智慧城市是以具有科学城市治理理念的智慧型服务政府为主导,建构在信息泛在基础之上的新型城市发展模式。智慧城市建设将极大提高城市的环境承载力,有效驱动经济发展模式调整,全方位提升以人的发展为本的美好城市生活的感知。智慧城市建设注重内生发展动力打造,不同的城市可以结合自身的区位发展优势,演进出自身的智慧路径。

智慧城市是基于泛在化的信息网络、智能的感知技术和信息安全基础设施,透明、充分的获取城市管理、行业、公众用户海量数据,为公众提供共享信息,打造智能生活、智能产业、智能管理的城市信息化应用。

智慧城市是以互联网、物联网、通信网、移动网等网络组合为基础,以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要特征的城市发展新模式。智慧化是继工业化、电气化、信息化之后,世界科技革命又一次新的突破。利用智慧技术,建设智慧城市,是当今世界城市发展的趋势和特征。

“智慧城市”的理念就是把城市本身看成一个生态系统,城市中的市民、交通、能源、商业、通信、水资源构成了一个个的子系统。这些子系统形成一个普遍联系、相互促进、彼此影响的整体。在过去的城市发展过程中,由于科技力量的不足,这些子系统之间的关系无法为城市发展提供整合的信息支持。而在未来,借助新一代的物联网、云计算、决策分析优化等信息技术,通过感知化、物联化、智能化的方式,可以将城市中的物理基础设施、信息基础设施、社会基础设施和商业基础设施连接起来,成为新一代的智慧化基础设施,使城市中各领域、各子系统之间的关系显现出来,就好像给城市装上网络神经系统,使之成为可以指挥决策、实时反应、协调运作的“系统之系统”。智慧的城市意味着在城市不同部门和系统之间实现信息共享和协同作业,更合理的利用资源、做出最好的城市发展和管理决策、及时预测和应对突发事件和灾害。

下面将针对xx县的智慧旅游、智慧医疗、智慧教育等方面提出进一步的发展规划方案和可行性方案的建议。

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1.1 技术框架

1.1.1 智慧城市核心技术

1) 物联网

智慧城市是一个有机结合的大系统,涵盖了更透切的感知、更全面的互连,更深入的智能。物联网是智慧城市中非常重要的元素,它侧重于底层感知信息的采集与传输,城市范围内泛在网方面的建设。

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、终端互联化和服务智能化三个重要特征。

物联网为智慧城市提供了坚实的技术基础。物联网为智慧城市提供了城市的感知能力,并使得这种感知更加深入、智能。通过环境感知、水位感知、照明感知、城市管网感知、移动支付感知、个人健康感知、无线城市门户感知、智能交通的交互感知等,智慧城市才能实现市政、民生、产业等方面的智能化管理。物联网的主要目标之一是实现智慧城市,许多基于物联网的产业和应用都是服务于智慧城市的主流应用的。换句话说,智慧城市是物联网的靶心。

2) 云计算

云计算是一种基于网络的支持异构设施和资源流转的服务供给模型,侧重于信息的处理与存储,通过平台进行数据整合,实现协同工作。云计算可以实现资源的按需分配、按量计费,达到按需索取的目标,最终促进资源规模化,促使分工的专业化,有利于降低单位资源成本,促进网络业务创新。

智慧城市是以多应用、多行业、复杂系统组成的综合体。多个应用系统之间存在信息共享、交互的需求。各不同的应用系统需要共同抽取数据综合计算和呈现综合结果。如此众多繁复的系统需要多个强大的信息处理中心进行各种信息的处理。

要从根本上支撑庞大系统的安全运行,需要考虑基于云计算的网络架构,建设智慧城市云计算数据中心。在满足上述需求的同时云计算数据中心具备传统数据中心、单应用系统建设无法比拟的优势、随需应变的动态伸缩能力以及极高的性能投资比。

3) 移动互联网

移动互联网正逐渐渗透到人们生活的各个领域,作为最便捷、最时尚、最值得信赖的技术和业务,正在深刻地改变着信息时代的生活、也给城市的发展带来全新的活力和动力。

移动互联网侧重基于移动互联的智能终端应用,是智慧城市的主要展现手段。

1.1.1.1 体系架构设计

智慧城市体系结构在城市通信基础资源之上分为四层:基础资源层、数据汇集层、应用孵化层、应用实现层,同时各层与城市信息化数据与内部系统进行对接。城市基础资源主要是指光缆网、城域网、互联网、移动网等网络基础资源。四层分别描述如下:

(1)基础资源层

基础资源层主要是指云计算资源、存储资源等。智慧城市以云承载平台为基础,聚合城市智慧应用和基础信息数据,具备完备的计算能力和存储能力,能够聚合城市信息化应用,汇聚承载城市公共信息资源,为智慧城市提供公共的承载平台。

(2)数据汇聚层

数据汇聚层主要是整合各部门的信息化数据以及现有的各类应用数据,为其上层应用提供数据基础和服务。主要包括城市公共信息数据、智慧应用数据、第三方数据和行业产业数据等。

(3)应用孵化层

应用孵化层主要是指应用开发与产品测试等工作,可为客户提供完善的产品服务和个性化的产品定制。

(4)应用实现层

应用实现层直接面向政府、企业和居民提供各类行业信息化应用,包括智慧医疗、智慧旅游、智慧教育等应用。

1.1.1.2 应用系统设计

以智慧城市为核心的云平台是个能力聚合平台,在云平台之上要承载各类行业应用系统,构建完善的上下游产业链,形成协同效应,广泛的与设备商、集成商、应用商合作,孵化各类应用。将现有零散的、孤立的行业应用进行归纳、汇总、整合点成线,以智慧城市整体面貌包装推介,确立品牌,统一宣传;以十大工程为抓手,打造各具特色的亮点应用,促进智慧城市示范工程落地。

智慧医疗、智慧旅游、智慧教育等工程解决方案是在结合现有的行业客户需求、整合现有的行业信息化产品、引入合作伙伴先进技术、借鉴外省成功案例基础上编制而成的。通过邀请国内知名专家参与顶层设计,共同细化客户需求、深化方案设计、明确建设步骤,提高方案与xx县需求的吻合度。

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1.1 技术实施方法和手段

1.1.1 云平台总体架构

1.1.1.1 总体架构
1.1.1.1.1 云平台技术架构

云平台的总体技术架构设计如下图,整个架构从下往上包括云计算基础设施层、云计算平台资源层、云计算数据存储层、云计算管理层和云计算服务层。

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云计算基础设施层:主要包括云平台的物理机房环境;

云计算平台资源层:在云平台安全的物理环境基础上,采用虚拟化、分布式存储等云计算技术,实现服务器、网络、存储的虚拟化,构建计算资源池、存储资源池和网络资源池,实现基础设施即服务。

云计算数据存储层:主要为实现业务数据的安全存储,同时针对云平台的各个虚拟机镜像数据和模板数据进行共享存储,推动虚拟机的动态迁移和数据的迁移;实现部门间数据共享与交换;实现业务应用接入。

云计算管理层:在云基础设施的基础上,为了实现动态资源池的构建,通过虚拟化技术对基础设施(网络、服务器和存储设备等)进行资源池化,通过自主可控的云计算操作系统,实现云平台的服务管理及业务管理的统一管理,提高运维及运营的效率。

云计算服务层:是云平台与最终用于交互的接口和平台,通过该平台能够实现云平台统一对外提供服务,为xx相关部门提供整体的云应用和服务。xx县云平台通过统一的云计算平台对外提供服务。

1.1.1.1.2 云平台部署架构

根据智慧xx总体业务需求,按照业务逻辑分区的设计理念,设计规划云计算平台的拓扑架构,指导项目整体建设。智慧xx将建设两个云平台,分别为:私有云平台和社区云平台,两个平台底层的云支撑平台采用技术架构是相同的,只是每一个云计算平台部署上略有不同。

智慧xx云平台建设主要包括几个层面:计算资源池建设、云运营管理区建设、数据库区建设、存储资源池建设、备份区建设等。其中:

计算资源池可以基于支撑的上层电子政务业务应用的不同特性及对于接入网络安全性的不同需求,计算资源池构建主要采用高端多核心X86服务器作为服务器基础支撑,通过虚拟化技术实现底层物理资源的虚拟化,通过云运营管理中心进行虚拟机的创建、动态分配、迁移及管理,形成统一的计算资源池。

智慧xx云资源应用支撑区:主要通过虚拟化的方式,以虚拟机的形态支撑智慧xx各类智慧应用,如:公共信息平台、基础数据库、智慧建管、智慧城管、智慧教育、智慧医疗、智慧交通、智慧社区、智慧产业园等。

私有云包含两部分,一部分内网私有云,另一部分外网私有云。外网云主要承载政务外网业务;内网为涉密网,自己单独建设并与外网物理隔离。

智慧xx云资源应用支撑区,随着业务的不断增加,可以再根据智慧xx应用在处理数据类型、业务方式以及对网络需求等方面区分为不同的业务应用资源区,未来随着政务信息化发展,业务系统增加,资源区之间可以实现线性扩展,资源区内部也可以实现线性扩展。

DMZ区:主要通过虚拟化的方式,以虚拟机的形态支撑Web发布类的相关应用系统。

云运营管理区基于HA架构建设,通过部署云操作系统,实现底层虚拟化的管理,实现云计算资源的运营以及云计算服务门户建设。

数据库区建设主要采用物理机支撑,因为要考虑xx云平台计算的安全性、可靠性及重要性,而且能够保证整个数据库的稳定、高I/O吞吐和访问。数据库区主要通过高端X86高性能服务器通过集群技术进行部署,支撑xx云平台相关业务数据的存储和管理。

存储资源池基于不同的数据类型采用差异化的资源池方式建设,数据类型主要包括结构化数据和非结构化数据。针对结构化的重要业务数据主要通过Oracle/DB2/SQL Server/MySQL等数据库进行数据管理,结构化数据存储利用统一云存储来支撑,在未来需要对存储容量进行扩展时可方便的横向纵向扩展;非结构化数据采用分布式存储系统来支撑,虚拟机的镜像数据也存放在分布式存储系统中,通过多副本机制实现数据的安全可靠,通过高性价比的组成部件实现系统整体TCO的降低,通过线性扩展特性实现随着系统数据节点增加系统性能也随之线性增加,整个系统不存在性能瓶颈。

备份区通过构建软硬一体化的数据备份系统,通过设置灵活的备份策略对关键数据库系统数据、业务数据等进行备份,可避免数据逻辑错误。

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