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DGCESD-863

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中国智慧城市标准化

白皮书

中国电子技术标准化研究院

全国信息技术标准化技术委员会SOA分技术委员会(筹)

2013年6月

引 言

智慧城市是当今城市发展的新理念和新模式,是城市可持续发展的内在需求,也是新一代信息技术创新应用与城市经济社会发展深度融合的产物。目前,纽约、伦敦、巴黎、东京、首尔等城市相继提出智慧城市战略举措,我国已有两百多个城市提出了智慧城市相关规划,国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际电信联盟(ITU)、英国标准研究院(BSI)、美国国家标准技术研究院(ANSI)等组织已从不同层次启动了智慧城市标准化工作。

为促进我国智慧城市标准体系规划、关键标准制定以及标准应用实施,在工业和信息化部、国家标准化管理委员会等主管部门的指导下,我院依托全国信息技术标准化技术委员会SOA 分技术委员会,于2012年2月-6月对我国28个地方和24个企业进行了智慧城市标准化需求调研,并于2012年8月组织了近30家“产学研用”单位启动了《中国智慧城市标准化白皮书》的编写。白皮书系统的阐述了智慧城市的概念、发展现状、技术体系、国内外智慧城市标准化工作进展,提出了智慧城市标准体系框架和急需的重点标准,并对智慧城市国家标准体系建设提出了思考和建议。2013年5月,我国基于白皮书成果,积极向国际标准组织ISO/IEC JTC1提交了成立智慧城市研究组的

提案,并获得了国际组织大力支持,为我国同步开展国际、国内智慧城市标准化工作奠定了良好基础。

白皮书的发布,旨在与业界分享我们在智慧城市建设领域的研究成果、实践经验,希望业内各界力量共同关注我国智慧城市国家标准体系建设,重视智慧城市的顶层设计、规划、实施与评估,切实促进我国智慧城市全面、健康、可持续发展。

说明:

感谢北京大学信息学院、北京航天航空大学、北京神州数码信息系统有限公司、中国软件与技术服务股份有限公司、北京大学信息化与信息管理研究中心、上海市浦东智慧城市研究院、浙江标准化研究院、东方通、大唐软件、锐易特、金蝶中间件、中国软件行业协会系统与软件过程改进分会、北京仿真中心、华中科技大学、有生博大、华为、闪联、汇金科技、清华大学、华中师范大学、浙江大学、中国科技大学、华南理工大学、上海交通大学、南京大学、东南大学、北京立思辰科技股份有限公司、北京蓝海华业科技发展有限公司、微软公司、IBM公司对白皮书编撰的支持1。

1主要编写人员:袁媛、杨瑛、高林、董建、王潮阳、刘棠丽、史睿、余云涛、姚相振、李方平、郑颖、杨克进、柴华、李凌云、赵俊峰、赵永望、赵占雪、姚乐、王海青、王钧、高玲玲、盛雪锋、刘璇、徐宝新、张巧英、张维华、郑莉、吴砥、钟晓流、李绯、张剑平、崔建生、李海霞、张新钰、杜婧、宋述强、郭中林、逯金重、马国耀、林琳、莫宜军、麻志毅、赵斌、崔昊、吴伟国、董乃文、金戈、田忠等。

目 录

引 言 (2)

一、绪论 (1)

(一)背景 (1)

(二)范围 (2)

二、智慧城市发展现状 (2)

(一)概念 (2)

(二)发展现状 (4)

1、国际现状 (4)

2、国内现状 (9)

3、面临问题 (17)

三、智慧城市技术体系 (19)

(一)物联感知层 (19)

(二)网络通信层 (20)

(三)数据及服务支撑层 (21)

1、数据资源 (21)

2、数据融合 (22)

3、服务融合 (22)

(四)智慧应用层 (23)

(五)标准规范体系 (23)

(六)安全保障体系 (23)

(七)建设管理体系 (25)

四、 智慧城市标准化工作概述 (26)

(一)智慧城市国际标准化情况 (26)

(二)智慧城市国内标准化情况 (36)

五、 我国智慧城市标准化路线及体系建议 (38)

(一) 智慧城市标准路线图 (38)

(二) 智慧城市标准体系框架 (39)

(三) 智慧城市重点研制标准 (42)

六、 智慧城市标准体系建设和应用建议 (48)

(一)指导思想 (48)

(二)建设思路建议 (48)

(三)标准研制建议 (49)

1、建议尽快建立我国智慧城市标准化总体推进组织和机制 (49)

2、建议尽快明确智慧城市标准体系框架和重点任务 (49)

3、建议用户与企业积极参与我国智慧城市标准研制 (49)

(四)选用标准建议 (49)

1、标准选用思路 (50)

2、标准选用顺序 (50)

一、绪论

(一)背景

智慧城市已经成为全球城市发展关注的热点,随着物联网、新一代移动宽带网络、下一代互联网、云计算等新一轮信息技术迅速发展和深入应用,城市信息化发展向更高阶段的智慧化发展已成为必然趋势。

在此背景下,世界主要发达国家的核心城市纷纷启动智慧城市战略。纽约、伦敦、巴黎、东京、首尔等相继加快信息化发展的战略布局,以期增强城市综合竞争力,破解城市发展难题。美国、欧洲的瑞典、爱尔兰、德国、法国,以及亚洲的中国、新加坡、日本、韩国等国家的智慧城市建设纷纷起步,在多个领域积极探索智慧城市建设实践,推动信息技术的创新应用,促进提升城市经济社会发展水平。

2010年以来,智慧城市快速成为我国各城市的建设热潮。据统计,截至2013年5月,有超过250余个地方提出了智慧城市相关发展规划,涉及社会管理、应用服务、基础设施、智慧产业、安全保障、建设模式、示范试点、政策法规、标准体系等多方面的内容。然而,经过前期对于部分典型城市规划设计、应用领域、技术支撑体系、标准化需求等问题的实地调研,结合对于我国城市建设现状的总体研究分析,不难发现我国智慧城市建设尚处于起步阶段并会马上进入快速增长的阶段。

正值工业化与信息化融合发展,信息社会渐行渐近,全球经济普遍低迷的历史时期,智慧城市建设被赋予更多艰巨的历史使命。智慧城市建设中依然面临信息化建设中资源共享、整合与业务协同难题;依然面临通过新一代信息技术的深化应用,促进城市范围内数据融合共享,推动信息与智慧决策实现,提升城市居民的福祉,促进人与自然的和谐相处,带动城市经济与社会可持续发展的严峻挑战。

在推动国家信息化建设过程中,标准是规范技术开发、产品生产、工程管理等行为的依据。统一标准是信息系统互通、互连、互操作的前提。智慧城市标准化工作是推动智慧城市建设实践的重要基础性工作。只有通过统一智慧城市的技术要求、工程实施要求和测试认证方法等标准化手段,才可以保障信息化建设中智慧城市相关工程的建设及软件产品的研发在全国范围内有章可循,有法可依,形成一个有机的整体,避免盲目和重复,降低成本,提高效益,从而规范和促进我国智慧城市和行业信息化建设有序、高效、快速和健康地发展。

《中国智慧城市标准化白皮书》旨在联合国内有关力量,深入实践,共同梳理国内智慧城市标准需求,提出统一的智慧城市技术参考模型和智慧城市标准体系;明确急需研制的智慧城市标准项目以及各具体标准任务的研制策略;初步研究提出我国智慧城市标准的应用推广规划。希望在未来一段时间,《中国智慧城市标准化白皮书》能够在指导、规范各地慧城市建设、确保智慧城市建设质量和可持续性等方面发挥重要作用。

(二)范围

《中国智慧城市标准化白皮书》关注国内外智慧城市的概念和发展现状,研究智慧城市建设的技术体系,分析智慧城市标准化工作现状,同时结合智慧城市建设实际需求,提出智慧城市标准体系框架和急需研制的重点标准建议,为推动我国智慧城市国家标准体系、重点标准制定等工作提供基础,提出工作建议。

《中国智慧城市标准化白皮书》将对我国智慧城市标准工作进行总体性、统一性、体系性的规划,为后续开展国家标准项目申报、研制及制定提供参考依据;将为统一用户与企业对智慧城市的理解、规范智慧城市产品研发、保障智慧城市工程规划实施和产品选型、增强智慧城市系统间互操作能力、建立我国智慧城市测试验证环境等方面提供重要支撑;将对规划、制定我国智慧城市国家标准、行业标准,参与国际标准等工作提供参考。

二、智慧城市发展现状

(一)概念

智慧城市是当前城市发展的新理念和新模式,以改善城市人居环境质量、优化城市管理和生产生活方式、提升城市居民幸福感受为目的,是信息时代的新型城市化发展模式,对于城市实现以人为本、全面协调可持续的科学发展具有重要意义。

智慧城市的核心驱动力是通过深度的城市信息化来满足城市发展转型和管理方式转变的需求,其基本内涵是:以推进实体基础设施和信息基础设施相融合、构建城市智能基础设施为基础,以物联网、云计算、大数据、移动互联网等新一代信息通信技术在城市经济社会发展各领域的充分运用为主线,以最大限度地开发、整合和利用各类城市信息资源为核心,以为居民、企业和社会提供及时、互动、高效的信息服务为手段,以全面提升城市规划发展能力、提高城市公共设施水平、增强城市公共服务能力、激发城市

新兴业态活力为宗旨,通过智慧的应用和解决方案,实现智慧的感知、建模、分析、集成和处理,以更加精细和动态的方式提升城市运行管理水平、政府行政效能、公共服务能力和市民生活质量,推进城市科学发展、跨越发展、率先发展、和谐发展,从而使城市达到前所未有的高度“智慧”状态。

1998年,美国副总统戈尔提出了“数字地球”的概念,1999年后“数字城市”逐渐成为我国各城市建设热潮。数字城市的主要特征是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。数字城市建设是以城市的数字化和网络化为重点的城市信息化过程。

智慧城市被多数专家认为是在数字城市基础上的发展和延伸。智慧城市建设是以城市基础设施管理的智能化、精准化,城市经济和社会组织的高效化与协作化,城市社会服务的普惠化与人性化为重点,更加强调城市信息的全面感知、城市生活的智能决策与处理以及能为城市居民提供多样化、多层次的服务。

从技术角度看,智慧城市包括四个层面(见图1),一是通过深层感知全方位地获取城市系统数据,二是通过广泛互联将孤立的数据关联起来、把数据变成信息,三是通过高度共享、智能分析将信息变成知识,四是把知识与信息技术融合起来应用到各行各业形成智慧。

图1智慧城市的四个层面

(1)深层的感知

利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程。比如城市中的监控摄像机、传感器、RFID、移动和手持设备、电脑和多媒体终端,GPS、数据中心、数据挖掘和分析工具等,通过使用这些新设备和系统,包括人在内的城市任何信息都可以被快速获取并进行分析,便于立即采取应对措施和进行长期规划。

(2)广泛的互联

通过各种形式的高速的高带宽的通信网络工具,如有线网、无线网、蓝牙、红外等,发挥三网融合的优势,将传感器、个人电子设备等智能设备连接起来进行交互,实现互联互通,实时监控。

(3)高度的共享

利用SOA(Service Oriented Architectutre,面向服务的体系结构)、云计算、大数据等技术手段,通过将资源“服务”化、集中存储、共享计算资源等方式,对整个城市信息资源进行汇集、存储、分类、整合,将政府信息系统中收集和储存的分散的信息及数据关联起来,多方共享,使得工作和任务可以通过多方协作来得以远程完成。

共享视频监控、地理信息、通讯调度等平台,平时用于城市管理和部门间业务联动,突发事件发生时由政府统一指挥,协同处置。

(4)智慧的应用

通过使用传感器、先进的移动终端、可以实时收集城市中的所有信息,采用高速分析工具和集成IT处理复杂的数据分析、汇总和计算,把数据变成信息,把信息变成知识,把知识变成智慧,从全局的角度分析形势并实时解决问题,以便政府及相关机构及时做出决策并采取适当的措施。

(二)发展现状

1、国际现状

智慧城市已经成为全球城市发展关注的热点,随着全球物联网、新一代移动宽带网络、下一代互联网、云计算等新一轮信息技术迅速发展和深入应用,城市信息化发展向更高阶段的智慧化发展已成为必然趋势。在此背景下,世界一些主要城市,诸如纽约、伦敦、巴黎、东京、首尔、新加坡等已加快了信息化发展的战略布局,以期增强城市综合竞争力,破解城市发展难题,相继提出了“智慧城市”的战略举措,主要集中分布在美国、欧洲的瑞典、爱尔兰、德国、法国,以及亚洲的中国、新加坡、日本、韩国,大部分国家的智慧城市建设都处于有限规模、小范围探索阶段。

目前世界上“智慧城市”的开发数量众多,各城市的“智慧城市”建设均有各自特色。美国将智慧城市建设上升到国家战略的高度,并在基础设施、智能电网等方面进行重点投资与建设。韩国作为全球第四大电子产品制造国,物联网国际标准制定主导国之一,通过智慧城市建设培育新产业。新加坡被公认为政府服务最好的国家,信息通信技术促进经济增长与社会进步方面都处于世界领先地位,智慧城市建设注重服务公众。

(1)美国

2009年1月,奥巴马就任美国总统后,IBM公司运用“智慧地球”这一概念,建议奥巴马政府投资新一代的智慧型信息基础设施。奥巴马积极回应 IBM 的“智慧地球”概念,并将其上升为国家战略。在美国 7870 亿美元的《经济复苏和再投资法》中鼓励物联网技术发展。奥巴马政府将智能电网项目作为其绿色经济振兴计划的关键性支柱之一。2009年2月,美国总统奥巴马发布的《经济复苏计划》提出,计划投资110亿美元,建设可安装各种控制设备的新一代智能电网,以降低用户能源开支,实现能源独立性和减少温室气体排放。2009年4月美国能源部宣布,将投资34亿美元用于资助智能电网技术开发,投资6.15亿美元用于资助智能电网的示范项目。2009年6月,美国商务部和能源部共同发布了第一批智能电网的行业标准,这标志着美国智能电网项目正式启动。2009年9月,美国迪比克市与IBM共同宣布,将建设美国第一个智慧城市。IBM将采用一系列新技术武装的迪比克市,将其完全数字化并将城市的所有资源都连接起来,可以侦测、分析和整合各种数据,并智能化地响应市民的需求,降低城市的能耗和成本,更适合居住和商业的发展。IBM还提出了未来几年内的一个计划:在美国爱荷华州的小城迪比克开展一个项目,该项目将通过使用传感器、软件和互联网让政府和市民能够测量、检测和调整他们使用水、电和交通的方式,以期打造更加节能、智能化的城市。2010年3月美国联邦通信委员会(FCC)正式对外公布了未来10年美国的高速宽带发展计划,将目前的宽带网速度提高25倍,到2020年以前,让1亿户美国家庭互联网传输的平均速度从现在的每秒4兆提高到每秒100兆。

(2)欧盟

2005年7月, 欧盟正式实施“i2010”战略。该战略致力于发展最新通信技术、建设新网络、提供新服务、创造新的媒体内容。2007年,欧盟提出了一整套智慧城市建设目标,并付诸实施。2009年3月,欧盟委员会提出了《信息通信技术研发和创新战略》,呼吁加大对信息技术研发和创新的支持和投入,使欧盟在该领域领先全球。在2009年11月全球物联网会议上,欧盟专家介绍了《欧盟物联网行动计划》,意在引领世界物联网产业发展。2010年3月,欧盟委员会出台《欧洲2020战略》,提出了三项重点任务,

即智慧型增长、可持续增长和包容性增长。智慧型增长意味着要强化知识创造和创新,要充分利用信息技术。《欧洲2020战略》把“欧洲数字化议程”确立为欧盟促进经济增长的七大旗舰计划之一。2010年5月发布的《欧洲数字化议程》提出了七大重点领域:一是要在欧盟建立单一的充满活力的数字化市场;二是改进信息通信技术标准的制定,提高可操作性;三是增强网络安全;四是实现高速和超高速互联网连接;五是促进信息通信技术前沿领域的研究和创新;六是提高数字素养、数字技能和数字包容;七是利用信息通信技术产生社会效益,例如信息技术用于节能环保、用于帮助老年人等。

阿姆斯特丹制定“智能城市”计划。方案中提出了应对气候变化和低碳生活的相关做法。“轮船入网”确保商业船舶和河流巡洋舰在靠岸时将会连入电网。使用智能仪表可以向房主提供家中信息,帮助其管理家中的能源消耗。阿姆斯特丹的乌特勒支大街以顶级的购物和豪华酒店闻名于世,而它也将成为一条“气候大街”,阿姆斯特丹的目标是成为欧盟国家第一个智能城市。瑞典政府每年投入占GDP4%的财力积极打造信息社会,取得了显著成效,2010年瑞典被评为世界上信息化程度最高的经济体之一。首都斯德哥尔摩2006年开始试用智能交通系统,到2009年实现交通堵塞降低25%,交通排队所需时间降低50%,出租车的收入增长10%,城市污染也下降了15%,并且平均每天新增4万名公共交通工具乘客,有效的实现了绿色、便利交通。

(3)日本

2004年日本总务省提出了“U-Japan”,旨在推进日本ICT建设,发展无所不在的网络和相关产业,并由此催生新一代信息科技革命,计划在2010年将日本建设成一个“任何时间、任何地点、任何人、任何物”都可以上网的环境。2009年7月,日本政府IT 战略本部推出至2015年的中长期信息技术发展战略“i-japan(智慧日本)战略2015”。该战略是日本继“e-Japan”、“u-Japan”之后提出的更新版本的国家信息化战略,其要点是大力发展电子政府和电子地方自治体,推动医疗、健康和教育的电子化。该战略旨在到2015年实现以人为本,“安心且充满活力的数字化社会”,让数字信息技术如同空气和水一般融入每一个角落,并由此改革整个经济社会,催生出新的活力,实现积极自主的创新。

(4)韩国

韩国信息通信部于2004年提出了“U-Korea”,2006年3月确定总体政策规划。U-Korea旨在建立无所不在的社会(Ubiquitous Society),即通过布建智能网络(如IPv6、BcN、USN)、推广最新的信息技术应用(如DMB、Telematics、RFID)等信息基础环境建设,让韩国民众可以随时随地享有科技智能服务。根据规划,U-Korea发展期为

2006-2010年,成熟期为2011-2015年。2009 年 10 月,韩国通过了《物联网基础设施构建基本规划》,将物联网市场确定为新增长动力,据估计至 2013年物联网产业规模将达 50 万亿韩元。韩国通信委员会相关人士表示,委员会已经确定了到2012 年的目标:通过构建世界最先进的物联网基础设施,打造未来广播通信融合领域超一流 ICT 强国。为了实现这一目标,韩国确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。

2006年启动了以首尔为代表的智慧城市的建设,该计划被称作U-City,其核心即通过建设遍布整个城市的互联网网络使得市民可以从城市的各个角落方便地使用或办理各项社会服务。建设u-City是u-Korea发展战略在韩国城市的具体实施。u-City是一个可以把市民及其周围环境与无所不在技术(ubiquitous technology)集成起来的新的城市发展模式。u-City把IT包含在所有的城市元素中,使市民可以在任何时间、任何地点、从任何设备访问和应用城市元素。u-city发展可以分为互联阶段(connect)、丰富阶段(enrich)、智能阶段(inspire)。互联阶段偏重信息基础设施建设,如无线网络、传感器安装;丰富阶段偏重服务,即提供无所不在的服务,如u-服务;智能阶段偏重管控一体化,如u-中心。目前,韩国u-city已逐步进入智能阶段。即利用无所不在技术(u-IT),特别是无线传感器网络,达到对城市设施、安全、交通、环境等智能化管理和控制。韩国中央政府和地方政府都非常支持u-City建设。2007年6月7日,为了u-City工作顺利落实,韩国信息通信部成立了u-City支援中心,首尔、釜山、仁川等6个地区成为u-City示范区。2009年,仁川市提出打造一个绿化的、信息化的、无缝连接的、便捷的生态型智慧城市。通过整合的泛在网络,市民不仅可以方便地享受远程教育、远程医疗、远程办税服务,还可以远程控制家电,以降低家庭能耗。

(5)新加坡

2006年6月,新加坡启动了新加坡实施智慧国2015 (iN2015)计划。这是一个为期10年的计划,共投资约40亿新元,目标是通过打造一个活跃的、与时代并进的资讯通信生态系统,利用无处不在的信息通信技术将新加坡打造成一个智慧的国家、全球化的城市。在多年的发展过程中,新加坡在利用信息通信技术促进经济增长与社会进步方面都处于世界领先地位。在电子政务、“智慧城市”及互联互通方面,新加坡的成绩更是引人注目。作为东南亚的重要航运枢纽,实施智慧国2015计划,新加坡注重利用信息通信技术增强新加坡港口和各物流部门的服务能力,由政府主导,大力支持企业和机构使用 RFID及GPS等多种技术增强管理和服务能力。通过一系列项目和计划的实施,新加坡已在物联网建设方面走在了世界前列。

表1 国际上典型国家智慧城市建设情况

国家(典型城市)规划/政策 建设目标和重点 进展情况

美国 2009年,IBM主导并推动提出

“智慧城市”;

政府发布《经济复苏计划》建

设智能电网;

2009年6月,美国商务部和能

源部共同发布了第一批智能电

网的行业标准;

2010年,联邦通信委员会公布

未来10年美国的高速宽带发

展计划; 智能电网:建设新

一代智能电网,以

降低用户能源开

支,实现能源独立

性和减少温室气

体排放;

基础设施:到2020

年以前,让1亿户

美国家庭互联网

传输的平均速度

从现在的每秒4

兆提高到每秒100

兆。

美国国家标准技术研

究所在2009年9月公

布了智能电网标准化

框架1.0版本;

2009年9月,美国迪

比克市与IBM共同宣

布,建设美国第一个

智慧城市;

2008年美国博尔德

市启动智能电网城市

工程,将成为美国第

一座全集成智能电网

城市,并充当技术的

试验平台

欧盟 2005年7月, 欧盟正式实施

“i2010”战略;

2009年3月,欧盟委员会提出

了《信息通信技术研发和创新

战略》;

在2009年11月全球物联网会

议上,欧盟专家介绍了《欧盟

物联网行动计划》;

2010年3月,欧盟委员会出台

《欧洲2020战略》;

2010年5月发布《欧洲数字化

议程》;

2012年7月10日,欧盟启动

智慧城市和社区的欧洲创新伙

伴关系; 发展最新通信技

术、建设新网络、

提供新服务、创造

新的媒体内容;

关注智慧交通、智

慧能源以及ICT

服务。

瑞典斯德哥尔摩通过

收取“道路堵塞税”

减少了车流,交通拥

堵降低了25%,交通

排队所需的时间下降

50%,道路交通废气排

放量减少了8%~

14%,二氧化碳等温室

气体排放量下降了

40%。由于在环保方

面做得出色,2010年

2月,斯德哥尔摩被

欧盟委员会评为首个

“欧洲绿色首都”。

日本 继“e-Japan”、“u-Japan” 之

后,在2009年7月推出

“i-japan(智慧日本)战略

2015”。 关注智慧政府、智

慧医疗,要点是大

力发展电子政府

和电子地方自治

体,推动医疗、健

康和教育的电子

化,设置“电子政

务”,“医疗保健”

2010 年以来,日本积

极实施 U-Japan 战

略,成功完成了追赶

世界 IT 先进国家的

赶超任务;

东京电子病历系统基

本普及,医疗信息化

建设基本实现了诊疗

和“教育人才”三大核心领域 过程的数字化、无纸化和无胶片化;

韩国 韩国信息通信部于2004年提

出了“U-Korea”;

2006年启动了以首尔为代表的

智慧城市的建设,该计划被称

作U-City; 通过构建世界最

先进的物联网基

础设施,打造未来

广播通信融合领

域超一流 ICT 强

国;

利用无所不在技

术,特别是无线传

感器网络,达到对

城市设施、安全、

交通、环境等智能

化管理和控制。

2009年,韩国仁川市

宣布与美国思科公司

合作,以网络为基础,

全方位改善城市管理

效率,努力打造一个

绿化的、资讯化的、

无缝连接便捷的生态

型和智慧型城市

新加坡 2006年6月,新加坡启动了

iN2015计划,目标是“利用无

处不在的信息通信技术将新加

坡打造成一个智慧的国家、全

球化的城市”。 通过打造一个活

跃的、与时代并进

的资讯通信生态

系统,利用无处不

在的信息通信技

术将新加坡打造

成一个智慧的国

家、全球化的城

市;

利用信息通信技

术增强新加坡港

口和各物流部门

的服务能力,由政

府主导,大力支持

企业和机构使用

RFID及GPS等多

种技术增强管理

和服务能力

该计划在实施中。新

加坡的资讯通信产业

总值于2010年实现

703.9 亿新币,较

2009年增长了12.2

%。2010年资讯通信

产业的从业人员达到

了141,300人,较

2006年增长了约

18%。2010年,家庭

电脑普及率已达到

84%,宽带普及率达

82% 。2010年,手机

拥有率达到143.6%,

较2006年增加了

38.2% 。

2、国内现状

近年来,我国东、中、西部的各级城市掀起了智慧城市建设高潮,纷纷提出智慧城市发展规划,涉及社会管理、应用服务、基础设施、智慧产业、安全保障、建设模式、标准体系等内容。如北京市于2012年3月发布了《智慧北京行动纲要》,编制了《智

慧北京重点工作任务分工》和《智慧北京关键指标责任表》;上海市于2011年9月发布了《上海市推进智慧城市建设2011-2013年行动计划》;浙江省2012年发布了《浙江省人民政府关于务实推进智慧城市建设示范试点工作的指导意见》;宁波市于2011年-2012年发布了《关于建设智慧城市的决定》、《宁波加快创建智慧城市行动纲要(2011-2015)》、《2012年宁波市加快创建智慧城市行动计划》;扬州市2011年发布《“智慧城市”行动计划(2011-2015)》;杭州市2012年10月发布《“智慧杭州”建设总体规划(2012-2015)》;2011年12月发布《南京市“十二五”智慧城市发展规划》等等。

各地的智慧城市规划均结合了城市区域内自身禀赋和发展需求,因此在发展目标、重点和措施方面各有特色,同时也在城市普遍面临的各类“城市病”和关键问题上有一定共识。部分专家认为,智慧城市建设成败的关键不再是数字城市建设中的大量建设新的IT系统,而是如何有效推进城市范围内数据的融合,通过数据和IT系统的融合来,从根本上实现跨部门的协同共享、行业的行动协调、城市的精细化运行管理等。

为及时、准确了解国内智慧城市的建设状况和标准化需求,全国信标委SOA分技术委员会于2012年2月至5月对我国开展智慧城市建设的典型城市和企业进行了实地和问卷调研。调研内容包括当前我国智慧城市建设的热点领域、推动要素、问题和挑战、建设重点、支撑技术、智慧城市中SOA的应用状况及标准化需求等内容。本次调研了28家用户单位以及24家企业。 用户单位以政府机构、事业单位为主,包括直辖市(北京、上海)、省会城市(南京、武汉、南宁、成都等)、地级市(扬州、雅安、盐城、咸阳等)的典型辖区或部门,同时也涉及部分高校及科研单位。企业以软件产品提供商、IT集成商为主,也包括少数硬件提供商,多为规模在100人以上的大中型企业。以下为部分调研结果。

(1)智慧城市关注领域

图 1 智慧城市关注领域

智慧城市的典型应用领域包括智慧医疗、智慧政务、智慧教育、智慧园区、智慧交通、智慧旅游、智慧物流等。调研结果表明,企业和用户目前最为关注的三个智慧城市应用领域为:智慧政务、智慧交通、智慧公共服务(如图2所示)。

在实地调研中,多数用户认为,智慧城市契合了各地发展需求,其本质是城市信息化的高级阶段。各地政府主管部门对于智慧城市建设都给予了高度重视,在各自的相关规划和行动方案中结合各地特色和需求,提出了若干重点领域和工程。其中,“智慧政务”被认为是智慧城市建设的基础和核心,为其他领域的智慧应用提供重要支撑;智慧公共服务排在第二位,涉及对城市安全管理、环保管理、以及市政基础设施建设等内容,与智慧政务密切相关;智慧交通作为第三关注点,涉及“一卡通”、“智能交通管理”、“智能公交系统”、“智能电子收费”等内容,以期缓解城市普遍存在的交通拥堵这一城市病,实现人、道路、交通工具的和谐。

(2)智慧城市实施领域

图 3 智慧城市实施领域

智慧城市项目实施的领域如图3所示,主要集中在智慧政务、智慧交通、智慧公共服务,其中智慧政务应用实施最广泛。

从实地调研中得知,各地方政府近年来通过电子政务、“数字城市”的建设,已经具备了一定的政府信息化基础,目前在实施的内容包括:全面整合市/区政府及下属单位的信息资源,实现有序互联、有效共享;优化政府工作流程、配置资源,以标准化服务的方式实现各类跨部门的联动业务,提高政府办事效率,将更多的行政审批在网上进

行,逐步实现从“一站式”向“零站式”过渡;创新沟通渠道,增强互动交流;利用网上行政监察和法制监察系统对“服务”的治理,实现阳光权利;融合数据资源和信息资源共享,实现智慧决策等。

总体而言,各个地方的智慧城市规划和实施由当地政府根据各自特色和需求开展,在实施中较为注重相互交流和借鉴经验,因此实施较为成熟的领域一般在其他城市也会被优先考虑和推广。

(3)智慧城市发展推动要素

图 4 推动智慧城市发展的要素

推动智慧城市发展的要素有多种,包括政府的合理规划、城市部门间的协调协作、资金问题、行业人才等。

通过调研得知,企业和用户均认为推动智慧城市发展的主要因素是“政府的统一规划和指导”、“相关标准的制定”和“城市部门间的协同协作”。除此以外,企业将“参与厂商协作与产业链形成”作为重要推动要素之一。

“智慧城市”横向覆盖广、纵深跨度大、各地关注高,目前我国智慧城市建设总体上还处于探索阶段,尚未形成对智慧城市的统一认识,特别是由于物联网、云计算、移动互联网等新兴技术的迅速发展,地方政府及相关信息化主管部门在规划和推进智慧城市建设中,普遍提出需要国家或部委出台相关的顶层设计来指导,同时需要统一的标准规范作为保障和支撑。除此之外,各个地方均强调,部门间的协同协作是智慧城市建设成功的关键,因此“一把手”工程或者推动智慧城市的地方领导级别越高、实施的成功率越高。

从产业发展的角度,智慧城市需要多类企业的联合承建,为用户提供安全、可靠、可持续、可推广的整体解决方案。因此,智慧城市既是我国软件产业、IT服务业、电子产业的发展机会,也进一步对产业链上硬件提供商、基础软件提供商、应用软件提供商、系统集成商、电信运营商、互联网企业等不同企业的开放、联合和协作提出了更高要求。

(5)智慧城市建设重点

图 5 智慧城市建设重点

企业和用户均认为,当前智慧城市的建设重点“信息资源整合和共享”、“智能化应用建设”两方面,尤其是用户单位将“信息资源整合和共享”列为第一要务。SOA分技术委员会在实地调研中也发现,政府最关注的都是如何解决信息资源共享、整合、有效利用、跨部门业务协同等问题,并且部分用户明确提到在使用SOA解决此类问题。

除此之外,其他建设重点依次为“数据采集和获取”和“网络基础设施建设”(如

图4所示)。

同时,我们也了解到,部分城市用户基于云计算数据资源中心来整合数据和应用资源、统筹新系统建设、并为智慧城市提供核心支撑。然而,部分城市表明不希望盲目跟风云计算、物联网、大数据、移动互联网等热点概念、更为关注的是资源共享整合和上层应用的问题,对于智慧城市总体采取以应用为核心、逐步推进的思路。

(5)智慧城市建设中用户倾向企业

图 6 智慧城市建设中用户倾向的企业

目前我国实施智慧城市的企业众多,除IBM、微软、Oracle等跨国企业外,不少国内企业也提出了相关解决方案、并成功帮用户规划和实施了一批的项目。通过调研得知,智慧城市建设中用户较为倾向的前五个企业依次为:中国电信、神州数码、中国移动、中国联通、华为。

绝大多数被调研企业已开展了智慧城市业务,通过积极与地方政府合作、共同推进智慧城市整体规划或相应项目的实施。通过分析可以发现,企业所实施的项目在地域、应用领域、建设关注点方面具有各自相对的关注点和优势。比如,以中国电信、中国移动、中国联通为代表的电信运营商通过加快3G移动网建设,为智慧城市发展构建综合业务平台,为城市信息化提供基础设施建设与运营;神州数码、中软为代表的集成商倾向于智慧城市体系的整体规划和运营服务,通过智慧城市整合了外部产业链和内部资源;华为的产品和方案可以利用物联网、通信网、互联网融合技术,为城市信息化系统提供多样化的交互和控制手段,构建城市生态发展综合体系;部分企业倾向于具体项目

的解决方案提供等。

(6)智慧城市中遇到的困难

根据调研结果,可以看出用户在建设智慧城市项目主要遇到如下四方面困难:1)项目没有成型经验,很大程度上在摸索建设;2)资金筹集难度大,形不成政策性保障;

3)主管信息化、数字化的部门级别太低,部门间条块分割严重,协调难度大;4)国家对地方信息化建设项目没有形成统一的监管、验收程序。其中第3)点提及最多。

在实地调研中也发现,部分城市的智慧城市建设由市委书记、市长或常务副市长挂帅,信息化主管部门具备较大的协调其他委办局的能力,因此他们在实施中可以较容易打破条块分割、更快速与各部门形成合力,从而迅速建成智慧的领域应用,使得公众和企业感受到“智慧”对“保民生、促增长”的重要作用,形成正向推动力。

关于其他3点困难,部分城市已经率先开始开拓,如上海浦东区形成了智慧城市评价指标体系、其他城市在积极借鉴,扬州、南京等市政府与企业联合建立了“智慧城市研究院”、“一卡通”运营机制等,浙江省大力推动智慧城市标准体系的顶层设计以及6个城市统一试点和评估的机制。

3、面临问题

目前,国际、国内的智慧城市建设总体上均处于刚起步但即将快速发展的阶段,智慧城市建设的重要驱动力均被认为是城市发展的现实需求和新兴信息技术的应用,各城市均有一定的特色。

智慧城市发展面临的共性问题有多种,包括“缺乏政府的统一规划和指导”、“缺乏城市部门间的协调协作”、“缺乏行业人才”等。通过调研得知,企业和用户认为智慧城市发展的主要问题和挑战前三项是“缺乏相关标准”、“缺乏政府的统一规划和指导”和“缺乏城市部门间的协同协作”。所有实地调研的用户均表示迫切需要国家层面有智慧城市标准体系或相关意见、政策来指导。

(1)与其他国家城市发展的区别

我国城市化的进程与其他国家相比,更为复杂和多样。伴随着近年来我国社会经济的快速转型和新型城镇化建设快速推进,我国的智慧城市建设在建设范围、建设模式及建设重点上均与其他国家有一定差别。

在建设范围上,我国的智慧城市的规划和建设内容更为全面。如美国和欧洲城市的智慧城市更为侧重在某一方面(如通信网络基础设施)或某几个特定领域(如智能交通、医疗或能源);我国智慧城市建设规划更为体系化,涉及城市基础设施、智慧应用、产

业、安全保障等多个层次和方面,并规划了一系列重点工程,如北京的“四类智慧应用、四个智慧支撑”,上海的“四个构建内容”,宁波的“十大智慧应用体系商业和服务模式创新”等。

在建设模式上,美国、欧洲等国家将大量建设内容外包给企业来承担,我国是在政府统筹规划和引导下、通过积极探索市场化方式,以吸引多方参与“智慧城市”建设。如采用建设——转移(BT)、建设——运营——转移(BOT)等模式加快信息化发展。企业在参与城市建设和运营方面发挥着越来越重要的角色,如北京市采取政府主导和市场主导并举、分类推进的模式,政府主导领域为城市管理公共服务、社会管理、市场监管、电子政务的信息基础设施等领域。市场主导为企业信息化、数字生活、智慧社区、公共信息基础设施等领域。

在建设重点上,国外与我国的不同城市均结合各自城市类型和特色、从不同的重点切入,主要分为三类:一是以信息基础设施建设为先导,二是以物联网等产业发展为驱动,三是以社会服务与管理应用为突破口。如我国上海与日本东京均为第一类,我国宁波和新加坡为第二类,我国南京、扬州为第三类。

(2)我国面临的问题分析

在我国城市信息化建设过程中,城市各个职能部门各自为政地建立了各自的信息系统。这些系统在信息化建设初期,由于其固有的专属性,帮助各职能部门提升了工作效率。但是,随着城市建设及城市信息化的推进,对协调一致提出了越来越高的要求,特别是移动互联网、物联网、大数据应用的兴起,我们对信息的利用程度也与日俱增。

目前,虽然全国两百多个城市都提出了各自的智慧城市建设方案,但各地对智慧城市建设的理解和认知水平参差不齐,在信息化基础设施建设投入、信息化开发能力等方面还存在很大差异,智慧城市的“智慧”程度还存在很大差距,没有统一的规划指导和标准支撑,往往会造成重复投资和资源浪费;同时,有可能造成各个城市盲目建设、城市间应用形成更多孤岛和难以连通的问题,导致“智慧城市”不智慧的局面。同时,调研表明,用户在智慧城市建设中最为关注的仍然是信息化建设多年来的难题——信息资源共享、整合、有效利用和跨部门业务协同。

因此,在智慧城市的建设实施中,几个关键要注意的事项是:

¾对智慧城市建设目标和重点项目进行科学、统一的顶层设计;

¾建立智慧城市项目的统一标准体系;

¾促进信息资源的深度共享;

¾实现广泛的业务协同;

¾ 能敏捷的提供差异化、多层次、高质量的服务。

三、智慧城市技术体系

芯片天气水电气路灯管线汽车人建筑家居其他

传感器摄像头RFID标签其他感知设备互联网电信网广播电视网

基础信息资源应用领域信息资源...

数据汇聚与存储共享交换信息资源数据融合与处理

智能挖掘分析服务融合

互联网信息资源

遥感

数据融合

面向服务的体系结构(SOA)服务管理服务开发虚拟数据视图...

协同处理

...云计算

智慧交通智慧政务智慧教育智慧医疗其他智慧应用

智慧家居智慧园区城市共性业务服务

图7 智慧城市技术参考模型

智慧城市技术参考模型如上图所示,参考模型的外围分为:最顶层是服务对象,具体包括了社会公众、企业用户和政府管理决策用户。不同的访问渠道将以服务对象为中心,统一在一起,实现多渠道统一接入。最底层是外围的自然环境,是整个参考模型的数据采集源。

智慧城市技术参考模型核心部分,从城市信息化整体建设角度,提出了所需要具备的四个层次要素和三个支撑体系,横向层次要素的上层对其下层具有依赖关系;纵向支撑体系对于四个横向层次要素具有约束关系。

(一)物联感知层

智慧城市的物联感知层主要提供对环境的智能感知能力,以物联网技术为核心,通过芯片、传感器、RFID、摄像头等手段实现对城市范围内基础设施、环境、建筑、安全

等方面的识别、信息采集、监测和控制。其中主要的技术为:

射频识别(RFID):射频识别系统通常由电子标签和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的标识物体信息的电子数据,是未来几年代替条形码走进物联网时代的关键技术之一。该技术具有一定的优势:能够轻易嵌入或附着,并对所附着的物体进行追踪定位;读取距离更远,存取数据时间更短;标签的数据存取有密码保护,安全性更高。

传感技术:从自然信源获取信息,并对之进行处理(变换)和识别。传感器负责实现物联网中物、物与人信息交互。传感技术作为一种全新的信息获取和处理技术,利用压缩、识别、融合和重建等多种方法来处理信息,以满足无线多媒体传感器网络多样化应用的需求。

智能嵌入技术:以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

(二)网络通信层

智慧城市的网络通信层主要目标是建设普适、共享、便捷、高速的网络通信基础设施,为城市级信息的流动、共享和共用提供基础。本层重点是互联网、电信网、广播电视网以及三网之间的融合(如:移动互联网),从而建设城市级大容量、高带宽、高可靠的光网络和全城覆盖的无线宽带网络。

从技术角度,智慧城市网络通信层要求具有融合、移动、协调、宽带、泛在的特性。

融合:要在“三网融合”的基础上,开展技术融合、业务融合、行业融合、终端融合及网络融合。目前更主要的是应用层次上互相使用统一的通信协议。IP优化光网络就是新一代电信网的基础,是三网融合的结合点。

移动:利用GSM/GPRS、3G、WLAN、4G TD-LTE等宽带无线接入技术建成覆盖全地区的无线接入网,实现全部公共城市、企业、家庭、校园的无线网覆盖。实现市民无时无刻、无处不在的无线移动网络应用。

协调: 无线接入网基站建设应考虑与GSM、3G及4G TD-LTE的建设相协调,避免后期多次选站、多次协调。以TD-LTE为代表的4G通信技术具有超高无线带宽能力。最高速率下行达到100Mbits/s,上行达到50Mbits/s;将大大改善城市移动实时视频、公共安全、社会生活、丰富的多媒体的应用。

宽带:打造城市光网。统一采用“综合业务接入点+主干光缆+配线光缆+末端光

缆+驻地网”的模式进行规划和建设。加快智慧城市光网和光纤到户的发展,加速宽带发展,使市民进入智慧宽带的时代,满足家庭和个人的互联网、IPTV、高清电视、VOIP、视频监控等高带宽服务,实现全城的光网络覆盖,全部家庭的光纤接入。

泛在:采用传感器、射频识别技术(RFID)、全球定位系统(GPS)等技术,构建泛在的物联网,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在链接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

(三)数据及服务支撑层

智慧城市的数据及服务支撑层是智慧城市建设的核心内容,本层实现城市级信息资源的聚合、共享、共用,并为各类智慧应用提供支撑。数据和信息已被认为是城市物质、智力之外的第三类重要的战略性资源,数据融合和信息共享是支撑城市更加“智慧”的关键。SOA、云计算、大数据等技术的应用在本层当中起到了关键的技术支撑作用。 1、数据资源

城市的数据资源包括城市基础信息资源、共享交换信息资源、应用领域信息资源、互联网信息资源和各相关行业部门根据各自需求建立的相关数据库,以及IDC(或数据中心)、安全基础设施等。

——基础信息资源:

指智慧城市建设需要的基本信息,内容涵盖人口基础信息库、法人单位基础信息库、自然资源和空间地理基础信息库、宏观经济信息数据库“四库”在内的基础数据。

——共享交换信息资源:

指指需要跨部门和系统进行共享的信息资源,利用统一的数据共享交换标准体系,规范整合各类数据资源,实现跨地域、跨部门、跨层次的综合信息共享,同时提供完善的权限管理机制,以及对共享数据的更新和维护机制,实现对共享数据的及时更新。

——应用领域信息资源:

指业务专用信息资源,将同一应用领域不同类型的数据进行规范、整合,形成该应用领域的数据资源体系,并对外提供统一的数据共享和信息服务,支持综合分析和判断,实现全方位管理城市的目标。

——互联网信息资源:

互联网覆盖了城市生活的方方面面,构成了一个信息社会的缩影,支持对互联网承

载信息高度智能化的整合处理,实现对资源的充分利用。

2、数据融合

从数据处理的层面看,包括:海量数据汇聚与存储、数据融合与处理和智能挖掘分析。

——海量数据汇聚与存储:

智慧城市要实现“智慧”运作,需要对分布的、海量的数据进行汇聚、处理、分析。因此,整个智慧城市的数据系统必需能够高效的汇聚与存储大量的数据。

——数据融合与处理:

包括对各种信息源给出的有用信息的采集、传输、综合、过滤、相关及合成,处理和协调多信息源、多平台和多用户系统的数据信息,保证数据处理系统各单元与汇集中心间的连通性与及时通信。

——智能挖掘分析:

对海量的城市数据进行自动地分析、自动地分类、自动地汇总、自动地发现和描述数据中的趋势、标记异常等等,从而将获取的有用的信息和知识应用于应用领域信息资源。

——虚拟数据视图:

一个主体拥有的完整数据(信息)的集合,虚拟数据视图是这个主体所面对的世界的一个数字化映像。对于一个主体所拥有的信息总集合,可以从不同的角度提取信息的子集,这些子集相当于信息总集合所构成的虚拟世界在某一个特定维度上的投影。

当建立了虚拟世界的一个外部映像之后,能够逐层构建出其它更加丰富的应用,这些应用,可以从不同的角度来进行分类和构建,如:围绕时间维度的应用、围绕空间维度的应用和围绕不同实体维度的等。

3、服务融合

主要作用是通过对下层提供的各类数据资源和应用系统资源进行统一的服务化封装、处理及管理,以便为构建上层各类智慧应用提供统一支撑平台;处于智慧城市总体参考模型的中上层,具有重要的承上启下的作用,主要通过SOA来实现,对上层应用提供的服务模式可以是云服务。本部分除了SOA技术及云计算技术两方面通用技术之外,主要包括:

——服务开发:

为服务开发商提供了从开发、调试到部署的服务开发全流程支持。提高服务开发商的交付质量和交付能力,降低交付成本,促进业务产品与技术平台相分离。

——服务管理:

以服务对象为中心,将所有服务资源进行重组,并对平台内的服务的运行进行维护、管控和治理。

——协同处理:

在分布式计算和数据共享的基础上,实现协同处理,方便地进行业务部署和开通,快速发现和恢复系统故障,通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠运营。

——城市共性业务服务:

在数据和服务融合基础上,提供面向城市级的公共、共性信息类服务,包括位置服务、视频点播服务、社交网络服务、虚拟现实服务等,为城市级公共服务以及各领域智慧应用建设提供统一支撑。

(四)智慧应用层

在智慧城市的技术参考模型中,应用层主要是指在物联感知层、网络通信层、数据和服务融合层基础上建立的各种智慧应用。智慧应用端是数据具体领域的业务需求,对及时掌握的各类感知信息进行综合加工:智能分析,辅助统计、分析、预测、仿真等手段,构建的智慧应用体。通过发展支撑性智慧产业,确保政府、企业、公众的目的、意愿得到充分实现,为政府、企业和个人提供更加精细化、智能化的服务。应用层的建设可以促进各行业的信息化和智慧化的发展,比如智慧政务、智慧交通、智慧教育、智慧医疗、智慧家居、智慧园区等,为社会公众、企业用户、城市管理决策用户等提供整体的信息化应用和服务,促进城市实现智能化运行、高效的社会管理和普适的公共服务,同时可以带动城市的现代化产业体系发展。

(五)标准规范体系

智慧城市建设中整体所需的标准体系,涉及各横向层次,指导和规范智慧城市的整体建设,确保智慧城市建设的开放性、柔性和可扩展性。具体内容见第4章。 (六)安全保障体系

智慧城市建设需要完善的信息安全保障体系,以提升城市基础信息网络、核心要害信息及系统的安全可控水平,为智慧城市建设提供可靠的信息安全保障环境。从技术角

度看,信息安全保障体系重点是构建统一的信息安全保障平台,实现统一入口、统一认证,涉及各横向层次。

(1)构建符合信息系统等级保护要求的安全体系结构

随着计算机科学技术的不断发展,计算机产品的不断增加,信息系统也变得越来越复杂。但是无论如何发展,任何一个信息系统都由计算环境、区域边界、通信网络三个层次组成。所谓计算环境就是用户的工作环境,由完成信息存储与处理的计算机系统硬件和系统软件以及外部设备及其连接部件组成,计算环境的安全是信息系统安全的核心,是授权和访问控制的源头;区域边界是计算环境的边界,对进入和流出计算环境的信息实施控制和保护;通信网络是计算环境之间实现信息传输功能的部分。在这三个层次中,如果每一个使用者都是经过认证和授权的,其操作都是符合规定的,那么就不会产生攻击性的事故,就能保证整个信息系统的安全。

(2)建立科学实用的全程访问控制机制

访问控制机制是信息系统中敏感信息保护的核心,依据《计算机信息系统安全保护等级划分准则》(GB17859-1999)(以下简称GB17859-1999),信息系统安全保护环境的设计策略,应“提供有关安全策略模型、数据标记以及主体对客体强制访问控制”的相关要求。 基于“一个中心支撑下的三重保障体系结构”的安全保护环境,构造非形式化的安全策略模型,对主、客体进行安全标记,并以此为基础,按照访问控制规则实现对所有主体及其所控制的客体的强制访问控制。由安全管理中心统一制定和下发访问控制策略,在安全计算环境、安全区域边界、安全通信网络实施统一的全程访问控制,阻止对非授权用户的访问行为以及授权用户的非授权访问行为。

(3)加强源头控制,实现基础核心层的纵深防御

终端是一切不安全问题的根源,终端安全是信息系统安全的源头,如果在终端实施积极防御、综合防范,努力消除不安全问题的根源,那么重要信息就不会从终端泄露出去,病毒、木马也无法入侵终端,内部恶意用户更是无法从网内攻击信息系统安全,防范内部用户攻击的问题迎刃而解。

安全操作系统是终端安全的核心和基础。如果没有安全操作系统的支撑,终端安全就毫无保障。实现基础核心层的纵深防御需要高安全等级操作系统的支撑,并以此为基础实施深层次的人、技术和操作的控制。

(4)面向应用,构建安全应用支撑平台

在城市的信息系统中,不仅包括单机模式的应用,还包括C/S和B/S模式的应用。虽然很多应用系统本身具有一定的安全机制,如身份认证、权限控制等,但是这些安全机制容易被篡改和旁路,致使敏感信息的安全难以得到有效保护。另外,由于应用系统的复杂性,修改现有应用也是不现实的。因此,在不修改现有应用的前提下,以保护应用的安全为目标,需要构筑安全应用支撑平台。

采用安全封装的方式实现对应用服务的访问控制。应用服务的安全封装主要由可信计算环境、资源隔离和输入输出安全检查来实现。通过可信计算的基础保障机制建立可信应用环境,通过资源隔离限制特定进程对特定文件的访问权限,从而将应用服务隔离在一个受保护的环境中,不受外界的干扰,确保应用服务相关的客体资源不会被非授权用户访问。输入输出安全检查截获并分析用户和应用服务之间的交互请求,防范非法的输入和输出。

(七)建设管理体系

智慧城市的建设管理体系是智慧城市建设顺利推进的重要保障,包括建设、运行和运营管理三个方面,确保城市信息化建设促进城市基础设施智能化、公共服务均等化、社会管理高效化、生态环境可持续以及产业体系现代化,以全面保障智慧城市规划的有效实施。

从技术角度,城市信息基础设施和信息资源的建设和使用宜采用开放的体系结构,通过建立以信息资源汇聚处理和公共服务为核心的城市运行平台,通过开放的标准促进各系统互联互通,为智慧城市建设提供运营和运行管理服务,涉及参考模型中的各横向层次。智慧城市运营和运行管理体系目标是确保智慧城市建设的长效性,可为政府、服务提供商开展各种服务提供一个开放的信息资源平台集群,从而带动城市服务产业的发展。

从智慧城市建设管理质量保障角度,宜制定中远期规划,加强前期规划,系统布局,分布实施,加强资金投入的预算管理,特别是科学开展软件及信息技术服务部分的成本度量,确保充足资金投入同时提高资金使用效率。在建设期,要配套完善和独立的工程质量保障体系,严格对建设单位的资质审查,优先选择经过行业协会等独立第三方评定的具有优秀质量胜任力的建设单位。相比较传统信息化,智慧城市建设中强调对于城市公共、基础信息的服务化开发利用和市场化运营,这是智慧城市建设管理体系中需要探索创新的关键内容,同时,智慧城市建设需要从城市角度考虑各类项目的规划、设计、

实施、管理、运营、质量保障和测试评价,从标准角度,需要提供过程、方法和管理类规范来提供支撑。

四、 智慧城市标准化工作概述

(一)智慧城市国际标准化情况

近些年,智慧城市已成为国际的热点领域。国际标准化组织ISO在2013年1月出版了《ISO 焦点》专刊“智慧城市”,提出智慧城市已经成为国际城市发展的热潮,并详细介绍了ISO目前开展的标准如何能支撑智慧城市建设(见图7),国际电工委员会IEC、国际电信联盟ITU以及信息技术标准化技术委员会ISO/IEC JTC1均在2013年开展了智慧城市标准研究工作,并成立了智慧城市相关标准工作组织。

图8 《ISO焦点》杂志中智慧城市观点

目前,国际上已有一些组织和协会开展“智慧城市”相关领域的标准化工作,主要领域包括智能交通、智能电网、智慧医疗。部分组织和协会主要关注特定领域各组织的关注领域、及组织中的重要成员见下表。

表2 国际上开展“智慧城市”标准化工作组织信息

标准化组织 领域 智慧城市相关标准现状

1.国际标准化开展ISO和IEC内2013年5月,中国向JTC1规划特别工作组提交了提案《JTC1

组织/国际电工委员会 信息技术联合技术委员会ISO/IEC JTC1 的信息技术各相

关领域的国际标

准制定工作

内智慧城市潜在标准工作》,分析了国际各相关组织智慧城

市标准进展、与JTC1各SC及WG现有工作的关系以及建议

JTC1成立智慧城市研究组的建议

2012年6月,JTC1规划特别工作组召开会议,中国提案获

得了其他与会国家(美、英、德、法、加、韩)一致同意,

决定将智慧城市作为JTC1潜在新工作领域,草拟了2013

年11月JTC1全会上成立智慧城市研究组的决议。此研究

组将负责JTC1内智慧城市标准工作整体预研,并与其他

ISO、IEC、ITU-T及各相关开展智慧城市标准化的国际组织

/协会进行联络协调。

2013年11月 ,中国将代表JTC1规划特别工作组做一个智

慧城市报告,并拟提出担任召集人。

2.智能运输系

统技术委员

会ISO/TC204

开展智能交通系

统(ITS)领域城

乡陆地运输中信

息、通信和控制系

统的国际标准化

工作,包括联运、

旅客信息、交通管

理、商业运输、紧

急事件服务、商业

服务。

1.ISO 10711:2012智能运输系统 – 交通信号控制器与

探测器间接口协议及消息集定义Intelligent

Transport Systems --Interface Protocol and

Message Set Definition between Traffic Signal

Controllers and Detectors

2.ISO/TS 13141:2010电子计费采集 – 自主系统本地

化增强通信Electronic fee collection --

Localisation augmentation communication for

autonomous systems

3.ISO 13183:2012智能运输系统 – 陆地移动通信访问

– 使用广播通信Intelligent transport systems --

Communications access for land mobiles (CALM) --

Using broadcast communications

4.ISO/NP 14296智能运输系统 – 联合ITS应用的地图

数据库规范扩展I ntelligent Transport Systems --

Extension of map database specifications for

applications of cooperative ITS

5.ISO/PRF TR 14806智能运输系统 – 公共交通支付媒

体应用需求Intelligent transport systems --

Public transport requirements for the use of

payment applications for fare media

3.社区可持续

发展技术委

员会

ISO/TC268

SC1智能社区基础

设施分技术委员

会关注城市智能

基础设施评价(产

品“测定标准”)

的国际标准化工

作,由日本担任理

事国兼主席国,见

第22项;

WG 2城市指标工

作组关注智能城

市中居民、行政机

构的形态进行标

准化的“业务标

准”,由法国和世

界银行推动。

1.ISO 37101社区可持续发展与适应能力 – 管理系统

– 总体原则及需求(制定中)Sustainable

development and resilience of communities –

Management systems– General principles and

requirements (under development)

2.ISO 37120社区可持续发展与适应能力–城市服务与

生活质量全球城市指标(制定中)Sustainable

development and resilience of communities –

Global city indicators for city services and

quality of life (under development)

3.ISO 26000:2010社会责任指南Guidance on social

responsibility

4.ISO/TR 37150 全球智能城市基础设施技术报告a

technical report on smart urban infrastructures

around the world

5.ISO 37151基础设施智能基准度量(制定中)standard

on harmonized metrics for benchmarking smartness

of infrastructures (under development)

4.传感网工作

组ISO/IEC

JTC1/WG 7

Sensor

Network

开展传感网领域

标准制定,我国是

推动该组织成立

的四个发起国(中

国、美国、德国、

韩国)之一。

1.ISO/IEC DIS 29182-1信息技术 – 传感网 - 传感网

参考体系架构 – 第一部分:概述及需求Information

technology --Sensor networks: Sensor network

reference architecture (SNRA) -- Part 1: General

overview and requirements

2.ISO/IEC WD 30101信息技术 – 传感网:智能电网系

统传感网及接口Information technology -- Sensor

Networks: Sensor Network and its interfaces for

smart grid system

3.ISO/IEC WD 30128信息技术 – 传感网:通用传感网

应用接口Information technology -- Sensor

Networks --Generic Sensor Network Application Interface

4.ISO/IEC DIS 20005信息技术 –传感网:智能传感网

协同信息处理的服务及接口Information technology Sensor networks --Services and interfaces supporting collaborative information processing in intelligent sensor networks

5.物联网特别

工作组

ISO/IEC

JTC1/SWG 5

IoT

负责确定物联网

标准化需求,向政

府、产业和其他组

织机构推广JTC1

制定的物联网标

2012年新成立。

6.智能电网特

别工作组

ISO/IEC

JTC1/SWG

Smart grid

负责确定智能电

网标准化需求,向

政府、产业和其他

组织机构推广

JTC1制定的物联

网标准

2012年新修订了工作范围,在智能电网领域中加强ISO内

部及与IEC、ITU-T的合作,特别是IEC SMB第三战略组智

慧电网的合作

7.健康信息学

ISO/TC 215

开展关于健康、健

康信息和通信技

术领域的标准化

工作,实现不同系

统之间的相互兼

容和互操作,确保

数据可用于统计,

推动健康信息的

数字化、网络化及

全球共享。

1.ISO 10159:2011健康信息 – 消息和通信 – 参考清

单网络访问Health informatics -- Messages and

communication -- Web access reference manifest

2.ISO/HL7 DIS 10781电子健康记录 – 系统功能模型

Electronic Health Record-System Functional

Model, Release 2.0 (EHR FM)

8.

在创新项目、

企业及区域开展能效测评的

原则和指南标准

与智慧城市能效相关的四项新工作项

1.应用于计算及报告的方法框架定义Definition of a

中能量节约的总体技术规则技术委员会ISO/TC 257与

能量管理分技术委员会ISO/TC 242成立的联合工作组 化工作。 methodological framework applicable to

calculation and reporting

2.国家、地区或城市能效、节能通用计算方法General

calculation methods on energy efficiency and

savings for countries, regions or cities

3.工程节能度量、计算及验证的总体技术规则General

technical rules for measurement, calculation and

verification of energy savings for projects

4.组织及其他企业通用计算方法General calculation

methods for organizations and other enterprises

9.建筑环境设

计技术委员

会ISO/TC

205

开展新建和改进

建筑物内部宜居

环境设计的标准

化工作,以保证良

好的空气交换和

节能技术的应用;

研究采用生态合

理的结构标准和

设计方法。

ISO 13153:2012,独立家居及小型商业楼宇节能设计过程框

架Framework of the design process for energy saving

single-family residential and small commercial

buildings

10.建筑和城市

工程项目技

术委员会

ISO/TC 59

开展房屋建筑设

计寿命、建筑工程

信息结构、建筑环

境可取性与宜居

性、建筑结构的生

态合理性等。

1.ISO 15686建筑及结构性资产-服务周期规划

Buildings and constructed assets – Service life

planning

2.ISO 16739建筑业及设施管理业数据共享领域基础分

类Industry Foundation Classes (IFC) for data

sharing in the construction and facility

management industries

11.社会安全

ISO/TC 223 开展公共安全应

急管理中预防准

备、预警、监测、

持续管理、演练、

能力评估等多方

1.ISO 22320:2011社会安全 – 应急管理 – 事故响应

要求Societal security – Emergency management –

Requirements for incident response

2.ISO 22322社会安全 – 应急管理 – 公共预警

Societal security – Emergency management –

面的国际标准化

工作。

Public warning

12.道路交通安

全管理系统

ISO/TC 241 开展道路交通安

全领域的标准化

工作,包括需求、

道路交通安全第

三方认证审计要

求、实现及指南。

1.ISO 39001:2012道路交通安全管理系统 – 要求使用

指南Road traffic safety (RTS) management systems

– Requirements with guidance for use

2.ISO 20121:2012事件可持续管理系统 - 要求使用指

南,Event sustainability management systems –

Requirements with guidance for use

3.ISO 26000社会责任指南guidance standard on social

responsibility (SR)

13.国际电工委

员会智慧城

市系统评估

组IEC Smart

Cities

System

Evaluation

Group

开展IEC内智慧

城市标准化整体

规划和研究。

1.2013年6月召开的SMB会议上,正式成立了IEC智慧

城市系统评估组,日本为主席国,中国和德国为副主

席国,以开展IEC内智慧城市标准化需求研究和整体

工作规划,并对IEC如何开展智慧城市标准工作、现

有IEC标准如何衔接以及潜在新标准项目等内容开展

研究。

2.2013年7月9日,将在日本召开首次会议。

3.

14.IEC的标准化

管理委员会

第三战略工

作组智能电

网战略工作

IEC/SMB/SG3

Strategic

Group on

Smart Grid

开展智能电网协

议模型的标准化

工作,研究智能电

网设备及系统互

操作的长期战略

规划。

1.智能电网互操作体系框架和路线图

2.IEC/TR 62357:2003 电力系统控制和相关通信-目标

模型、服务设施和协议用参考体系结构Power system

control and associated communications - Reference

architecture for object models, services and

protocols

3.IEC 61850变电站自动化Power Utility Automation

4.IEC 61970公共信息模型/电力管理Common

Information Model (CIM) / Energy Management

5.IEC 61968公共信息模型/分布管理Common

Information Model (CIM) / Distribution Management

6.IEC 62351安全防护Security

15.国际电工委制定智能电网用目前正在开展的工作项:

员会智能电网用户接口IEC PC118 户接口系统体系

架构、用户侧应用

系统的功能和性

能要求、用户侧系

统/设备的信息交

换接口等方面的

规范和标准;主要

内容包括用例、术

语定义、功能需求

规范、总体接口要

求、信息模型、信

息交换模型、通信

协议、安全防护和

一致性测试等。

1.IEC PC118技术报告

2.制定IEC PC118标准工作路线图

3.开展智能电网用户接口和需求响应国际合作研究

16.美国国家标

准技术研究

院ANSI

研究智能电网的

标准体系和制定

智能电网标准。开

展智能电网互操

作性研究。开展智

慧城市标准制定

工作。

1.牵头制定智能电网互操作体系框架和路线图的路

线图(2.0版本);

2.2013年4月启动智慧城市标准论坛,梳理美国国内及

国际标准化组织智慧城市标准化工作动态,分析智慧

城市标准制定面临的机遇及挑战,提出开展智慧城市

的标准制定方案。

17.电气和电子

工程师协会

燃料电池、光

伏、分散式发

电及能源储

备标准协调

委员会IEEE

SCC21

为理解和定义电

力系统与终端用

电设备/用户之间

的互操作提供技

术指南;关注如何

实现能源技术、信

息技术和通信技

术指南;关注如何

实现能源技术、信

息技术和通信技

1.研究标准体系,制定智能电网的标准和互通原则

(IEEEP2030)

2.IEE2030指南:能源技术及信息技术与电力系统(EPS)、

最终应用及负荷的智能电网互操作

3.IEEE P2030标准草案:智能电网中基于信息和通信技

术的电力系统终端用电设备/用户之间的互操作

4.召开智慧城市标准化工作研讨会

术的融合;研究如

何借助通信技术

和控制技术,实现

发电、输电、用电

等环节的无缝操

作;研究相关的接

口定义;为建设更

加可靠、灵活的电

力系统提供新的

方法;推动智能电

网技术标准的编

制和现有标准的

修订工作。

18.欧盟委员会

European

Commission

欧盟目前所面临

的最大挑战之一

是如何对城市进

行最佳规划设计,

从而使其能更好

地适应智慧型城

市可持续发展的

环境模式。

1.2012年7月10日,欧盟委员会启动了“智慧城市和社

区欧洲创新伙伴行动”,在该领域间建立战略伙伴关

系,并促进欧洲各城市更好地开展未来城市体系和基

础设施的建设

2.欧盟第七科技框架计划(FP7)资助物联网标准及智慧

城市标准制定工作

3.2011年,正式推出了“智慧城市和社区开拓计划”,

涉及交通和能源。

4.2007年提出了一整套智慧城市建设目标,并付诸实施。

欧盟的智慧城市评价标准包括智慧经济、智慧交通、

智慧环境、智慧治理等方面。瑞典、芬兰、荷兰、卢

森堡、比利时和奥地利等国家的城市智慧程度较高。

19.欧洲标准委

员会(CEN)

1.CEN与ETSI负责并积极推进欧洲智能交通的标准化工

作,负责制定ITS 系统中与应用相关的标准。

2.CEN也关注智慧电网的研究,与欧洲电信标准化协会

(ETSI)、欧洲电工技术标准化委员会(CENELEC)发

布了《欧洲智慧电网标准化建议》。

3.CEN/TC 25关注医疗信息标准化方面的工作,组织、协

调、制定和发布健康信息学标准,实现不同健康信息

系统之间的相互兼容和互操作。

4.2012年12月5日召开了大会,大会主题为智慧城市及

能源-智慧城市中标准化工作的重要角色。

20.国际电信联

盟—远程通

信/环境和气

候变化/可持

续发展智慧

城市焦点组

ITU-T/SG

5/FG SSC

致力于为城市、院

校、研究机构、非

政府组织、ICT组

织、行业协会等相

关方搭建一个开

放平台,联合研究

基于ICT的智慧

城市标准化框架

1.2013年2月12日成立,研究基于ICT技术的智慧城市

可持续发展标准化需求,推动社会、经济、环境可持

续发展。

2.ITU-T L.1400评估信息通信技术环境影响的方法概述

和一般性原则Overview and general principles of

methodologies for assessing the environmental

impact of information and communication

technologies

3.ITU-T L.1430 ICT项目环境影响Environmental impact

of ICT projects为智能建筑、智能交通、远程监控及

视频会议服务在内的ICT新项目在减少温室气体排放、

节能方面提供了度量框架

21.Health

Level Seven

Internation

al

开发和研制医院

数据信息传输协

议标准,优化临床

及管理数据的程

序,降低医院信息

系统互连的成本,

提高医院信息系

统之间数据共享

的程度。

HL7卫生信息交换标准(Health Level 7),是目前作为规范

应用层与各医疗机构、医疗事业行政单位、保险单位以及

其它服务机构的各种不同信息系统之间进行医疗数据传递

的主要标准。

。

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