智慧城市公共信息平台建设指南.docx
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智慧城市公共信息平台建设指南
智慧城市公共信息平台建设指南
（试行）
中国城市科学研究会
数字城市工程研究中心
二〇一三年四月
引言
随着智慧城市公共信息资源应用的深入开展，公共信息平台作为智慧城市应用的基础支撑平台，越来越被人们所重视。
在使用应用单位众多、服务对象广泛、参与建设管理多元化的复杂情况下，若没有一套切合实际、行之有效的建设指南作为参照和制约，很难满足城市公共信息服务和管理需要，更无法保障未来跨区域的智慧城市应用需求。
1范围
Ø本部分提出了智慧城市公共信息平台建设指南，规定并描述了公共信息平台的定位、组成、建设要求、管理与运行模式。
Ø本部分适用于智慧城市公共信息平台的总体规划和设计。
Ø本部分的使用对象为智慧城市公共信息平台的规划方、建设方、管理方及其他相关人员。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分。
然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
Ø附件一：
智慧城市公共信息平台-信息资源分类要求
Ø附件二：
智慧城市公共信息平台-信息标识编码要求
Ø附件三：
智慧城市公共信息平台-元数据要求
Ø附件四：
智慧城市公共信息平台-目录管理与服务要求
Ø附件五：
智慧城市公共信息平台-数据交换与整合要求
Ø附件六：
智慧城市公共信息平台-应用单位接入要求
Ø附件七：
智慧城市公共信息平台-接口与服务要求
3术语、定义与缩略语
GB/T19710-2005中规定的与以下术语和定义适用于本部分。
3.1术语与定义
Ø信息资源
城市中政府、企事业单位在生产及管理过程中所涉及到的一切文件、资料、图表和数据等信息的总称。
Ø应用单位
接入公共信息平台的机构单位。
Ø主管单位
公共信息平台的管理单位。
Ø数据中心
公共信息平台的组成部分，用于信息资源的存储。
3.2缩略语
无
4平台定位
智慧城市是通过综合运用现代科学技术、整合信息资源、统筹业务应用系统，加强城市规划、建设和管理的新模式，是一种新的城市管理生态系统。
智慧城市区别于数字城市的主要特征，就是综合运用以物联网、云计算和公共信息平台为代表的现代科学技术和手段，通过对城市信息资源的全面感知、全面整合、全面挖掘、全面分析、全面共享和全面协同，提高城市管理和服务水平。
本章节简要介绍智慧城市总体框架及各组成部分，说明公共信息平台在智慧城市中的定位与作用。
4.1智慧城市总体框架
智慧城市总体框架包括网络层、感知层、公共设施、公共数据库、公共信息平台、智慧应用和用户层，如下图所示：
图1.智慧城市总体框架
Ø网络层
网络层是智慧城市赖以存在的基础，主要有电信网、互联网和广播电视网，以及在此基础之上的三网融合、物联网等。
Ø感知层
感知层是智慧城市区别于数字城市的重要特征之一，是智慧城市运行数据的主要来源。
从技术角度来看，几种主要的感知技术是对地观测感知技术、RFID射频识别技术、WSN无线传感器技术和Zigbee传感技术等。
从感知数据来源来看，几种主要的感知手段是天上的卫星、空中的飞机以及地上、地下的各类传感设备。
Ø公共设施
公共设施包括计算资源、网络资源、存储资源、安全设施等。
在各地智慧城市建设中，根据各地实际情况，结合最新技术，公共设施可采用云计算模式或传统模式来构建。
在云技术模式下，利用虚拟化技术，将公共设施资源进行虚拟化处理，形成一个虚拟化资源池；利用云服务技术，将虚拟资源根据业务需要组装成独立运行的服务器资源作为服务对外提供；为智慧城市的建设提供完善的公共设施服务。
Ø公共数据库
公共数据主要有三类，分别是公共基础数据、公共业务数据和公共服务数据。
公共基础数据库由人口数据库、法人数据库、宏观经济数据库、地理空间数据库及建筑物数据库等五大类数据库组成。
公共基础数据是基础且变化频率相对较低的信息资源，是城市公共数据的“纲”。
公共基础数据可由法定管理单位提供。
公共业务数据库是基于公共基础数据库的业务性扩展数据库。
公共业务数据由根据业务应用需要而扩展的各类指标项构成，是一种动态的、不断扩充的业务数据模式，是城市公共数据的“目”，指标项来自各类智慧应用的建设。
公共服务数据库由各类专题应用类数据库构成。
公共服务数据是通过对公共基础数据、公共业务数据进行清洗、挖掘、分析后形成的有特定应用场景的服务型数据集，为各应用单位提供融合后的专题应用资源服务。
指南不对公共数据库做具体规范要求，将以另行规范指南的形式明确。
Ø智慧应用
智慧应用是以公共数据库和应用单位业务数据为数据来源,通过公共信息平台对公共数据和应用单位业务数据的整合,为智慧应用提供整合后的信息服务,提高应用的服务水平和协同能力。
4.2公共信息平台
4.2.1目标
公共信息平台目标是实现城市不同部门异构系统间的资源共享和业务协同，有效避免城市多头投资、重复建设、资源浪费等问题，有效支撑城市正常、健康的运行和管理。
4.2.2作用
公共信息平台是智慧城市的基础设施，其作用主要体现以下三点：
Ø公共信息平台是城市公共数据的进出通道，实现城市公共数据的交换、清洗、整合和加工。
Ø公共信息平台实现城市公共数据的组织、编目、管理以及应用绩效评估。
Ø公共信息平台实现城市公共数据的共享服务，为城市政府专网和公共网络上的各类智慧应用提供基于城市公共数据库的数据服务、时空信息承载服务、基于数据挖掘的决策知识服务等。
图2.公共信息平台的作用
4.2.3能力要求
1）数据汇聚与整合加工
公共信息平台通过交换系统从各个离散的信息源获取人口、法人、地理空间、宏观经济及建筑物数据，经过数据比对、清洗等技术手段，存入到公共基础数据库；
公共信息平台通过数据交换、清洗、整合、加工、时空化等技术手段对来自各应用单位的业务数据进行处理，存入到公共业务数据库。
2）数据管理与服务
公共信息平台依托元数据、目录数据、交换数据、安全数据和管理数据等支撑数据，实现对公共数据库有效管理。
同时，通过对公共数据库的服务封装，发布接口规范，以统一接口服务方式实现智慧应用对公共数据库资源的访问。
3）服务与接口
公共信息平台一方面通过集成第三方提供时空信息承载、专题数据分析及挖掘等服务组件，以统一接口方式提供给各类智慧应用。
服务组件可根据业务发展需要而动态调整。
公共信息平台同时也提供开发接口服务，支持开发者或应用开发商调用平台提供的服务和自己的业务应用进行集成，或是开发基于公共信息平台的应用系统。
4）运营维护
公共信息平台提供用户管理、厂商管理、应用管理及日志管理，并以接口服务方式对外提供，满足其他模块开发运营。
5）平台互联
公共信息平台按照统一规范发布平台的接口与服务，为实现不同城市平台、上下级城市平台之间的互联互通奠定基础。
4.2.4性能要求
公共信息平台的主要性能应符合下列要求：
Ø目录数据的本地查询响应时间不应超过2s，应用单位对目录数据查询的响应时间不应超过5s；
Ø信息资源编目应支持各类主流数据库（Oracle、DB2、MSSQL、MYSQL等）结构化资源的编目，同时也应支持音频、视频、PDF、办公文件等非结构化资源的编目，以及网站、URL、web服务等多种信息资源的编目支持；
Ø统一认证的本地查询响应时间不应超过1s；
Ø数据服务系统的本地响应时间不应超过4s，智慧应用数据服务系统的响应时间不应超过10s；
Ø公共信息平台的动态扩展服务本地响应时间不应超过5s；
Ø公共信息平台各个子系统连续运行时间不应少于5*24小时。
5平台组成详述
广义的公共信息平台由公共设施、公共数据库和平台软件组成。
公共设施为公共数据库和平台软件提供存储、计算及网络等基本运行环境资源；公共数据库建立在公共设施之上，为平台软件提供数据存储及服务能力支撑；平台软件则在公共设施的支撑下，与公共数据库协作提供平台各类智慧应用开发、运行、管理等支撑。
狭义的公共信息平台，仅指平台软件。
本章节公共信息平台即指平台软件。
5.1功能框架
图3.功能框架
5.2组成说明
公共信息平台由支撑数据、运维管理服务系统、目录管理与服务系统、数据交换服务系统、数据整合服务系统、门户系统、接口与服务系统等组成。
5.2.1支撑数据
支撑数据由元数据、目录数据、交换数据、安全数据和管理数据等组成。
支撑数据处在公共信息平台与公共数据库之间，对下可以支撑以“物理分散、逻辑集中”或是物理集中方式构建虚拟或物理的城市公共数据库建设，对上可以支撑公共信息平台中数据交换服务系统、目录管理与服务系统等有效运行。
Ø元数据
元数据是数据资源的描述，是信息共享和交换的基础和前提，用于描述数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征。
Ø目录数据
目录数据是关于公共基础数据、公共业务数据、公共服务数据等平台资源的目录信息。
Ø交换数据
交换数据是数据交换过程中产生的信息，包括消息路由信息、流程管理信息、异常管理信息、监控管理信息、参数管理信息和交换临时库中的数据。
Ø管理数据
管理数据是运维管理服务管理系统所产生的管理类信息，包括数据操作信息、数据库运行管理信息、数据组织存储信息、数据库维护信息等。
Ø安全数据
安全数据是公共信息平台安全情况和安全保障类信息，包括平台事故报告、事故可能性分析、故障频率、试验结果、以往的系统安全分析、可靠性分析及人为因素数据等。
5.2.2数据交换服务系统
数据交换服务系统的作用在于实现信息资源的统一交换，通过交换实现人口、法人、建筑物等信息资源的同步更新，以及数据比对、清洗、转换、异常处理等交换服务所需的基本功能。
通过建立数据交换服务系统将达成以下目标：
Ø通过使用统一的技术手段与标准，提高交换的效率，降低维护复杂度；
Ø同步优化信息存储结构，采用松散耦合的方式，确保数据与应用适当隔离，保证数据的安全；
Ø使数据交换始终处于被有序管理的状态，避免了乱交换、重复交换等问题的出现，保证系统的稳定性。
5.2.2.1交换能力要求
提供信息整合功能，可按主题要求整合形成共享资源库（健康档案、建筑物库、人口库等）数据集合，支持动态组件形式的数据清洗等处理功能；
自动编码转换，统一编码标准；
支持主动与被动两种数据交换方式，实现按需交换；
支持增量与全量数据同步；
支持订阅式数据交换模式，提供订阅过滤支持，支持键值、一对多、多对一等多种数据落地方式；
提供异构数据库、跨平台数据交换功能；
无缝支持结构化及非结构化资源交换，数据采集方式丰富，支持触发器/数据库日志/时间戳/轮询等采集数据方式供用户选择；
基于web图形化平台配置，简单易操作；
统一管理元数据，提供统一标准化字段，规范系统；
为用户提供个性定制处理组件接口，方便用户自由拓展；
自定义数据交换格式，保证在无需代码开发的情况下，完成新交换节点的接入，实现交换元素及交换规则的调整等；
支持信息资源申请、调度流程化，支持目录驱动交换；
支持非侵入业务式的前置交换服务。
5.2.2.2资源管理
提供交换中心和前置交换节点之间各种交换表资源、组件和数据库的管理功能，主要包括交换表管理、控制表管理、组件信息维护、字段转化维护和数据库进程管理。
5.2.2.3交换管理
交换管理提供交换队列管理、交换规则定义等功能，主要包括交换队列查询、交换队列管理（添加、删除、查看、修改）、交换规则定义等。
5.2.2.4资源监控
资源监控主要提供各种信息资源的监控功能，主要包括对各种交换队列的状态监控，订阅服务的状态监控。
5.2.2.5查询统计
提供交换与整合信息资源的查询和统计功能，主要包括交换数据查询、整合数据查询、系统信息查询和交换数据统计。
5.2.2.6订阅信息管理
提供信息订阅服务功能，主要以表订阅和整合信息订阅的方式为主，主要包括表订阅查询、表订阅管理、表订阅审批、表订阅启动、整合订阅查询、整合订阅管理、整合订阅审批和整合订阅启动。
5.2.2.7目录互动
提供目录驱动交换功能，资源使用方通过目录方式获取资源信息后，通过平台提供的申请流程向平台管理者与资源拥有方进行申请，得到管理者与资源拥有方同意后，由平台自动开始按配置的规则进行信息资源的交换与共享。
信息资源交换需提供对目录系统的相关接口，实现目录系统与交换系统的互联互通，从目录系统中读取相应的资源信息，并能启动流程实现相应的交换配置，最终实现自动交换。
5.2.2.8日志维护
日志维护提供交换系统的各种日志管理功能，主要包括系统日志、交换日志和导入日志等，为系统提供全面的日志管理功能。
5.2.3数据整合服务系统
数据整合服务的作用体现在两个方面，一方面通过数据加工、数据整合、数据关联等功能，能够动态配置实现各类不同主题的信息处理，在建筑物库、人口库、法人库等基础数据库的基础上，通过进行清洗、转换、集成，构建业务应用所需的业务数据库，充实公共服务数据库，提升数据的价值，实现数据向信息的转变；另一方面，在新智慧应用的建设中，支撑业务数据库及公共服务数据库的指标项扩展，这些指标项的扩展也会充实基础数据库的指标项及数据内容。
数据整合模型如下图所示：
图5.数据整合模型
5.2.3.1整合配置
以图形操作模式配置数据整合参数，实现进行清洗、转换、比对、数据导出、数据拆分等数据整合规则的动态配置。
5.2.3.2整合组件管理
系统以组件形式对清洗、转换、比对、导出、拆分等数据处理过程进行封装，同时提供这些整合组件的注册、发布、撤销、查询等整合组件管理功能。
5.2.3.3整合流程管理
实现对整合实施过程的申请、配置、审核、执行等过程的流程化管理，并允许在流程过程中进行回退、修改等操作。
5.2.3.4整合结果信息查询
提供整合结果信息的查询统计功能，无需定制开发，可动态根据不同的整合主题进行相应结果信息的查询。
5.2.3.5整合结果订阅
应用接入单位可针对整合结果，按需进行结果集数据的订阅，在订阅审核通过后，系统按预设的规则将接入单位要求的数据交换到指定位置。
5.2.3.6整合过程信息统计分析
动态设定统计口径，对数据整合过程进行统计与分析，如清洗数据量、处理过程失败记录、处理成功数等。
5.2.4目录管理与服务系统
目录管理与服务系统包括信息资源目录子系统和信息资源编目管理子系统。
信息资源目录子系统的建设，以目录方式实现资源共享，是智慧城市公共信息平台实现信息资源共享的有效手段，使用目录体系可以以更灵活的方式实现更多应用单位、更多资源的接入与共享。
信息资源编目管理子系统作为智慧城市公共服务平台信息资源目录体系的载体，采用一种非落地的信息共享模式，是对交换共享模式的补充，在目录式共享中，各应用单位对各自共享的资源有完整的控制权，可有效地解决交换模式中各应用单位因担心违反相关规定不愿意批量提供数据的问题。
目录管理与服务模型如下所示：
图6.目录管理与服务模型
5.2.4.1目录能力要求
严格的资源权限管理，动态权限等级设定，使不同授权等级的人员能看到不同的资源；
符合国家相关标准，支持核心元数据的动态扩展；
提供信息资源展示门户系统，提供应用单位编目排行、访问量统计排行等功能；
统一管理元数据，提供统一标准化字段，规范系统；
支持多级中心目录管理与访问，支持集中式存储和分布式存储两种方式，可实现横向管理与纵向管理；
根据目录展示内容查看资源描述，并支持目录驱动交换；
根据目录内容提供标准接口，提供资源的二次开发支持，为其他应用提供接口查询目录对应资源内容，供给其他应用使用；
提供跨库数据查询功能支持，提供查询主题动态设定，并支持按主题便捷地查询多个异构的资源；
信息资源编目应支持各类主流数据库（Oracle、DB2、MSSQL、MYSQL等）结构化资源的编目，同时也应支持音频、视频、PDF、办公文件等非结构化资源的编目，以及网站、URL、web服务等多种信息资源的编目支持。
5.2.4.2资源标识符管理
包括资源标识符结构管理、资源标识符应用单位配置、应用单位标识符中心配置、核心元数据定义等功能。
5.2.4.3元数据定义
编目子系统的核心元数据定义提供对核心元数据的定义管理，包括核心元数据查询、添加、编辑和删除功能，同时提供核心元数据详细信息查看的功能。
5.2.4.4系统配置
系统配置功能主要提供基于机构、用户、权限和服务等方面的综合配置管理功能，其主要包括资源权限等级定义、系统参数管理、机构环境管理、用户角色管理、分类方式管理、服务类型查询和权限管理等功能。
在此，权限和用户机构管理均为托管方式，由平台运维系统中的用户管理系统进行统一权限认证。
5.2.4.5编目信息发布
编目信息发布主要提供注册至编目中心的编目信息的发布功能（同时支持批量及指定），在发布时可指定允许访问资源或目录的应用单位列表及资源访问权限要求，通过编目信息发布，可以将前置编目信息发布到全市统一的门户中供各级应用单位进行检索、查看和申请。
5.2.4.6编目信息撤销
针对无效的编目信息或需要进行下线的目录信息，系统提供编目信息撤消的功能，该功能可对已发布的编目信息进行撤消和下线，该编目信息撤消后可重新进入待发布状态，如需发布可以重新进行发布。
5.2.4.7编目状态同步
编目状态同步主要提供平台门户与后台数据的手动同步功能，系统提供自动同步检测的功能，能够自动检测目录状态不一致的状况，通过选对相应的编目数据手工进行同步，可实现目录状态的同步修正更新。
5.2.4.8交换互动
提供目录驱动交换功能，资源使用方通过目录方式获取资源信息后，通过平台提供的申请流程向平台管理者与资源拥有方进行申请，得到管理者与资源拥有方同意后，由平台自动开始按配置的规则进行信息资源的交换与共享。
目录系统提供数据交换驱动入口，调用对交换系统提供的相关接口，实现与交换系统的互联互通，并能对交换系统业务数据及各类服务提供资源编目功能。
5.2.4.9查询统计
查询统计功能提供编目中心各种服务状态的统计，如编目信息评价、访问量统计等信息，编目信息评价主要提供各应用单位对已发布编目信息的评价信息查询功能，访问量统计能够根据各应用单位对该编目信息的浏览数量进行统计。
过程信息查询提供编目信息在编目中心的过程信息记录。
5.2.4.10信息服务
信息服务功能主要提供目录查询和目录浏览等功能，包括基础查询和自定义高级查询功能，支持多种查询方式联合，并以树形分层方式展示相关编目信息的详细内容。
5.2.4.11特殊权限审批
在发布时可指定允许访问资源或目录的应用单位列表及资源访问权限要求,只有被允许的单位或个人才能访问特定的资源。
当出现特殊原因或业务需要，某些单位和个人希望在某个时间段内访问原先不能访问的资源时，可使用特殊权限审批功能，通过流程化管理，可在指定的时间段内暂时开放资源及目录的访问权限。
5.2.4.12前置功能
1）资源初始化
提供前置与平台中心之间的初始化设置，通过初始化可以实现前置与平台中心之间的通信和目录同步，主要包括前置节点注册、用户权限认证等相关服务。
2）结构化数据编目
前置编目系统提供对异构数据库等结构化数据进行手工或自动编目，应支持主流数据库，包括:
Oracle、DB2、MSSQL、MYSQL等异构数据库。
3）非结构化数据编目
前置编目系统除了可以对数据库等结构化数据进行编目外，也可以对非结构化的数据进行编目，如文件、图片、视频等进行编目，通过文件交换系统实现文件的共享服务。
4）编目信息查询
提供前置编目信息的查询服务，支持快速查询和自定义查询，可以通过资源标示符、资源名称、关键字、分类方式、编目日期等多种条件进行查询，并支持查询结果的目录详细信息查看，从而让用户快速定位信息资源位置。
5）编目信息提交
提供前置编目信息提交至平台中心的服务，编目信息经过提交后，在编目中心等待审核人员进行审批，并最终发布。
提供编目信息批量发布功能，并能够查询已提交的编目信息。
6）编目信息审核
编目信息审核主要提供给编目前置管理员使用，编目信息经审核后方能向编目中心提交，在编目信息审核后可以进行该条编目信息的查看。
7）编目信息注册
编目信息注册主要提供前端编目信息提交至编目中心的服务，通过编目信息注册服务，前置编目信息会被注册至中心的信息资源目录中供多个应用单位进行目录访问和资源申请。
8）编目信息管理
编目信息管理提供编目信息的修改和删除功能，前置编目人员可以对编目的信息进行修改，包括编目信息的核心元数据项、核心表数据项、字段数据项等内容。
修改完毕后，可以对编目重新进行提交、审核和注册。
同时，前置编目人员也可以通过编目信息删除的方式删除多余的编目信息。
9）目录传输
目录传输提供目录同步的监控和手动执行传输的功能，其主要是针对系统参数管理中的参数进行手动执行传输，通过目录传输，将前置子系统修改的参数与编目中心系统进行同步。
5.2.5运维管理服务系统
5.2.5.1用户管理
公共信息平台用户分布在各个应用单位，甚至会出现跨区域的不同应用单位。
另外，公共信息平台资源的使用者不仅仅是自然人，也包括各类业务应用。
不同的应用单位，不同的用户，对资源有不同的访问权限，因此，需要将各类机构、应用及用户进行统一的管理，才能将资源的提供者、管理者、使用者三类角色进行责任和义务的划分，规范资源的提供、管理与使用。
主要功能包括：
Ø机构管理
机构管理提供整个平台的机构维护管理功能，包括机构的查询、添加、编辑、删除，详细信息查看和机构锁定/解锁等操作，锁定的机构将变为不可用状态，重新解锁后方能生效。
Ø用户管理
用户管理提供统一的用户管理服务，包括用户的查询、添加、编辑、删除和详细信息查看及用户状态修改。
用户状态分为正常、注销、锁定和未审核四种状态，由统一的管理员进行用户的授权和管理。
Ø密码管理
密码管理功能提供密码的维护和管理功能，支持密码修改和密码重置，通过向注册邮箱发送限时密码重置地址的方式，确保系统的安全性。
5.2.5.2统一认证
身份认证功能：
统一身份认证系统门户首先必须完成的是用户的统一身份认证。
用户在统一身份认证系统中输入用户认证信息后，统一身份认证系统门户查询用户信息库（LDAP），显示可访问的应用系统入口界面。
单点登录：
用户从统一身份认证系统门户或某个服务系统登录后，再次登录其他系统，无需进行再次认证。
做到一次登录，即可访问所有服务系统。
5.2.5.3服务调度
服务调度提供分布式服务的聚合和管理，同时，提供动态负载均衡的服务，从而能够实现大规模信息资源应用服务系统的集群，并能够进行集群系统的集中管理，支持多种异构服务的接入和管理，通过服务总线实现对各个服务的调度和分配。
服务调度提供良好的服务注册和服务管理的功能，同时，针对大量不同用户的并发请求，提供良好的负载均衡能力，通过分析各个服务的负载情况和能力，动态地进行请求资源的分配，从而可以弹性地适应各种应用场合，确保服务的正常运行和调用。
5.2.5.4平台安全
1）统一身份认证服务
由身份数据库、身份管理与数据服务、资源管理与访问控制、基础设施、PKI电子签章及其应用等组成，能够向区域范围内所有系统提供用户身份数据服务，能够为智慧城市应用整合提供支撑，满足“单点登录”的需求。
2）密钥管理
密钥
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