智慧城市运营中心架构设计.docx
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智慧城市运营中心架构设计
智慧城市运营中心架构设计
智慧城市运营中心方案
智慧城市运营中心引领城市的发展与建设
城市是现代社会个体集合的新形式，城市一般有卫生、公用事业、土地使用、住房、安全、交通等先进的系统。
这种近距离关系极大促进了人与商业之间的互动，使参与其中的双方获益。
智慧的城市属于城市的一种，可以平衡社会、商业和环境需求，同时优化可用资源。
智慧的城市使命就是要提供各种流程、系统和产品，促进城市发展和可持续性，为其居民、经济以及城市赖以生存的生态大环境带来利益。
通过应用信息技术（IT）规划、设计、建造和运营城市基础设施，改善生活质量和经济福利。
建设智慧城市的核心内容包括：
建设智慧的城市须整合全部关键组件
结果
信息技术
智慧的城市需要利用更透彻的感应和度量、更全面的互联互通和更深入的智能洞察，发展城市基础设施，为城市范围内的活动和事件提供协调优化的响应及意识。
提高效率
降低资源消耗
城市政府
借助更透彻的感应和度量能够获取大量数据、借助更全面的互联互通能够增强城市、自然、人类和产业系统之间的透明度，而更深入的智能洞察则可以揭示其中的深刻内涵，城市通过利用这些因素能够发展、描绘、执行、监督和完善其政策。
更好的服务
更好的政策
居民
结果会使居民和本地产业从这个生活工作的空间获益，开展自适应、协作性、高效性、个性化、安全性、支持性且可持续的商业活动。
人们更幸福
基础设施
城市可以更好地监督资源的分配和使用，如水电、排污、燃气、道路及公共交通，资源利用更加高效，同时允许制定更多明智的基础设施投资决策。
城市更环保
基于以上智慧城市的核心内容，配合当地政府城市发展的形态和阶段，大体可以分为精心规划型城市，健康安全的城市，可持续生态城市，数字创新城市，商业城市、文化传统城市等不同类型。
无论何种类型，城市正面临众多挑战，这些挑战威胁着城市的长期可持续性。
这些挑战可能影响城市的经济、商业和居民，涵盖诸如交通、水资源、能源、通信在内的核心基础设施。
城市必须全面解决这些挑战，才能建设并维护一个可持续的城市环境。
以上城市类型可以根据实际情况使用智慧的城市模型。
用于协助这些城市发展的技术，有些已经存在，有些正在定义和创造。
智慧的城市使用信息技术整合显示了智慧的城市如何运用技术整合推动城市管理。
从上图中可以看出，城市各个领域都需要内部优化。
这些领域需要在城市层面上互联并优化，实现城市目标。
确定了三种趋势（基于技术），可以帮助城市实现此目标：
●更透彻的感应和度量：
必须通过第三方或城市本身拥有的现有或新型基础设施，了解城市活动。
●更全面的互联互通：
受监督活动之间构建一定程度的联系，树立全局观点。
●更深入的智能洞察：
从原始数据入手，将其转化为信息，再经分析，创造洞察能力，实现智慧的决策。
因此，智慧的城市远不只是高度集成的技术集合。
城市要进化，就必须利用并优化其经济能力、实物资产、文化、政治意愿、科技以及商业环境。
在传统意义上，城市由各司其职的独立部门建立并管理。
要成为智慧的城市，必须从根本上改变这个观念。
必须将城市视为由多个互联互通的子系统构成的单一体系，而非各个独立的领域。
的方法就是通过运用技术，优化这些独立领域，将他们实时互联，保证重大的城市活动可以通过全局方式得到管理。
比如传统城市运作方式，不管在传统上还是政治上，这些都是独立的领域，有各自的运作目标，如图所示：
迄今为止，很少有人关注如何从全面整合、互联互通的全局观点去管理城市。
智慧的城市方法就是优化这些领域，并将信息汇集到城市运营中心（IOC），如建立城市运营中心（IOC）的智慧的城市所示。
这种创新的城市运营中心为城市的发展与建设提供了新的思路：
●拥有在城市组件内部及个体之间构建城市模型并整合进程的工具和能力，将政府视为集功能、服务和人力为一体的组合，互联互通
●拥有对城市组件、服务、信息、政策进行识别、优先级排序及合理化的能力和工具，以市民为中心的成熟服务管理平台，使服务交付满足市民需求
●信息战略及情报系统及时汇集数据，使系统对变化的经济环境做出快速反应，先进的建模分析技术将异构数据变为可以操作的信息和洞察
引领基础设施优化，改善业务及IT运营效率。
广泛的集成产品，管理城市资产及IT基础设施的相关信息。
传感器、可视化及强大的数据分析带来富有意义的洞察力、更高的绩效、质量、可靠性、灵活性及能源效率
基于智慧城市方法论的城市运营中心
我们对于智慧城市运营解决方案的架构方式与智慧的地球更透彻的感应和度量、更全面的互联互通、更深入的智能洞察主题相协调，如图所示。
●更透彻的感应和度量
基于传感器的系统将我们的可视性扩展到现实世界的交通、公用事业、水资源和建筑，提供以前无法获得或收集成本异常昂贵的全新实时数据源。
●更全面的互联互通
事件处理软件从传感器输入的原始数据流提取业务相关事件，与此同时，集成中间件将这些事件置于所需的业务背景之下，实现对现实世界运行系统实际行为的全新洞察。
●更深入的智能洞察
可视化配合业务规则及分析的运用，可以优化这些运作系统。
不管是改善交通流量，最大化使用水电公用事业，还是在这些基础城市进程中实现创新，都能用到。
在IOC产品的设计中，更透彻的感应和度量层面可以与传感器直接交互，例如用传感器获得测量水质数据，或通过定制化的数据采集与监控系统（SCADA）等接入现有的行业系统，然后利用网络优势实现快速响应，同时进行过滤与汇总，减少向上游发送事件请求进一步处理所占带宽。
更全面的互联互通层面通常根据接近实时的处理约束添加事件服务，这些服务将传感器输入与业务相关事件一一对应，建立本地分析和特定领域数据模型来完成事件的关联、存储、规则触发等工作。
更深入的智能洞察层面在更广范围内处理业务相关事件，往往通过某个基于SOA的模型与多个遗留应用程序及资产管理系统进行交互。
该层面通常还包括面向人员的各种功能，通过可视化、仪表板与工作流程编排来实现。
IOC的整体设计的三个逻辑层与指挥城市方法论一一对应，如下表所示：
层面
功能
更透彻的感应和度量
数据捕获与控制
–整合广泛覆盖的传感器
–智能移动数据
–执行本地命令
–运行分布式操作逻辑
管理分布式设备基础设施
–发现设备及传感器
–远程配置
–监控
–安全
更全面的互联互通
事件处理和服务
–复杂事件处理
–流处理
–各种服务，包括数据汇总、地理信息、识别与关联、条件、命令与权限、持久性
数据建模与集成
–特定领域信息集成
–可互操作的信息框架
–整合遗留数据
–联合数据管理
过程整合
–扩展遗留系统，实现全新业务流程
–监控业务流程
–向人们提供信息
更深入的智能洞察
分析
–特定领域分析应用
–数学模型运用
–绩效仪表板及关键绩效指标（KPI）
业务优化
–建立业务流程优化模型
–应用数学优化技术
–优化资产使用及业务流程
–改善操作逻辑和业务规则
业务流程服务
–事件驱动的SOA过程
–感知并应对动态变化
–企业应用程序集成
–与城市战略保持一致
智慧城市运营中心高层架构
智慧城市运营中心将城市的各个组成部分、部件、人、事、地、物、组织等因素看成一个整体来统筹考虑，作为整体智慧城市管理系统，监测城市管理的事件、并做出应对；作为城市管理的行政总体，指挥和调度其它部门完成事件协作应对；完成事件汇报与跟踪，位置感知、实施调度协作、资源资产管理；提供报表，情况总览，趋势分析，为决策层提供辅助决策和命令指挥。
IOC高层架构图如下所示，
借助城市运营中心（IOC）可以很方便地将城市作为单一系统来查看和管理。
IOC通过网关与底层的操作及信息系统交互，网关主要负责将城市各区域的角色及职责分开来。
IOC的目标是为城市管理者提供实时及历史视图，以便他们可以优化城市层面的各种操作。
●可视化：
IOC提供了易于使用且基于Web的一站式服务门户网站，可方便地了解城市的信息、发生的事件及整体情况。
对于市民及城市管理人员来说，这种界面使用户可以用常见的各种格式（如饼状图或条形图）来查看自己感兴趣的城市相关信息。
有专门的机构负责监控这种信息的访问权，防止有人XX就访问这些信息，同时轻松管理各种授权，同时为城市服务优化提供实时命令和控制。
●信息服务：
传送到IOC的信息会被城市管理者们收集和集中管理，方便他们进行分析和实时监控。
由于大量数据来自各种运作系统，因此首先会根据标准的参考语义模型进行规范化操作，这样可以很好地了解城市资产的情况及资产间的相互关系。
这样无需进行大量的信息转化便能很好地分析情况并对事件作出响应。
一旦IOC收集了数据，信息就会被用来制作临时报告，这包括评估是否符合城市、国家或国际法律标准的报告。
●数据整合：
信息共享与交换方便IOC和其他底层运作系统之间的信息交换。
这种整合层支持使用各种开放标准以各种本机格式进行双向的信息通信。
通过借助行业标准工具来将本机资源转换成参考语义模型，而底层的运作系统则无需改变。
实施IOC时需要使用SOA方法和标准的软件产品及行业框架。
城市高级事件模型显示了被监控的运作系统及正发布指令的高级模型。
●事件及指令控制：
事件一般都会影响到一个系统的运作，如水资源生成或交通运营系统。
事件由运作系统而产生，而影响一个城市运作的事件会被从运作系统传送到IOC。
事件可以只影响一个系统，也可以是牵扯到多个系统的复杂事件。
事件一般都是临时的、实时的或可预测的，严重性程度也从参考级别到关键级别不等。
在IOC中，事件会显示在一个操作仪表板上，然后会经过分析并生成合适的指令。
IOC发出的指令取决于所监控事件的严重性。
会根据城市的标准运作过程及规章制度来设计并修改指令，以优化城市一级的系统功能。
如果之前有先例，那么可自动通过各种规则自动发布指令，或者可以由运营团队重新创建，或通过城市管理者合作而创建。
如果没有明确的结果，IOC会进行模拟分析。
指令分类如下：
●
●有干扰性的行为
●无干扰性行为
●强制性的指令
●第四类
●第二类
●协商后达成的指令
●第三类
●第一类
Ø第一类指令：
这类指令不会影响到城市居民的生活方式或城市的运作系统。
城市居民和/或运作系统可忽略这一指令。
例如，与市民协商指定“步行上班日”。
Ø第二类指令：
这类指令会影响到城市居民的生活方式或城市的运作系统。
城市居民和/或运作系统即使选择忽略这一指令也会受到影响。
例如，在非重要区域将路灯间隔一开放，以节约能源。
Ø第三类指令：
这类指令会影响到城市居民的生活方式和/或城市的运作系统。
IOC无需选择某一个具体的指令，但是所选的指令将会产生很大影响。
例如，提高道路通行费，使司机尽量避免在高峰期进入市区。
Ø第四类指令：
这类指令会影响到城市居民的生活方式和/或城市的运作营系统。
IOC非常清楚应采取的行动（强制性的），而居民和运作系统会很明显地体会到指令产生的影响。
例如，关闭暴风雨会带来影响的所有出入口，因为即将到来的暴风雨很有可能阻断通往各个市区的道路。
●指令传送：
指令会被传送到运作系统或其他相关的系统。
一旦收到后，系统就会自动分析及处理指令，或由运作团队人工分析。
捕获事件即为捕捉事件方式及响应方法的模型。
●城市档案：
由于IOC的目标是不断跟踪城市的运作状况，因此它逐渐成为城市历史记录的权威来源。
为了确保这些记录都能得到很好地保存以供日后使用，每隔一段时间，记录都会被存档。
这些资料可用来分析趋势及进行历史研究。
●影响及系统发展：
指令应当对城市产生积极的影响，即将事件的影响降到最低，或是做好准备以应对一个预测要发生的事件。
这些积极效应可通过正在监控的事件显示出来。
指令发布并呈现积极影响后，可捕捉到各种响应，以进行建模。
然后可借此来更改对事件的响应情况。
在这种情况下，城市就变成了一个学习型的城市。
智慧城市运营中心核心能力
如下图所示，IOC的能力主要包括以下几个方面：
城市运营中心门户
访问IOC是通过从城市各领域仪表板提取信息的城市指挥中心中显示的一个基于Web的概要安全门户网站。
执行计分卡上面总结了其他各个领域仪表板的情况。
门户网站上可以添加或除去个人配置需求，进而构建与其观点相关的体验。
可借助以下方式通过浏览器访问：
–城市管理者体验
–单个领域体验
–市民体验
运营管理中心门户为城市按照不同业务部门的需求，为不同角色提供定制化的门户界面，保障为不同角色的用户提供适合的内容，并且保障不同用户之间的信息安全，包括：
Ø城市领导者：
城市的市委书记、市长级别或者其它高级领导，提供所管辖的不同部门的绩效概览，包括关键业务指标体系，并且提供利用门户提供的协作能力，对城市的运营者提供高层次指导和命令。
Ø城市运营者：
负责跨部门、跨组织的城市运营管理，特别关注那些对于城市整体具体有重要影响的事件和故障信息。
Ø事件管理者：
实时应对城市中出现的负面事件，并积极协调相应人员解决事件，避免事件的升级。
Ø部门运营者：
相对于整体城市运营者，其只关注某个独立、垂直的业务部门数据与事件，比如水利、交通等，其概览本部门的事件，跟踪部门事件的处理情况，并参与跨部门的分工协作。
Ø市民：
市民可以在门户中获取有用的信息，比如交通拥信息，市民也可向门户主动提供事件信息，比如关于犯罪信息，基础设施管理信息等。
智慧城市运营中心门户KPI监控示例：
智慧城市运营中心门户协作派工示例：
城市事件管理服务
事件管理：
每天城市发生的各类事件累以万计，如何对事件进行分类，存储，关联，分析，汇总对于城市管理者来说是个巨大的挑战。
智慧城市运营中心能够实时的集中监视复杂的城市和IT环境，通过日处理超过数百万事件的可扩展性，并支持包括大量网络设备、互联网协议、系统、商业应用和安全产品。
对于每个需要接入运营中心的既有应用，需要构造接入网关和事件收集器将事件转换成统一的事件格式，将系统事件发送到事件处理平台。
并且，所有的事件都能实时存储、查看和管理。
通过实时主动数据库服务器，它将Probe中的事件数据进行集中、建立联系并实现标准化，然后将事件分配到表和字段。
借助标识符字段，可自动防止复制重复事件，也可创建定制的过滤器，按严重性、设备、服务、地理位置或自定义的任何其他标准来察看数据。
事件管理平台将排除重复事件并通过高级的问题上报引擎来过滤事件，使工作人员能够解决最重大的问题，甚至支持自动隔离和解决这些问题。
能够为城市高层管理者、政府局委办部门领导者、操作人员提供可定制的实时视图，使他们及时了解城市事件故障、服务和主要绩效指标。
可定制的显示板提供一系列图片、图形、图表、表格和事件列表，允许定义用于满足特殊要求—“全盘”显示可能导致出现问题的服务或具体设备。
事件智能分析：
事件根据影响分析确定响应的优先顺序。
用户可设置优先级顺序及警报，可利用警报来监控城市的各个事件，之后将其添加到IOC的相关领域仪表板中。
这些事件可通过可视的电子邮件或短消息服务（SMS）输出。
当影响城市的服务出现问题时，时间是最重要的。
操作人员对故障状态进行检查时，可能要耗费大量的时间，并且可能需要访问多个部门的数据。
事件管理平台从现有的数据存储收集相关的事件背景信息，并将这些内容直接注入事件，这些背景数据可以是：
受影响的地域名称、受影响的人员信息、资产位置等，提供解决问题的联系人信息、文档信息以及其他帮助城市管理者理解事件的信息。
这些内容能够帮助城市管理者对影响服务和流程的问题更快的作出反应并解决问题。
根据这些影响，确定对它们的优先响应顺序和逐级上报。
事件自动处理：
按照城市治理政策，可以灵活订制各类事件处理的策略，帮助实现事件排除或问题解决的流程的自动化，可以定义多样的执行策略，比如事件聚集，收集额外的信息并帮助决策，将事件与政府业务部门进行关联，对重要事件的通知策略，逐级上报业务关键事件，按照SLA标准调整事件的紧急程度等等。
比如，用户定义的告警通知策略可以通过邮件、短信、即时消息以及其他方式在整个城市内部对有关这些问题的信息进行传递，从而有利于相关人员快速作出反应。
一旦指定类型的问题的解决方案确定下来，我们就可以定义事件处理策略，在问题发生时自动识别并采取措施，并且将问题在企业内部逐级上报，知道问题得到确认或者解决为止。
城市运维管理服务
在应对城市事件的过程中，需要协调调度不同业务部门，不同人员之间的协作处理，因此利用工作流来完成紧密的协作成为不可或缺。
如下图所示，
在城市运营中心平台中，能够完成基于事件的工作流模型，根据事件的类型和严重程度，自动启动相应的工作流程，并且能够监控此工作流程的运行状态。
在平台中，事件（Incident）是一个不属于标准服务操作范畴的活动，事件会造成或者可能造成服务的中断或者服务质量降低，因此通常又称之为事故。
针对事件的管理流程称为事件管理，其管理目的是尽快恢复服务的运行，将对业务的不利影响降低到最小。
事件单可以由事件管理流程相关人员创建事件单，统一由一线支持人员进行受理，受理事件单必须保证事件单的完整性。
技术人员解决事件单后系统通知事件提交者，由提交者确认后再关闭事件单。
工作流管理可应用到系统的所有业务功能，用户随时可以了解当前业务工作的执行情况，将工作任务准确传递到相关的责任人，保证工作及时完成，信息传递方式可以通过邮件、个人门户、短消息等。
应用工作流可按业务规则连接所有业务部门，完成计划、审批、执行、反馈相关环节，实现信息传递。
领导可随时查看流程执行情况，发现任务执行环节中存在的问题，及时进行改进。
利用图形化工作流工具定制业务流程，定义工作流中涉及的人员、角色等；在业务过程中进行流程的中止、变更等；及时有效的任务分配，确保任务落实；可以重新分配任务，或委托他人进入流程处理；对业务流程处理时间、内容、处理人员进行设置；将工作流与电子邮件系统集成；满足各种复杂流程的设置和定义，具备工作流的版本管理功能；实现业务工作的流程化、标准化；具备消息通知功能，如任务到达、任务改派、超时、提醒等；跟踪具体业务流程执行情况等。
城市数据挖掘与智能分析服务
传统的政府电子政务系统在业务内容上包括面向公务员的内部办公管理系统，面向公众服务的行政审批系统，和面向领导的决策支持系统。
智慧运营中心作为电子政务的进一步发展，在收集足够的城市信息数据、消息、事件等基础上，以城市累积的历史数据为基础，提供数据挖掘和智能分析服务，为政府或者企业提供各种决策信息以及问题的解决方案，将决策者从低层次的信息分析处理工作中解放出来从而专注于最需要决策智慧和经验的工作，从而提高决策的质量和效率。
它是一种建立在大量的数据基础上,综合利用各种数据、信息和模型技术的信息处理系统，可以为决策者提供及时、准确、科学的决策信息，解决半结构化或结构化的决策问题。
数据挖掘和智能分析服务，利用各种模型及技术对政务数据进行定性和定量分析，为高层管理者提供决策信息支持。
智能运营中心建立在商业智能核心平台之上，以服务为导向进行架构，可以通过单一产品和在单一可靠架构上提供完整业务智能功能的解决方案。
它可以提供无缝密合的报表、分析、记分卡、仪表盘等解决方案，通过提供所有的系统和资料资源，以简化政府和部门处理事件信息的方法。
其商业智能软件强大的报表制作和展示功能能够制作/展示任何形式的报表，其纯粹的Web界面使用方式又使得部署成本和管理成本降到最低。
同时还可以同数据挖掘工具、统计分析工具配合使用，增强决策分析功能。
具有独特的穿透钻取（rollup和drilldown）、切片（slice）和切块（dice）、以及旋转（pivot）等功能，使分析人员、管理人员或执行人员能够从多角度对信息进行快速、一致、交互地存取，从而获得对数据的更深入了解，有效地将各种相关的信息关联起来，使用户在分析汇总数据的同时能够深入到自己感兴趣的细节数据中，以便更全面地了解情况，做出正确决策。
Ø政府报表：
纯浏览器界面中，提供了基于鼠标拖拽的强大的格式定义能力，其优异的XML可视化报表定义方式，可以使用户非常方便的控制报表中内容的精确布局，也可以很方便的制作中国特色的非平衡报表。
可以将包括声音、视频、图形、表格、文字、关系行数据库内容，OLAP等任何有用的信息集成在报表中。
Ø政务模型库：
随着社会和技术的发展，各级政府所面临的问题会越来越复杂，所需要的决策模型也将越来越多。
模型库不仅含有支持不同层次计算与决策所需要的基本模型，还有一些用于生产新模型的基本模块和基本要素，比如建立经济模型库，安全模型库，人口模型库等。
Ø数据挖掘：
各个模块能够紧密集成，能够迅速有效地传递数据流和安全性信息，用户可以从一个主题钻取到另一个主题，其独特的分析后的查询，使用户能够通过OLAP分析再穿透钻取到相关的明细数据，适应了用户的分析和使用习惯，从而能从业务上层次上跟踪发生了什么问题和为什么发生了这样的问题。
Ø辅助决策：
利用联机分析处理、数据挖掘、数据仓库等技术从海量数据中分析并提取有用的信息，为各具体的决策领域提供支持。
根据加工处理过的综合信息，结合知识推理过程模拟得出不同的决策方案，供决策者参考比较，决策者再根据自己的经验选择最优方案。
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