发展进行建模、分析、预测、评估，为事件的快速处置提供行动指导，为决策层提供辅助决策，通过业务融合为政府部门提供业务协同服务，打造新型智慧城市运营管理新模式，实现城市的科学规划、集约建设和高效运行，向智慧社会的目标迈进。