CN111092938A - 一种基于云平台的智慧城市管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于云平台的智慧城市管理系统，所述系统包括：基础设施层，用于提供系统数据接入服务和城市资源数据采集，并将上述城市资源数据实时存储到数据共享层；基础服务层，用于开发和运行平台作为服务提供给用户；数据共享层，用于汇集各类基础业务系统数据形成海量的交通数据，利用云计算大数据处理技术形成综合的信息共享数据库，打破信息孤岛限制，实现数据的汇聚与共享；应用集成层，包括应用管理以及应用配置管理；云服务平台，用于根据获取的基础设施层的数据通过应用程序接口和通信网络进行安全分析。通过云技术将城市管理的各个领域数据进行分析交互，实现智慧城市的模块化集成管理，且各模块功能明确，管理更加合理完善，能提供智慧城市内居民所需的多项服务，有助于提高居民生活品质，并有助于智慧城市的建设。

Description

一种基于云平台的智慧城市管理系统

技术领域

本发明涉及城市大数据的应用技术领域，具体是一种基于云平台的智慧城市管理系统。

背景技术

智慧城市是指运用物联网、云计算等新一代信息技术，全面感知、有效整合与处理物理城市内部各种数据信息，赋物以智能，集聚人之智慧，通过政府的智慧化管理，使城市内部各个系统协调一致，为城市企业提供良好的发展空间，为城市居民提供优质的生活品质，实现城市经济、社会和环境的可持续发展。

然而，如何有效的整合与处理各种数据信息，如何将大数据应用到智慧城市中，实现城市基础设施的智能化及其智能化服务，解决智能化程度低和安全性低等问题，则是智慧城市需要解决的热点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种处理效率高、反应及时、智能化程度高的基于云平台的智慧城市管理系统。

本发明实施例提供了一种基于云平台的智慧城市管理系统，所述系统包括：基础设施层，用于提供系统数据接入服务和城市资源数据采集，所述基础设施层数据采用分布式存储系统以及大数据管理系统来存储和管理数据。所述城市资源数据采集包括各种不同格式的城市数据，并提供多种数据源管理和格式转化以及原始数据的临时存储，并将上述城市数据实时存储到数据共享层。

数据共享层，用于汇集各类基础业务系统数据形成海量的交通数据，如关联数据库、交通数据库、医疗数据库、办公数据库等，利用云计算大数据处理技术形成综合的信息共享数据库，打破信息孤岛限制，实现数据的汇聚与共享。

基础服务层，用于开发和运行平台作为服务提供给用户，主要包括中间件、云存储、云搜索、云推送、认证服务等，为云应用开发提供标准统一、开放共享、松耦合的云服务平台。

应用集成层，包括应用管理以及应用配置，包括智慧中心调度应用，业务应用管理，智能医疗管理、智能交通管理、智能市政管理、智能安全管理、智能旅游管理等。

云服务平台，用于云服务平台通过通信网络获取基础设施层数据，并根据应用标识通过应用集成层中的应用程序接口获取到对应的应用权限。

本发明的有益效果是：智慧城市应用层分别与城市硬件设备、云端数据库和应用体系模块进行数据交互，实现对硬件设备进行管理，还实现提供多项智慧应用关联服务，并将各模块之间的交互数据通过数据库模块存储并管理起来，实现智慧城市的模块化管理，且各模块功能明确，管理更加合理完善，能提供智慧城市内居民所需的多项服务，有助于提高居民生活品质，并有助于智慧城市的建设。

附图说明

图1是本发明实施例提供了一种基于云平台的智慧城市管理系统的结构框架图

具体实施方式

下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的智慧城市系统主要包括基础设施层、数据共享层，基础服务层、应用集成层和云服务平台。

其中，基础设施层，通过传感器、摄像头、RFID阅读器和卫星定位模块(如GPS模块)等数据采集终端机来采集智慧城市数据。通信网络相当于物联网架构的网络层，通过有线网络、无线网络、物联网、移动通信网络和电视网络等来获取设备采集的数据。

数据共享层，用于提供各种终端、传感器和网络捕获的多种信息元数据汇集到城市数据库，利用云计算分布式数据存储和并行计算技术支撑专家系统、机器学习和自动规划，对数据进行分析和处理。数据分析装置对结构化数据和非结构化数据进行计算处理，以从海量信息中得到规律性的认识，并将采集到的城市数据经过数据筛选过滤后分别存储到相应的数据库中，同时建立数据之间的关联关系，汇集各类基础业务系统数据形成海量的数据，如关联数据库、交通数据库、医疗数据库、办公数据库等，利用云计算大数据处理技术形成综合的信息共享数据库，打破信息孤岛限制，实现数据的汇聚与共享。例如将道路和附近的楼宇控制、路灯、管网、监控建立关联关系，建立信息汇聚的共享中心。

基础服务层构建在基础设施层之上，是具有通用性和可重用性的软件资源的集合。用于开发和运行平台作为服务提供给用户，主要包括中间件、云存储、云搜索、云推送、认证服务等，为云应用开发提供标准统一、开放共享、松耦合的云服务平台。主要提供平台应用软件或应用程序编程接口(API)等开发测试环境服务，包括基于MapReduce的智慧城市数据并行处理服务、智慧城市数据解析服务、复合加密服务、备份容灾服务、负载均衡服务和接口服务。这些服务都向上层的软件应用集成层提供一个能够通过Web等方式进行调用的接口，使应用在开发时更关注用户的智慧城市应用服务需求。所有的接口调用都以一种服务化的形式提供，接口服务亦可作为第三方开发人员和应用的入口。

应用集成层，用户通过不同的可视化界面，调用基础服务层中的数据访问接口，并调用出具共享层中的数据，来支持各种智能应用，并实现应用配置和管理。

云服务平台，涵盖智慧城市系统的各个层面，用于保障基础设施层、基础服务层和应用集成层的数据安全。云服务平台通过通信网络获取基础设施层数据，并根据应用标识通过应用集成层中的应用程序接口获取到对应的应用权限。云服务平台可进一步细分为分布式动态安全检测接口、安全服务器和安全报警器。分布式动态安全检测接口，用于动态、分布式地通过通信网络从感知设备获取安全检测数据，以判断感知设备是否安全且接入方式是否合理。

在一个具体的实施例中，应用集成层接入云服务平台，并调用基础服务层的统一认证服务来实现身份的验证。由于不同的应用会接入不同的数据接口，从而引发关联应用之间的身份验证，由此通过统一认证入口单点登陆，实现管理者的验证能够进一步提高工作效率和现代化的管理水平。

在一个具体的实施例中，智能中心调度建立统一的开放交互接口，分别与多个管理模块进行信息沟通，便于各个子模块之间的互动操作，形成一个基层化的操作界面，对整个城市的正常运转进行综合管理。所述中心调度应用可为管理者提供城市运行的各项指标信息，中心调度可包括安全报警器，用于在智慧城市系统不安全时，通过声音、警示灯等方式进行告警提示。

在一个具体的实施例中，所述业务应用管理用于对每个应用分配唯一的标识，根据管理者的口令和所述标识确定该应用的访问权限。管理人员可通过业务应用管理来实现对应用集成层中各个应用的属性配置、关联配置以及增、删等操作。

所述智慧旅游将信息都共享在“云端”，用户按需获取，不再担心这个信息是哪里的，消除了“信息孤岛”，达到旅游营销、管理、服务于一体，实现游客可以借助便携的终端上网设备，主动感知旅游相关信息，通过综合应用云计算技术、物联网、通信技术和各种高性能的数字处理技术来全面提升用户的旅游体验。

在一个具体实施例中，可根据虚拟现实环境的搭建实现智能旅游的体验，具体包括虚拟现实环境采集模块，采集真实世界环境参数，所述真实世界参数包括真实世界的地理地貌信息、经纬度信息、太阳运行轨道信息、自然光环境信息、建筑信息、建筑内部空间和景观信息，所述虚拟现实环境采集模块还通过多个图像采集设备从不同角度同时采集环境图像，所述虚拟现实环境采集模块还获取同一时刻不同角度的手绘环境图像；所述虚拟现实环境创建模块，在计算机端利用3D建模软件根据真实世界参数建立虚拟现实环境模型，对模型进行材质的渲染以及真实环境的模拟，在渲染完成的模型内，进行增强现实，设立不同的全景观察点；所述虚拟现实环境创建模块，还对采集的环境图像或手绘环境图像进行校正缝合，得到全景图像，将所述全景图像渲染到虚拟现实环境模型中的空间虚拟球面上，得到全景360度的图像，进行增强现实，并设立不同的全景观察点；虚拟现实环境存储模块，将所述渲染完成的模型和所述全景360度的图像进行存储；虚拟现实环境播放模块，响应于用户的选择，对所述虚拟现实环境存储模块存储的所述渲染完成的模型和所述全景360度的图像进行播放。

所述智慧市政管理，包括对道路情况监测管理、供水管线监测管理、燃气管线监测管理、电力管线监测管理、地上地下网络管线监测管理；还包括构建城市物联网公共服务体系、开放式和共享式的政府电子物联网体系、构建可完成多行业、多角度数据协同、共享，为个人、政府和企业提供详细的城市运作和商业服务的，物联网公共信息服务体系、通过对重要食品物资进行标示来进行物联网食品追踪。

所述智慧交通管理通过安装在各卡口或各路段的摄像头等配合互联网、警察信息系统和交通调度系统等进行路况分析和拥堵疏导。进一步的，该智慧交通管理可调用基础服务层中的三维建模组件建立三维道路交通模型，并根据建立的道路交通模型，城市历史交通数据、当前某个区域的拥堵情况来分析当前道路交通情况。所述三维建模包括对城市实时信息数据管理，它利用实时数据的通用转换云平台传递过来的相关数据，对需要进行实时信息展示的所有数据提供存储、处理、维护功能，并将这些数据发送到三维展示系统使用。

在一个具体实施例中，智慧交通管理定期将道路信息采集器检测到并经信息采集器处理过的车辆位置、道路图像信息及识别结果等信息通过无线网络发送到中，三维展示系统中的道路三维地图模块根据智慧交通管理系统发送的请求，发送局部路况信息，所述局部路况信息包括局部区域三维地图；智慧交通管理定期将信息采集器处理后的路线规划、位置、速度、动作等信息通过无线网络发送到交通三维展示系统中，交通三维展示系统中的交通标志及信号模块根据智慧交通管理系统发送的请求，发送交通标志和信号；智慧交通管理定期将信息采集器处理后的图像信息、驾驶操作信息及识别结果定期发送到交通管理云系统，所述交通管理云系统定期接收智慧交通管理发送的图像，从而实现对交通信息的监测。

进一步的，在实际道路状况突然发生改变时，根据道路信息采集器发送回来的信息对地图进行修正，并将修正后的信息传给实时交通地图模块及道路三维地图模块；所述实时交通地图模块，将道路和所有车辆的位置进行整合而生成的实时交通地图，用于交通管理系统的交通规划管理和智能车辆系统的路线规划；所述道路三维地图模块，用于接收地图在线修正模块和实时交通地图模块信息，并将接收到的信息合成转化成三维空间地图。

在一个具体的实施例中，在应用集成层中调用智能交通应用，则在该智能交通应用调用基础道路数据，道路交通监控数据，同时应用集成层可以调用与智能交通应用相关联环境气象信息、旅游信息。经过云计算技术处理后的实时数据，根据需求导向和特定的管理权限，为道路交通管理者提供道路建设、道路交通运行、养护等服务，实现道路交通建设管理养护的一体化机制，为管理者提供决策分析；为道路交通关联单位如道路交通交警部门、道路交通救援部门、道路交通业主及其它关联单位提供关联数据交互共享，实现信息、资源、业务和管理决策的协同，使道路交通管理的效率得到极大的提高。通过信息的汇聚与共享、处理之后，可以构建一体化的道路交通智慧交通服务体系，为出行者实时提供各类交通信息服务，如对道路拥堵状况、路面状况、气象信息的查询服务。

通过智能交通应用实现信息推送服务，道路视频监控设备会实时的对道路交通的路况信息进行采集(车流量、能见度、道路环境等)，通过网络传输将采集的路况信息存储到道路交通的本地服务器中(云平台存储节点)。云平台对本地服务器实时存储的信息数据源进行访问，并对数据信息进行分析和提取，一旦发现数据源出现了更新，自动启动视频监控推送服务，用户只需在联入互联网的条件下便可接收到云平台推送的道路信息，及时的获取道路路况信息。如道路交通出行者可以通过智能手机获取道路路况信息，保证出行安全；道路交通管理者可以通过电脑、智能手机等随时随地的获取道路信息，提高道路运营管理的效能。

所述智慧政务管理包括政务公开、在线办事、问政与交流、城市生活信息组件。所述在线办事、问政与交流包括调用基础服务层中的工作流引擎组件，监控业务流程的办理进度，通过云计算可以对政府部门IT信息系统进行整合，创新政务的服务机制，方便公众办事和企业行政审批，民众将享有公正、透明、高效的政府服务。

所述智慧医疗管理，用于通过云计算建立市民的健康信息网，让个人拥有健康档案，医疗机构共享利用健康信息。市民去医院，不必重复拍片，所有检查记录都存储在云端，各家医院都可使用，同时让医生、护士通过无线网络，方便实现病历检索、电子处方下达、多方会诊等功能，医院诊疗效率大幅度提升，直接缓解看病难、看病贵的现状，同时享受优质的医疗卫生服务。

所述智慧环保管理，用于监控空气质量、水质量、重点污染企业、污染物变化趋势分析、空气污染达标等信息，收集与整合节能减碳相关信息，透过数据介接技术将其它网站或平台的节能减碳相关的资源，采用云端整合运算处理及呈现，以建立符合绿色节能的内容信息共享平台，并利用云运算技术及架构，将数据及平台建置于云端虚拟化系统，同时通过信息化手段对大气、水和城市内重点污染源的信息实现自动化实时监测，实现了环境信息的智能化管理，将为城市环境污染治理提供辅助决策支持。

所述智慧安全管理，用于对网络、通信、社区、人员聚集、突发事件等问题进行检测，并通过可视化界面向管理者展示。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于云平台的智慧城市管理系统，所述系统包括：基础设施层，用于提供系统数据接入服务和城市资源数据采集，所述基础设施层数据采用分布式存储系统以及大数据管理系统来存储和管理数据；所述城市资源数据采集包括各种不同格式的城市数据，并提供多种数据源管理和格式转化以及原始数据的临时存储，并将上述城市数据实时存储到数据共享层；

数据共享层，用于汇集各类基础业务系统数据形成海量数据，包括关联数据库、交通数据库、医疗数据库、办公数据库，利用云计算大数据处理技术形成综合的信息共享数据库，打破信息孤岛限制，实现数据的汇聚与共享；

基础服务层，用于开发和运行平台作为服务提供给用户，包括中间件、云存储、云搜索、云推送、认证服务，为云应用开发提供标准统一、开放共享、松耦合的云服务平台；

应用集成层，包括应用管理以及应用配置，包括智慧中心调度应用，业务应用管理，智能医疗管理、智能交通管理、智能市政管理、智能安全管理、智能旅游管理；

云服务平台，与上述四层进行数据安全交互。

2.根据权利要求1所述的系统，所述基础设施层通过传感器、摄像头、RFID阅读器和卫星定位模块来采集智慧城市数据；所述数据共享层，用于提供各种终端、传感器和网络捕获的信息元数据汇集到城市数据库，利用云计算分布式数据存储和并行计算技术支撑专家系统、机器学习和自动规划，对数据进行分析和处理；所述基础服务层构建在基础设施层之上，是具有通用性和可重用性的软件资源的集合。

3.根据权利要求2所述的系统，应用集成层接入云服务平台，并调用基础服务层的统一认证服务来实现身份的验证；所述业务应用管理用于对每个应用分配唯一的标识，根据管理者的口令和所述标识确定该应用的访问权限；管理人员通过业务应用管理来实现对应用集成层中各个应用的属性配置、关联配置以及增、删操作；。

4.根据权利要求3所述的系统，所述系统还包括智慧交通管理，所述智慧交通管理定期将道路信息采集器检测到并经信息采集器处理过的车辆位置、道路图像信息及识别结果信息通过无线网络发送到中，三维展示系统中的道路三维地图模块根据智慧交通管理系统发送的请求，发送局部路况信息，所述局部路况信息包括局部区域三维地图；智慧交通管理定期将信息采集器处理后的路线规划、位置、速度、动作信息通过无线网络发送到交通三维展示系统中，交通三维展示系统中的交通标志及信号模块根据智慧交通管理系统发送的请求，发送交通标志和信号；智慧交通管理定期将信息采集器处理后的图像信息、驾驶操作信息及识别结果定期发送到交通管理云系统，所述交通管理云系统定期接收智慧交通管理发送的图像，从而实现对交通信息的监测。

5.根据权利要求4所述的系统，所述系统还包括在实际道路状况突然发生改变时，根据道路信息采集器发送回来的信息对地图进行修正，并将修正后的信息传给实时交通地图模块及道路三维地图模块；所述实时交通地图模块，将道路和所有车辆的位置进行整合而生成的实时交通地图，用于交通管理系统的交通规划管理和智能车辆系统的路线规划；所述道路三维地图模块，用于接收地图在线修正模块和实时交通地图模块信息，并将接收到的信息合成转化成三维空间地图，同时应智能车辆系统请求传送局部微观地图，用以智能车辆系统的局部路径规划和执行控制。

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