城市建设步伐的不断加快使得我国城市管理日益受到政府及社会高度重视，但与加快推进城市化的形势相比，依然存在许多不容忽视的管理问题：城市规模的无限制扩大，城市人口的迅猛增长，使城市化过程中出现了严重的问题，如环境污染严重、交通拥挤、社会秩序混乱等。面对如此之多的问题，城市管理水平就决定了城市化发展的进度和质量。因此，要使城市管理更加智慧，更加有效，智慧城市建设显得尤为重要。智慧城市的实现需要通过全面感知、信息共享和智能解题，在城市规划、建设、管理、运行的过程中，运用信息化、智慧化、精细化、可视化等科技手段，推进管理创新。
随着互联网、新媒体的不断涌现，以及云计算、物联网等技术的兴起，数据正以前所未有的速度不断地增长和累积，形成如今我们所热议的大数据。它具有规模性、多样性、高速性和价值性四个特征。大数据正在改变我们的生活、工作和思维，为人类社会的发展带来了一次重大的时代转型。作为一种重要的战略资产，大数据已经不同程度地渗透到每个行业领域和部门，其深度应用不仅有助于企业经营活动，还可通过对城市信息的智能分析和有效利用，为提高城市管理效率、节约资源、保护环境和可持续发展提供决策支持，有效促进城市系统各要素间的和谐相处，从而提高城市管理水平，促进智慧城市的建设。
一、城市运行产生大数据
城市运行的每时每秒都会产生大量的数据，包括结构数据，如常用的Excel软件所处理的数据；又包括非结构化数据，如网络日志、视频、图片、地理位置信息等。构建高效的城市运行监测体制是收集城市运行中大数据的重要手段。城市运行监测依托宽带城域网以及无线通讯网络，利用现代通讯（卫星、移动电话、集群电话）、计算机网络（因特网、局域网、广域网等）、3S技术、传感器等软硬件架构，将有关城市管理的专业系统集成于若干个平台，实现实时收集、处理各终端和节点产生的海量型数据的功能，并实现数据的共享。
例如，深圳环卫部门为实现对道路清扫和城市生活垃圾收运作业服务的企业进行信用管理，对垃圾运输车辆进行GPS实时监控，提高全区道路清扫保洁和城市生活垃圾收运作业服务水平。北京公交一卡通每天产生4千万条刷卡记录，地铁每天1千万人次，分析这些数据可改善城市交通状况；城管指挥中心对重点地区进行24小时不间断图像监控、取证，及时发现问题，解决问题；城管无线通讯系统总调度，监控日常整个无线通讯系统的正常使用，通过无线调度台操控、GPS车辆定位系统来调动各级城管执法人员对违法行为进行查处，实现快速反应；对联勤的人员进行规范管理，可设定从5秒至10分钟向中心报告一次位置信息，超出联勤范围时自动向值班中心预报，有效监督队员动态。城管热线24小时受理群众举报投诉，通过城管专网下发任务单并对处理过程进行全程监督。昆山市对实施区域内360公里道路进行了移动街景量测，获取了200多万张街道实景照片，可以准确测量部件的几何尺寸。
二、大数据助力城市管理
随着我国城市化进程的加快，城市管理的对象和范围也更加复杂，如水、电、气、通讯的保障、城市交通的通达，环境卫生的保障、防灾防火防盗，突发性事件响应管理等。在各类基础数据的基础上构建风险管理体系，可以进一步提升城市管理水平，消除安全隐患和实现快速反应。近几年数字化城市管理正在兴起，为智慧城市的建设奠定了基础。数字化城市管理作为一张网格化的虚拟物理平台，借助现代信息技术将包括城市自然资源、社会资源、基础设施、人文、经济等有关城市的各方面信息，收集上传到信息中心，然后由云技术将各种信息以数据的形式进行储存，这就形成了大数据系统。再由信息中心通过对大数据的分析处理，传递到有关部门督促处理、有效利用。
（一）大数据有助于改善城市环境
城市化使城市废弃物和生活垃圾与日俱增。中国每年产生的垃圾在亿吨以上，且增长迅速。同时，城市工业、交通业的发展，使得矿物燃料消耗的增长，导致大量的有毒气体、烟尘和粉尘排入大气。据北京卫生局统计，北京市肺癌的发病率在成倍的提高，这与PM2.5有着直接的关系。因此，环境治理问题迫在眉睫。我们提倡提前预防、及时发现以及高效处理，这就需要现代信息技术的支持，通过智慧系统来进行源头分析、现场监测、过程控制及预警预报。因此，需要充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将影响城市环境的各种数字信息及信息资源加以整合并充分利用，使城市生态环境复杂系统数字化、网络化、虚拟仿真，通过对收集到的大数据进行深入分析及处理，实现可视化，从而为政府环境治理决策提供科学依据。
例如，可以通过监测数据，分析PM2.5有多少是由扬尘带来的，有多少是由机动车排放的，有多少是由供暖系统带来的等等。可以和气象预报系统紧密结合，出现污染预兆时可以及时采取关闭污染源的预案。北京海淀区实现了基于数据的精细化管理，借助地理信息平台（GIS）将收集到的基础数据进行综合查询，统计和直观展示。实现对全区7大类102小类140万个基础数据和三中心整合系统100余万条案件数据的全属性、多方式查询和地图展示。这为分析解决海淀区环境秩序整治问题提供了详实可靠的数据支撑。全区2000余个视频摄像头点位的多方式地图查询，可实时调取相关图像，并实现全图层数据关联。通过各个图层数据的调取和叠加，深入挖掘，使隐藏在这些数据背后的价值从不同角度得以呈现。如此，可通过系统地图精确地展示全区乱倒乱卸垃圾渣土问题在各街道乡镇内发生的频率及关键点位，从而为区政府全面掌握和重点解决该类问题提供有力的信息支撑。再如，通过全区垃圾箱部件数据与暴露垃圾问题的图层叠加，可以分析出垃圾箱配置不合理等问题。
（二）大数据有助于缓解交通压力
汽车从诞生之日起就被视为自由的象征，但是它的发明者应该没有料到，如今汽车却掉入了一个物极必反的逆转定律――人们几乎把时间都浪费在了堵车和等红绿灯上。《IBM全球交通痛苦指数报告》显示，北京以99分的超高分数被列入全球出勤交通最痛苦的城市。交通拥堵已成为影响北京城市运行效率与居民生活的突出问题，交通基础设施承载力严重超负荷，公交系统交通承载已饱和。但与此相对应的事实是，在全球各大城市中，北京的人均汽车拥有量和绝对数量都不算最高。毫无疑问，问题出在了道路交通的设计规划和管理上。大数据时代的到来为解决交通问题开出了药方。与传统的数据收集方式不同，云时代的大数据通过对数据实时收集和分析，得以实现个人出行的个性化、方便化、智能化。
目前，上海正在构建通过物联网技术支撑的公共汽车运行信息发布系统，市民可以利用智能手机，查询公交线路和实时运行信息。无独有偶，南京市基于强大的云平台运行智慧交通云系统、云视频监控和智能分析应用，实时采集和处理南京1000个摄像头，并对整个南京140万机动车规模的交通数据进行实时查询和分析，并主动报警、主动通知用户。
交通综合信息平台的建设，汇集了道路交通、公共交通和对外交通的静态和动态信息，建立了道路交通诱导系统，引导车辆选择合理的路径。大数据能够为政府提供重大项目决策事项的判断依据，加强实时预警研判，提升公众出行服务水平的品质，提供准确可靠的交通预测信息，有效地缓解交通拥堵状况，还可吸引更多人使用公用交通，改善出行结构，减少私家车出行。北京的空气状况近几年每况愈下，如果能解决交通拥堵问题，不仅经济效益能得到提升，而且城市的空气质量也能得到改善。
（三）大数据有助于完善应急系统
据统计，我国每年因自然灾害、事故灾害和社会安全事件造成上百万人伤亡，经济损失6500亿元左右，占我国GDP的6%。当社会发生犯罪、火灾、爆炸等各种警情，群众医疗急救、煤水电抢修等各种紧急求救事件，地震、火灾、海潮等突发自然灾害，以及社会动乱、战争等各种重大紧急事件时，需要政府统一协调、统一调度相关部门协同工作。随着社会的不断进步，社会发生紧急突发事件的种类更加复杂与多变，传统的应对机制已不能适应日益增多的紧急突发事件处置的需要。
城市应急联动系统集成有线通信调度系统、无线通信语音调度系统、计算机骨干网络系统、综合接处警系统、语音记录系统、视频图像系统、城市地理信息系统、移动目标定位系统、移动通讯指挥车系统、机房监控系统、电源系统等为一体，具有指挥调度功能。通过对这些技术手段获得的大数据进行收集、处理和分析，使得应急事件的报警、求助、投诉电话实现统一接警、快速反应、联动处警。
新媒体的出现进一步完善了城市应急系统。“7.21”北京暴雨发生时，由于求救人数众多，救援电话被打爆，被困人员无法从获得帮助，从而转向微博平台进行求助。通过微博中包含人物、时间和地点等简要的文字信息就可以判断救援所需。另外，在微博上添加位置数据还可以实现地图定位，为救灾提供更精确的信息，提高救灾的效率。雅安地震中，除了微博再次凸显新媒体传播优势外，微信群及各大互联网公司推出的寻人平台也为救灾提供了多渠道支持。但各大网站数据并不互通，而且数据的低精确度和低效成为最大弊端。若要发挥数据的最大价值，数据必须是在线、公开、共享、互联、相关的。由此看出，数据的公开和共享是一件有必要且有待解决的事情。
（四）信息共享下大数据对城市管理的促进作用
过去不具备解决信息资源共享问题的网络和技术条件。这些客观和主观原因造成了城市建设中的“信息孤岛”现象。对于现存的“信息孤岛”，最切实可行的办法就是“整合”。提高政务信息资源公众开放率，逐步开发公益信息资源，充分利用市场信息资源和数字信息资源，建成一批门类齐全的信息资源数据库，即大数据。可以提高教育、科技、医疗、社会保障、文化建设等方面的信息技术应用水平和服务能力，从而推进社会公共服务事业蓬勃发展。
政府各个部门的既有数据库可以实现高效互联互通，以提高政府各部门间协同办公能力，提高为民办事的效率，大幅降低政府管理成本。例如我国每年领取养老金的人数多达1.8亿，相当一部分领取人去世后，其亲属或朋友仍继续领取，给国家造成巨大的财政损失。借助于大数据技术，将城市的医院、民政部门、社保部门、财政部门等相关管理机构的数据进行有效整合和关联，领取人去世后，其死亡信息会第一时间在城市核心数据管理库中更新，财政部门在发放养老金时对领取人的最新情况一目了然，从根源杜绝盗领冒领等问题。由此可见，大数据可极大提升政府社会管理的“智慧”水平和科学决策能力。对基础数据库中的海量数据进行管理、维护并深化应用价值，变海量数据为真正的有效数据，使数据为实际工作服务，为精细化城市管理提供依据，为科学决策提供有效支持，这些都成为信息化城市管理新模式在实际运行中遇到的迫切需要解决的问题。
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