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智慧城市整体建模技术初探

行业资讯 2018-05-11 15:20

  为破解智慧城市分行业垂直构建信息系统带来的信息资源分散整合的难题,本文提出一个新的解决方案,即运用“分层构建、横向整合、模型聚合、平行演进”的机制,模仿智慧生命体的层次架构对智慧城市进行层次化的建模设计,使得在现实城市中纵向分布的信息资源,在信息系统的虚拟城市模型中得到横向的大整合,发掘出一项在云计算和大数据的环境下,可对垂直构建的信息系统进行具有兼容性、诱导性和可演进性的整体架构设计的新技术。


  2009年,IBM公司提出智慧地球理念,随后又提出了智慧城市的理念。作为人类社会形态大变革工程的主体工程,智慧城市的建设揭示了人类对待大自然的态度,即正在进行“从与之做斗争到与之和谐相处”的转变。


  作为中国智慧城市建设试点城市之一,珠海智慧城市建设一开始就吸引了来自全世界的目光。智慧城市建设迫切需要一种具备兼容性和诱导性的、可平滑演进的且基于云计算和大数据的整体架构设计方案实现顶层设计。寻求一种真正把城市当作整体对象建模的方法,就成为实现该架构设计的关键任务。基于此,本文将对智慧城市整体建模技术进行初步探讨。


  智慧城市模型化研究现状


  IBM的MeeganJohn和WellsKeith阐述了智慧城市数据模型的标准格局,强调统一的智慧城市数据标准对实现城市跨信息系统的相互操作性、数据表示和交换、数据聚合、虚拟化和应用的灵活性都有极为重要的作用。


  随着云计算与大数据技术越来越成熟且成为未来技术走向不可逆转的大趋势,将城市所有领域的领域模型集中于云计算和大数据中心而聚合为一个统一的城市领域模型的能力将逐渐具备。


  随着相关研究从智慧城市数据模型向信息模型和智能处理模型转移,国内一些学者也从多个不同的维度和角度对智慧城市进行了模型化的研究。综合来看,这些研究成果涵盖了城市规划、城市运行管理及评价体系、信息系统架构设计等,有效地研究了智慧城市整体性的内涵与外延。


  智慧城市横向建模大整合机制


  根据当前的理论研究与实践成果以及自身的工作经验,笔者提出智慧城市横向建模大整合机制,即:分层构建、横向整合、模型聚合、平行演进。


  上述四大整合机制的相互关系是:分层构建是横向整合的前提,分层整合将城市要素层次化,进行抽象分类分解,从而建立了横向的资源汇聚、通约整合的机制。这四大整合机制的有机结合,构成智慧城市大整合信息系统的内核运行机制。

城市三维建模

  智慧城市业务模型


  以往智慧城市的顶层设计多以业务领域的纵向视角对不同领域(如电子政务、交通、能源、教育、医疗等)进行分领域的业务建模。正是这种传统的建模视角带来了各领域系统的分散独立的设计和建设,从根本上形成了数据孤岛、信息孤岛和智能孤岛。为打破这一局面,应在保留传统的纵向建模维度的基础上,增加一个新的横向建模的维度,从横向分层的视角来抽象整合智慧城市全领域的业务模型。


  智慧城市信息系统模型是对需要在计算机系统中运转的城市业务过程进行表达的模型。系统建模的结果是通过计算机软件运行来表达的模型,是驱动智慧城市应用软件的分析、设计、开发和测试、部署、应用与维护全生命周期的动力。


  智慧城市大整合模型的信息系统


  同于目前流行的社会视角和城市业务视角的“顶层设计”,智慧城市信息系统整体架构设计是将智慧城市信息系统当作一个整体对象进行构建实施的技术性方案,具有和具体的实施人员、实现技术、实现方法和实施过程紧密关联的一整套针对高层运转机制的、工程化的设计和实施构想。


  正是在这两条服务支撑的通道间,根据实际情况的选择逐渐将“竖井模式”应用的功能转移到能力支撑平台上来,变成大整合的应用,实现“竖井式”应用的大整合诱导转变。这样,在智慧城市信息系统构建中,接纳传统“竖井模式”应用,又能在云计算和大数据平台内部逐步进行转变,还能在未来根据应用需求对大数据中心应用数据资源直接开发整合建成应用系统。


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