智慧城市公共服务中台和数据中台建设方案.docx
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1、智慧城市公共服务中台和数据中台建设方案1.建设背景11.1.编制依据11.1.1.政策文件依据11.1.2.技术标准规范22.项目建设方案52.1.总体框架52.2.主要建设内容52.3.数据平台52.3.1.数据汇聚52.3.2.数据治理102.3.3.数据质量管理162.3.4.数据分析262.4.技术平台322.4.1.分布式计算引擎322.4.2.分布式NewSQL数据库332.4.3.大规模搜索引擎342.4.4.实时流处理引擎342.4.5.分布式交易数据库362.4.6.分布式闪存数据库372.4.7.分布式图数据库382.5.人工智能平台402.5.1.智能汇聚模块402.5.
2、2.智能赋能模块412.5.3.智能研判模块432.5.4.运行智能模块和一脸通模块442.6.业务平台482.6.1.业务平台概述482.6.2.统一身份认证482.6.3.虚拟卡包平台642.6.4.聚合支付平台742.6.5.即时通讯平台762.6.6.搜索与推送平台832.6.7.应用整合网关862.6.8.数据共享服务网关902.6.9.基础支撑平台932.6.10.统一运营平台942.6.11.统一运维平台1002.7.区块链平台1212.7.1.建设内容1212.7.2.区块链基础支撑平台1242.7.3.区块链应用支撑平台1362.8.精准时空大数据平台1402.8.1.时空平
3、台1402.9.数字孪生1682.9.1.物联感知操控能力1682.9.1.2.设备管理1682.9.1.3.远程操控1682.9.1.4.态势感知1682.9.2.全要素数字化表达能力1692.9.3.可视化呈现能力1702.9.4.数据融合供给能力1712.9.5.空间分析计算能力1722.9.6.模拟仿真推演能力1752.9.7.虚实融合互动能力1772.9.8.自学习自优化能力1792.9.9.众创扩展能力180智慧城市系列-公共服务中台1. 建设背景1.1. 编制依据1.1.1. 政策文件依据(1) 国务院办公厅印发的(国办发201466号)国务院办公厅关于促进电子政务协调发展的指导
4、意见。(2) 国务院办公厅关于印发的(国发20155号)国务院关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见。(3) 中央网信办发布的(中网办发文201514号)关于加强党政部门云计算服务网络安全管理的意见。(4) 国务院办公厅关于印发的(国发201550号)促进大数据发展行动纲要。(5) 2016年07月27日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发国家信息化发展战略纲要。(6) 国家发改委印发(发改办高技201642号)关于组织实施促进大数据发展重大工程的通知。(7) 国务院办公厅关于印发的(国办发201647号)关于促进和规范健康医疗大数据应用发展的指导意见。(8) 国务院办公厅关于印发的(国
5、发201651号)政务信息资源共享管理暂行办法。(9) 国务院办公厅关于印发的(国发201655号)国务院关于加快推进“互联网+政务服务”工作的指导意见。(10) 国务院印发的(国办函2016108号)“互联网政务服务”技术体系建设指南的通知提出:“优化政务服务供给的信息化解决路径和操作方法,为构建统一、规范、多级联动的互联网政务服务技术和服务体系提供保障。” (11) 工业和信息化部关于印发(工信部规2016412号)大数据产业发展规划(20162020年)。(12) 2016年,中共中央、国务院发布的国家创新驱动发展战略纲要。(13) 国务院办公厅印发的(国办发201739号)国务院办公厅
6、关于印发政务信息系统整合共享实施方案的通知指出:“按照内外联动、点面结合、上下协同的工作思路,一方面着眼长远,做好顶层设计,促进五个统一,统筹谋划,锐意改革;另一方面立足当前,聚焦现实问题,抓好十件大事,重点突破,尽快见效。”(14) 国务院印发的(国发201827号)国务院关于加快推进全国一体化在线政务服务平台建设的指导意见提出:“各地区各部门要认真贯彻落实党中央、国务院部署,把加快全国一体化在线政务服务平台建设作为深化放管服改革、推进政府治理现代化的重要举措,制定具体实施方案,明确时间表、路线图,加大政策支持力度,强化工作责任,确保各项任务措施落实到位。”(15) 国务院办公厅印发的(国办
7、发201957号)国家政务信息化项目建设管理办法提出:“国家政务信息化建设管理应当坚持统筹规划、共建共享、业务协同、安全可靠的原则。”(16) 国家发展改革委制定的(发改规划2019617号)2019年新型城镇化建设重点任务。(17) 农业农村部 中央网络安全和信息化委员会办公室关于印发的(农规发201933号)数字农业农村发展规划(2019-2025年)。(18) 2019年十九届四中全会通过的中共中央关于坚持和完善中国特色社会主义制度、推进国家治理体系和治理能力现代化若干重大问题的决定。(19) 两会授权发布的2021年3月13日中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年
8、远景目标纲要。(20) 2021年3月5日李克强总理代表国务院在十三届全国人大四次会议上作2021年政府工作报告。(21) 2021年中央一号文件中共中央、国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见。1.1.2. 技术标准规范1.1.2.1. 国家标准信息技术 大数据存储与处理系统功能要求GB/T 37722-2019信息技术 大数据分析系统功能要求GB/T 37721-2019信息安全技术 网络安全等级保护基本要求GB/T 22239-2019信息安全技术 网络安全等级保护测评要求GB/T 28448-2019信息安全技术 网络安全等级保护安全设计技术要求GB/T 25070-201
9、9信息安全技术 大数据安全管理指南GB/T 37973-2019信息安全技术 大数据服务安全能力要求GB/T 35274-2017信息安全技术 智慧城市安全体系框架GB/T 37971-2019信息安全技术 政府网站云计算服务安全指南GB/T 38249-2019信息安全技术 个人信息去标识化指南GB/T 37964-2019信息安全技术 移动终端安全管理平台技术要求GB/T 37952-2019信息安全技术 网络安全等级保护实施指南GB/T 25058-2019信息安全技术 网络安全等级保护测评过程指南GB/T 28449-2018信息安全技术 网络安全等级保护安全管理中心技术要求GB/T
10、36958-2018信息安全技术 网络安全等级保护测试评估技术指南GB/T 36627-2018信息安全技术 物联网感知终端应用安全技术要求GB/T 36951-2018信息安全技术 灾难恢复服务要求GB/T 36957-2018信息安全技术 灾难恢复服务能力评估准则GB/T 37046-2018信息安全技术 信息系统安全运维管理指南GB/T 36626-2018智慧城市 公共信息与服务支撑平台系列GB/T 36622-2018智慧城市 领域知识模型 核心概念模型GB/T 36332-2018面向智慧城市的物联网技术应用指南GB/T 36620-2018智慧城市 软件服务预算管理规范GB/T
11、36334-2018智慧城市 信息技术运营指南GB/T 36621-2018智慧城市 数据融合系列GB/T 36625-2018智慧城市 顶层设计指南GB/T 36333-2018智慧城市 术语GB/T 37043-2018云计算 文件服务应用接口GB/T 36623-2018云计算 云服务级别协议基本要求GB/T 36325-2018云计算 平台即服务(PaaS)应用程序管理要求GB/T 36327-2018云计算数据中心基本要求GB/T 34982-2017信息技术 大数据 术语GB/T 35295-2017信息技术 大数据 技术参考模型GB/T 35589-2017智慧城市 技术参考模型
12、GB/T 34678-2017智慧城市评价模型及基础评价指标体系GB/T 34680-2017电子政务标准化指南第4部分:信息共享GB/T 30850.4-2017信息技术 科学数据引用GB/T 35294-2017基于云计算的电子政务公共平台管理规范 第1部分:服务质量评估GB/T 34077.1-2017信息安全技术 电子政务移动办公系统安全技术规范GB/T 35282-2017信息技术云计算参考架构GB/T32399-2015信息技术云计算概览与词汇GB/T32400-2015信息技术云数据存储和管理GB/T31916-2015云资源管理技术要求GB/T31916-20152. 项目建设
13、方案2.1. 总体框架智慧城市综合管理应用服务平台全面提升数据汇聚、算力、人工智能等基础能力。城市智能中枢包括数据平台、技术平台、业务平台、人工智平台、数据资源中心、区块链平台、精准时空大数据平台、数字孪生、城市大脑。2.2. 主要建设内容以打造新型智慧城市标杆为目标,遵从国家提出的新型智慧城市总体技术标准、共性支撑标准、管理保障标准、安全保密等标准规范,结合社会特点和治理需求,形成新型智慧城市建设管理规定、总体技术标准框架、各领域基础数据标准、数据安全保密实施细则和数据共享交换标准。2.3. 数据平台2.3.1. 数据汇聚2.3.1.1.1. 按接汇聚方式2.3.1.1.1.1. 库表接入数
14、据在提供方以数据库表结构化方式存储,并以库表方式进行全量或增量数据的接入。通过前置数据库表进行数据交换,各接入单位通过桥接方式获取前置数据库表内容,向前置数据库表目录推送数据。2.3.1.1.1.2. 文件接入适用于非结构化资源或更新频率较缓慢的结构化资源的接入。通过前置机文件目录进行数据接入和交换,各接入单位通过桥接方式获取前置机的文件,向前置机文件目录推送数据。2.3.1.1.1.3. 服务接口以Web服务作为平台与各接入单位之间数据获取和推送的接口,在平台中代理业务系统提供的Web服务,对外隐藏该Web服务的真实URL,使用代理的URL即可访问业务系统真实的Web 服务,以达到数据接入和
15、交换的目的。2.3.1.1.1.4. 数据库直连支持使用DBlink方式进行实时连接将关系型数据库中的数据抽取到离线数据库,同时支持过滤条件下推,在关系型数据库上进行过滤以后再进行抽取,加速抽取和计算的效率。对于原来存储在关系型数据库中的维度表/码表,可以使用dblink的方式进行实时连接计算。2.3.1.1.2. 按数据量分类2.3.1.1.2.1. 全量接入一次性将数据库表中的所有数据交换到目标节点的接入方式。全量接入的优点是交换效率较高,缺点是不能很好的处理增量数据。全量接入要求业务库表应具有主键标识。全量接入适用于低频率(天、周、月)的,对数据变更时效性不敏感的接入场景,用于在平台建设
16、完成初期进行历史数据的迁移,将大量的基础数据和历史数据导入平台集群。2.3.1.1.2.2. 增量接入周期性从数据库表中获取最新数据并交换到目标节点的接入方式。增量接入适用于高频率(秒、分)的、对数据变更时效性敏感的接入场景,用于系统上线后将指定周期时间间隔内的数据导入平台。增量接入的优点是即时接入、增量处理,但需要根据业务场景配置相应的接入策略。增量接入主要有下列三种策略:1. 时间戳交换:根据业务数据的时间戳变化获取增量数据,并将增量数据交换到目标节点。交换效率高,对前置库性能影响小,但要求业务表必须存在一个时间戳字段,且每次操作数据要对该字段时间戳进行更新。2. 标识位交换:根据业务表中
17、的标识字段值的变化获取增量数据并将增量数据交换到目标节点。交换效率高,对前置库性能影响小,但要求业务表必须存在标识位字段,业务系统和平台都要维护此字段值的变化。3. 触发器交换:利用数据库触发器获取增量数据并将增量数据交换到目标节点。数据获取实时性高,能够交换删除操作的数据,但需要在源表上建立触发器,对前置库性能有一定影响。2.3.1.1.3. 按时延分类2.3.1.1.3.1.1. 准实时接入针对于T+1模式无法满足业务系统的需求,需要进行准实时同步。准实时同步是指将数据从传统的关系型数据库准实时同步到大数据平台,并对数据进行实时或者准实时分析。借助Oralce GoldenGate(OGG
18、)、IBM Datastage Data Replication(CDC)等软件可以实时地读取关系数据库的日志记录,将这些日志记录写成文件记录到本地,再头通过数据迁移工具进行秒级同步和解析。2.3.1.1.3.1.2. 实时接入针对如物联数据、视频数据等具有数据量大、文件数量多、实时产生等特性的数据,有高吞吐、低时延的要求,可通过分布式日志实时采集工具Flume或分布式消息队列工具Kafka实时接入到大数据平台。2.3.1.1.4. 按数据类型2.3.1.1.4.1. 政务数据汇聚 主要是库表接入和文件接入两类。过渡阶段,政务委办局数据由委办局侧业务库推送至部门前置机,再通过数据共享交换系统进
19、入作为原始数据存储。逐步根据需求,将数据接入城市进行治理和建设主题库,实时、主动地读取业务库数据变化,数据再同步至城市。2.3.1.1.4.2. 物联数据汇聚智慧城市物联感知设备产生的实时物联数据经过物联平台以API接口方式接入Kafka分布式消息队列系统,再通过实时计算平台进行实时研判、展示,或直接归集入。2.3.1.1.4.3. 互联数据汇聚互联网数据服务平台承载互联网数据,互联网区无法访问政务外网。可通过接口方式与政务外网的平台对接,由平台主动抽取互联网区数据,或将互联网区数据推送至互联网区的前置机,再由资源平台通过库表或文件方式主动抽取。2.3.1.1.4.4. 视频图片汇聚视频数据主
20、要包括部门影像、非公安影像、公安视频半结构化数据、视频大图小图等,以接口方式接入Kafka分布式消息队列系统,再通过实时计算平台进行实时研判、展示,或直接以归集入NoSQL数据库进行大对象存储。2.3.1.1.4.5. 地图数据汇聚栅格数据、矢量数据、空间地理底图、各类图层信息、各类城市运行管理要素数据等。2.3.1.1.5. 数据开发2.3.1.1.5.1. 标准SQL开发(一) 概述标准SQL开发工具是为数据开发人员和数据库管理人员提供的数据库管理工具,它能够进行跨中台管理,可作为大数据计算服务客户端,也支持兼容其余多种数据库。中台提供的SQL开发工具是辅助进行数据集成开发的图形化工具。(
21、二) 数据库导航需提供数据库导航栏,可查看当前存在的连接,以及各个连接所提供的的内容,包括元数据对象,如数据库、表、列、分区、桶、视图、存储过程、包等,并通过层级反映元信息结构。可实现查看元数据信息、创建元数据、指定默认数据库、刷新元数据对象、对比元数据对象、对象重命名、添加书签等功能。(三) SQL编辑器SQL编辑器主要用于SQL语句的编辑,功能包括:1. 支持SQL单步调试与异常告警功能2. 支持SQL代码语法高亮、语法检查3. 支持SQL代码缩进4. 支持计算结果输出展示5. 支持界面编辑修改数据6. 支持命令行(四) SQL执行器需提供SQL编辑器模块用于执行SQL语句的功能;需支持执
22、行各种语句,将结果和错误分别显示在结果窗口和问题窗口;需支持查看以往执行过的所有SQL语句,以及执行时间。(五) 数据编辑器通过数据编辑器提供多种数据管理接口,方便用户对数据进行查看和编辑。2.3.1.1.5.2. 数据ETL开发(一) 概述中台需提供可视化数据ETL工具用以数据从多源数据库向数据平台的ETL过程。(二) 数据接入1. 可直接从Oracle/DB2等传统关系数据库将数据导入至大数据服务中台,可在不失效率的情况下避免使用Sqoop带的步骤繁琐、类型转换复杂等应用场景。2. 支持CSV,定长文件,JSON,XML等文件的导入。3. 支持导入OGG、Shareplex、Datasta
23、ge产生的增量文件导入,实现准实时的数据同。4. 支持通过Kafka等方式读入流数据。5. 支持跨集群的数据导入。(三) 数据导出1. 可以直接导出数据至传统关系数据库2. 导出多种数据格式,支持大数据服务中台中所有类型的表,普通ORC,ORC交易表,HBase,ES表等。3. 支持跨集群导出(四) 数据转换实现数据的清洗,加工,包括但不限于字段映射功能、数据关联、集合操作、聚合操作、过滤、去重等。2.3.1.1.5.3. 工作流调度(一) 概述提供可视化工作流调度工具以进行数据迁移开发过程中的工作流DAG设计、工作流调度与任务管理。工作流调度工具本身不做数据流的计算,而是将工作任务提交到中台


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