城市网格化管理系统技术框研究.doc

城市网格化管理系统技术框研究7doi：10.3969/j.issn.1674-2346.2009.03.014城市网格化管理系统技术框研究董云铮刘瑜摘要：通过对城市网格化管理系统的技术框架研究，结合城市管理的实际情况，对技术框架的发展作了探讨，并提出了适合中小城市管理的新型技术框架模式。

新型技术框架下的该系统将更好的适应城市管理需求，产生更好的经济效益和社会效益。

关键词：城市网格化；管理系统；技术框架；效益中图分类号：C931.9文献标识码：C文章编号：1674-2346(2009)03-0057-0041前言上世纪末21世纪初，随着以网络、Gis（地理信息系统）、通信、计算机等为代表的IT技术的突破，国内也提出了数字中国、数字城市的概念。

所谓“数字化城市”，是指充分利用数字化及相关计算机技术和手段，对城市基础设施与生活发展相关的各方面内容进行全方面的信息化处理和利用，具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字网络化管理、服务与决策功能的信息体系。

2004年北京东城区城市网格化管理系统的正式运行，把我国城市数字化管理推向了一个新的高潮。

从2004年到2008年夏，全国范围已有几十个城市在实施该系统，这一方面说明了城市网格化管理系统是有生命力的，至少是符合城市管理者的要求的；另一方面由于城市网格化管理系统从诞生到发展也就短短的几年，在发展过程中也存在适应问题，存在如何更好发展的问题。

如城市网格化系统投入产出问题，系统本身发展问题，中小城市是否需要问题，结合以上几个问题，通过对网格化系统技术框架的解析和发展探讨，以期城市网格化管理系统有更好的发展方向，同时体现城市数字化管理的价值。

2现有网格化系统技术框架解析现有城市网格化管理系统主要以北京东城区为蓝本而开发实施的，期间得到了建设部的认可，并在技术上形成了建设部的行业标准。

根据建设部“《城市市政综合监管信息系统技术规范》CJJ/T106—2005”，对该系统的具体技术要求，形成的主要技术框架如图1所示。

该技术框架主要分4个层面：应用层、中间层、数据层、硬件层。

应用层：主要面对城市管理单位，解决业务流程的问题。

目前建设部行业标准规定了该系统分“无线数据采集子系统”、“监督中心受理子系统”、“协同工作子系统”、“大屏幕监督指挥子系统”、“综合评价子系统”、“地理编码子系统”、“基础数据资源管理子系”、“数据交换子系统”、“应用维护子系统”等9大子系统。

见表1。

————————————收稿日期：2009－04－18第一作者简介：董云铮，女，宁波市北仑区人民法院，硕士（浙江宁波315800）表1可见网格化系统应用层主要由应用软件和Gis 两大块技术组成。

应用软件构成了监督和执行2级管理单位的主要操作功能，Gis 嵌入应用软件中主要起地理定位、查找、参考和数据维护等作用。

中间层：主要在系统后台运行，不直接面向业务管理者，对技术实现起重要的支撑服务作用。

具体有Gis 平台支持系统、第三方软件支持控件(如报表支持控件等)、安全服务、其他接口等。

该层最重要的是Gis 平台支持系统，目前普遍采用的是ESRI 公司的ArcGIS 。

ArcGis 是当前地理信息系统应用开发平台中功能最为强大、影响力也最大的一款软件平台，当然价格也比较昂贵，一次资金投入占网格化软图1建设部规范要求技术框架图示表1子系统所用主要技术比较子系统名称主要涉及技术应用软件技术Gis 技术其他技术无线数据采集子系统监督中心受理子系统协同工作子系统大屏幕监督指挥子系统综合评价子系统地理编码子系统基础数据资源管理子系数据交换子系统应用维护子系统√√√√√√√√√√√√√√√√√GPRS 技术、GPS 定位等GPS 定位件系统投入的10%-50%。

其他中间服务功能可增可减。

数据层：主要为系统提供完善的数据和服务，是系统的基础环节。

由基础地形数据、影像地图数据、地理编码数据、城市部件数据、业务数据及其他数据构成。

基础地形数据、影像地图数据是地理数据部分，随着城市建设的进程及时间的变化，需定期更新，存在前期投入大、实施难度大、后期数据需定期更新等问题。

另外该部分数据也占用了服务器及网络环境大量的空间资源，对硬件层提出了比较高的要求。

地理编码数据、城市部件数据，也存在后期更新问题，但更新难度和成本相对地理数据要低得多，业务数据、其他数据基本上不存在后期投入的问题。

硬件层：包括无线网络、有线网络、硬件设施、安全设施等。

主要为软件平台的使用提供高效高质的运行环境及操作终端。

以上各层构成了城市网格化系统的主要技术框架，适应城市问题高效管理的要求。

但也存在不少问题，如投入人力物力比较大。

为了更好的体现网格化系统城市的管理效益，需要在系统应用上深挖潜力，充分利用网格化平台的优势，达到一个平台实现更多服务，使城市管理产出效果更加明显。

3现有网格化系统技术框架拓展目前部分城市在应用层和数据层这2个层面上对城市网格化技术框架进行了深入扩展。

首先，在功能上不断突破，在原有基础上推出了“视频监控子系统”、“GPS车辆监控子系统”等，既充分利用了地理数据等的价值，又使城市网格化平台功能不断增强，提高了城市管理的服务功能。

其次，从应用行业范围着手，原来的系统以市政、环卫、园林为主，现朝卫生、防疫、教育等方面发展，如北京。

上海的系统则把航道、特大桥等纳入了管理范围，这要求应用层面的子系统在业务扩展上要具有更大的灵活性。

另外，应用系统也从监督、执行2级管理延伸到实施级，从而实现3级管理。

如巡管中心把业务指派给业务单位后，业务单位的下级在处理完问题后，通过业务终端直接把完成结果反馈给业务部门，避免了业务部门跟下级电话沟通或者传真等其他原始沟通手段，提高了管理效率。

4中小城市网格化系统技术框架的实现及应用城市网格化管理平台，能不能适应一个城市的管理要求，从管理对象来说，首先是由城市的面积决定的，管理面积越大，一次投资成本均摊比越小，其次城市越大管理行业越多，则产生的社会效益越高。

一般省级及省级以上的大城市符合此类要求。

而地区级甚至县镇级的中小城市则不具备这方面的条件。

另外，网格化管理的高投入、后期维护的高成本和城市管理产出比，也是需要中小城市认真考虑的。

是否可以从技术着手，降低投入成本，同时实现城市网格化管理要求，这是我们需要探讨研究的问题。

仔细分析图1，不难发现：前期投入很大一部分用在Gis平台上，后期维护中地理数据占了重点。

Gis 平台及相应的地理数据，在城市网格化平台中，主要起到城市问题发生定位作用，在评价、演示过程起直观的展示作用，而并没有涉及Gis系统复杂的空间分析、空间推理演示功能等。

所以至少有2种方案可以代替，同时实现大幅降低投入成本的目的。

方案一：用国内一些Gis平台代替，如Supermap、Topmap、Mapgis等，因为国内的Gis平台价格往往比国外的便宜很多，虽然功能上跟国外的有差距，但是支持城市网格化系统，其功能已经足够。

方案二：完全抛弃Gis平台。

这个方案的优点是，系统整体投资降幅至少在10%-50%之间。

每年的数据维护费也会大幅下降。

为了更全面的解释此方案，按照图1，逐层进行技术改造介绍：4.1应用层改革“无线数据采集子系统”，主要发现城市问题，并通过PDA进行上报定位，告诉巡管中心。

在有Gis 平台的情况下，拿PDA的巡视员先发现马路上的问题（分部件和事件——部、事件定义见建设部《城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类、编码及数据要求》CJ/T214-2007），拍照，然后在PDA上填问题表单，填完后，选择Gis图跟实际马路上发生问题的位置对上号，最后发送上报。

这个过程最主要的是Gis图提供了直观的地理定位功能。

地理定位现在主要有2种方式：方式一，采用GPS定位功能。

根据国内现阶段的情况，GPS信号在经过相应校正处理后，定位精度可以达到5m，在单纯以GPS信号为标准的前提下，这个精度定位是有一定问题的。

如在5m内有几个井盖，其中一个井盖损坏了，则要通过精确定位，把这个井盖对应的位置直接上报，是做不到的。

另外GPS信号存在一定干扰问题，也容易影响定位作业。

目前采用GPS定位部、事件，基本上未被采纳。

方式二，采用兴趣点名称+马路名称方式。

兴趣点名称指一定范围内具有指示特征的城市固着对象，如古建筑、门牌号、店名、公共场所名称等，建设部要求50m内必须要有一个兴趣点，主要是在城市管理问题发生时，有个地理参考点。

另外城市网格化主要管理的是马路范围内的部、事件（特殊的有河道），马路的特征很明显是条状分段。

先把问题范围缩小到一条马路上，然后，再参考兴趣点，就可以确认问题所发生的位置。

该方式是网格化系统普遍采纳的定位方式。

对地理定位方式二的改造：把兴趣点和道路名称标在地理底图上，通过地理底图查找或者浏览来实现操作。

在不采用Gis平台的情况下，可以用表格形式先模糊找出马路名称，然后在列表中选中马路所对应的兴趣点，同样能解决定位信息的问题，而且操作便捷程度不逊于Gis方式。

“监督中心受理子系统”，在问题人工登记过程用到了Gis平台，主要把反映问题定位于地理底图上，并下发给巡视员，这个过程也可以采用马路名称加兴趣点来实现。

“协同工作子系统”，Gis应用主要是查看、定位，完全可以用“马路名称加兴趣点来实现。

“大屏幕监督指挥子系统”，通过Gis来模拟巡视员的巡视轨迹，但该功能对网格化管理影响不大，根据城市规模及不同的行业特点，可以不作要求。

通过Gis平台来图示展现管理效果，如黑、红、黄、兰、绿5种颜色，在Gis图上以网格为单位，表示哪个网格上发生问题最多，哪个最少。

这种统计展示方法，可以用直方图、圆饼图等来代替。

或者采用图片叠加技术，简单展现网格化形式。

“综合评价子系统”，主要利用地理底图的展示功能，可以通过直方图等形式代替。

“地理编码子系统”，完全可以不利用Gis功能，仅保留道路及兴趣点处理功能即可。

“基础数据资源管理子系统”，该子系统主要提供系统管理员管理地理信息所需的地图数据处理功能，如果不采用Gis功能，则完全可以省掉。

“数据交换子系统”，主要为系统之间交换数据服务的，跟Gis没有直接关系。

“应用维护子系统”，跟Gis平台没有太直接的关系。

通过以上分析，在应用层上去掉Gis支撑平台，实现网格化管理的功能是能够实现的。

4.2中间层改革由于应用层在去掉Gis支撑平台，在此情况下，也能实现网格化管理主要功能，所以在此层可以省掉Gis服务模块。

4.3数据层改革由于应用层和中间层去掉了Gis支撑平台，则跟Gis相关的“基础地形数据”、“影像地图数据”都可以省掉。

4.4硬件层改革在没有Gis支撑平台的情况下，由于相关的海量地形、影像数据不存在了，则可以相应减少专用存储设备及降低对服务器的性能要求。