CN112532705B - 一种基于大数据的智慧城市服务系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于大数据的智慧城市服务系统，包括：数据管理单元、共享中转单元、数据安全保护单元和数据关联单元；所述数据管理单元用于对城市应用服务数据进行存储调用和监控管理；所述共享中转单元用于数据共享传输和用户数据管理，所述共享中转单元包括数据获取模块、获取权限验证模块、用户管理模块和数据传输模块；所述数据安全保护单元用于对系统传输数据进行加解密，并实时监控应用服务进程和外部请求；所述数据关联单元用于建立城市基础服务元素的信息关联列表，本发明能很好的监控城市动态，并能为管理者提供更优的规划决策，使得城市管理更加智能化，管理效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及城市管理技术领域，尤其涉及到一种基于大数据的智慧城市服务系统。
背景技术
随着一体化建设进程的加快，城市面貌发生了巨大变化，但城市管理却相对滞后，主要包括信息不及时，管理被动后置；政府管理缺位，专业管理部门职责不清，条块分割；管理方式粗放，缺乏有效的监督和评价机制等问题。而如何获取和管理庞大的基础服务数据及分析并给出合理的管理决策支持，是目前智慧城市建设的重要方向。
综上所述，提供一种能很好的监控城市动态，并能为管理者提供更优的规划决策，使得城市管理更加智能化，管理效率更高的基于大数据的智慧城市服务系统，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种基于大数据的智慧城市服务系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的智慧城市服务系统，包括：数据管理单元、共享中转单元、数据安全保护单元、数据关联单元；
所述数据管理单元用于对城市应用服务数据进行存储调用和监控管理，所述数据管理单元包括智慧城市管理平台、数据存储模块和城市管理监督平台，所述智慧城市管理平台用于对城市基础设施提供的城市大数据进行接收处理并根据专家库中的自适应决策分析方案和所述数据存储模块中存储的所述城市大数据进行智能分析并输出辅助决策方案，所述数据存储模块用于存储所述城市大数据，所述城市管理监督平台用于监督城市服务漏洞接收举报信息和获取城市服务评价信息；
所述共享中转单元用于数据共享传输和用户数据管理，所述共享中转单元包括数据获取模块、获取权限验证模块、用户管理模块和数据传输模块，所述数据获取模块用于接收用户服务请求和上行控制指令并根据请求和指令内容获取对应数据流，所述获取权限验证模块用于对用户权限进行验证，所述用户管理模块用于用户注册管理，所述数据传输模块用于建立传输链路进行数据流传输；
所述数据安全保护单元用于对系统传输数据进行加解密，并实时监控应用服务进程和外部请求，所述数据安全保护单元包括防火墙模块、安全加解密模块和事件监听模块，所述防火墙模块根据设置的服务访问规则对数据流进行过滤，所述安全加解密模块用于对所述传输链路上传输的数据进行加解密，所述事件监听模块用于对服务处理进程进行监听；
所述数据关联单元用于建立城市基础服务元素的信息关联列表，所述数据关联单元包括元素关键词存储库和服务关联列表，所述数据关联单元与服务引擎系统相连接，所述元素关键词存储库用于存储水、电、气、热、环境、交通数据的参数关键词，所述服务关联列表用于将所述参数关键词与所述智慧城市管理平台的大数据进行关联。
进一步地，所述智慧城市管理平台包括多级管理模块、智慧城市信息管理子模块和数据更新管理模块，所述多级管理模块用于将所辖区域划分成若干个网格状单元进行全时段空间分级的全区域管理，所述智慧城市信息管理子模块包括子系统数据采集模块和子系统数据管理模块，子系统包括交通管理子系统、基础设施管理子系统和环境管理子系统，所述多级管理模块包括地理编码模块和城市基础服务元素对接模块，所述数据更新管理模块用于对系统数据进行增、删、改、减操作和系统参数配置，所述子系统数据采集模块包括若干个基础设备管理单元，每个基础设备管理单元包括设备控制网关和与所述设备控制网关相连接的至少一个数据采集监控设备，所述若干个基础设备管理单元与所述子系统数据管理模块相连接，所述子系统数据管理模块通过建立的传输链路向各设备控制网关广播发送配置指令，并将所述各设备控制网关的基本信息和与之相连接的合法数据采集监控设备的参数更新记录存储至所述数据存储模块，通过各设备控制网关对所述合法数据采集监控设备进行控制，所述各设备控制网关对所述配置指令执行进行反馈。
更进一步地，所述地理编码模块对所述多级管理模块划分的空间网格进行编码，所述城市基础服务元素对接模块与所述智慧城市信息管理子模块相连接通过所述数据传输模块将城市基础设施提供的城市大数据按照编码结构存储至所述数据存储模块。
进一步地，所述数据存储模块采用分布式数据库存储方式存储数据，所述数据存储模块包括结构存储模块和非结构存储模块，所述结构存储模块用于存储按规则的存储数据，所述非结构存储模块用于存储音频文档类及密码数据的非结构化数据。
进一步地，所述城市管理监督平台包括监控管理模块、意见上传模块、可视化评价模块，所述监控管理模块用于对监督受理信息进行处理，所述意见上传模块用于接收群众监督意见和举报信息，所述可视化评价模块根据城市大数据和群众反馈信息绘制管理服务优化程度图表，为管理者提供可视化辅助决策支持。
更进一步地，所述数据获取模块接收用户服务请求或上行控制指令后，由所述获取权限验证模块调用统一认证服务来实现管理者身份的验证，并根据所述数据更新管理模块分配给每个应用的唯一标识和管理者请求确定用户应用的访问权限，若访问请求在访问权限内则根据请求和指令内容获取对应服务数据。
进一步地，所述用户管理模块包括注册模块、注册管理模块和审核模块，所述注册模块用于用户发送注册请求，所述注册管理模块用于响应用户注册请求并向所述数据管理单元发送资源分配请求，所述数据管理单元根据资源分配请求为用户分配存储地址和操作权限，所述注册请求包括用户名称、用户密码和用户身份属性，用户身份属性包括工作单位和职位。
进一步地，所述安全加解密模块用于根据用户设定的数据加密等级选择加密方案进行加密，所述安全加解密模块包括加密等级判定模块和加解密模块，所述加密等级判定模块根据数字校验序列判断数据流的加密等级，若为一级加密，则采用MD5加密算法进行加密，若为二级加密，则采用区块链非对称加密算法进行加密，若为三级加密则采用量子加密的方式进行加密。
进一步地，所述事件监听模块用于根据请求类型将请求事件投递到请求处理线程的事件队列中，实际的请求由所述请求处理线程进行处理。
从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：本发明能很好的监控城市动态，并能为管理者提供更优的规划决策，使得城市管理更加智能化，管理效率更高；且可形成动态良好的城市服务环境，有助于提高人们生活品质。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明一种基于大数据的智慧城市服务系统的组成结构示意图。
图2为本发明中数据管理单元的组成结构示意图。
图3为本发明中智慧城市管理平台的组成结构示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
智慧城市建设是一个复杂巨系统，因现代城市作为人群主要活动的中心，使得人流、资金流和环境管理等因素之间形成了多要素、多维度、多结构和多层次的关联耦合关系，而目前阶段的城市信息整合管理的共享严重不足，城市数据碎片化的分散在不同的系统中，从而难以建立有效的智能分析与决策支持系统。据此，本发明提供了能很好的监控城市动态，并能为管理者提供更优的规划决策，使得城市管理更加智能化，管理效率更高的基于大数据的智慧城市服务系统。如图1至图3所示，该系统包括：数据管理单元、共享中转单元、数据安全保护单元和数据关联单元。城市土地、气象、交通、水质等方面的动态信息，对城市环境监测与改善、土地利用与开发、公共实施管理等都具有重要的参考价值，数据管理单元可根据不同的采集子控制系统对动态信息进行分布式实时采集监管，并对采集的大数据进行整合分析，根据提供的数据资料和信息模型，最大限度地利用信息资源，从而达到耗损最少、效益最优，确保城市的可持续发展。其中，共享中转单元很好的提供了数据共享平台及接口，做到了信息良好共享及安全传输，数据安全保护单元对数据传输过程及服务进程进行加密和监听，有效保证数据安全隐私，防止恶意利用。数据关联单元将关键词库通过关联列表与服务应用关联，据此形成快速引擎查询系统，方便管理者监管服务信息。
在本系统中，所述数据管理单元用于对城市应用服务数据进行存储调用和监控管理，所述数据管理单元包括智慧城市管理平台、数据存储模块和城市管理监督平台，所述智慧城市管理平台用于对城市基础设施提供的城市大数据进行接收处理并根据专家库中的自适应决策分析方案和所述数据存储模块中存储的所述城市大数据进行智能分析并输出辅助决策方案，所述专家库包括根据需求规划和特定的管理权限，为管理者提供道路交通管理、土地规划管理、环境整治、市政管理等服务方案，为管理者提供决策分析，所述数据存储模块用于存储所述城市大数据，所述城市管理监督平台用于监督城市服务漏洞接收举报信息和获取城市服务评价信息。
如图2所示，所述智慧城市管理平台包括多级管理模块、智慧城市信息管理子模块和数据更新管理模块，所述多级管理模块用于将所辖区域划分成若干个网格状单元进行全时段空间分级的全区域管理，所述智慧城市信息管理子模块包括子系统数据采集模块和子系统数据管理模块，子系统包括交通管理子系统、基础设施管理子系统和环境管理子系统，所述多级管理模块包括地理编码模块和城市基础服务元素对接模块，所述数据更新管理模块用于对系统数据进行增、删、改、减操作和系统参数配置，所述子系统数据采集模块包括若干个基础设备管理单元，每个基础设备管理单元包括设备控制网关和与所述设备控制网关相连接的至少一个数据采集监控设备，所述若干个基础设备管理单元与所述子系统数据管理模块相连接，所述子系统数据管理模块通过建立的传输链路向各设备控制网关广播发送配置指令，并将所述各设备控制网关的基本信息和与之相连接的合法数据采集监控设备的参数更新记录存储至所述数据存储模块，通过各设备控制网关对所述合法数据采集监控设备进行控制，所述各设备控制网关对所述配置指令执行进行反馈。其中，所述地理编码模块对所述多级管理模块划分的空间网格进行编码，所述城市基础服务元素对接模块与所述智慧城市信息管理子模块相连接通过所述数据传输模块将城市基础设施提供的城市大数据按照编码结构存储至所述数据存储模块。本实施例中，子系统数据采集模块利用无线传感网络低耗自组、异构互连和泛在协同的基本特征以及RFID标签、视频监控等数据获取技术和高性能数据处理技术，以达到对动态数据的及时发现和实时采集，并通过各设备控制网关对采集的大数据进行控制和上传。
由于采集数据繁杂多样，对其进行整合分析之前需要分类和有效的存储，所述数据存储模块采用分布式数据库存储方式存储数据，所述数据存储模块包括结构存储模块和非结构存储模块，所述结构存储模块用于存储按规则的存储数据，所述非结构存储模块用于存储音频文档类及密码数据的非结构化数据，基于分布式存储的方式可有效缓解大数据满溢问题。
所述共享中转单元用于数据共享传输和用户数据管理，所述共享中转单元包括数据获取模块、获取权限验证模块、用户管理模块和数据传输模块，所述数据获取模块用于接收用户服务请求和上行控制指令并根据请求和指令内容获取对应数据流，所述获取权限验证模块用于对用户权限进行验证，所述用户管理模块用于用户注册管理，所述数据传输模块用于建立传输链路进行数据流传输，当第三方用户发送查看请求或者管理者输入对底层采集架构层的控制指令时，所述数据获取模块快的对请求类型和指令进行判断，并在接收用户服务请求或上行控制指令后，由所述获取权限验证模块调用统一认证服务来实现管理者身份的验证，并根据所述数据更新管理模块分配给每个应用的唯一标识和管理者请求确定用户应用的访问权限，若访问请求在访问权限内则根据请求和指令内容获取对应服务数据。
用户管理模块可很好的对访问者身份进行合法性验证防止信息的恶意窃取，所述用户管理模块包括注册模块、注册管理模块和审核模块，所述注册模块用于用户发送注册请求，所述注册管理模块用于响应用户注册请求并向所述数据管理单元发送资源分配请求，所述数据管理单元根据资源分配请求为用户分配存储地址和操作权限，所述注册请求包括用户名称、用户密码和用户身份属性，用户身份属性包括工作单位和职位。
所述数据安全保护单元用于对系统传输数据进行加解密，并实时监控应用服务进程和外部请求，所述数据安全保护单元包括防火墙模块、安全加解密模块和事件监听模块，所述防火墙模块根据设置的服务访问规则对数据流进行过滤，所述安全加解密模块用于对所述传输链路上传输的数据进行加解密，所述事件监听模块用于对服务处理进程进行监听。所述事件监听模块用于根据请求类型将请求事件投递到请求处理线程的事件队列中，实际的请求由所述请求处理线程进行处理。所述安全加解密模块用于根据用户设定的数据加密等级选择加密方案进行加密，所述安全加解密模块包括加密等级判定模块和加解密模块，所述加密等级判定模块根据数字校验序列判断数据流的加密等级，若为一级加密，则采用MD5加密算法进行加密，若为二级加密，则采用区块链非对称加密算法进行加密，若为三级加密则采用量子加密的方式进行加密。
在本系统中，所述数据关联单元用于建立城市基础服务元素的信息关联列表，所述数据关联单元包括元素关键词存储库和服务关联列表，所述数据关联单元与服务引擎系统相连接，所述元素关键词存储库用于存储水、电、气、热、环境、交通数据的参数关键词，所述服务关联列表用于将所述参数关键词与所述智慧城市管理平台的大数据进行关联。
为了形成系统不断的优化循环模式，本系统还设计了城市管理监督平台以对城市管理意见进行优选采纳，并提高人群的参与度，所述城市管理监督平台包括监控管理模块、意见上传模块、可视化评价模块，所述监控管理模块用于对监督受理信息进行处理，所述意见上传模块用于接收群众监督意见和举报信息，所述可视化评价模块根据城市大数据和群众反馈信息绘制管理服务优化程度图表，为管理者提供可视化辅助决策支持，管理者可根据这些可视化数据直观的得到城市服务管理的程度。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，包括：数据管理单元、共享中转单元、数据安全保护单元和数据关联单元；
所述数据管理单元用于对城市应用服务数据进行存储调用和监控管理，所述数据管理单元包括智慧城市管理平台、数据存储模块和城市管理监督平台，所述智慧城市管理平台用于对城市基础设施提供的城市大数据进行接收处理并根据专家库中的自适应决策分析方案和所述数据存储模块中存储的所述城市大数据进行智能分析并输出辅助决策方案，所述数据存储模块用于存储所述城市大数据，所述城市管理监督平台用于监督城市服务漏洞接收举报信息和获取城市服务评价信息；
所述共享中转单元用于数据共享传输和用户数据管理，所述共享中转单元包括数据获取模块、获取权限验证模块、用户管理模块和数据传输模块，所述数据获取模块用于接收用户服务请求和上行控制指令并根据请求和指令内容获取对应数据流，所述获取权限验证模块用于对用户权限进行验证，所述用户管理模块用于用户注册管理，所述数据传输模块用于建立传输链路进行数据流传输；
所述数据安全保护单元用于对系统传输数据进行加解密，并实时监控应用服务进程和外部请求，所述数据安全保护单元包括防火墙模块、安全加解密模块和事件监听模块，所述防火墙模块根据设置的服务访问规则对数据流进行过滤，所述安全加解密模块用于对所述传输链路上传输的数据进行加解密，所述事件监听模块用于对服务处理进程进行监听；
所述数据关联单元用于建立城市基础服务元素的信息关联列表，所述数据关联单元包括元素关键词存储库和服务关联列表，所述数据关联单元与服务引擎系统相连接，所述元素关键词存储库用于存储水、电、气、热、环境、交通数据的参数关键词，所述服务关联列表用于将所述参数关键词与所述智慧城市管理平台的大数据进行关联。
2.如权利要求1所述的基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，所述智慧城市管理平台包括多级管理模块、智慧城市信息管理子模块和数据更新管理模块，所述多级管理模块用于将所辖区域划分成若干个网格状单元进行全时段空间分级的全区域管理，所述智慧城市信息管理子模块包括子系统数据采集模块和子系统数据管理模块，子系统包括交通管理子系统、基础设施管理子系统和环境管理子系统，所述多级管理模块包括地理编码模块和城市基础服务元素对接模块，所述数据更新管理模块用于对系统数据进行增、删、改、减操作和系统参数配置，所述子系统数据采集模块包括若干个基础设备管理单元，每个基础设备管理单元包括设备控制网关和与所述设备控制网关相连接的至少一个数据采集监控设备，所述若干个基础设备管理单元与所述子系统数据管理模块相连接，所述子系统数据管理模块通过建立的传输链路向各设备控制网关广播发送配置指令，并将所述各设备控制网关的基本信息和与之相连接的合法数据采集监控设备的参数更新记录存储至所述数据存储模块，通过各设备控制网关对所述合法数据采集监控设备进行控制，所述各设备控制网关对所述配置指令执行进行反馈。
3.如权利要求2所述的基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，所述地理编码模块对所述多级管理模块划分的空间网格进行编码，所述城市基础服务元素对接模块与所述智慧城市信息管理子模块相连接通过所述数据传输模块将城市基础设施提供的城市大数据按照编码结构存储至所述数据存储模块。
4.如权利要求1所述的基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，所述数据存储模块采用分布式数据库存储方式存储数据，所述数据存储模块包括结构存储模块和非结构存储模块，所述结构存储模块用于存储按规则的存储数据，所述非结构存储模块用于存储音频文档类及密码数据的非结构化数据。
5.如权利要求1所述的基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，所述城市管理监督平台包括监控管理模块、意见上传模块、可视化评价模块，所述监控管理模块用于对监督受理信息进行处理，所述意见上传模块用于接收群众监督意见和举报信息，所述可视化评价模块根据城市大数据和群众反馈信息绘制管理服务优化程度图表，为管理者提供可视化辅助决策支持。
6.如权利要求2所述的基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，所述数据获取模块接收用户服务请求或上行控制指令后，由所述获取权限验证模块调用统一认证服务来实现管理者身份的验证，并根据所述数据更新管理模块分配给每个应用的唯一标识和管理者请求确定用户应用的访问权限，若访问请求在访问权限内则根据请求和指令内容获取对应服务数据。
7.如权利要求1所述的基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，所述用户管理模块包括注册模块、注册管理模块和审核模块，所述注册模块用于用户发送注册请求，所述注册管理模块用于响应用户注册请求并向所述数据管理单元发送资源分配请求，所述数据管理单元根据资源分配请求为用户分配存储地址和操作权限，所述注册请求包括用户名称、用户密码和用户身份属性，用户身份属性包括工作单位和职位。
8.如权利要求1所述的基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，所述安全加解密模块用于根据用户设定的数据加密等级选择加密方案进行加密，所述安全加解密模块包括加密等级判定模块和加解密模块，所述加密等级判定模块根据数字校验序列判断数据流的加密等级，若为一级加密，则采用MD5加密算法进行加密，若为二级加密，则采用区块链非对称加密算法进行加密，若为三级加密则采用量子加密的方式进行加密。
9.如权利要求1所述的基于大数据的智慧城市服务系统，其特征在于，所述事件监听模块用于根据请求类型将请求事件投递到请求处理线程的事件队列中，实际的请求由所述请求处理线程进行处理。
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