智慧公安顶层设计方案

智慧公安顶层设计方案（通用7篇）

1.智慧公安顶层设计方案 篇一

第1章 智慧安防顶层设计规划

1.1 顶层设计说明

1.1.1 设计依据说明

我们根据都昌县智慧安防项目建设的实际需求与具体条件，充分发挥自身的产品与技术优势，提出目前阶段系统的建设方案，参考了公安局相关文件和中华人民共和国相关条例和规范，包括：

 《城监控报警联网系统技术标准》（GA/T669-2008） 《城监控报警联网系统系列标准》（GA/T669-2008） 《中华人民共和国公安部行业标准》（GA70-94） 《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001） 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94) 《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87） 《安全防范系统通用图形符号》（GA/T75-2000）

 《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T 832—2009） 《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/833-2009） 《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009  《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000） 公安部《警用地理信息系统系列标准规范》  《电视视频通道测试方法》（GB3659-83）

 《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB7401-1987） 《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T 17963） 《计算机信息系统安全》（GA 216.1－1999） 《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94） 《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2004) 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004) 《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006) 《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92) 《公安交通电视监视系统验收规范》（GA/T509） 《安全防范系统验收规则》（GA308/2001）

 《中国电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ232-90.92） 《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》(GB/T50312-2000) 《安全防范系统验收规则》GA308-2001  《安全防范工程费用预算编制办法》GA/T70-2004  《报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议》GA/T379.1～379.10-2002  《视频安防监控系统 变速球型摄像机》GA/T645–2006  《视频安防监控系统 矩阵切换设备通用技术要求》GA/T646–2006  《视频安防监控系统 前端设备控制协议V1.0》GA/T647–2006  《社会治安动态监控系统通用技术要求》GA/T669–2006  《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》GA/T670–2006  《防盗报警中心控制台》GB/T16572-1996  《报警图像信号有线传输装置》GB/T16677-1996  《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198-94  《计算机软件开发规范》GB8566-88  《电子计算机机房设计规范》GB50174-93  《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92  《建筑物防雷设计规范》GB50057-94  《以太网10BASE-T标准》IEEE802.3  《安防系统工程质量检验实施细则（试行稿）》

 《用电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范》  《公安交通指挥中心建设与发展的若干意见》  《公安计算机信息系统九五规划》

 《道路交通科技发展九五计划和2010年规划》  《交通管理信息系统建设框架》  《1：500、1：1000、1：2000地形图数字规范》（GB/T17160-1997） 《地球空间数据交换格式》（GB/T17798-1999）

 《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859-1999） 《信息技术包过滤网闸安全技术要求》（GB/T18019-1999） 《民用闭路监控电视系统工程技术规范》（GB50198-1994）

 《计算机信息系统安全等级保护管理要求》（GAT388-2002B） 《城警用地理信息分类与代码》（GA/T491-2004） 《城警用地理信息系统建设规范》（GA/T493-2004） 《城警用地理信息数据分层几命名规则》（GA/T532-2005） 《城警用地理信息图形符号》（GA/T 492）；  《城警用地理信息属性数据结构》（GA/T 529）；

 《城警用地理信息数据组织及数据库命名规则》（GA/T 530）；  《城警用地理信息专题图与地图版式》（GA/T 531）；  《城警用地理信息数据分层及命名规则》（GA/T 532） 《城地理空间框架数据标准》（CJJ103-2004）

 《安全防盗报警设备安全要求和试验方法》（GB 16796）；  《入侵报警系统技术要求》（GA/T 368）；

 《报警传输系统串行数据接口的信息格式与协议》（GA/T 379.1-10）；  《有线电视系统工程技术规范》 GB50200  《公安交通电视监控系统验收规范》 GA/T509  《MPEG4视音频编解码标准-视听对象的编码（6部分）》 ISO/IEC14496-2  《计算机网络实时监控系统》 Q/SBK005-2001  《公路车辆智能检测自动记录系统》 GA/T497-2004  公安部公交管[1997]231号文件

 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》 GBJ93  《道路交通标志线》 GBJ5768  《建筑电气设计技术规范》 GBJ16  《中华人民共和国公共安全行业标准》 GA/75-94  《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》 CESC89：97  《中华人民共和国道路交通安全法》  《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》  《公路交通安全设施设计技术规范》 JTJ 074-2003  《闯红灯自动记录系统通用技术条件》 GA/T496-2004  《治安卡口系统通用技术条件》 GA/T497-2004  《民用闭路电视系统工程技术规范》 GB50198-94  《安防视频监控系统技术要求》 GA/T 367-2001  《中华人民共和国公共安全行业标准》 GA38-92  《中国电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ232-90.92  机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版  《道路交通标志和标线》GB5768  《安全防范系统验收规则》 GA 308-2001  《民用建筑电气设计规范》 JBJ/T16-92  《建筑及建筑群综合布线系统工程设计规范》 GB/T 50311-2000  《建筑及建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》 GB/T 50312-2000  《屏蔽双绞线系统现场测试传输性能规范》 EIA/TIATSB67  《电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ120-88  《建筑物防雷设计规范》 GB50057  《闭路电视监控系统工程规范》 GB50198-94  《电视接收机确保与电缆分配系统兼容的技术要求》 GB12323  《10BASE-T,100BASE-TX标准》 IEEE802.3,IEEE802.3U  《中华人民共和国通信行业标准》 YD/T926 1.1.2 设计范围说明

都昌县智慧安防建设需要充分利用安防场近年来的最新、最可靠的科技成果，以便该系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应，并使系统具有强大的发展潜力。在满足实际使用的基础上，不盲目追从新潮和“最先进”，采用的技术和设备，注重操作的便利性和人性化，确保使用方便、安全，并且经久耐用，为满足今后发展的需要，系统在使用的产品系统、容量及处理能力等方面具备兼容性强，可扩充与换代的特点，确保整个系统可以不断得到充实、完善、改进和提高。这样不仅充分保护了投资，而且具有较高的综合性能价格比。在设备的造型上，注重根据实际需要进行品牌和产品的搭配，确保每个应用环境所选用产品的最高性能价格比。

针对智慧安防建设的实际情况，智慧安防系统主要建设的范围有：(一)平安系统建设：从管理的全局需求出发，采用固定治安监控点与移动执法监控相结合、公安治安监控与社会治安监控相结合、视频监控与GIS系统相结合、人工监控与智能分析相结合、分布式管理与统一指挥管理相结合等方式，通过新建扩建、整合利用、升级改造和业务集成等途径，提高监控图像质量，扩大视频监控范围，整合现有各种视频资源，实现视频资源的共享和视频信息增值应用，最终建立全方位、立体化的多级监控联网管理体系。

(二)都昌县安全综合管理平台。用于治安监控系统、交通监控系统、家居安防系统及其它社会监控资源接入和管理，同时向公安、应急等部门提供图像信息和报警信息。

(三)应急系统。采取多种方式和途径，获取现场图像信息并及时上报，提供上级应急指挥平台所需的相关数据、图像、语音等资料。据此，CSST依托自身智慧城架构及专业技术优势，采用“平战结合”的设计思路，建立了面向各级别的应急管理的应急平台。

(四)治安监控系统。规划内所有治安关注点，提供7*24小时远程视频巡逻，实现“事前预警”和“事后取证”双重功能。

(五)联网报警系统。融合了“人防、物防、技防”的报警运营平台为核心，面向用户提供专业化服务。充分考虑国内通信网络情况，采用统一接警、统一管理、划分区域监控的多级部署模式。主要提供防盗、防抢、防火、求助及常驻警备服务。服务对象包括个人、社区家庭、机动车辆、商业结构、企业、金融机构、医疗机构、通信机构、文博单位等。

(六)安全生产防护系统。安全生产监管体系的建设主要针对重大、特大恶性事故的监管防范。本方案应用最新的现代通讯、多媒体、计算机、自动化控制等理论与技术，按照系统工程原理，以网络和信息系统为基础，以GIS平台支撑，以有、无线通信为纽带，以控制重大事故发生为目的，采取对重大危险源实施动态实时监控，切实确保应急救援有对象、有措施、有序、高效地开展各项现场救援活动，把事故损失控制在最低程度，防止重特大事故的发生，有效地减少事故损失和社会影响。

(七)指挥调度系统。规划搭建在综合管理平台上，为接处警和应急提供调度功能。

(八)三维地理信息系统。规划搭建在综合管理平台上，提供3D可视化操作及空间分析、辅助调度、辅助决策功能。

(九)智能机器人巡逻系统。智能机器人巡逻系统能够协助保安管理人员有效地完成区域安全保障工作，如商场、博物馆、住宅小区及其他公共场所可以实现自主环境探测、自主避障及自主充电功能，能够按照工作人员的具体要求在非人工干预的情况下自主完成固定路线巡逻、随机路线巡逻及重点部位察看任务。能够进行视觉及双向语音信息的远程传输与监控，可用作检测环境烟雾及火灾情况并进行异常情况报警。

1.2 智慧安防规划原则

为适应社会的发展，强化城区安全防范建设，加强城区治安防范力量，有效防范重大案件发生，在城区范围内设置全天候监控点，建立城区安防视频监控联网系统，实时了解城区路面、社区治安状态及交通状态，在全形成统一协调的动态视频指挥网络。

在设计整个系统时,我们本着技术先进、系统实用、结构合理、产品主流、低成本、低维护量作为出发点。

 技术的先进性：整个系统选型、软硬件设备的配置均要符合高新技术的潮流，关键的视频数字化，压缩、解压、码流、传输均采用国内外工程建设中被广泛采用的技术与产品。在满足功能的前提下，系统设计具有先进性，并且在今后一段时间内保持一定的先进性。

 架构合理：采用先进成熟的技术来架构各个子系统组成稳定可靠大系统，使其能安全平稳地运行，有效地消除各子系统可能产生的瓶颈，选用合适的设备来保证各子系统具有良好的扩展性。稳定性和安全性是我们最关心的问题，只有稳定可靠的系统才能确保各设备的正常运行；只有良好的数据共享，实时的故障修复，实时备份等才能形成完整的管理体系。

 产品主流：在设备选型时，主要依据我的实际情况结合目前我国场上的占有率高的各类产品中选择具有最优性能价格比和扩充能力的产品。 低成本、低维护量：所设计的系统和采用的产品应该是简单、实用、易操作、易维护。系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好本系统的条件。

 集中管理：前端现场设备，各分系统集中于中心统一控制，实施对所有远端设备的控制、设置，以保证系统的高效、有序性。

 扩展性强：所有设备都采用标准化可扩展模块，模块数量可以根据需要随意增加，而不影响系统中其他设备的正常使用。如需要更多图像，只需增加相应数量的模块即可。

1.3 智慧安防总体设计规划

都昌县智慧安防项目建设的远期目标是构建城综合预警系统和应急指挥体系。现实目标是建设一套及社会治安综合治理、城交通管理和消防调度指挥于一体的城警务综合管理系统，以科技创新带动警务工作创新，以资源整合带动警务工作整合，充分发挥政府其它各行政部门、城管、社区联防的力量，形成党委领导、政府组织、公安管理、警民联动、全社会齐抓共管的的社会治安综合管理的新局面，为进一步构建城综合预警系统和应急指挥体系奠定基础。

都昌县智慧安防综合管理系统遵循GB/T 28181标准，采用先进的视频编解码技术、网络传输技术、智能视频分析技术、海量存储管理技术、高清视频采集传输和高清视频显示技术，高起点、全方位地加强视频图像信息系统的建设和整合，将公安、交通、政和社会视频监控资源集成到统一的管理平台，建成统一的规范化的视频图像信息系统。

都昌县智慧安防综合管理系统从城管理的全局需求出发，采用固定治安监控点与移动执法监控相结合、公安治安监控与社会治安监控相结合、视频监控与GIS系统相结合、人工监控与智能分析相结合、分布式管理与统一指挥管理相结合等方式，通过新建扩建、整合利用、升级改造和业务集成等途径，提高监控图像质量，扩大视频监控范围，整合现有各种视频资源，实现视频资源的共享和视频信息增值应用，最终建立全方位、立体化的多级监控联网管理体系。

1.3.1 系统体系架构规划

都昌县智慧安防综合管理系统采用“物联网+云计算”架构，按照面向服务（SOA）方式设计。系统集成了公安系统现有的联网视频监控、三台合一、电子警察、移动执法、警务可视化管理、远程侦讯等系统，以视频管理应用为核心，以智能报警联动为辅助，遵循28181联网规范，实现部、省、、区县、派出所的级联控制，实现各政府部门间的互联互控，实现城治安防控、交通管理和应急指挥的综合管理。

都昌县智慧安防系统技术架构分为感知层、网络层、基础设施层、数据资源层、平台层、应用层、表现层，以及标准、规范、安全、技术支持、服务和运维管理等支撑体系。系统技术架构如下图所示： ：智慧安防系统技术架构

 感知层

感知层主要完成数据采集与数据处理任务，是整个系统的基础。主要包括音视频采集、气体探测、烟感探测、红外探测、微波探测等各种传感设备、电子标签、二维码等检测产品以及音视频服务器、信息读写器等数据处理设备。

 网络层

网络层主要包括internet、通信网（PSTN、GSM、3G等）、公安网、公安视频专网等网络，实现数据、信令等信息的传递。

 基础设施层

基础设施层提供计算、存储和备份服务。采用云计算方式部署和整合，利用虚拟化技术，实现硬件资源的整合、分配，按业务需要提供资源，优化资源配置。

 数据资源层

数据资源层包括公安图像信息、社会图像信息、报警信息等采集上来的信息以及法规库、GIS数据、涉案车辆信息、追讨信息等共享信息。平台层

平台层是系统的核心，承担着设备接入、数据共享、数据管理、应用集成等任务。主要采用EAI应用集成、ESB服务总线、ETL数据抽取、挖掘等技术。

 应用层

本系统的主要应用系统包括治安视频监控、智能卡口、电子警察、三台合一、应急指挥、可视化督察、远程侦讯、GIS服务等基本应用，及案件视频侦查和智能运维等实战应用。

 表现层

系统以都昌县智慧安防综合管理平台的界面呈现，主要服务对象包括公安、相关政府部门、企事业单位及个人。

1.3.2 系统拓扑结构

图2 ：智慧安防系统拓扑图

都昌县智慧安防综合管理系统部署遵循G/T 28181标准，在原、区县、派出所三级管理中心基础上增加了与省厅的互联互控，并设立了社会资源接入中心。

(一)省厅管理中心。省厅管理中心并不直接参与都昌县智慧安防管理工作，建设重点是可视化指挥通信，采用统一通信技术进行整体调度和业务协同设计。

(二)级指挥中心。级指挥中心担负着接处警、综合监控和应急指挥的综合任务，是系统的大脑，所有的分局、派出所均受其管理，同时向省厅管理中心负责。建设的重点是统一指挥调度和视频监控综合管理平台。(三)区县分局监控中心。区县级管理中心是都昌县智慧安防综合管理的直接执行部门，是资源的第一汇聚中心，接受指挥中心的管理。建设的重点是视频综合管理。

(四)派出所管理中心。作为基础单位，管理辖区内的设备和客户端、接受区县管理中心的管理。

(五)交通管理监控中心。接入交通管理相关视频，并接受上级区县监控中心的管理。

社会资源接入管理中心。通过直接接入或共享接入的方式将社会资源转换为符合公安专网传输的格式，接入区县级管理中心。

1.4 智慧安防系统规划

 增加监控覆盖面积、扩大视频图像信息系统的覆盖范围。从城重点区域、部位向周边地区辐射，逐步扩展到各区县、乡镇的重要部位、主要道路和交叉路口。

 提高视频探头总量、加大监控覆盖密度。通过新建、扩建监控点，增加视频探头总量。并通过升级、改造现有的视频探头，提高图像信息系统的视频质量。最终实现“整体布局网格化、局部区域闭合化、重点路口全摄入和重点部位全覆盖”。 建设以高清视频为主的视频图像信息系统。新建的图像信息系统以部署高清视频监控为主，并根据需求逐步完成对原有视频探头的升级改造。从高清视频的数据采集、网络传输、视频存储、交换显示等多方面着手进行新老系统的建设以及改造工作，各个环节均满足高清视频监控的需求。 切合实战需求，加大高清治安卡口和高清卡口式电警建设力度。站在“大公安”的角度构筑高效的、切合实战应用需求的“立体防控体系”，通过建立城际、城郊、城区三道防线严密治安防控体系，全面掌控重要路口、路段的状况和通行车辆信息。

 统一规范，实现视频资源的整合共享。建成“统一编解码标准、统一联网协议、统一控制协议、统一编号规则、统一图像标注、统一位置标识”的视频管理系统，整合各类不同来源、不同格式的视频图像资源，实现视频管理信息系统的数字化、网络化和智能化。

 建设基于PGIS的视频图像信息系统。依托警用电子地理信息系统，通过视频图像信息与空间地理信息的融合，实现视频图像信息、视频前端属性、视频区域信息、警力分布信息、应急联动信息、以及各类基础数据信息的同步显示。整合城各种应急资源，以视频管理系统、地理信息系统、数据分析系统、信息展现系统为手段，实现对事件数据的收集、分析和辅助决策，对各类资源的组织、协调和管理控制等指挥调度功能，使其成为支撑城应急联动系统和“电子政府”的信息基础设施。

1.5 关键技术路线

1.5.1 标准与协议

(一)视频压缩编码标准—H.264/AVC 1)基本概况

H.264是ITU-T以H.26x系列为名称命名的视频编解码技术标准之一。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有MPEG-

1、MPEG-

2、MPEG-4等。而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码（Advanced Video Coding，AVC），而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。因此，不论是MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10，还是ISO/IEC 14496-10，都是指H.264。

H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：joint video team）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。1998年1月份开始草案征集，1999年9月，完成第一个草案，2001年5月制定了其测试模式TML-8，2002年6月的 JVT第5次会议通过了H.264的FCD板。2003年3月正式发布。在2005年又开发出了H.264的更高级应用标准MVC 和SVC版本。

2)算法优势

H.264是在MPEG-4技术的基础之上建立起来的，其编解码流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测（Estimation）、变换（Transform）和反变换、量化（Quantization）和反量化、环路滤波（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。

H.264/MPEG-4 AVC（H.264）是1995年自MPEG-2视频压缩标准发布以后的新一代的视频压缩标准。通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的标准提高了2倍以上，因此，H.264被普遍认为是最有影响力的行业标准。

3)技术背景

H.264标准的主要目标是：与其它现有的视频编码标准相比，在相同的带宽下提供更加优秀的图象质量。

H.264与以前的国际标准如H.263和MPEG-4相比，为达到高效的压缩，充分利用了各种冗余，统计冗余和视觉生理冗余。a)统计冗余

频谱冗余（指色彩分量之间的相关性），空间冗余，还有时间冗余。这是视频压缩区别于静止图像的根本点，视频压缩主要利用时间冗余来实现大的压缩比。

b)视觉生理冗余

视觉生理冗余是由于人类的视觉系统（HVS）特性造成的，比如人眼对色彩分量的高频分量没有对亮度分量的高频分量敏感，对图像高频（即细节）处的噪声不敏感等。

针对这些冗余，视频压缩算法采用了不同的方法加以利用，但主要的考虑是集中在空间冗余和时间冗余上。H.264也采用混合(hybrid)结构，即对空间冗余和时间冗余分别进行处理。对空间冗余，标准通过变换及量化达到消除的目的，这样编码的帧叫I帧；而时间冗余则是通过帧间预测，即运动估计和补偿来去除，这样编码的帧叫P帧或B帧。与以前标准不同的是，H.264在编码I帧时，采用了帧内预测，然后对预测误差进行编码。这样就充分利用了空间相关性，提高了编码效率。H.264帧内预测以16x16的宏块为基本单位。首先，编码器将与当前宏块同一帧的邻近像素作为参考，产生对当前宏块的预测值，然后对预测残差进行变换与量化，再对变换与量化后的结果做熵编码。熵编码的结果就可以形成码流了。由于在解码器端能够得到的参考数据都是经过反变换与反量化后的重建图像，因此为了使编解码一致，编码器端用于预测的参考数据就和解码器端一样，也是经过反变换与反量化后的重建图像。

4)特征优势

H.264是国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）共同提出的继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式，它即保留了以往压缩技术的优点和精华又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点。

a)低码率（Low Bit Rate）：和MPEG2和MPEG4 ASP等压缩技术相比，在同等图像质量下，采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。显然，H.264压缩技术的采用将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。

b)高质量的图象：H.264能提供连续、流畅的高质量图象（DVD质量）。c)容错能力强：H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。

d)网络适应性强：H.264提供了网络抽象层（Network Abstraction Layer），使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输（例如互联网，CDMA，GPRS，WCDMA，CDMA2000等）。H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。举个例子，原始文件的大小如果为88GB，采用MPEG-2压缩标准压缩后变成3.5GB，压缩比为25∶1，而采用H.264压缩标准压缩后变为879MB，从88GB到879MB，H.264的压缩比达到惊人的102∶1。低码率（Low Bit Rate）对H.264的高的压缩比起到了重要的作用，和MPEG-2和MPEG-4 ASP等压缩技术相比，H.264压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。尤其值得一提的是，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像，正因为如此，经过H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。(二)会话控制协议—SIP(Session Initiation Protocol)SIP(Session Initiation Protocol)是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。

1)SIP组件

SIP 会话使用多达四个主要组件：SIP 用户代理、SIP 注册服务器、SIP 代理服务器和 SIP 重定向服务器。这些系统通过传输包括了 SDP 协议（用于定义消息的内容和特点）的消息来完成 SIP 会话。下面概括性地介绍各个 SIP 组件及其在此过程中的作用。

a)SIP 用户代理

SIP 用户代理(UA)是终端用户设备，如用于创建和管理 SIP 会话的移动电话、多媒体手持设备、PC、PDA 等。用户代理客户机发出消息。用户代理服务器对消息进行响应。

b)SIP 注册服务器

SIP 注册服务器是包含域中所有用户代理的位置的数据库。在 SIP 通信中，这些服务器会检索参对方的 IP 地址和其他相关信息，并将其发送到 SIP 代理服务器。

c)SIP 代理服务器

SIP 代理服务器接受 SIP UA 的会话请求并查询 SIP 注册服务器，获取收件方 UA 的地址信息。然后，它将会话邀请信息直接转发给收件方 UA（如果它位于同一域中）或代理服务器（如果 UA 位于另一域中）。

d)SIP 重定向服务器

SIP 重定向服务器允许 SIP 代理服务器将 SIP 会话邀请信息定向到外部域。SIP 重定向服务器可以与 SIP 注册服务器和 SIP 代理服务器同在一个硬件上。

2)SIP在安全防范视频监控联网中的作用

SIP在新颁布的《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》GB/T 28181-2011中指定为联网标准协议。联网通信结构协议如下：

联网系统在进行视音频传输机控制时应建立两个传输通道：会话通道和媒体流通道。会话通道用于在设备间建立会话并传输系统控制命令；媒体流通道用于传输视音频数据，经过压缩编码的视音频刘采用流媒体协议RTP/RTCP传输。联网方式有如下三种：

a)SIP监控域级联

图3 ：信令级联结构示意图

图4 ：媒体级联结构示意图

b)SIP监控域互联

图5 ：媒体互联结构示意图

图6 ：信令互联结构示意图

c)SIP监控域与非SIP监控域互联

图7 ：SIP监控域与非SIP监控域互联结构示意图 1.5.2 云计算与云存储

(一)云计算

云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。

云计算（Cloud Computing）是分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。

通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。

云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。

IaaS(Infrastructure-as-a-Service)：基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。

PaaS(Platform-as-a-Service)：平台即服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。

SaaS(Software-as-a-Service)：软件即服务。它是一种通过Internet提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。

云计算（Cloud Computing）是分布式处理（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。是指基于互联网的超级计算模式，即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起协同工作。在极大规模上可扩展信息技术的能力，并向外部客户作为服务来提供的一种计算方式。

图8 ：云计算的产生

云计算的基本原理是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。它具有如下特点：①云计算提供最安全可靠的数据存储中心。②云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也最方便。③云计算可以实现不同设备间的数据交换与应用共享。

用户数据中心访问服务监控管理资源云管理员软件库发布更新软件软件开发者 图9 ：云计算的原理图

具有强大数据分析能力的云计算平台是智慧城发展的决定性因素，是智慧城的“大脑”，它能实现智慧城所需要的海量数据的计算与存储。在智慧城的架构中，云计算的核心价值体现在以下几点：①统筹共享城系统资源。②促进智慧应用间的数据交换，应用协同。③按需的基础设施服务。④一体化的数据管理分析。⑤加速应用服务提供。⑥便捷化的第三方应用集成。⑦城系统平滑演进能力。

(二)云存储

云存储是在云计算(cloudcomputing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储对使用者来讲，不是指某一个具体的设备，而是指一个由许许多多个存储设备和服务器所构成的集合体。使用者使用云存储，并不是使用某一个存储设备，而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。所以严格来讲，云存储不是存储，而是一种服务。云存储的核心是应用软件与存储设备相结合，通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。与传统的存储设备相比，云存储不仅仅是一个硬件，而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网、和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心，通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务。

云存储不仅仅是存储，更多的是应用。应用存储是一种在存储设备中集成了应用软件功能的存储设备，它不仅具有数据存储功能，还具有应用软件功能，可以看作是服务器和存储设备的集合体。应用存储技术的发展可以大量减少云存储中服务器的数量，从而降低系统建设成本，减少系统中由服务器造成单点故障和性能瓶颈，减少数据传输环节，提供系统性能和效率，保证整个系统的高效稳定运行。

1.5.3 智能视频分析技术

智能视频（Intelligent Video）技术源自计算机视觉（Computer Vision）与人工智能（Artificial Intelligent）的研究，其发展目标是在图像与事件描述之间建立一种映射关系，使计算机从纷繁的视频图像中分辩、识别出关键目标物体。这一研究应用于安防视频监控系统，将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或干扰信息，自动分析、抽取视频源中的关键有用信息，从而使传统监控系统中的摄像机成为人的眼睛，使“智能视频分析”计算机成为人的大脑，并具有更为“聪明”的学习思考方式。这一根本性的改变，可极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力，使监控系统具有更高的智能化，大幅度节省资源与人员配置，同时必将全面提升安全防范工作的效率。因此，智能视频监控不仅仅是一种图像数字化监控分析技术，而是代表着一种更为高端的数字视频网络监控应用。

智能视频分析包含视频诊断、视频分析和视频增强等，它们各自又包含了大量的功能算法，比如清晰度检测、视频干扰检测、亮度色度检测、PTZ（云台）控制功能检测，以及视频丢失、镜头遮挡、镜头喷涂、非正常抖动等检测都属于视频诊断内容，而视频分析算法则包含区域入侵、绊线检测、遗留遗失检测、方向检测、人群计数、徘徊检测、流量统计、区域稠密度统计、人脸识别、车牌识别、烟火烟雾检测、自动PTZ跟踪等功能，视频图像增强则包括稳像、去雾、去噪、全景拼接等算法。由此组合衍生出的算法种类又有很多，应用方式也千变万化，所以智能视频分析的应用范围很广。

(一)视频诊断

1)清晰度检测

自动检测视频中由于聚焦不当、镜头损坏或异物遮蔽引起的视野主体部分的图像模糊；自动检测镜头对准无意义物体的情况。该功能对实时视频的画面清晰程度和信息含量做出评价，从而及时发现故障（如偶然的异物遮挡、人为的遮蔽等）。“骤变”作为此功能在周界防范技术领域的应用延伸，目前已普遍得到人们的认可。

2)视频噪声检测

自动检测视频图像中图像模糊、扭曲、雪花或滚屏等噪声现象，主要的监测对象是由于线路老化、传输故障、接触不良或受到电磁干扰而在视频画面上出现的点状、刺状、带状的干扰。在视频质量诊断系统中，呈带状、网状带有周期性的干扰一般交由“雪花”检测项监测，而点状、刺状的随机干扰则交由“噪声”检测项监测，从而提高诊断的准确性。

图10 ：噪声干扰画面

3)锐度检测

检测由于聚焦不当、镜头损坏或灰尘引起的视野主体部分的图像模糊，或者镜头对准无意义物体（白墙等）的情况。

图11 ：锐度检测原理示意图

图12 ：锐度异常画面

4)亮度异常检测

自动检测视频中由于摄像头故障、增益控制紊乱、照明条件异常或人为恶意遮挡等原因引起的画面过暗、过亮或黑屏现象。该功能将对视频的明暗程度进行诊断，由于可在不同时段改变诊断计划和监测阈值，在昼夜都能发挥作用。

图13 ：亮度异常画面

5)偏色检测

自动检测由于线路接触不良、外部干扰、AWB失效或摄像头故障等原因造成的画面偏色现象，主要包括全屏单一偏色或多种颜色混杂的带状偏色。该功能对视频的颜色信息进行分析，其特点是当视频中出现丰富色彩时，能够区分它们是由自然场景带来的，还是由于摄像头镜身故障产生的。

图14 ：偏色画面

6)PTZ（云台）控制功能诊断

自动检测前端云台和镜头是否能够按用户指令正确运动，如有无左转失灵、上下倒序等故障。该功能能够自动对PTZ的各指令进行测试，使管理人员准确及时地把握系统内PTZ的运行情况。不过，此功能需要系统拥有控制前端PTZ的权限。

7)视频冻结检测

自动检测由于视频传输调度系统故障引起的视频画面冻结现象，可避免错失真实的现场视频图像。

8)视频抖动检测

检测因摄像头长期在室外工作，固定支架松动造成的图像受到严重干扰，画面抖动的情况。

图15 ：视频抖动检测

9)人为遮挡画面

检测因摄像头长期在室外工作引起的灰尘遮挡的情况，检测人为恶意遮挡或图像被替换的情况（可以进行报警）。

图16 ：人为遮挡画面

10)视频缺失检测

自动检测因前端云台、摄像机工作异常、损坏、遭人为恶意破坏，或是视频传输环节故障而引起的间发性或持续性的视频缺失现象（当视频丢失时，一般采取人工补假图的方法来处理）。

图17 ：视频丢失检测

(二)视频分析

视频分析方法主要有背景模型法和时间差分法两类。背景模型法是利用当前图象和背景图象的差分（SAD）来检测出运动区域，可以提供比较完整的运动目标特征数据，精确度和灵敏度比较高，具有良好的性能表现。背景的建模和自适应是背景模型法的关键，一般在系统设置时期设置系统自适应学习时间来建模，根据背景实际“热闹程度”选取3~5分钟的学习时间。系统建模完成后，随着时间的变化，背景会有相应的改变，而系统具有“背景维护”能力，可以将一些后来融入背景的图象，如云等自动加为背景。时间差分法就是高级的VMD，又称相邻帧差法，即利用视频图像特征，从连续得到的视频流中提取所需要的动态目标信息。时间差分法的实质就是将相邻帧图像相减来提取前景目标移动的信息。此方法不能完全提取所有相关特征像素点，只能检测出目标的边缘，在其提取的运动实体内部可能出现空洞。

视频分析的过程（背景模型法）是：首先，系统进行背景学习，学习时间因背景热闹程度不同而有所不同，期间系统自动建立背景模型；之后，系统进入“分析”状态，如果前景出现移动物体，且处在设置的范围区域内、大小满足设置，系统将会对该目标进行提取和跟踪，并根据预设的算法（入侵、遗留、盗窃等）触发报警（期间如果背景中出现雨雪、中云、波浪、摇摆的柳树等物体，或发生摄像机抖动的情况，系统将启动预处理功能来加以过滤）。在触发报警之前，系统能够进行目标识别，即将提取的目标与已经建立的模型进行比对，并选择最佳的匹配。

1)区域入侵监测

识别出目标沿一定轨迹进入、离开标定区域的事件，识别出目标在标定区域内的出现或消失，识别出目标在标定区域内存在与否。

2)绊线检测

识别出单方向、双方向穿越警戒线的行为；识别出逆行、转向等行为；识别物体运行方向，对逆行等行为进行报警。

3)物体遗失检测

在指定区域内的物品被偷盗、搬移、取走时发出声光报警信息。

4)物体遗留检测

识别出在标定区域内出现的，遗留、遗弃的单件、多件物品，可设定遗留报警时间。

方向检测 识别物体运行方向，对逆行等行为进行报警。

5)徘徊检测

识别出人员或车辆在标定区域内长时间徘徊与滞留的可疑情况，可设定徘徊报警的时间和人数。

6)人群流量统计（计数）

单向、双向累计人流统计，包含人群稠密度检测。

7)方向检测 识别物体运行方向，对逆行等行为进行报警

8)对象识别（人、车辆和物区分）与轨迹识别

对视场内人员、车辆、物品、动物等目标进行分类判别，对视场内已识别目标的行动轨迹、速度、方向、距离进行跟踪。

9)PTZ动态跟踪

通过智能视觉技术锁定目标后（支持自动、手动、接力三种锁定模式），自动控制PTZ摄像机的云台旋转以跟踪目标，确保可疑目标的放大画面特写始终保持在视频画面中央，并在目标离开视场后自动回到预置位。其开发难点是出现目标交叉、被遮挡等干扰后如何识别并成功地继续跟踪。

10)人脸识别

根据人的脸部特征进行采集和抓拍，并能进行比对分析，在发现可疑人员时给予报警提示。

11)车牌识别

能够做到自动记录并分析判断车辆的身份，对于有不良身份记录的车辆进行提前预警。

12)烟火监测

能够自动监测防区内突发的火情，发出报警并触发其他动作。

(三)视频增强

1)图像增强

改善雾、雨、雪环境下的视频效果，提高画面的能见度。

2)图像稳像

消除位于铁路边、公路边的摄像机所拍摄图像的震动、抖动、晃动。3)数字全景拼接

对监控系统获得的多个相关联的分散场景画面进行无缝拼接，在不降低视频帧率情况下实现全景监控。

1.5.4 基于内容的视频检索

视频搜索是通过对海量的非结构化的视频数据进行结构化分析，提取视频内容的特征（包含语义特征），在此基础上实现从内容上对视频进行检索。与传统文本搜索相比，视频搜索存在很大的技术难度。首先，视频内容的特征难以提取与处理，特别是语义特征的提取存在很大的困难。其次，视频搜索在索引建立、查询处理以及人机交互等方面都与传统的文本搜索存在很大区别，还有一些技术难题有待解决。

(一)视频结构化分析

视频结构化分析是指对视频流进行镜头分割、关键帧提取和场景分割等处理，从而得到视频的结构化信息。

镜头分割的关键在于确定镜头的边界，其中渐变镜头边界的检测目前仍然是一个具有挑战性的课题。现有镜头分割方法多以视频内容的不连续性为划分镜头的依据。研究者们通常选取视频的某种特征来度量视频内容的不连续性，如颜色特征、运动矢量特征、边缘特征等。

由于同一个镜头中的各帧图像之间的内容有相当程度的冗余，因此可以选取反映镜头中主要信息内容的帧图像作为关键帧。镜头分割后，对每个镜头可提取若干关键帧，并用关键帧来简洁地表示镜头。

场景分割通常也称为故事单元分割，其目标在于获取视频的最小语义结构单元——场景。一般而言，场景是由一组连续的、同属于一个故事单元的多个镜头组成。通过融合视频的文本、声音等信息对已分割出的镜头进行聚类，将内容相近的连续镜头合并为一个单元组，从而得到场景信息，为进一步进行视频内容分析提供基础。

(二)特征提取

特征提取是进行视频搜索的基础，要实现有效查询，就必须对视频信息进行建模和表示，实际上就是分析视频数据，提取描述特征。一般说来，主要提取以下特征：

视觉特征：主要包括视频帧图像的颜色、纹理、形状、运动等低层视觉特征。其中，David G.Low于1999年提出了一种对图像缩放、旋转和仿射变换保持不变的图像局部特征描述算子——SIFT（Scale Invariant Feature Transform）算子，在图像和视频检索中越来越受到人们的重视。

听觉特征：听觉特征反映了视频中音频的频谱分布和变化规律、节奏、韵律等，主要包括：短时能量、MFCC系数、基音频率、分带短时能量、短时能量的均值和方差、MFCC系数的均值和协方差、过零率的均值和方差等。

文本特征：作为视频高层语义的一种，视频字幕、视频语音、以及互联网Web中的相关文本信息是不必通过语义推理的视频高层语义内容，它对视频内容有很强的描述作用，因而对视频的高层语义分析具有很重要的价值。主要包括以下：

ASR文本：视频中一般总是伴随着人说话的声音，我们称这种声音为语音。利用自动语音识别技术，我们可以将语音转换为文本信息。在特定的视频中，反映主题的并且检索频率较高的语音词汇往往在视频局部多次重复出现，即使语音识别引擎不能每次都正确识别，但只要识别一两个实例，也能迅速定位所需要的视频片段。

字幕文本：视频帧中出现的文字，特别是后期编辑叠加的文本字幕，经常包含了重要的语义信息，如新闻视频中的主题、日期和人名，以及电影视频中的演员表等。最后利用面向视频的文字识别技术（Video OCR）检测与识别视频中的文本信息。

Web文本：在Web 页面中，常有一些与视频相关的外部文本信息，如与新闻视频相关的讲稿或文字报导、与足球比赛相关的文字直播或比赛战况播报等等。通过对Web 页面中文本和视频的空间相关性等信息进行挖掘和融合，通常能获得与当前视频相关的语义信息。基于以上文本特征，借助领域相关的命名实体词典和相关知识库，可提取包含时间、地点、人物以及描述事件的关键词等信息，以支持特定时间、地点、人物以及事件的检索。

其它特征：如视频中是否存在人脸，以及摄像机的运动特征等。人脸是视频中常见对象，并且蕴涵了丰富的语义信息。

(三)语义概念（高级语义特征）提取

多媒体信息检索已经有数十年的历史，最初的多媒体检索是人对多媒体信息进行手工文字标注，然后通过一般文本检索技术来实现多媒体检索。后来，人们提出通过媒体的低层特征（如帧图像的颜色、纹理、形状、视频的运动特征）对多媒体信息进行基于内容的检索。实际上，人们经常在日常生活中习惯使用诸如“飞机、建筑、天空、海滩、日出、花草树木、轮船”等概念，因而往往希望能够进行基于语义的查询，这就需要利用多媒体数据的高层语义信息。如何建立视频的低层特征和高层语义描述之间的映射，有效克服所谓的“语义鸿沟”，是一直以来困扰科研人员的技术难点，也是当前的一个研究热点。

图18 ：视频语义概念提取的一般流程

虽然目前从事视频语义概念提取技术研究的单位很多，出现了众多各具特色的系统方案。但就整体而言，这些系统大多由特征提取、分类器模型、融合算法和上下文关联分析这四部分组成。

视频语义概念提取所用的特征主要来自如前所述的视觉、听觉、文本等特征，我们需要根据它们各自的特点选用合适的分类器模型。另外，因为视频语义概念大多都具有正样本数少、相关性强的特点，这对分类器模型的使用提出了更高的要求。通常采用的分类器模型有三类：一类是直接将各种全局或局部的特征组成特征向量，利用通用的分类器算法，如SVM、GMM、最大熵、KNN等进行语义概念的检测；另一类是考虑特征之间的时间/空间关联，利用隐马模型进行建模；还有一类模型，将局部特征聚类形成中间分组，在对测试序列求得分组标注后，利用全局的分组直方图进行分类。

也可单独从视频文本中直接提取出反映高层语义的概念。由于视频文本通常不准确，不完整，甚至有很多错误（如ASR带来的识别错误，字幕文字识别错误），因此很难用自然语言理解的方法来分析视频文本中的语义。目前大多采用各种统计的方法，如N-Gram文法和隐性语义索引（LSI，Latent Semantic Indexing）等，分析已经存在的大规模语料库，从中学习相关规则，然后用这些规则来推断可能包含的语义。

为获得对视频更全面准确的理解，我们需要融合各个模态的信息。信息的融合大致可以分为两个层次：第一个层次为同一模态内的不同特征之间的信息融合；第二个层次为不同模态间的信息融合。两种层次的融合方法是统一的，分为非启发式的融合方法和启发式的融合方法。非启发式的融合方法主要包括：平均加权、取最大值、取最小值、乘积等各种融合方法。非启发式的融合方法的主要优点是不需要对融合方法进行训练，应用简单，鲁棒性较强，但是融合效果一般。启发式的融合方法主要包括：Adaboost方法、加权融合方法（Weighted Average）、基于排序的加权融合方法（Ordered Weighted Average）。启发式的融合方法针对不同的数据进行融合参数的训练，融合效果较好，但是鲁棒性稍差，计算复杂度也要比非启发式融合方法大很多。

不同的语义概念之间往往存在一些上下文（Context）约束或者共生关系。比如检测到“天空”和“绿地”会增加检测到“风景”的概率，而减少检测到“室内”的概率。如果仅建立一组单独的概念检测算法，则无法充分利用这些信息。因此，还需要进行上下文关联分析，利用不同概念之间的相互关系，进一步改进概念检测的结果。上下文关联分析算法主要有MultiNets、SVM判别融合方法，以及基于本体论的方法等。

(四)高维索引

从视频中提取特征之后，帧图像被映射为高维特征空间中的样本点。对于海量数据而言，如何建立有效的索引结构，是加快检索速度、提高检索精度的关键问题。同时，由于特征的维数很高，常用的索引方法难以满足需要，具有动态性、高效性、鲁棒性的高维索引结构已成为热门的研究方向。

常用的高维索引是树型空间索引，目前普遍采用R树作为索引的数据结构。针对R树结构受数据输入次序影响的问题，R树采用强制重新插入策略，对树中已有节点中的单元进行有选择的重新插入，优化树的整体结构，有助于提高查询性能。其代价仅稍高于R树，同时支持点数据和其它空间数据的索引建立与查询。

大部分树型空间索引在低维空间中性能优越，但在高维空间中，性能显著下降，这是因为一些重要的参数，如体积、面积等，都与空间维数呈幂级增长的关系。因此，应对高维特征进行降维处理，常用的方法有主成分分析和聚类等方法。

(五)查询处理与相关反馈

查询处理是指处理用户查询的需求，将之转换为可以执行检索的特征向量，以便与索引结构相匹配。用户提交的查询一般是对查询内容的简洁描述，在检索过程中需要对其进行扩展。扩展方法主要有基于规则的扩展和基于统计的扩展。前者利用现有的词典，如HowNet、WordNet、同义词林等查找语义上与该查询相似的词，对其赋予一定的权重后加入查询中。后者统计大规模预料库中与查询词共现最多的词，作为相关词加入到新的查询中。

在交互式搜索（Interactive Search）系统中，还需要处理用户的反馈信息，从而调整查询算法，以期获得更加符合用户意愿的查询结果。

相关反馈是指根据用户对于检索结果的反馈，其中既包括检索正确的正反馈，也包括检索错误的负反馈（有的系统返回的是用户对检索结果是否正确的置信度），对查询处理结果做适当的调整，如增加产生正反馈的权重，降低导致负反馈的权重等。相关反馈技术是一种有效的交互手段，已经被越来越多的搜索引擎所采用。好的相关反馈算法可以普遍提高检索结果精度，使用户能快速检索到自己需要的结果。另外，由于不同的用户反馈反映了不同用户的偏好，因而相关反馈有利于实现用户的个性化搜索。

(六)多模态人机界面

多模态人机界面涉及多模态方式输入用户界面和输出界面，是系统中必不可少的非常关键的组成部分。用户通过多模态的人机界面与系统交互：输入查询、输出结果或对结果进行反馈。

在实际应用中，很多用户对于某些语义概念的掌握程度可能不足以明确表达其查询意愿。如果系统允许用户以多模态的描述方式，比如提交一段文本、一幅或多幅样例图像、一段或多段样例视频片段、一段语音等，来输入查询意愿，那么系统将搜索到更多符合用户要求的查询结果。

系统的输出也是一个多模态表示的结果，如关于视频数据的描述信息、一系列相关的图像、一组相关的镜头等等。为全面反映结果的内容，便于用户快速抓住感兴趣的结果和进行更有效的反馈和评价，通常对结果进行层次化组织，并以可视化方式输出。例如，可用“故事板”方式将一些关键帧图像在窗口中平铺，通过点击关键帧图像，用户便可浏览相应的镜头内容。

(七)语义检索框架

视频语义检索可以通过前述的语义概念提取实现，主要包括从文本或视觉等多模态特征中提取相应的语义概念。其典型算法如图2所示。

首先，对于一个特定的查询，需要将该查询转换到语义概念空间。对于文本查询，可以通过词典或相关Web文本进行扩展，确定查询在语义概念空间的坐标；对关键帧样例查询，可以通过NDK（Near Duplicate Keyframes）等方法进行扩展，从中提取语义信息。然后，将检索分为两层：故事单元层和镜头层，分别利用多模态低层特征和高级语义特征（语义概念）进行检索。

图19 ：语义检索的典型框架

最后，通过伪相关反馈（Pseudo Relevance Feedback）进一步提高检索精度，即根据前一次检索的结果，自动选取前几项作为正样本，返回给系统进行第二次查询，整个过程不需要用户参与而自动执行，因而称为伪相关反馈。

1.5.5 虚拟现实技术

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是近年来出现的高新技术，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。它用计算机生成逼真的三维视觉，使人自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。该技术集成了计算机图形（Computer Graphics，简称CG）技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。

虚拟现实技术是可视化技术最有效的应用和发展，是由计算机生成的高级人机交互系统。在虚拟现实技术的支持下，虚拟城或Cyber City代替了传统的抽象地图和用来解释、分析和讨论城规划、建设进展的描述性文件，这种栩栩如生、身临其境的三维城模型，消除了设计专家和用户之间的空间文化差异。适应智慧城的特点，利用高层体系框架构建统一的分布式虚拟地理环境系统框架，可用于城地理多维信息的综合管理与多媒体集成发布、城规划、设计与决策，旅游、教育、培训及娱乐等。

图20 ：虚拟现实技术操作界面

地理信息系统和空间信息可视化与虚拟现实技术的发展和应用，为实施智慧城战略提供了三维描述方法和人机交互的虚拟城环境，具有多维动态可视化和实时交互式操作的效果；地理信息系统具有强大的海量空间数据存储、管理、处理和空间分析功能。二者优势互补，集成与一体化是必然的发展趋势，用户可以在地理信息系统与虚拟现实集成框架和集成平台上，对城的规划、建设和管理方案进行模拟，以便更有效地实施城的规划、建设和管理。

1.5.6 异源异构数据集成技术

异源异构数据就是存在于各自独立的信息系统中，由于软硬件平台及数据模型的不同，从而数据存取方式、结构和精确度都不同，包括以关系表为代表的结构化数据、以XML为代表的半结构化数据和以文本文件为代表的无结构化数据。传统的数据查询方法是分别对不同数据源的数据进行查询，这样会导致查询结果只是孤立地反映某种情况，因此需要通过数据集成来对异构数据进行有效的查询和共享。

图21 ：互联网中的异源异构数据

异构数据的集成是为了更好的利用分布在各处的数据资源，实现不同数据资源的合并和共享。可以通过网络建立跨部门、跨系统的数据交换平台，满足各信息管理系统之间的数据交换需要，为用户提供全方位的信息服务，并为管理者提供辅助决策的信息支持。

1.5.7 宽带无线通信技术

宽带无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，目前使用较广泛的宽带无线通信技术包括无线局域网802.11(Wi-Fi)、3G通信技术和4G通信技术。

1)Wi-Fi技术

无线高保真（Wireless Fidelity，简称Wi-Fi）是一种无线通信协议，正式名称是IEEE802.11b，属于短距离无线通信技术，是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接，并提供无线宽带互联网访问的技术。

2)3G通信技术

第三代移动通信技术（3rd-Generation，简称3G），是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，能够同时传送声音及数据信息，支持高速数据传输和互联网接入，同时与第二代系统有良好的兼容性。

3G技术能极大地增加声音和数据传输的速度。3G能够达到300k-1M左右的速度，比家庭用ADSL宽带速度要快几倍，可以实现名副其实的移动宽带。

图22 ：3G技术的应用

3)4G通信技术

第四代移动通信技术（4rd-Generation，简称4G），以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像的技术。同时，4G通信是一种不需要电缆的信息超高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。

（1）4G技术的特点

通信速度更快。能够以100Mbps的速度下载，上传的速度能达到20Mbps，可以满足几乎所有用户对于无线服务的要求，实现更高质量的多媒体通信。

① 通信更加灵活。4G通信使人们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像。

② 兼容性能更平滑。4G可集成不同模式的无线通信，从无线局域网、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。

③ 使用效率更高。可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情，而且速度更快。

④ 通信费用更加便宜。4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活，用户可以根据自身的需求确定所需的服务。

（2）4G技术的应用 ① 4G在智能手机中的应用

利用4G能在语音通话的同时双向传递数据，4G手机可根据环境、时间等因素来适时地提醒手机的主人所需要做的事。② 4G在移动/便携游戏中的应用

4G网络服务的速度优势和终端设备接入所提供的便捷有助于游戏的推广，人们可通过无线网络接受4G信息并传输到游戏设备中。

③ 4G在射频测量技术中的应用

随着射频技术的发展，对于射频测量提出更快速度，更高精度的要求。4G网络拥有的高频谱带宽，可在很大程度上满足射频测量的需求。

④ 其它应用

通过4G网络可以提供更好、更快和更便宜的医疗和应急服务，并在地震灾害等更多的应用中发挥作用。

（3）4G技术的标准

目前包括五个标准：WiMAX、HSPA+、LTE、LTE-Advanced 和WirelessMAN-Advanced。

1.5.8 物联网技术

物联网（Internet of Things，简称IOT），也称为Web of Things。物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（Radio Frequency Identification Devices，简称RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，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，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

2009年9月，在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会”上，欧盟委员会给出了欧盟对物联网的定义：

物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。

物联网中非常重要的技术是RFID技术。它是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是目前比较先进的一种非接触识别技术。一般来说，物联网开展工作的主要步骤如下：

① 标识需要连接的物体，获取物体有用的属性。

② 需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式。

③ 将物体的属性等信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心完成物体通信的相关计算。

物联网在智慧城市中的主要应用：····远程监控智能家居三表远抄家庭远程医疗„移动····移动支付移动票务城市一卡通...商务智慧交通·····城市车辆出入控制交通控制停车付费管理互动式导航...智慧城管·····环境监控市政管理远程路灯控制桥梁、河流监控...图23 ：物联网在智慧城中的应用

物联网是都昌县的重要标志。通过互联网把无处不在的被植入城物体的智能化传感器连接起来，形成物联网，实现对物理城的全面感知，利用云计算等技术对感知信息进行智能处理和分析，实现网上“”与物联网的融合，并发出指令，对包括政务、民生、环境、公共安全、城服务、工商活动等在内的各种需求，做出智能化响应和智能化决策支持，使变为真正拥有智慧的。

1.5.9 ZigBee技术

ZigBee协议也称为IEEE 802.15.4标准，它是一种新兴的短距离低速无线个域网（Low Rate-Wireless Personal Area Network,LR-WPAN），不仅具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点；而且具有可靠性高、组网简单、灵活的优势。在短距离无线控制、监测、数据传输领域通用的技术。Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里，并且节点间能相互通讯，它可工作在800MHz、900MHz、3.4GHz，数据率分别可达20kbps、40kbps、250kbps，特别适合于照明控制、环境控制、自动读表系统、各类窗帘控制、烟雾传感器、医疗监控系统、大型空调系统、机顶盒、万能遥控器、暖气控制、家庭安防、工业和楼宇自动等方面，如下图所示。

图24 ：Zigbee技术拓扑图

1.5.10 海量数据挖掘处理技术

数据挖掘（Data Mining）就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。现有的城交通管理业务操作处理系统是由一些分散的、独立的、异构的计算机信息管理系统组成的庞大体系，这个体系中虽然积累了大量的城交通管理所需要的各种各样信息，由于没有一套有效的管理与分析方法，这些大量的信息成为“数据的海洋”而难以支撑现代城交通管理的分析需求，更谈不上智能。而在ITS中，数据挖掘技术能够响应国家ITS体系结构中系统整合思想，集成这些分散、独立、异构的城交通管理业务操作处理系统，提出大容量公路管理数据的有效管理方法，利用数据资源，充分挖掘信息潜力，提高公路管理水平与效率，降低管理成本。针对交通数据呈现的海量异构性等特点，提出了基于云计算服务的数据挖掘算法。云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式，其计算资源（包括计算能力、存储能力、交互能力等）是动态、可伸缩、被虚拟化的，并以服务的方式提供。具体表现在：云计算的动态和可伸缩的计算能力为高效海量数据挖掘带来可能性；云计算环境下大众参与的群体智能为研究集群体智慧的新的数据挖掘方法研究提供了环境；云计算的服务化特征使面向大众的数据挖掘成为可能。同时，云计算发展也离不开数据挖掘的支持，以搜索为例，基于云计算的搜索包括网页存储、搜索处理和前端交互三大部分。数据挖掘在这几部分中都有广泛应用，例如网页存储中网页去重、搜索处理中网页排序和前端交互中的查询建议，其中每部分都需要数据挖掘技术的支持。因此，云计算为海量和复杂数据对象的数据挖掘提供了基础设施，为网络环境下面向大众的数据挖掘服务带来了机遇，同时也为数据挖掘研究提出了新的挑战性课题。

云计算数据挖掘服务主要有四个层次：底层为组成数据挖掘算法的基本步骤；第二层为单独的数据挖掘服务，例如分类、聚类等；第三层为分布式的数据挖掘模式，例如并行分类、聚合式机器学习等；第四层为之前三层元素构成的完整的数据挖掘应用。在此设计基础上，他们设计了基于云计算的数据挖掘开放服务框架，并开发了一系列的数据挖掘服务系统，例如Weka4WS、Knowledge Grid、Mobile Data Mining Services、Mining@home等，用户可以利用图形界面定义自己的数据挖掘工作流，然后在平台上执行。

此外，商业智能领域的各大公司也提供面向企业的大规模数据挖掘服务，例如微策略、IBM、Oracle等公司都拥有自己的基于云计算的数据挖掘服务平台。

1.5.11 高效视频编码技术

面向视频监控智能识别的需要、适合监控特点的高效率视频编码方法研究，在保证识别精度的情况下大幅度提高编码效率，大幅度降低传输和存储成本，并进行编解码软硬件开发和实现； 1.5.12 智能监控云平台技术

面向大规模联网监控应用，综合组织和调度计算、通信和存储资源，建立城域和广域监控云平台，支撑快速追踪等智能化应用。

1.5.13 海量视频存储需求

都昌县智慧安防体系中视频监控系统一般具有监控点多，摄像头数量多，保存时间长，监控数据的保存时间为30天。因此视频监控系统存储必须支持大容量，且容量具有高扩展性，满足长时间大容量视频图像存储的需求。

本系统在公安局、区县公安局、派出所等视频图像中心或视频图像信息前端汇聚平台，根据视频图像信息前端汇聚情况，配备视频图像信息存储设备，对其汇聚的视频图像信息资源进行录像；其他单位或个人，按照“谁建设，谁存储”的原则，配备视频图像信息存储设备，对其自建的视频图像信息资源进行录像。

视频信息存储技术标准：

1)每路视频图像信息的录像回放分辨率应不低于D1格式(704×576像素)。2)采用标准MPEG-

2、H.264格式进行编码，并能由VLC解码。3)保证以D1（720*576）的图像分辨率30天以上不间断存储。

4)对录像检索快速，具有完整的检索条件。支持多用户同时回放同一录像，对基于对象的智能检索有一定的扩展能力。

5)具有用户交友好的互界面，并可以剪取播放。具有按文件、按时间段下载录像的功能；

6)存储时间同步。数字图像存储设备应支持NTP。模拟图像存储设备的标定时间与北京标准时间的随机误差应≤10秒。7)具有根据时间、容量等条件实现自动清盘盘策略。8)提供可供二次开发的计算机软件SDK包和接口函数

9)当上级监控监控中心“宕机”时,下级监控中心具备5天的监时应及存储功能。当上级监控中心存储恢复正常后，存储自动转入上级监控中心存储，

2.智慧公安顶层设计方案 篇二

智慧城市建设涉及工业、农业、交通、能源、环保、安防、医疗、家居、城市管理等城市生态的各个方面,是个覆盖全局的工程,任何局部的建设都需要从长远和全局角度进行规划和设计。但长期以来,城市的管理处在条块分割的行政体制状态,每个主管门按照自身职责范围推进智慧城市建设,看似合情合理,实则问题颇多。各部委对于智慧城市的建设思路、标准和政策意见各有侧重,这就使得地方政府在面对多条线上的试点示范和不同标准规范时面临各种选择和判断,再加上城市本身管理需要更使得城市内难以形成各部门齐心协力和资源共享的局面。智慧城市推进如果没有一个整体性的顶层设计来指导,在实施过程中必然会遭遇各自为政、数据烟囱等信息化建设的老问题,增加智慧城市建设失败的风险,碎片式的“智慧项目”只是智慧城市的一个局部,不认清这一点,智慧城市难免落入“拼图游戏”的尴尬困局,智慧城市建设的顶层设计就显得非常必要和特别重要。

顶层设计这一概念原本是一个系统工程学领域的概念,此概念强调的是一项工程总体规划的具体化。就是说,要完成一项复杂工程,必须总体目标一致,理念一致,设计思路一致,设计原则一致,要功能协调,结构统一,资源共享,从长远和全局出发,对整个工程的各个层次、要素统筹考虑。顶层设计就是要自高端向低端展开,核心理念与目标都源自顶层,顶层决定底层,总体决定局部,强调设计对象内部要素之间围绕核心理念和顶层目标所形成的关联、匹配与有机衔接。设计的基本要求成果具备实践可行性,因此顶层设计的方案应是可实施、可操作的。

智慧城市建设是一项涉及城市社会生态各个方面非常广的复杂系统工程,具有长远性和全局性特点,需要精心规划、稳妥推进。智慧城市顶层设计规划要求高,是一个城市战略层面的蓝图设计,是从城市发展的全方位视角进行智慧城市建设的总体架构设计,对整个架构的各个方面、各种参与力量、各种正面的促进因素和负面的限制因素以及城市历史发展状况、市民信息化水平等进行统筹规划和设计。

智慧城市的顶层设计说来简单,但因为没有现成的建设模式可模仿和学习,也没有历史经验可借鉴,顶层设计也是在摸着石头过河。即使有一些成功经验,由于各城市特点不同,不可能照搬别人的经验,只能是借鉴和学习。而且,信息技术作为智慧城市发展最强大的推进力量,每天都在发生着巨大变化,这样在进行智慧城市顶层设计时就难免出现偏差和问题。对于智慧城市的顶层设计,目前我国都还在尝试阶段,尚无发现一套成熟的顶层设计出现,所以在进行智慧城市顶层设计时,需要特别注意设计风险控制。

首先要避免城市建设经验递推风险。城市向智慧化发展是现代城市建设的发展方向,这是没有经验可循的新的建设任务,世界上也没有哪个城市有完全成功的经验,只有局部建设的案例,如果按照传统城市建设的思路递推现代城市建设的道路,不考虑信息技术给城市发展带来的新特点,这样的智慧城市顶层设计可能就不符合现代城市发展新规律,最后总造成发展跑偏。

其次要注意城市建设支持环境风险。智慧城市建设需要补交完善的基础支撑环境,包括硬环境(如信息网络、数据中心、管理平台、云计算中心、信息化基础设施等)和软环境(如人才体系、城市文化素质、公众信息化水平等),硬环境建设相对容易解决,但软环境建设不可能短时间完善,而且软环境建设发展需要投入更大精力和资金。只有改变固有观念,加强体制机制创新,强化信息化宣传教育力度,形成全社会支持智慧城市建设发展的共识,这样的顶层设计才可能落地。

第三,多头管理,政出多门会使顶层设计左右为难,设计风险加大。政府作为智慧城市建设的主体,应该承担顶层设计的大任。而我国目前大部分城市的现实状况是,项目建设多头管理,包括住建部、发改委、经信委或科技主管部门等,都在推动智慧城市建设的不同项目。而且上级主管部门也会分头下达文件、指示和要求,评估要求和重点有差异,尽管未来智慧城市建设的方向相对明确,但是对于建设成果的评估和验收仍然没有统一的国家标准。这使得智慧城设顶层设计缺乏统一的主管部门,造成智慧城市顶层设计主体的缺失或错位,最终导致设计结果与实际的城市发展重点或方向不一致。

第四,智慧城市建设核心技术把握的风险。要认识到智慧城市的本质是城市现代化发展新模式和新形态,是信息技术融入城市管理、融入人们生活、实现城市可持续发展、提升居民生活水平的新的发展方式。信息基础设施是智慧城市建设不可缺少的基础条件,其独特性的通用性、渗透性和战略性正全面影响着经济社会的各个方面,可以说没有信息化就没有智慧城市的发展。随着智慧城市的发展,新的信息技术还会不断涌现,这些新技术将从不同角度丰富我们的智慧城市,同时也就不可避免地不断受到新技术的诱惑和冲击,顶层设计要力争和原有信息基础设施相衔接,形成无缝的整体,如果对核心技术的把控出现差池,智慧城市顶层设计的长远建设就可能陷入技术引领的陷阱。

第五,智慧城市顶层设计要可执行,针对城市特点的顶层设计的运营风险理想化的设计会让设计结果成为挂在墙上的“风景”。合理的顶层设计方案,能使智慧城市的管理和运营顺利开展。在智慧城市顶层设计方案中,政府是智慧城市建设的主导者,要负责协调各方资源,统筹各方力量,落实运营方案。城市公众既是智慧城市建设的参与者、体验者、维护者,也是智慧城市建设的受益者。只有可落地的运营方案才能保证顶层设计方案持续、安全、高效、合理地运营。

智慧城市是城市发展的方向,但由于城市发展水平不同,城市居民的人口和构成不同,居民信息化素质不同,城市所处的地域特点不同,城市应用信息技术的基础有差别,智慧城市顶层设计必须全面、科学、合理地进行,要统筹考虑整个城市发展建设的系统构架、基础设施及技术体系、管理服务模式、信息安全、地域文化及城市发展现状等方面诸多问题,要认识到智慧城市的本质是城市现代化发展的新模式和新形态,是信息技术融入城市管理、融入人们生活、实现城市可持续发展、提升居民生活水平的新的发展方式,让市民们对智慧城市的生活产生向往,在使用中老百姓才会提出更多的需求,使得智慧城市真正服务于市民。

3.以“顶层设计”激发“全民智慧” 篇三

20年后，新当选为中共中央总书记的习近平沿着当年邓小平南巡之路，现场回顾中国改革开放的历史进程。在深圳莲花山上矗立的邓小平铜像前，习近平一行向开创中国改革大业的总设计师表达了崇高敬意。在宣示坚定决心将改革开放继续推进的同时，这位中国领导人表示：改革还要有新开拓。

上世纪90年代，随着一系列关键领域改革的启动，中国民间长期被压抑的创业激情喷薄而出。实践证明，正是通过改革，使传统体制机制对社会生产力的约束得以在一些领域解除，进而带动了市场的开放和创业的活跃，最终创造了举世瞩目的“中国奇迹”。

较之30年前，我们对于改革的方向、路径以及诸多约束因素有了更为清晰的认识。对制度的学习、借鉴、创新能力也有了新的提高。改革进入深水区，固然还需要“摸着石头过河”的探索、稳健精神，但历史也要求我们与时俱进，以更大的政治智慧和勇气来加以构思系统性、整体性和协同性的“顶层设计”。事实表明，过去头痛医头、脚痛医脚的“应付式”改革已无法再适应发展要求。

未来5至10年，经济发展方式转型是中国改革面临的主要任务之一，经济工作的重点由“量”的扩张为主向以“质”的提升为主转变；中国已经是世界第二大经济大国，并正在成为全球最大的消费市场，市场主体之间的联系盘根错节。现代市场经济是非常复杂、精致的系统，不能够边设计、边施工。

当专业化的人力资本替代低成本劳动力而成为促进经济增长的真正动力时，只有不断改革那些不合时宜的制度瓶颈、不断健全产权保障体系，才能进一步开启举国上下创新的闸门，一切创造财富的源泉才能充分涌流。当社会财富积累到一定阶段后，对于企业家和个体单元来说，都迫切需要政府提供一个确定、稳定、安定的预期，来保证企业规划和家庭决策的长期性、科学性。

被誉为“中国巴菲特”的投资家郭广昌最近讲到了企业对政府的两点需求：一是安全感，二是尊严，即产权有保障、未来有奔头。总而言之，中国当前的发展，对制度环境提出了更高要求。

4.智慧公安顶层设计方案 篇四

（提纲）

一、智慧城市水务建设顶层设计背景与现状概况

（一）智慧城市水务建设顶层设计背景

（二）城市水务建设管理现状及问题分析

二、智慧城市供水安全、排水防涝能力与内涝风险评估

（一）城市供排水系统能力现状评估

（二）近远期城市水务建设规划情况

（三）城市水务建设管理运行体制及发展状况评估

三、智慧城市水务建设顶层设计总论

（一）智慧城市水务建设顶层设计依据

（二）智慧城市水务建设顶层设计原则

（三）智慧城市水务建设顶层设计范围

（四）智慧城市水务建设顶层设计期限

（五）智慧城市水务建设顶层设计目标

（六）智慧城市水务建设顶层设计标准

（七）智慧城市水务建设系统方案

四、智慧城市供水体系顶层设计

（一）供水体系顶层设计目标和原则

（二）城市需水量预测

（三）水量供需平衡分析计算

（四）城市水源工程规划

（五）环境影响评价（供水安全、监测、应急）

（六）水源管理和保护

（七）工程投资估算与经济评价

五、智慧城市排水防涝顶层设计

（一）城市排水体系顶层设计

（二）城市内河水系综合治理

（三）城市防涝设施布局

（四）与城市防洪设施的衔接

六、智慧城市水务投资建设及管理运营制度设计

（一）投融资体制机制模式设计

（二）监管信息化平台建设

七、保障措施

（一）建设用地

（二）资金筹措

八、附件

（一）近期建设任务与投资列表

（二）智慧城市水务建设顶层设计附图及要求

智慧城市水务建设顶层设计

（编制说明）

一、智慧城市水务建设顶层设计背景与现状概况

（一）智慧城市水务建设顶层设计背景

编制城市水务顶层设计应注重智慧城市建设的核心理念，体现新型城镇化建设的政策，以信息的互通共享为特色；应注意收集城市及其所在区域的经济社会发展总体规划、区域的水资源综合规划及专项规划、有关部门的发展规划和有关科研成果，了解经济社会发展对水系、土地利用的需求、布局。

1.区位条件

描述城市位置与区位情况。2.地形地貌

描述城市地形地貌概况。3.地质水文

描述城市气候、降雨、土壤和地质等基本情况。4.经济社会概况 描述城市人口、经济社会情况等。5.城市水务建设上位规划概要

（1）城市定位、职能、结构、规模等内容。（2）城市发展战略和用地布局等内容。

（3）城市总体规划中与城市供排水防涝相关的绿地系统规划、城市供水工程智慧城市水务建设顶层设计、城市排水工程智慧城市水务建设顶层设计、城市防洪智慧城市水务建设顶层设计等内容。

6.相关专项规划概要

重点分析：智慧城市发展规划纲要（分析城市水务建设方面的发展目标、控制指标和重点项目）、城市供水规划、城市防洪规划、城市排水（雨水）规划、城市绿地系统专项规划、城市道路（交通）系统规划、城市水系规划等与城市水务相关的专项规划的内容。

以智慧城市发展规划纲要、城乡总体规划为依据，以城市供水安全、排水防涝和水务监管信息化建设为核心,协调相关部门，建立监测、管控和共享信息平台。注重供水、排水在水量上的衔接和平衡；加强取水、排水和防涝等工作的协调；注重加强城市雨水排水和除涝规划在规划标准、设施布局、规模上的协调、衔接；在行业发展中更加注重人才、科技和信息化的规划。

（二）城市水务建设管理现状及问题分析 城市水务现状应包括供排水系统和景观娱乐用水的现状，以及城市水务现状管理体制、机制、办法、机构、人员设置及运行管理费用来源等资料；剖析影响城市供水安全、排水防涝及水生态环境的各种因素。

城市供水安全、排水防涝及水环境现状（1）供水水质水量水压等现状（2）排水防涝设施建设现状（3）城市水环境现状

城市水务管理及信息化发展现状

（1）城市水务管理模式、管理效能、运营机制现状（2）城市水务信息化建设和信息平台应用状况 问题及成因分析

从管理体制、运行机制、保障体系、科技投入、公众参与等方面分析问题和形成成因。

二、城市供水安全、排水防涝能力与内涝风险评估

（一）城市供排水系统能力现状评估 1.城市供水系统总体和现状评估

2.城市排水系统总体和现状评估及内涝风险评估 3.再生水处理能力现状评估及应用状况 4.城市水环境现状评估 5.污泥处置能力现状评估

6.信息化和智能管理现状（应突出供水安全和排水防涝信息管理）

（二）近远期城市水务建设规划情况 1.城市供水系统方面

2.城市排水系统及内涝防范方面 3.再生水处理及应用方面 4.城市水环境方面 5.污泥处置方面

6.信息化建设和智能管理方面

三、智慧城市水务建设顶层设计总论

（一）智慧城市水务建设顶层设计依据

从智慧城市发展规划纲要、国民经济和社会发展规划、城市总体规划、国家相关标准规范等摘取与水务建设相关的主要内容。

各层次规划在遵循相关法律法规、规范等基础上，下层规划服从上层规划，专业规划服从综合规划，并与相应层次的城乡规划对应。水务专项详细规划阶段衔接控制性详细规划和修建性详细规划两个层次。

（二）智慧城市水务建设顶层设计原则

以统筹兼顾为原则，以全面支撑新型城镇化建设为目标，以城市水务监管信息化、现代化、水生态协调发展为导向，倡导建立政府主导、市场主体、社会参与的城市水务投资建设及运营管理机制，着力推进人口、资源、环境协调发展、切实改善城市水环境质量、保障城市水生态安全。

应包含内容：（1）统筹兼顾原则（2）系统性、协调性原则（3）先进性原则（4）创新性原则

（三）智慧城市水务建设顶层设计范围

智慧城市水务建设顶层设计范围参考城市总体规划设计的规划范围。

（四）智慧城市水务建设顶层设计期限

智慧城市水务建设顶层设计期限宜与城市总体规划保持一致，并考虑长远发展需求。

智慧城市水务建设近期顶层设计期限为3年。智慧城市水务建设顶层设计基准年为2012年或智慧城市试点申报年份。

（五）智慧城市水务建设顶层设计目标 1.城市供水保障

2.城市排水防涝建设和完善 3.再生水处理及利用 4.城市水生态环境质量提升 5.信息化内容

城市水务监管平台、城市水务预警与应急指挥、城市水务设施管理、城市水务设施规划支持、水务设施运行监控调度管理（企业、管理部门）

6.智慧城市水务建设顶层设计标准（1）供水（水质水量安全）标准；

（2）排水、雨水管网、处理设施及附属设施设计标准；（3）城市内涝防治标准；（4）景观水标准。

（六）智慧城市水务建设系统方案 1.城市供水系统建设方案

（1）城市水资源容量及质量的监测评估（2）输供水管网智能化及主要指标在线监测（3）供水厂出水指标提标改造（4）输供水管网漏损率指标及监测（5）售水事务信息智能服务系统

（6）入户水水质监测及供水管网、水箱的二次污染预防和信息化管理 2.城市排水（含雨水）防涝系统建设方案（1）雨污合流及分流体制的科学转换（2）城市空间低环境影响开发利用与管理（3）城市排水防涝规划和项目实施（4）城市排水防涝信息平台和预报预警系统的规划和项目实施（5）污水处理厂排放标准提标改造技术（6）污水处理厂节能降耗技术

（7）小城镇分散式污水处理技术和信息化管理 3.再生水处理及应用建设方案

（1）城市污水处理厂出水的低成本深度处理技术及景观利用（2）低成本的海水（苦咸水）淡化技术（3）城市工业（产业）园区的水资源循环利用（4）生态住宅小区的生活污水处理及回用 4.城市水环境建设方案

（1）城市水环境的生态承载力评估

（2）城市水环境及水生态监测技术、系统及信息平台建设（3）城市水环境健康评估体系

（4）城市水污染控制及水环境综合治理技术（5）城市良性水环境系统科学管理 5.污泥处置建设方案

（1）城市污水处理厂污泥减量化规划和项目实施（2）污泥无害化及资源化技术

（3）安全低成本污泥处置技术与信息化管理

四、智慧城市供水体系顶层设计

（一）智慧城市供水体系顶层设计依据、目标和原则 1.智慧城市供水体系顶层设计依据 2.智慧城市供水体系顶层设计目标 3.智慧城市供水体系顶层设计原则

（二）城市需水量预测

1.已经批准的城市需水量预测的方法和成果 2.复核城市需水量预测的原则、方法和成果 3.不同规划水平年的城市需水量

4.需水量模块与智慧城市水务信息监管平台的衔接

（三）水量供需平衡分析计算 1.分析计算的原则与方法 2.不同供水工程可供水量分析 3.城市水量供需平衡分析计算

4.供需平衡模块与智慧城市水务信息监管平台的衔接

（四）城市水源工程规划

1.城市缺水类型分析与解决供需矛盾的途径 2.城市供水规划方案比选

3.特殊枯水年与连续干旱年的对策和措施

（五）环境影响评价

1.水环境现状、供水安全和信息化平台现状分析评价 2.城市水源规划方案、信息化建设的环境评价及对策措施

（六）水源管理和保护 1.管理体制和经营机制 2.水源保护区规划要点

3.水源信息监管平台的互通与共享规划

（七）工程投资估算与经济评价 1.工程投资 2.工程效益、费用

3．经济评价指标及敏感性分析 4.风险控制措施

五、智慧城市排水防涝顶层设计

（一）智慧城市排水体系顶层设计 1.排水体制 2.排水分区 3.排水管渠 4.排水泵站及其他附属设施 5.雨水径流量控制 6.雨水径流污染控制 7.雨水资源化利用 8.信息化平台建设

（二）城市内河水系综合治理

1.对内河水系及构筑物水量和水位等划定蓝线 2.河道清淤、拓宽和雨洪蓄滞空间等综合治理方案 3.水位调控方案，预留调蓄容量

（三）城市防涝设施布局 1.城市涝水行泄通道 2.城市雨水调蓄设施

（四）与城市防洪设施的衔接 1.统筹防洪水位和雨水排放口标高

2.保障在最不利条件下不出现顶托，确保城市排水通畅

六、智慧城市水务投资建设及管理运营制度设计

（一）投融资体制机制模式设计 智慧城市水务建设顶层设计的推动首先需要从体制机制的层面提供根本的保障。

运用现代企业法人制度对城市水务存量资产进行优化配置，借鉴参考国内外特别是发达国家在城市水务投资建设及管理运营方面取得的成功经验，充分利用城市供水及污水处理已经积累的特许经营的成熟优势，设计适合城市水务产业快速协调发展的投融资及管理运营创新模式，全面提高城市水务行业对智慧城市发展的基础支撑能力。

利用城市水务存量资产创新组建新型融资平台，引入保险、证券等资金及社会资本参与城市水务基础设施投资建设，形成股权结构多元化、融资方式多样化的城市水务资产投融资平台。

利用国内外城市水务企业核心技术优势及各种社会资本力量组建第三方专业运营服务平台，提高城市水务设施技术水平及运行效率。

积极倡导并建立起政府主导、市场主体、社会参与的机制, 尽量少使用政府管理和财政等行政资源，通过市场集约化方式，实现多方共赢。

（二）监管信息化平台建设 1.平台建设总体要求

城市水务监管信息平台是为政府对城市供水、排水、内涝、水环境等进行监管提供支撑的智慧水务管理运营的重要核心系统。是按照智慧水务建设整体要求，遵循行业规范与标准对城市水务监管信息进行总体框架设计，并明确平台能力范围的智慧城市应用系统之一。

2.数据监测网络建设要求（1）建设框架 数据监测网络是城市水务监管信息平台的重要组成部分，应将单个企业的在线监测设备实时监测远传、人工采样检测上报将水务的水质指标、绩效指标等各类数据集中存储在平台数据中心。

（2）在线监测技术要求

根据智慧水务监测的整体要求，明确具体监测项目与指标，规范相应在线监测仪器设备技术选型要求，规范相应在线监测站点的建设与维护要求。

（3）人工填报技术技术

根据智慧水务安全监测要求，规范非在线监测类数据定义，分类制定相应数据规范，分类包括：城市水务基础类数据、城市水务水质数据、城市供水监管数据、城市排水监管数据、城市排水防汛监管数据、城市水务应急方案数据。

3.应用功能建设规范（1）平台数据中心建设规范

从数据中心运行环境规范、数据模型规范两个方面规范平台数据中心建设，城市水务监管信息是智慧城市公共信息的子集，数据模型应符合智慧城市公共信息平台要求。

（2）应用支撑建设规范

根据智慧城市公共信息平台的数据交换共享要求，规范数据交换技术要求；另外根据数据监测网络数据整合要求，规范数据整合技术要求，数据整合内容包括：在线监测数据、人工填报数据、现有监测平台数据。整合过程中应考虑数据传输的稳定和安全，并应满足海量数据传输。

（3）应用功能建设规范 根据国家、省、城市三级监管工作需求以及相应管理办法，规范相应应用功能建设要求和技术路线，应用功能内容包括：城市水务水质监测应用、城市排水防涝管控应用、城市水务应急、城市水务绩效评价应用。

4.管理及建设模式

根据平台能力范围设计平台用户体系与权限体系，由于城市水务监测信息平台在智慧城市公共信息平台基础上进行建设，其建设模式应与公共信息平台中国家、省、城市的三级建设模式相对应，同时应提出与城市已有水务平台整合的设计方案。

七、保障措施

（一）建设用地

专项规划应按照城市总体规划、区域规划、城市土地利用规划等相关规定，科学合理安排，为城市水务建设项目的落地做好准备。需要相关调整的，需按照法定程序申请。

（二）资金筹措

从政府财政、银行贷款、社会资金及融资渠道等方面予以说明，落实水务建设总体规划和供水、污水、再生水等各专项规划中所涉及项目的全部资金需求。

需重点说明的投融资工作内容：

1.建立市场化运作机制；

2.重点培育城市水务企业、社会资本全面参与； 3.建立智慧城市水务企业征信评价体系。

八、附件

（一）近期建设任务与投资列表

5.智慧公安顶层设计方案 篇五

如何防止在智慧城市的旗号下出现新的重复建设，是一个十分关键的问题。

智慧城市概念现在非常热，有人说智慧城市就是更加聪明的城市，但这并不是对它准确的界定。我认为，所谓智慧城市是在数字城市的基础上更广泛地应用现代信息技术。特别是互联网、物联网、云计算、传感网技术的出现，大大提高城市基础设施、公共设施感知能力，由此提高政府的社会管理和公共服务能力，满足城市发展和城市居民对现代城市生活质量提高的需求。

何种规模的城市或者何种类型的城市，借助智慧城市这样的形态发展自己是可以的，但不可能有千篇一律的模式。关于智慧城市建设，我提三个方面：一是不同城市类型是否可以打造共性的智慧目标？智慧城市的本质是什么？智慧城市能够解决什么问题？

把握智慧城市的目标

在智慧城市建设目标上，城市要形成双结构目标，不能只见服务，却不见人。智慧城市是以人为中心、以人为本的城市。此外，智慧城市要提高市民的便捷感、安全感，对城市的认识感、亲和感以及公平公正感，这是智慧城市以人为中心必须要具备的内涵。智慧城市的第二层目标可以归纳为七种能力：提高城市基础设施的感知能力，提高城市运行的协同能力，提高城市政府管理的反应能力，提高城市服务的服务能力，提高城市的经济和产业转型能力，提高城市资源智能化配置和共享能力，以及提高城市空间布局的科学规划能力。从智慧城市结构目标的内在关系看，主体首先是人，之后才是整个城市运行的各类目标管理。而智慧城市的规划和建设，要以政府为主导，以城市社会的人为中心，充分发挥市场、社会的力量，通过管理、技术、基础设施、公共设施的集成，大大提高未来城市的治理水平。

防范智慧城市建设风险

从智慧城市发展趋势来讲，各类城市都需要把控好智慧城市建设的方向。这就需要城市有战略规划和顶层设计。宁波智慧城市在这方面做得非常不错，但它也遇到资源整合的困难。比如说，中央不断向下延伸它的系统，甚至要求地方按照其特定的标准实施，如果是这样，就会带来很大的问题。交通、旅游、卫生等，如果都挂上智慧的招牌向下延伸，就可能造成新一轮的重复建设。所以，如何防止在智慧的旗号下，出现新的重复建设，就成为一个十分关键的问题。

从这个意义上说，地方政府如何搭建一个共性的平台，能够对接和整合上级推行下来的各种智慧应用，整合当地的资源，就显得十分重要。在这方面，特别需要中央政府有更加权威的解决 2 办法，解决各部门在智慧城市建设方面的整体布局问题。其中，最关键的就是遏制部门利益，形成部门间的整合，防止各自为政的局面发生。

这也告诉我们，智慧城市建设需要有很好的顶层规划和设计，其后在统一的标准下搭建共享平台，加载各种智慧应用。

6.智慧公安顶层设计方案 篇六

2014-08-02 海峰 智慧城市中国

一、智慧城市建设的源动力

从下图的中国智慧城市试点城市地图可见，国家支持促使智慧城市建设呈现百花齐放的态势。五部两院主导了智慧城市建设的大布局，越来越多的城市正在加入这场豪门盛宴之中，受益者跨越政府、运营商、解决方案提供商、内容与业务提供商、终端用户，其背后的源动力在于城镇化率的不断攀升要求：政府决策更智慧，民生服务更满意。这是驱动智慧城市建设的双引擎。

二、智慧城市建设的总体规划

智慧城市间和的总体规划为此须建立在科学的调研方法之上。

三、智慧城市顶层设计

目前一说顶层设计，就一切唯顶层设计论，实际上，底层设计也不容忽视。把握好顶层设计与底层设计的关系，才是根本。

四、智慧城市实施规划

顶层设计只是一个宏观的框架，具体操作层面要做好智慧城市建设的实施规划。

首先，要明确调研流程，摸清需求。其次，要分清不同层面的实施规划要做什么？

再次，智慧城市要借助于信息化手段，因此，所谓的实施规划，根本上就是做好信息化规划。这是大前提。别的什么概念都是空中楼阁。图示说得很清楚了。

一句话，智慧城市建设的全过程就是利用新一代信息和通信技术促进智慧产业的形成和发展，并使之在智慧城市建设中付诸实用，大幅提升政府决策和公众服务的水平。

五、新一代信息技术的应用

新一代信息技术的核心是云计算和大数据。智慧城市建设的规划者们如果不懂得云计算，那么，其规划出来的东西将来一定不智慧。

云计算的要义在于：大幅削减IT设备运营成本，也就是智慧城市的运营成本。大数据是城市入云之后的必然产物，不开放数据，决策就不可能智慧，公众服务也谈不上更加便利和满意。

六、智慧城市综合管理平台设计

也许最终我们能看到、感受到的就是一个智慧城市综合管理平台，包括：政府决策系统和公众服务呼叫中心。

来自云和端的大数据的呈现、存储、分析等等，对于智慧决策至关重要。

七、感受得到的智慧城市

我们能感受得到的智慧城市是什么？

也许是政府和公众有了更多的互动接口，从而实现更加智慧的决策和公众服务。要做的事情很多很多。

7.智慧公安顶层设计方案 篇七

多年来,随着高新信息技术的高速发展及以政府职能转变为标志的行政体制改革的不断深入,上海水务信息化建设始终以坚持“需求为导向、应用为核心”,加强全局综合规划和系统顶层设计,通过上海水务电子政务建设布局引领和推进了上海水务系统信息化快速发展。回顾过去发展的历程,在经历了公网专用的互联政务网络的全面覆盖,基于B/S结构的互联网技术,基于数据总线、数据仓库等数据平台技术的广泛应用后,提出“数字水务”建设总体框架顶层设计,即在原来信息系统技术框架上按照机关决策层、行业调度层、企业操作层的业务分层需求,建设完成了“水务公共信息平台”,并在此基础上组织开展了跨行业业务的信息资源整合,实现了多层次、任务、应用的电子政务系统一个门户,用户权限统一管理,数据存储一个中心,数据交换一条总线,地理信息一张地图等的“五个一”。拓展了防汛、水资源、水环境的基础运行管理,应急调度管理和行政办事业务的集成应用。

但是,在水务信息化建设中也看到以下几点不足:

1)目前政务信息系统还普遍存在分散构建现象,受限于管理体制、技术水平、法律制度和传统文化等因素,造成政府信息资源“条块分割”、“相互封闭”,无法实现信息资源的有效流动,形成“信息孤岛”效应,制约了电子政务的进一步发展[1]。

2)政务信息化过程存在重建设轻应用现象,信息系统建设过多注重硬件投入而忽视软件开发,软件投入占比低于30%,并且硬件投入片面追求高性能重复建设,导致资源闲置浪费和快速贬值,而无法为领导提供有效的决策支持,无法为公众提供即时信息服务[1]。

3)信息系统建设运维还存在不堪负担的现象,不断增加的信息基础设施设备及其应用系统分别存在于各级行政机构和单位中,信息系统运行维护、更新升级、应急处置和安全保密等工作责任重大,面广量大,对从业管理服务人员的专业技术、职业素养要求非常高,已经逐渐成为各级行政机构单位的巨大包袱。

4)信息系统与业务应用脱节现象严重,由于社会公众对政府公益服务及时性、协同性、公开化、个性化功能要求越来越高,政府职能转变、服务转型随之加快,分散构建的信息系统对于业务的地域性、部门性、时效性和空间性存在局限,难免出现业务的针对性、延伸性、兼容性、协同性不强等问题。

随着物联网、云计算、大数据、平台、移动互联网等革命性新兴信息技术不断发展成熟,突破上述瓶颈的相关电子政务应用已经可以实现,根据美国一项研究表明,截至2011年6月,28%的美国政府机构已经应用云计算;2012年开始,美国联邦政府大规模采购云计算服务[2]。2011年《上海市国民经济和社会发展第十二个五年规划》提出加快建设以数字化、网络化、智能化为主要特征的智慧城市,作为其重要组成部分,同时也明确要求建设智能水网(即智慧水网)应用体系[3]。因此,上海水务信息化发展与电子政务建设面临新的机遇和挑战,必须顺应信息技术发展趋势,按照创新激发需求、科技牵引应用的发展思路,梳理业务协同的逻辑,整合建设运维的资源,构建技术系统的关联,不断完善“智慧水网”总体架构的顶层设计。

1“智慧水网”顶层设计需求和建设理念

为了更好地从上海市水务现代化工作的全局审视水务信息化的自身定位,将信息化涉及的各方面要素作为一个整体进行统筹考虑,通过规范数据和业务应用系统模式实现资源共享与业务协同目标,提出适应水务改革与发展需求的信息化推进与管理机制,指导当前和今后一个时期的水务信息化。上海“智慧水网”顶层设计应遵照水务信息化综合体系,构造水利信息资源共享与业务协同的规范框架,明确水务业务系统与公共平台、保障环境及其它基础支撑体系间的相互关系,形成指导与协调水务信息资源、业务系统和运行支撑与安全系统等建设的,技术架构、公共资源服务平台与软件(数据)产品[4]。充分利用已建系统积累的信息化资源,逐步对已建系统进行整和完善,同时对在建和新建系统加以规范和引导[5]。

1.1 需求要素的分析

“智慧水网”顶层设计需要统筹考虑以下多种要素:1)水务体制改革和服务转型的趋势判断。随着政府行政体制改革,政企分开、政事分开、管办分开及社会管理体制改革的深化,政府面向社会的宏观管理和公益服务将得到加强,而社会组织的微观管理和专业服务将得到转移。2)水务业务工作要求变化趋势的判断。一方面政府对于社会公众的公益服务要求更全面、准确、公开和个性化,另一方面政府对于城市正常运转的管理要求更加精细、及时、科学和协同化。3)新兴信息技术发展与应用的趋势判断。不断发展的新兴信息技术对于架构“智慧水务”技术架构至关重要,准确的技术方向判断既可以避免重复更替设施设备造成浪费,又可以借助优势技术快速提升信息化应用水平。4)信息技术服务方式及其业态转变趋势判断。随着信息技术的快速发展,政府获取信息技术服务方式也从购买设施设备、外包服务,向购买云服务方向转变,信息技术服务业态也与之相应发生根本转变。5)原有系统与新系统业务应用继承性和技术架构过渡性的判断。一方面要继承保留原有信息系统的继续应用,另一方面又要实现原信息系统技术框架有步骤过渡至新技术框架。

1.2 建设理念的讨论

信息技术的快速发展将促使行业应用需要不断创新,因此信息化是一个创新历程,需要先进的理念才能引领信息化建设的创新方向和正确路径。在上海水务信息化建设的10 a中,一个很重要的经验就是坚持了“以需求为导向、以应用为核心”的信息化建设指导思想,坚持了“统一规划、分层建设,规范标准、分步实施,整合资源、共享信息”的建设原则,按照整合水利、供水、排水3大行业的业务需求,满足决策、调度、操作3层管理与服务的应用需求,规划了网络、数据、应用3个平台的“数字水务”框架,并通过顶层设计建设完成了以水务公共信息平台为核心技术框架的信息系统体系,从而有效支撑了上海水务局系统多层多任务业务应用。如今,由于大数据、云计算、平台、移动互联等新兴技术的快速发展,催生了全新的技术产品和服务,乔布斯及其苹果神话、马云及其阿里王国都给世人深刻的启示,因此有必要重新思考全新的发展理念,来指导新一轮信息化发展之路。按照否定之否定的事物发展规律,上海水务信息化新一轮“智慧水网”建设应该可以提出“以技术激发需求、以创新促进应用”的建设理念,这是指以全新技术的运用来激发业务转型的需求,通过业务创新转型的信息系统建设来促进更易接受的广泛应用;这是对“以需求为导向、以应用为核心”指导思想的补充、丰富和提升,也是对“以技术代替需求、以技术为核心”这种纯技术观点的否定之否定;换言之,要用新技术激发的业务需求作为信息化建设导向,将创新业务的信息系统应用作为信息化发展核心。同样,针对新形势新任务,在“智慧水网”建设原则的设计中,需要考虑的既有水安全、水资源、水环境、海洋资源开发和环境保护的统一,又有水利、供水、排水及海洋各专业业务的综合;既有管理与被管理、服务与被服务的统一,又有决策、调度、操作不同层级的综合;既有信息基础设施、平台和软件等服务的统一,又有业务协同流转、数据共享交换、信息处理存储等应用的综合;既有系统和信息的安全保密措施的统一,又有建设运维和升级改造措施的综合;既有统分自如的模块化信息系统的统一,又有轻重缓急、分步实施建设步骤的综合。这些理念的讨论,将有助于明确“智慧水网”建设所要坚持的原则。

2“智慧水网”综合规划和总体技术框架发展研究

信息化综合规划必须与内外部条件和因素变化相适应。上海水务海洋管理与服务经历了并还将遭遇体制改革深化、机构队伍调整、业务职能变化、机制建设完善、技术发展更新、服务方式转型、人才结构转变等机遇与挑战,上海水务信息化建设既有数据共享积累的先发优势,又有系统繁多、规模庞大、设施设备运维包袱重的劣势;既有新兴信息技术跨越式发展所特别具有的后发优势机遇,又有现有信息系统技术更新和应用传承的挑战。

按照“以技术激发需求”的理念,提出基于云计算技术的综合规划技术框架,框架图如图1所示。由图1可见,“十二五”及以后信息化基础设施建设是在现有局域网、政务网等网络平台基础上,重点包含新建或整合原有存储和计算设备等,发展基础设施云服务;数据建设是在原分层数据库及交换平台的基础上,重点发展包括大数据、平台技术在内的数据平台云服务,即在水务公共信息平台的基础上,构建水务海洋公共信息云平台;应用系统建设则在原来分层应用的基础上,逐渐构建包括跨行业部门、层级的应用软件云服务,满足沿用已有应用或创新研发的可多层多任务扁平化协同应用,并支撑移动互联方式应用。

3“智慧水网”技术架构升级改建实施策略研究

基于新兴信息技术发展成果的“智慧水网”水务信息化综合规划框架的实施要结合信息系统项目的实施,应该遵循“规范交换标准,分层集约建设,分步整合资源,共享资源服务”的建设原则,形成新技术架构,具体架构如图2所示。

3.1 基础设施云服务的建设

首先基础设施云服务(IAAS)的建设要满足全市电子政务基础设施服务体系的总体部署,逐渐将局属各部门单位自建的专网、存储计算设施设备整合形成局一级专网和水务私有云等集中式服务体系,继而再归从于全市一级的政务网、政务云服务体系中,而将集约化建设的门户网站、为民服务内容的应用系统直接建在社会专业基础设施云服务平台上,让专业单位负责基础设施安全可靠的运行,这样既有利于专业化集中管理,又有利于虚拟化分别使用。

3.2 数据平台云服务的建设

数据平台云服务(PAAS)的建设应该着力建设水务公共信息云平台,水务公共信息云平台作为“智慧水网”技术框架中数据云服务的重要建设内容,具有得天独厚的技术基础和建设条件,具体如下:

1)已经建设的“数字水务”工程,形成了集水务数据中心、数据交换总线、信息资源目录、数据接口标准为一体可支撑多层多任务应用的水务公共信息平台,为建设水务公共信息云平台打下了扎实的基础;

2)将要建设的国家水资源监控能力建设要求形成3级平台5级应用能力,为通过建设水资源监控省级云平台,逐步完善形成水务公共信息云平台创造了有利条件;

3)上海市水务局体制增加了海洋业务管理和服务后,新一轮水务信息化“智慧水网”建设又恰逢“数字海洋”项目同步建设,这为整合水务海洋数据资源,同构水务海洋公共信息(数据)云平台服务提供了环境条件。

水务海洋公共信息云平台的建设,可以通过建设水资源监控能能力构建省级监控云平台逐渐升级改造形成,在建设完善数据中心的同时,又能提供虚拟化的行业数据库和专题数据仓库的云服务,既能满足水利、供水、排水和海洋上级部门信息系统平台服务行业标准及数据接口技术规范要求,又能满足局系统信息系统平台服务功能要求,规范本地信息资源交换和数据接口技术标准,平台云服务应由局一级信息中心负责建设、运行和安全。

3.3 应用软件云服务的建设

应用软件云服务(SAAS)的建设,必须在平台云服务的基础上通过水资源监控能力等项目,从试点应用到示范推广逐渐推开,由于平台云服务提供的标准化数据交换接口和应用系统运行环境,应用软件开发可面向直接用户采用开放的构建模式,又具有业务流转协同、数据共享服务等功能,有效支撑大数据处理、移动互联等技术应用,更好地为专业部门、研究机构、社会公众提供个性化服务;防汛指挥、水资源监管、水环境治理甚至海洋等各种业务共享互联与协同应用被“激发”成为可能,各业务单位既是提供自身业务应用软件云服务的管理者,又是获得其它单位业务应用软件云服务的受用者。

4 结语

新技术架构下的信息化系统建设具有以下明显技术优势:1)系统更加集约简洁。由于新技术架构的集约化设计,基础设施、数据的集中运行管理,设备、数据资源的个性化和模块化配置,业务应用的流程化协同、分布式共享、大数据处理、个性化服务都成为可能,且变得容易和简单。2)资源更加整合节约。由于基础设施资源的集约化建设,利用资源池自动调节、虚拟化分别应用功能,可节省基础性设施设备投入50%~75%,大大节约建设运行成本。3)业务更加专注专业。由于新技术架构强调社会化专业服务,基础设施运行商提供信息基础设施的计算和存储资源服务,部门信息系统运管部门提供数据维护处理、共享交换、资源管理、应用支撑等服务,各业务部门可集中精力围绕“智慧水网”精细化、智能化、数字化建设目标,专注开展业务需求设计、流程规范创新、决策支持科学等应用研究,形成信息化建设的合力。

总之,新技术条件下“智慧水网”总体架构一旦形成,将更加注重信息系统建设的系统性和集约化,必须加以严格控制和坚持,需要改革现行的信息化建设运行管理的机制,必须健全创新服务模式的管理机制,以适应水务信息化为社会化专业服务的转型发展;还要跟踪把握信息技术发展趋势,不断激发业务部门创新应用的积极性,有效支撑水务海洋事业快速发展,不断改善城市运行管理,加强社会公众服务。

摘要：通过分析云计算等新兴信息技术发展特点、水务(水利)行业发展特色、水务(水利)信息化建设现状,针对水务(水利)信息化发展中遇到的问题,以基于水务公共信息平台的上海市水资源监控能力建设为基础,研究新技术激发需求、实现创新应用的方法路径,尝试提出由行政层级统筹电子政务基础设施云服务、由成熟业务引领平台云服务、由个性化需求引导软件云服务的“智慧水网”总体框架顶层设计之思考,探索与水务(水利)电子政务发展相适应的战略步骤,以期指导“智慧水网”水务信息化的分步分层建设。

关键词：智慧水网,云计算,顶层设计,信息化规划

参考文献

[1]牛力.政务信息资源“云服务”整合模式研究[J].情报杂志,2012,32(1):160-163.

[2]庄嘉.美国云计算发展战略[J].全球科技经济战略,2012,27(5):26-32.

[3]上海市人民政府.上海市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要.上海:上海市人民政府,2011:41.

[4]艾萍,吴礼福,陈子丹.水利信息化顶层设计的基本思路与核心内容分析.水利信息化,2010(1):9-12.