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基于大数据的智能化城市管理技术研究与应用

从广义上来讲,基于大数据的智能化城市管理是指城市管理的智能信息化,它既是智能化城市管理信息化的概述,又是城市管理信息化的目标。它通过云计算、大数据技术,采用智能化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市的人流、物流、交通流的通畅、协调。智能化城市管理技术为调控城市、预测城市、监管城市提供了革命性的手段,是对城市发展方向本质性的一种描述。城市管理智能化是从信息化时代迈向智能化、物联网时代的转换,能够有效获取、分类、存储、自动处理和识别海量的数据,而海量的大数据对于智能化的城市管理有着至关重要的作用。

一、智能化城市管理的关键技术

1.大数据技术

大数据技术是从各种类型的数据中快速获得有价值信息的技术。大数据处理关键技术一般包括:大数据采集、大数据预处理、大数据存储及管理、大数据分析及挖掘、大数据展现和应用。

大数据技术能够将隐藏于海量数据中的信息和知识挖掘出来,为智能化的城市管理提供依据,从而提高各个城市管理的运行效率,大大提高整个城市的集约化程度。大数据分析技术改进后已有了数据挖掘和机器学习技术:开发数据网络挖掘、特异群组挖掘、图挖掘等新型数据挖掘技术;突破基于对象的数据连接、相似性连接等大数据融合技术;突破用户兴趣分析、网络行为分析、情感语义分析等面向领域的大数据挖掘技术。大数据技术将城市管理对象按照不同时期、不同重点任意分类、组合,实现城市管理对象的专项普查和城市管理评价体系的数字化,并提高数据和信息的应用层次。

2.云计算融合技术

当前很多城市管理系统中都是强调如何实现“看到”的信息的处理,即对通过摄像头获得的动态图像信息按照某种分析方法进行预定的智能检测,对按照某种用户定义规则与从动态图像中获得的信息进行对比,并通过一定的判断标准进行行为分析并对监控人员进行告警输出。在这个过程中,“看到”的信息分析的结果并不一定就是设置告警信息的目的。例如:当小区有小偷出现的时候,小偷被发现后必定快速逃跑,通过摄像头获得的图像信息也是发现有人在小区快速跑动的时候,判定其为小偷,并进行报警。然而,在小区内快速跑动的人不一定就是小偷,很多时候只是因为小区某个居民有紧急事情,也会有这种行为。很多像这样在进行分析时不能确定模式的判断方式都成为实现智能化城市管理系统的一个不足。

云计算融合技术是指由多个分布在不同空间位置上的云节点以及一个数据融合中心所组成的数据融合系统,在系统中首先由各个传感器完成对探测空间中目标的检测或识别,然后将各自的局部决策送到融合中心,经过融合处理之后,由融合中心给出系统的检测结果。

3.基于大数据的多区域联动与协调技术

智慧城市基础设施智能化体系的建设、监控和维护是社会性的行为,涉及到多个部门的协调管理,更涉及到监控小区、监控街道与政府相关部门的实时交互。因此项目需要建设一个多部门分级联动系统,保证现场报警的即时性,同时让多个部门如医疗单位和公安部门轻松互动,协调整个社会监控和社会救助的行动。管理多部门分级联动监控以监控小区为单位,实现对从小区安全到城市安全的统一管理。

4.智能化决策支持辅助方案建模

智能化辅助决策系统是指通过结合个人的智力资源和计算机的能力来改进决策质量的基于计算机的支持系统,是以管理学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机技术为手段,综合利用现有的数据、信息和模型,辅助决策者提高解决半结构化或非结构化决策问题有效性的人机交互系统。

一般来说,决策包括结构化决策、非结构化决策和半结构化决策。非结构化和半结构化决策一般用于一个组合的中、高管理层,其决策者一方面需要根据经验进行分析判断,另一方面也需要借助计算机为决策提供各种辅助信息,及时做出正确有效的决策。

决策往往不可能一次完成,而是一个迭代过程。决策可以借助于计算机决策支持系统来完成,即用计算机来辅助确定目标、拟定方案、分析评价以及模拟验证等工作。在此过程中,可用人机交互方式,由决策人员提供各种不同方案的参量并选择方案。

智能决策在传统的决策支持系统的基础上,融合了人工智能、知识工程、专家系统等多学科的技术方法,建立了方法库、知识库,提高了决策支持过程的智能性、科学性和知识性。

二、智能化城市管理技术的应用

智能化城市管理就是把知识与信息技术融合起来应用到各行各业形成智慧。在各地打造智慧城管建设的过程中,要实现智慧化、精细化的城市管理,离不开大数据技术的运用,这要求我们要进行技术应用的创新,实现“用数据来说话、用数据来管理、用数据来决策、用数据来创新”。

1.智能化城市管理业务构建平台

基于大数据的智能化城市管理业务构建平台,解决了城市建设和管理中各类基础设施的标准化、智能化服务问题,为上层应用系统提供数据分析和决策依据。可以实现城市公共基础设施、专业服务设施全面物联的接入支持,并为数字智能化管理、监控监测管理、应急管理、公共设施运维管理等上层应用提供统一的框架结构和通用接入。同时实现对跨领域、跨行业的应用集成,为城市里各关键系统和参与者提供协同工作环境,是构建智慧城市的重要组成部分,将各类城市基础设施进行物联化,为城市提供各类业务服务。

2.城市资源管理业务平台

基于云服务的智能化资源管理系统总体建设目标是打破信息孤岛,满足各业务部门业务的互联互通和信息资源共享交换的需要;提高政府内部工作效率,为不同部门的应用整合提供强大的基础;为领导决策提供实时数据,发挥信息化实时和准确等特点;逐步建设完善城市公共信息资源库,为跨部门业务系统提供有力的保障。

3.城市应急指挥业务平台

以电子地图为基础叠加与事件处理相关的各项信息,并以事发地点为中心显示可调度资源的各项信息,通过集成调度接口实现语音和文字的调度,为处理人员将现场照片、声音和视频信息通过有线或无线网络及时反馈到监控中心,调度人员根据现场情况对处理方案进行调整,并及时地发送给现场处理人员进行动态调度。

对某类可能发生的事件制定各种预案文件,并针对某件可能发生的事件预先定义各种执行或报告方案。方案包括详细具体的适用条件、供指挥员参考的文字正文、预先定义好的各种控制参数列表等内容。一旦发生城市基础设施的应急事件,相关领导及指挥人员将使用应急预案,进行事态分析、资源调配、人员派遣等,从而实现对城市管理事件进行准确而迅速的处置。

三、结语

基于大数据的智慧化城市管理就是将各部门服务、管理的基础信息资源编织到一个统一的大数据库,通过眼见为实的信息采集进行数据比对核实,并以大数据交换平台进行资源共享和数据挖掘应用;实现信息资源的动态管理、互联互通、共建共享;提升公共服务效能和城市管理精细化程度,从而有效地整合各政府部门所掌握的全市经济社会信息资源,满足政府业务对统一数据资源共享需要,进而提升形势分析预测水平,对政府在发展规划、投资布局、资源环境、管理创新、科学决策等业务提供强有力支持,提高政府部门掌控城市经济社会发展态势的能力。

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