平台架构设计

目前，在智慧城市建设中，政府部门纵向进行系统建设存在信息共享困难、部门之间协同难度大等问题。可以通过智慧城市综合运行管理平台建设对城市数据资源进行整合，并实现对城市运行过程中与城市发展、居民生活紧密相关的各个方面的情况监测，实现实时、动态、全面掌握，同时更好地实现各部门之间的互相协同。

智慧城市综合运行平台需要从系统的角度对城市整体利益、长远的进行综合性、系统性分析，从而及时发现和预测问题，为城市管理提供决策支持。政府在突发事件的事前预防、事发应对、事中处理和善后管理中，进行应用协同和应急指挥，保障公共的生命、财产安全，促进城市和谐健康发展。消除城市中的“信息孤岛”，实现政府管理部门之间和谐共融。

有别于互联网和科技公司的通用平台架构，江苏省邮电规划设计院经过探索，逐步形成一套能够满足智慧城市建设需求的SCP平台架构，通过该平台架构，可以纵向贯通城市各类不同层级的信息资源与上层智慧应用之间的垂直渠道，构建高效、实时、共享、准确的信息流，横向通过各类业务组件，满足跨部门、跨领域的信息共享和协同应用，最终达成资源共享、协同管理、应用聚合的总体目标。

SCP是指资源共享（sharing resource）、协同管理（collaborative management）、应用聚合（polymeric application）。其力图整合杂乱资源变为一致性数据，通过线索化工具将数据梳理为有效信息，通过系统结构工具将信息进一步固化为管理知识，为各管理功能提供粗粒度的应用组件和智慧模块，最终聚合到统一的开放式应用平台。

SCP平台整合城市全景数据，结合不同维度的度量指标，记录和反映城市的运行状态，利用跨机构和跨部门信息，清晰的帮助城市管理者随时监督了解城市运行状况。通过对城市指标数据的挖掘和分析，手机整理指标数据传递的城市运行信息，发现城市运行需要处理的问题，通过组织协调跨机构资源，快速有效地提供应急响应，启动预设流程来解决问题。SCP平台对问题成因、解决方法、解决过程等记录跟踪，形成知识库，并通过资源体系结构工具对问题处理进行验证，形成处理模型。

SCP平台总体技术架构如下图所示：

SCP平台要能够帮助实现城市运行监控指标体系的建立，需要利用频率统计、层次分析、相关性分析、聚类分析和回归分析等统计工具，以城市运行数据为基础，定量地分析重要指标的相关性，得到各类指标相关关系模型和评价权重，通过持续改进和优化，逐步形成适用于城市运行管理的综合指标体系。指标体系要从能源保障、水资源保障、交通运行、环境质量、社会治安和城市灾害等维度进行分类预警，从城市经济资源、物理资源和人文资源等三个维度形成成城市建设发展的展示评价模型，支撑各类智慧应用的数据分析和统计。

交通模型由交通流量预测、最优路径规划、公交客流推算、公交线网优化等工具组成：

• 交通流量预测工具以非参数回归预测为基础，在历史数据的基础上，形成包含各类交通状态变化趋势以及规律的典型历史数据库，结合实时采集的交通路况数据，经过处理和修正后，与历史信息库进行匹配，实现预测未来短时间段后交通流量变化趋势情况，形成短时交通流量预测模型。
• 最优路径规划工具通过选取合适的交通参数作为状态变量，计算交通路网的动态阻抗，以道路运力、历史人流统计数据、道路断面实时速度、流量作为主要参数，通过穷举模拟的方式将不同路径的结果进行比对，从而得出符合要求的最优路线。
• 公交客流推算是通过对城市公共公交出行行为特征进行调查分析，建立起工作公交乘行概率分布模型，基于公交乘客下车概率，结合路段面客流量数据，推算出公交客流出行矩阵，利用矩阵从公交效率、客流服务和路网影响三个方面建立一整套评价指标体系，实现对公交线网现状及调整优化方案的优劣评价。

环境模型主要包括空气污染扩散分析和水污染扩散分析两个组件：

• 空气污染扩散分析工具采用点源预测模型和多烟团预测模型，可视化模拟污染物在大气中的流动及扩散过程，从而分析区域污染物质的影响趋势及范围。同时，结合采集的实时监测数据进行空气环境质量的动态模拟，为预警告警、应急辅助决策提供技术支持。
• 水污染扩散分析工具主要指很对突发水污染事故，输入实施监测数据进行环境质量的动态模拟，根据弗一罗模式、河流完全混合模式、弗一罗衰减模式、S-P模式等算法模型，模拟生产指定时间内污染物扩散路径及浓度变化，可视化表达污染物扩散的时空分布情况、污染发展趋势，预测事故对环境敏感因子的影响程度和影响范围，为应急处理提供决策技术支持。

暴雨积水模型以城市的地表与明渠河道水流运动起主要模拟对象，采用二维平面非恒定流方程、一维明渠非恒定流方程、宽顶堰流公式等算法，应用有限体积法思想，采用无结构不规则网格进行计算区域划分，并对城市排水管网系统进行模拟，使用概化方法处理网格单元的排水管道信息，将不易判断的积水量变化，重点结合占挖点对于积水的影响因素，同时考虑不足的渗透，使用参数进行动态校正，提高预测的准确性。根据暴雨预报信息，地下管网排水能力、城市地形地貌特征信息、历史降水、历史积涝等信息，得出积涝分布、积涝灾害风险评估、城市积涝预警等级等有用数据。

人群聚集风险模拟，可以利用基于网格的Agent模型，对重大活动主要场所人群聚集和流动进行模拟，根据人群密度信息、公共场所空间信息、活动相关信息等零散数据，计算出区域人群聚集风险评估值，聚集风险预警等级等有用数据。