新型智慧城市顶层设计架构及设计要点
甄峰--顶层设计、规划引领——智慧城市建设可持续发展的思考
顶层设计、规划引领 ——智慧城市建设可持续发展的思考
甄峰 南京大学城市规划设计研究院有限公司 南京大学智慧城市研究院 南京大学建筑与城市规划学院 20141212
主要内容
一、智慧城市建设的背景 二、国内外智慧城市建设经验与教训 三、顶层设计——智慧城市建设的总体框架 四、规划引领——促进智慧城市的协同规划与建设
智慧城市和郊区新城建设以及生态文明建设。
国务院总理李克强2013年11月21日下 午在人民大会堂与欧洲理事会主席范龙 佩、欧盟委员会主席巴罗佐共同出席中 欧城镇化伙伴关系论坛并致辞。 李克强说，中国的新型城镇化会带来巨大商机。中欧双方不 仅要加强政府间的合作，更要深化企业界、智库、设计人员 等多层次的交流互鉴，在规划设计、公共服务、绿色建筑、 智能城市、历史文化和风貌保护等领域加强合作。 2014年4月25日，国务院总理李克强在人民大会堂会见丹 麦女王玛格丽特二世。
技术进步是基础，技术应用是本质
2、服务业经济的转型
农业社会
工业社会
高速、宽带、融合、 无线的信息基础设施 将联通所有人或物
信息社会
精细管理、高效透明、 将成为公共管理的必 然趋势
2智慧城市的总体框架
智慧城市的总体框架智慧城市总体框架设计分为硬件层、大数据层、应用支撑层、应用层、用户展现层。
下面我将为您详细介绍：硬件层硬件层包括传感设备、定位设备、终端设备、存储设备、网络设备、计算设备等信息基础设施。
大数据层大数据层主要包括支撑城市管理、服务的全部数据，包括市民卡数据、城市管理数据、公共服务数据、视频数据、分析数据、电子政务相关数据等。
在大数据的基础上以云计算的方式进行存储和计算，进行数据共享和数据挖掘，为城市管理及服务提供数据支撑。
应用支撑层应用支撑层包括J2EE、ESB等给予SOA的基础中间件，数据交换、统一认证、门户、系统管理、资源管理等组件，综合信息与系统集成平台、数据资源管理平台、统一身份认证平台、数据交换共享平台、数据存储分析展现平台、可视化管理系统等。
应用层应用层主要包括城市综合管理、城市市民卡、城市公共安全、城市交通管理、城市公共卫生、城市公共设备监控管理、应急指挥、电子政务公众服务、城市公共信息服务等服务政府及便民的应用。
表现层表现层通过人性化界面、单点登录、门户管理、门户信息发布、信息检索等以门户的方式为用户提供使用界面。
根据目前国内城市发展的需求，“智慧城市”建设的重点应放在政府、城市管理、社会民生服务、产业经济的全面信息化方面。
政府信息化包括加强政府云计算数据资源中心、协同办公平台、电子政务平台、网上行政审批等方面的建设；城市管理信息化包括城市大城管、城市应急指挥、城市公共安全、城市智能交通、城市基础设施等方面的建设；社会民生信息化是通过物联化、互联化、智能化实现城市一卡通、智慧教育、智慧文化、智慧旅游、智慧金融、电子商务、智慧安监、智慧社区等智慧服务；产业经济的信息化主要通过信息化的手段加强企业服务平台、企业资源管理平台、企业流程再造、企业安全管理等方面的建设，将企业的生产过程、物料移动、事物处理、现金流动、客户交互等业务过程数字化，使企业资源合理配置，以使企业能适应瞬息万变的市场经济竞争环境，求得最大的经济效益。
智慧城市系统方案设计方案
智慧城市系统方案设计方案智慧城市系统是一种综合利用信息技术、电子通信技术、传感器技术等先进技术手段，对城市基础设施、公共服务、环境资源等进行智能化、网络化、数字化管理和服务的系统。
下面是一个智慧城市系统方案的设计示例，以方便实现城市的智能化管理。
一、概述智慧城市系统的设计方案基于物联网技术，通过建立城市各类设施的传感器网络，实现对城市基础设施、公共服务、环境资源等进行数据采集和实时监测，进而提供优质高效的城市管理和服务。
二、系统架构1. 设备层：采用各类传感器和执行器装置，用于采集城市各种数据信息，并实现对城市基础设施的智能化控制。
2. 网络层：建立城市的传感器网络，将各类数据传输到云平台，实现设备之间的通信和数据传输。
3. 云平台层：将各类数据集中管理，实现数据的存储和分析处理，并提供数据可视化和决策支持。
4. 应用层：基于云平台提供的数据，开发各类应用程序，用于为市民提供智慧城市服务，如交通导航、智能社区、环境监测等。
三、主要功能1. 数据采集与监测：通过传感器实时采集城市基础设施、公共服务和环境资源等数据信息，并实现对数据进行监测和分析。
2. 智能化控制：根据采集的数据，实现对城市基础设施的智能化控制，如智能交通信号灯、智能垃圾桶等，提高城市运行效率和资源利用率。
3. 数据管理和分析：将采集的数据通过云平台进行集中管理和分析处理，为城市管理者提供决策支持和数据可视化展示。
4. 市民服务：基于云平台开发各类智慧城市应用程序，为市民提供便捷的服务，如交通导航、智能停车、环境监测等。
5. 安全防护：通过建立城市视频监控系统、智能安防系统等，实现对城市公共安全的全面监控和预警。
四、具体技术支持1. 物联网技术：通过传感器、无线通信等技术，实现对城市设施的数据采集和控制。
2. 云计算技术：通过云平台对数据进行存储和处理，提供数据管理和分析功能。
3. 大数据技术：利用大数据分析技术，对采集的数据进行处理和挖掘，为城市管理决策提供支持。
智慧城市基本构架及涉及的领域
智慧城市基本构架及涉及的领域智慧城市是指运用各种先进技术手段，以提高城市综合管理水平、促进城市可持续发展为目标的城市发展模式。
智慧城市基本构架是其实施的基础，而智慧城市涉及的领域则是构筑智慧城市的重要组成部分。
一、智慧城市基本构架智慧城市基本构架包括基础设施、数据管理与分析平台、智慧服务、应用系统等四个方面。
1. 基础设施基础设施是智慧城市的基石，包括信息通信基础设施、物联网设施、能源与交通设施等。
信息通信基础设施提供了城市内部通信和连接外部网络的能力，为智慧城市的整体运行提供支撑。
物联网设施则将传感器和通信技术结合，实现城市各项设备的互联互通，为数据的采集和传输提供基础。
能源与交通设施是智慧城市的两大关键领域，通过智能能源管理和智能交通管理，提高城市的能源利用效率和交通流畅度。
2. 数据管理与分析平台智慧城市的数据管理与分析平台负责数据的收集、存储、处理和分析。
通过建立智能感知网络和数据中心，实现对城市各个领域数据的实时采集和存储。
同时，通过数据分析和挖掘技术，将海量的数据转化为有用的信息和知识，为决策者提供科学依据。
3. 智慧服务智慧城市的中心目标是提供便捷、高效的公共服务。
智慧服务包括智慧交通、智慧环保、智慧医疗、智慧教育等领域。
智慧交通通过智能交通管理系统，提高交通流畅度和交通安全性；智慧环保通过监测和预警系统，实现对环境污染的实时监控和治理；智慧医疗通过医疗信息化和远程医疗技术，提高医疗服务的质量和覆盖范围；智慧教育通过数字化教学平台和智能教室，提高教育资源的共享和利用效率。
4. 应用系统智慧城市的应用系统是各领域智慧服务的实施平台。
应用系统包括智慧交通管理系统、智慧环保管理系统、智慧医疗管理系统、智慧教育管理系统等。
这些系统通过整合各领域数据和管理资源，实现对相应领域的精细化管理和优化。
同时，应用系统也为市民提供了智慧城市服务的窗口。
二、智慧城市涉及的领域智慧城市涉及的领域广泛，包括了经济、环境、交通、教育、医疗等各个方面。
智慧城市建设的总体架构
智慧城市建设的总体架构
智慧城市总体架构包含1个平台、4个层次，2个保障。
一个平台为应用支撑平台，4个层次为感知层、传输层、数据层、应用层，2个保障为信息安全体系和管理机制。
感知层：
智慧城市的感知范围从公共事务管理、公众社会服务和经济发展建设3大应用领域入手，重点围绕交通、能源、物流、工农业、金融、智能建筑、医疗、环保、市政管理、城市安全等重点行业的应用和难点，分别采用移动终端、RFID、智能卡、GPS定位等不同技术进行基础数据采集。
传输层：
随着各种通信技术逐步走向融合，如移动通信技术与IP网络的融合，电信网、电视网、计算机网、卫星通信网走向融合，智慧城市传输层形成天地一体化的基础网络、服务化的信息系统、聚合化的运营平台和多样化的业务应用。
数据层：
数据层由2体系、3库、1渠道构成。
2体系是指统一信息资源模型体系、统一信息编码体系；3库是指数仓库、信息系统数据库和知识库；1渠道是指信息资源访问渠道。
在统一信息资源模型体系、统一信息编码体系和数据仓库的基础上，通过信息系统数据库和文件库为日常的业务管理与查询提供支撑，数据仓库体系为决策支持应用
提供支撑，信息资源访问渠道为各种信息资源应该提供访问接口。
应用层
应用层暴扣智慧的产业发展体系、智慧的环境和资源体系、智慧的城市运行体系、智能的城市交通体系、智能的民生保障体系以及智慧的幸福生活体系。
支撑服务层
支撑服务层强调两大平台，一是公共应用支撑平台，二是电子政务应用支撑平台。
安全保障体系
智慧城市安全体系建设需准确建立在业务流程整合和业务数据规范交互基础之上，从信息系统等级保护角度提出安全体系的设计思路与安全防护策略。
智慧城市顶层设计若干建议
智慧城市顶层设计若干建议◎撰文I陈德全王力黄思思郑玉妹何晓玲我国智慧城市发展存在的问题虽然我国智慧城市发展迅速，总体呈现良好态势，但仍存在一些问题。
一是顶层规划仍需进一步完善。
我国在智慧城市建 设过程中给予了各地市充分的自主权，旨在让各地市能够 因地制宜，灵活设计和建设智慧城市，但是也出现了一些 盲目建设、浪费资源的情况。
各地市智慧城市建设的不统 一也会对智慧城市集群及智慧中国的建设造成阻碍。
二是数据孤岛现象依旧存在。
由于城市数据的多 源异构属性，数据庞大复杂旦融合困难，容易产生数据 孤岛。
数据孤岛将影响协同治理能力的提升，不利于各 部门协调联动，还容易导致各部门重复建设应用或数据 模型，造成浪费。
三是区域发展不均衡。
东部和中部地区在智慧城 市发展上远远超过东北部和西部地区，同时，各地均致 力于在主城区发展智慧城市，而极少向农村地区发展。
四是智慧城市共建生态尚未形成。
一方面，我国 的智慧城市运营管理体系尚未形成，社会资本参与度不 足；另一方面，企业在智慧城市建设项目中的收益时 间、收益标准及验收标准尚不明确，存在一定的风险，影响企业参与智慧城市建设的积极性。
五是信息保护有待加强。
智慧城市的建设需要获取 大量政府、企业及居民信息，但是关于信息泄露防控、信息 流通安全保障的政策措施和创新技术等还需进一步研究。
多伦多智慧社区规划分析针对智慧城市建设的问题，伦敦、纽约、东京 等全球性城市各种规划、研讨、实验不断，纷纷出台对智慧城市的中长期发展战略规划。
其中，谷歌旗下 S i d e w a l k L a b s在加拿大多伦多滨水区项目中提出了 结合C I M模型的数字孪生城市模式，呈现出一个基于 数据驱动和运营的新型智慧城市图景。
顶层设计先行多伦多滨水区项目旨在通过打造一个环保、人性 化的智慧小镇，为本地居民和外来人员提供高质量的生 活，为正在尝试解决各种城市发展问题的个人、企业和 政府提供一个理想的环境，共同解决能源匮乏、房价高 昂以及交通拥堵等问题，使多伦多成为全球城市的创新 型工业中心，甚至成为全世界的智慧城市典范。
智慧城市解决方案
城市可持续发展， 体现城市特色，形 成城市品牌。
共性需求
信息基础设 施
政务服务
便民服务
个性需求
农业 旅游业 加工业
公众服务
……
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智慧城市分析类应用建设现状基本分析
根据城市的现有资源，制订县域智慧城市的发展方案
自然资源
矿产资源 农业资源 旅游资源
政策支持
保税区 高新区 开发区 示范区
末梢神经（感知层） 神经网络（传输层） 脑核（数据基础层） 皮质层（决策层） 小脑（执行层）
城市小脑 VS 智慧城市
人工智能 算法决策
人工决策
二、建设思路及原则-建设理念
业务
SAAS云服务
行业解决方案
咨询服务
开放平台 (PAAS)
A I
视觉智能
特征识别
AI 认
分类
感
知
知
服
服 语音智能 虚拟现实 务 趋势
智能化终端/网关
泛在网络
城市大数据
人工智能
MEMS引领物联网传感 和芯片技术产业变革。 MEMS具备的体积小、 质量轻、低功耗、高 精度、设计制造灵活、 集成度高等优势。 智能化终端/网关采 用MEMS技术。 物联网MCU加速向高 性能、低功耗、高集 成度方向发展。
短距离技术与低功率 广域网的发展显著提 升物联网的泛在连接 能力。 LPWAN构建泛在网络。 • NB-IoT • LoRa
物联网 · 数据分析平台 · 物联网能力服务、规则引擎、 生命周期管理
硬件、数据 数据 溯源
安全
数据 决策
· 基于“听说看辨想”的基础能力平
接入&节点管理、账本应用
智慧城市建设需要注意哪些关键点
智慧城市建设需要注意哪些关键点随着科技的飞速发展和城市化进程的不断加快，智慧城市建设已经成为了当今社会发展的重要趋势。
智慧城市旨在利用先进的信息技术，实现城市的智能化管理和高效运行，提高居民的生活质量和城市的竞争力。
然而，智慧城市建设是一个复杂而长期的系统工程，需要注意诸多关键点，才能确保其顺利推进和取得预期效果。
首先，顶层设计至关重要。
在智慧城市建设之初，需要制定一个全面、科学、前瞻性的顶层设计方案。
这个方案应该明确智慧城市的发展目标、总体架构、主要任务和实施路径。
要充分考虑城市的现有基础、发展需求和未来趋势，确保各个系统之间的兼容性和协同性。
如果顶层设计不合理，容易导致各个部门各自为政，信息孤岛丛生，资源浪费严重。
例如，在交通领域，如果没有统一的规划，智能交通系统与城市规划、公交系统等无法有效衔接，就难以实现交通的整体优化。
其次，数据的整合与共享是关键环节。
智慧城市的运行依赖于大量的数据，包括人口、交通、环境、能源等各个方面。
然而，目前许多城市的数据分散在不同的部门和系统中，格式不统一，标准不一致，难以实现共享和综合利用。
因此，需要建立一个统一的数据平台，打破部门之间的数据壁垒，实现数据的整合、清洗、标准化和共享。
同时，要注重数据的安全和隐私保护，制定严格的数据管理制度，防止数据泄露和滥用。
只有数据能够自由流通和充分利用，才能为智慧城市的决策提供有力支持。
再者，技术创新与应用要紧密结合实际需求。
在智慧城市建设中，会应用到物联网、大数据、云计算、人工智能等众多先进技术。
但不能盲目追求新技术，而忽视了城市的实际问题和需求。
比如，在一些老旧小区的改造中，如果强行推广过于复杂的智能设备，可能会因为居民的接受程度低、维护成本高等原因而无法达到预期效果。
技术的选择和应用应该以解决实际问题、提高城市管理效率和服务质量为出发点，因地制宜，循序渐进。
另外，智慧城市建设要注重以人为本。
城市的核心是人，智慧城市的建设最终目的是为了提高居民的生活品质。
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新型智慧城市顶层设计架构及设计要点
在信息技术快速发展的背景下，智慧城市逐渐成为城市发展的方向。
为了实现智慧城市的目标，需要有一个可行的顶层设计架构来指导其
建设和运营。
本文将介绍新型智慧城市的顶层设计架构及设计要点，
以便于实现智慧城市的成功建设。
一、智慧城市顶层设计架构
智慧城市的顶层设计架构主要包括物联网、大数据、云计算、人工
智能、数字化基础设施等关键要素。
这些要素相互依存、相互支持，
构成了智慧城市建设的框架。
1. 物联网：物联网是智慧城市的基础设施，通过连接和感知各种设备、传感器和终端，实现信息的采集、传输和处理。
物联网提供了数
据源和信息交互的基础，是智慧城市建设的基石。
2. 大数据：智慧城市建设产生大量的数据，包括人口、交通、环境
等各个方面的数据。
大数据技术可以对这些数据进行收集、存储、挖
掘和分析，提供决策支持和服务优化的依据。
3. 云计算：云计算是智慧城市数据处理和存储的基础，能够提供强
大的计算和存储能力。
通过云计算，各个部门和应用可以共享和利用
数据，实现资源的共享和协同。
4. 人工智能：人工智能包括机器学习、深度学习、自然语言处理等
技术，可以实现对数据的智能分析和应用。
在智慧城市中，人工智能
可以用于交通管理、环境监测、智能安防等方面，提高城市的智能化
水平。
5. 数字化基础设施：智慧城市需要建设数字化基础设施，包括城市
宽带网络、智能传感器、智能终端等。
这些基础设施为智慧城市的各
项应用提供支撑，是智慧城市建设的基础。
二、智慧城市顶层设计要点
在实际建设智慧城市时，需要注意以下几个要点，以确保顶层设计
的成功实施。
1. 需求导向：顶层设计应该紧密围绕城市发展的需求，结合城市的
特点和目标，确定智慧城市的建设方向和重点。
需求导向可以确保智
慧城市的建设符合实际需求，并能够实现经济效益和社会效益的双赢。
2. 统筹规划：智慧城市建设涉及到多个领域和层面，需要进行全面
的统筹规划。
在顶层设计中，要考虑各个要素之间的协调关系，使得
各个部分能够有机地结合在一起，实现整体效益的最大化。
3. 安全保障：智慧城市的建设必须重视信息安全和隐私保护。
在顶
层设计中，要充分考虑数据的安全性和隐私保护，建立完善的安全管
理体系，确保智慧城市的稳定运行和用户的信任。
4. 公众参与：智慧城市的建设是一个庞大而复杂的系统工程，需要
广泛动员社会各方力量的积极参与。
在顶层设计中，要充分考虑公众
的意见和需求，建立开放、透明的决策机制，促进公众参与和共建共享。
5. 持续创新：智慧城市的建设是一个长期的过程，需要不断进行技术创新和应用创新。
在顶层设计中，要留出足够的空间和灵活性，容纳未来的新技术和新应用，保持智慧城市建设的活力和可持续发展的能力。
三、结论
新型智慧城市的顶层设计架构是指导智慧城市建设和运营的重要依据。
通过合理的架构设计和关键要素的整合，可以实现智慧城市的高效运行和可持续发展。
同时，在顶层设计中要注意需求导向、统筹规划、安全保障、公众参与和持续创新等要点，以确保智慧城市的建设能够顺利进行。
只有这样，智慧城市才能真正实现其理念和目标，为人们的生活带来更多的便利和品质提升。