CN115017251A - 一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法及系统 - Google Patents

一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于计算机数据处理领域，提供了一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法及系统，本发明在现有国际和国家标准制定机构发布的智慧城市标准基础之上，提出了一种系统的智慧城市标准映射方法，该方法对于不同的用户需求有不同的视角，可针对用户的个性化需求，提供其期望的独立视角的标准地图，从而看到智慧城市不同的系统架构下的、非单一视角的标准地图。本发明采用每项标准的标准化对象和技术特征，对该领域的现有标准进行唯一标注，建立一套标准的分类，获取标准地图，解决了以往基于经验建立领域的标准框架模型，模型建立后系统的结构就相对固定，不方便使用者增加或删除任何部分的问题。

Description

一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法及系统
技术领域
本发明属于计算机数据处理领域，尤其涉及一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
智慧城市领域的标准化已经逐渐成为一个热门话题。国际(ISO、IEC、ITU-T等)、国家(中国、英国、印度等)和区域(CEN、ETSI等)标准制定机构一直在大力推动智慧城市标准的发展。但是不同的国际标准化组织关注智慧城市不同层次的标准。同时，标准研制过程中的有效协调还有待加强。目前，国际和国家标准制定机构发布的智慧城市相关标准数以千计。但是这些标准分布在不同的组织、领域和行业中，没有对智慧城市标准的全面总体理解。标准制定的方向和使用需求不明确，影响了智慧城市标准的制定和应用效果。
现有技术存在以下技术缺点：
（1）基于经验建立领域的标准框架模型，采用用例分析法，将模型中各个组成部分涉及到的现有和在研的标准关联起来，在架构模型图上显示相关标准的编号列表，形成一个既定架构模型上的标准映射地图，但是该方案中的模型一旦建立则结构固定，无法增加或删除任何部分。
（2）通过人工梳理与模型图中各个子系统及组成元件相关的标准题录建设标准资源题录数据库，将现有标准进行分类，归入标准框架模型的某一部分，造成单项标准的分类不唯一，无法形成整体的标准分类框架。
（3）领域的任何利益相关者或标准制定者，看到的均是该领域的同一个固定视角的标准映射地图，无法针对用户的个性化需求，提供期望的独立视角的标准映射地图。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法及系统，其通过梳理当前国内外智慧城市标准，将其映射到不同视角的智慧城市参考架构、模型或框架中，建立不同视角下的智慧城市标准地图，为标准制定者和用户协同工作提供基础支持，帮助标准制定组织和用户直接、及时地识别智慧城市各个方面(城市服务、城市基础设施、治理等)所需的标准，标准地图还有助于确定智慧城市系统的标准化差距。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法，包括如下步骤：
基于智慧城市概念化模型，获取智慧城市标准列表；
采用标准化对象及其技术特征建立标准标签；
将智慧城市标准作为节点，将标准标签中相同关键字的数量作为节点之间的关系，建立标准与标准之间关联网络图；
确定目标标准地图的视角和粒度，选择该视角下的映射参照系，将标准与参照系中的最小单元元素进行匹配，将关联网络图映射至映射参照系，建立参照系与标准之间的关联映射关系，根据关联映射关系，采用可视化技术自动生成标准地图。
本发明的第二个方面提供一种用于智慧城市的标准映射地图建立系统，包括：
标准获取模块，基于智慧城市概念化模型获取智慧城市标准列表；
标准标签构建模块，采用标准化对象及其技术特征建立标准标签；
标准关联网络图建立模块，用于将智慧城市标准作为节点，将标准标签中相同关键字的数量作为节点之间的关系，建立标准与标准之间关联网络图；
标准映射模块，用于确定目标标准地图的视角和粒度，选择该视角下的映射参照系，将标准与参照系中的最小单元元素进行匹配，将关联网络图映射至选定视角的映射参照系，建立参照系与标准之间的关联映射关系，根据关联映射关系，采用可视化技术自动生成标准地图。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在现有国际和国家标准制定机构发布的智慧城市标准基础之上，提出了一种系统的智慧城市标准映射方法，该方法对于不同的用户需求有不同的视角，可针对用户的个性化需求，提供其期望的独立视角的标准地图，从而看到智慧城市不同的系统架构下的标准地图，而不是该领域的单一视角的标准地图。
本发明采用每项标准的标准化对象和技术特征，对该领域的现有标准进行唯一标注，建立一套标准的分类，获取标准映射地图，解决了以往基于领域经验和单一标准框架模型建立标准地图，其模型建立后系统的结构就相对固定，不方便使用者增加或删除任何部分的问题。本发明可使智慧城市使用者从不同的视角出发，将标准映射到不同视角的系统架构或模型上，从而生成不同的标准地图。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例智慧城市标准映射流程图；
图2是本发明实施例用于识别标准的智慧城市概念化模型；
图3是本发明实施例标准映射的基本步骤。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
如图1-图3所示，本实施例提供一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法，包括如下步骤：
步骤1：基于智慧城市概念化模型，获取智慧城市标准列表；
如图2所示为智慧城市概念化模型，所述基于智慧城市概念化模型，获取智慧城市标准列表具体包括：
步骤101：从城市时间和空间两个维度出发界定智慧城市标准化领域的边界；
在时间维度上：
智慧城市整个建设过程包含规划、建设、管理、运营以及维护五个过程，在每个阶段城市建设目标各有侧重点，因此需求有所差异。
将智慧城市建设的整个过程划分为规划、建设、管理、运营及维护共五个时间维度，在不同的时间维度中，本实施例可为标准使用者提供一套完整的指令、政策、标准和准则，为其明确在城市演化过程中的需求可提供指导性帮助。
在空间维度上：
在智慧城市建设和演化过程中，考虑智慧城市的物理结构和特征，将智慧城市标准划分为城市层面的标准和垂直领域的标准两个维度。
其中，城市层面的标准以城市的视角研究结构、条件和技术；垂直领域的标准以特定领域的视角研究上述内容。两个不同的城市空间维度间相互关联、相辅相成，一方面领域间的内部合作机制存在继承性、互操作性、交互安全性需要讨论，另一方面领域内包含通用支撑技术和数据流以及物理、居住、社会、政治和法律等在内的共性基础也应考虑。
步骤102：制定属于该领域的标准的判定原则；
确定好智慧城市标准建设的领域，根据该领域的建设目标以及已知的标准设定标准的判定原则。
步骤103：检索该领域的现有标准和正在制定的标准；
在该领域的标准化组织，按照判定原则，识别标准。
步骤104：将检索得到的标准以列表的形式整理得到智慧城市标准列表。
步骤2：基于智慧城市标准列表，采用标准化对象及其技术特征，对每项标准进行标注，即设置标准的标签；
标准标签是在标准映射过程中建立标准和参考系统元素之间关系的变量，它由反映标准所属技术领域、标准化对象和对象的技术特征的关键词组成，如单词或短语，在本实施中，关键词为智慧城市领域的术语和标准化术语。
其中，设置智慧城市标准的标签的方法有：
（a）选择关键词
尽可能地包含本所属智慧城市技术领域的关键词。其中，关键字数量没有限制，关键词之间应该是独立的、相互补充的，其含义不重复、不交叉。
标准标签关键词选择应遵循以下原则：
标准标签应该保证是唯一的。两个或多个标准标签不允许相同。
当不同的标准化机构规范统一标准化对象的技术特征时，反映其技术特征差异的关键字被添加到标准标签中。
（b）从标准标题中提取关键词
根据标准标题的构成规则，标题由几个尽可能短的独立元素组成即引导元素、主要元素和补充元素。构成标准标题的三个要素从一般到特殊排列。引导元素（肩标）表示标准所属的技术领域或类别，即标准化对象所属的技术领域。主题元素（主标题）代表特定专业领域中讨论的主题，如需要标准化的对象。补充要素（副标题）表示标准化对象的具体技术特征。
（c）关键词自动标注
选择合适的关键词作为标准的标签。本实施例中将智慧城市概念体系中的术语用作关键词候选集。
根据标准的两个核心要素，即标准化对象和标准化内容，使用概念体系中的标准化概念，为每个标准建立一个标签，构建一个标准标签体系，其中标准标签体系可用作后续标准映射的操作手段。
需要说明的是，在本实施例中，如果智慧城市概念体系不可用，可选择现有的关键词提取方法，如机器学习，建立关键词候选集，提取标准范围和文本中的关键词。
步骤3：利用标准的标签，建立标准关联网络；
由于智慧城市标准之间有着错综复杂的关系，例如两个标准属于智慧城市的同一个子领域，或者几个标准具有相同的标准化对象，而该标准化对象规定了不同的技术特征。通过将这些关系作为特征变量可建立一个复杂的网络，实现智慧城市标准化关系的可视化，并将其作为一个统一的关系结构，用于实现不同视角的标准映射。
在本实施例中给出了使用两个标准之间的关系建立标准关联网络的过程方法。
智慧城市标准关联网络具有节点数量多、节点间无向边的特点。
在本实施例中，节点代表智慧城市标准，节点之间的关系是两个标准标签中相同关键字的数量，即若两个标准具有相同的关键字，则这两个标准是相关的，它们就建立了边。
其中，建立智慧城市标准关系网络的具体流程步骤如下：
（1）网络中的每个节点都有一个标准编号。对于第i个标准，从j=i+1标准(i=1，2..N-1，j=i+1，i+2…N，其中N是该网络中标准的总数)，如果两个标准具有一个或多个相同的关键字，则它们的数量被记为边权重，并被记录到矩阵A中，在矩阵A中，它被放置在第i行、第j列中。A是对角线上具有零元素的上三角邻接矩阵，如下所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（2）将邻接矩阵转换为包含来源、目标、权值、类型四列的表。“来源”和“目标”的值是标准编号。而“来源”与另一个标准的“目标”是相关的。权重范围为1到n，表示两个标准标签中相同关键词的数量。“n”表示相同关键字的最大数目。“type”的取值范围为“无向”，表示两个标准之间没有方向关系，具体表示形式如下表1所示：
表1 邻接矩阵转换表
Figure 492291DEST_PATH_IMAGE002
（3）使用数据可视化工具将上表转换成复杂的网络图。在网络中，节点越大，节点的度就越大，这意味着该标准与更多的标准有关系。两个节点之间的边越粗，两个节点之间的权重越大，这意味着两个标准之间的相同关键词的数量越多。
根据标准的标签和上述步骤，可建立标准与标准之间的关联网络图。同时，根据建立的标准关联网络，使用一些社区检测方法来分析网络结构，可将其用于系统参考架构的测试或校正，以验证搜索相关标准的完整性并校正映射结果。
步骤4：确定用户期望的标准地图的视角和粒度；
由于用户目的和需求不同，用户期望的标准地图的视角和粒度也不相同。要确定用户期望的标准地图的视角和粒度，首先应明确用户的需求，即进行用户需求分析；其次确定标准的映射的角度和粒度；最后选择映射参照系。
其中，所述明确用户需求，用户需求的类型包括：
a）标准化组织需要确定与其他组织的重叠之处和标准差距，并找到相关材料以供参考。
b）智慧城市管理员需要规划他们的城市，并获得有关现有标准的情况。
c）技术顾问需要开发城市的智慧解决方案，并获得有关其现有标准的总体情况。
d）监管者和官员（及其顾问）需要快速获得任何给定领域中现有标准的总体情况。
e）活跃于城市任何主题领域的科学家和专业人员，都希望对当前可用的解决方案有所了解。
f）市民渴望判断（或提出）智慧城市解决方案的选择。
所述确定标准映射的视角和粒度包括：
标准映射的视角是指从哪个角度去认知标准的体系，可以是一个领域的整体视角，也可以是领域中涉及到的某些特殊的视角。标准映射的粒度是指标准映射体系架构所展现出来的在每部分中标准被划分的类别或层级的颗粒度。其中，视角决定了标准映射的体系架构，粒度决定了标准映射的精度，因此在明确用户需求后，需要确定标准映射的视角和粒度。
其中，视角和粒度的选择原则如下：
目标导向原则，映射角度和粒度的选择基于映射用户的目标、需求和活动。
专注原则，视角越精确，选择的映射参照系越有针对性。
适应性强原则，粒度应该与映射参照系的详细程度相对应。映射的粒度是参照系中最小的单位。
步骤5：利用标准关联网络，使用可视化技术自动生成标准地图。
从根本上来说，映射是建立参照系（系统-子系统-元素）与标准之间的关联映射关系。因此映射的方法，是根据粒度匹配原则和标准的标签，将标注与参照系最小的单元元素进行匹配必要时可以对标准按照标签进行聚类，以适应参照系中元素的颗粒度。
不同的执行者需要不同类型的模型。在智慧城市参考架构方法论的指导下，提出了一些关键视角，如价值、能力、绩效、企业、工程、实施视角等。根据这些视角建立标准映射的参照系，建立参照系与标准之间的关联映射关系，根据建立的关联映射关系和标准关联网络采用已知的可视化方式或者用户创建的其他可视化方式完成标准地图的可视化。
其中常用的可视化方式如下：
树图：例如智慧城市思维导图；
框图：例如智慧城市的实施框架图；
步骤6：标准关联关系网络的更新
随时间变化，越来越多与智慧城市相关的新标准被制定出来，或现有标准被修订，按照步骤1-步骤4持续识别和收集新的标准，添加新的关键词到标准的标签，将新的标准作为新节点加入标准关联关系网络，并更新节点间的关系，实现网络的动态调整和更新。重复步骤5，更新标准地图中的映射关系。
实施例二
本实施例提供一种用于智慧城市的标准映射地图建立系统，包括：
标准获取模块，基于智慧城市概念化模型获取智慧城市标准列表；
标准标签构建模块，采用标准化对象及其技术特征建立标准标签；
标准关联网络图建立模块，用于将智慧城市标准作为节点，将标准标签中相同关键字的数量作为节点之间的关系，建立标准与标准之间关联网络图；
标准映射模块，用于确定目标标准地图的视角和粒度，选择该视角下的映射参照系，将标准与参照系中的最小单元元素进行匹配，将关联网络图映射至所选择的映射参照系，建立参照系与标准之间的关联映射关系，根据关联映射关系，采用可视化技术自动生成标准地图。
其中，所述获取智慧城市标准列表包括：
从城市时间维度和空间维度出发界定智慧城市标准化领域的边界；
基于该领域的建设目标以及已知的标注设定标准的判定原则；
基于标准的判定原则检索该领域现有的标准和正在制定的标准。
所述标准关联网络图建立模块中，将智慧城市标准作为节点，将标准标签中相同关键字的数量作为节点之间的关系，建立标准与标准之间关联网络图包括：
对于具有一个或多个相同关键字的标准，将对应的数量记为边权重并记录至邻接矩阵中；
将邻接矩阵转换为包含来源、目标、权值和类型四列的邻接矩阵转换表；
对邻接矩阵转换表进行数据可视化转换成标准关联网络图。
所述标准映射模块中，所述确定目标标准地图的视角和粒度，选择映射参照系包括：
对用户需求进行分析得到用户的目标、需求和活动；
基于用户的目标、需求和活动选择映射角度和粒度；
根据映射角度和粒度，选择映射参照系。
该系统还包括关联网络图更新模块，用于更新标准与标准之间关联网络图，包括将新的标准作为新节点加入关联网络图，并更新节点之间的关系。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法，其特征在于，包括如下步骤：
基于智慧城市概念化模型，获取智慧城市标准列表；
采用标准化对象及其技术特征建立标准标签；
将智慧城市标准作为节点，将标准标签中相同关键字的数量作为节点之间的关系，建立标准与标准之间关联网络图；
确定目标标准地图的视角和粒度，选择该视角下的映射参照系，将标准与参照系中的最小单元元素进行匹配，将关联网络图映射至参照系，建立参照系与标准之间的关联映射关系，根据关联映射关系，采用可视化技术自动生成标准地图。
2.如权利要求1所述的一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法，其特征在于，所述获取智慧城市标准列表包括：
从城市时间维度和空间维度出发界定智慧城市标准化领域的边界；
基于该领域的建设目标以及已知的标注设定标准的判定原则；
基于标准的判定原则检索该领域现有的标准和正在制定的标准。
3.如权利要求2所述的一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法，其特征在于，所述根据标准的标准化对象和对象的技术特征，对每项标准进行标注得到标准的标签包括：
选择包含本所属智慧城市技术领域的关键词；
或，根据标准标题的构成规则，提取标题中的关键词；
或，采用智慧城市概念系统的术语用作关键词候选集。
4.如权利要求1所述的一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法，其特征在于，所述将智慧城市标准作为节点，将标准标签中相同关键字的数量作为节点之间的关系，建立标准与标准之间关联网络图包括：
对于具有一个或多个相同关键字的标准，将对应的数量记为边权重并记录至邻接矩阵中；
将邻接矩阵转换为包含来源、目标、权值和类型四列的邻接矩阵转换表；
对邻接矩阵转换表进行数据可视化转换成标准关联网络图。
5.如权利要求1所述的一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法，其特征在于，还包括根据建立的标准关联网络，使用社区检测方法来分析网络结构，可将其用于系统参考架构的测试或校正，以验证搜索相关标准的完整性并校正映射结果。
6.如权利要求1所述的一种用于智慧城市的标准映射地图建立方法，其特征在于，在标准与标准之间关联网络图建立过程中不断更新，包括将新的标准作为新节点加入关联网络图，并更新节点之间的关系。
7.一种用于智慧城市的标准映射地图建立系统，其特征在于，包括：
标准获取模块，基于智慧城市概念化模型获取智慧城市标准列表；
标准标签构建模块，采用标准化对象及其技术特征建立标准标签；
标准关联网络图建立模块，用于将智慧城市标准作为节点，将标准标签中相同关键字的数量作为节点之间的关系，建立标准与标准之间关联网络图；
标准映射模块，用于确定目标标准地图的视角和粒度，建立全视角映射参照系，将标准与参照系中的最小单元元素进行匹配，将关联网络图映射至全视角映射参照系，建立参照系与标准之间的关联映射关系，根据关联映射关系，采用可视化技术自动生成标准地图。
8.如权利要求7所述的一种用于智慧城市的标准映射地图建立系统，其特征在于，所述获取智慧城市标准列表包括：
从城市时间维度和空间维度出发界定智慧城市标准化领域的边界；
基于该领域的建设目标以及已知的标注设定标准的判定原则；
基于标准的判定原则检索该领域现有的标准和正在制定的标准。
9.如权利要求7所述的一种用于智慧城市的标准映射地图建立系统，其特征在于，所述标准关联网络图建立模块中，将智慧城市标准作为节点，将标准标签中相同关键字的数量作为节点之间的关系，建立标准与标准之间关联网络图包括：
对于具有一个或多个相同关键字的标准，将对应的数量记为边权重并记录至邻接矩阵中；
将邻接矩阵转换为包含来源、目标、权值和类型四列的邻接矩阵转换表；
对邻接矩阵转换表进行数据可视化转换成标准关联网络图。
10.如权利要求7所述的一种用于智慧城市的标准映射地图建立系统，其特征在于，该系统还包括关联网络图更新模块，用于更新标准与标准之间关联网络图，包括将新的标准作为新节点加入关联网络图，并更新节点之间的关系。
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