智慧社区综合服务平台架构

■ 田茂明 吴 芳

智慧社区是智慧城市的基础组成部分，由于社区所具有的相对适中的空间尺度，及其在城市生活和社会管理中的重要作用，智慧社区已成为当前推进智慧城市试点及应用的热点领域，也是未来城市社区发展和建设的重要方向。智慧住区或智慧住区的建设对智慧城市的可持续发展，解决城市发展中出现的问题具有重要意义。

2016年10月，山东发布国内首个《绿色智慧住区建设指南(试行)》，提出建设绿色智慧住区，进一步推动了智慧城市与智慧社区的建设与发展。绿色智慧社区综合服务平台是智慧社区的重要组成部分，提供数据互联、平台构建、服务驱动与运营监控等核心作用，对于绿色智慧社区的建设与运维具有重要作用。

近年来，专家与学者对智慧住区或智慧社区建设从不同的角度进行了研究与探讨，智慧住区综合服务平台是智慧住区的重要组成部分，但是尚未有对智慧住区或智慧社区综合服务平台建设的综合分析与研究。因此，本文着重对智慧社区综合服务平台关键问题研究现状进行分析，并比较了社区综合服务平台不同建设模式的优缺点，最后提出了一种基于云计算与SOA的智慧社区综合服务平台的建设模式。

智慧社区强调三个层面上的问题：第一，理念层面。以人为本，社区居民为服务主体，以满足社区居民需求为导向。第二，服务层面。建立现代化的社区服务和精细化的社区管理，提高社区服务水平和管理能力。第三，数据层面。对社区数据进行大规模、分布式信息智能处理，为社区服务与管理和智慧城市建设提供数据支持。智慧社区的理念、服务、数据相互促进、融合，为居民提供安全、便利、智能的服务，提升社区安全，创新社区管理模式。

智慧社区综合服务平台是智慧社区的重要组成部分，提供数据互联、平台构建、服务驱动与运营监控等核心作用。随着智慧社区的建设，社区引进或建设了多种信息系统，如社区养老系统、政务系统、信息推送系统、智能家居系统、安防系统等，形成分布式、异构性的服务环境特点。在政府“重心下移、权力下放”的政策指引下，结合社区自治、社区自我管理的要求和政府基层治理需求，社区综合信息服务平台需要提供行政审批等政务服务，并实现与上级各部门政务平台的信息交互。随着云计算的发展，智慧社区综合信息平台可通过融合Saas、Paas、Iaas，以减少智慧社区建设成本，提高社区服务质量，智慧社区服务需求结构如图所示。

智慧社区服务平台需求结构图

第一，信息与应用集成。智慧社区各应用系统之间存在互操作问题及信息孤岛现象，因此，在智慧社区综合服务平台建设中，要解决的一个关键问题是智慧社区中各系统的集成。

当前，针对社区综合服务平台的信息与应用集成方法，可以基于SOA方法实现，SOA(Service-Oriented Architecture)即面向服务架构，其思想的表现就是将信息系统的逻辑功能进行包装或者分解为更小的独立的功能单元，通过标准技术，将其封装为独立存在的服务，逻辑执行各服务，实现用户需求的业务功能，进而实现系统的体系化。

将SOA应用于智慧社区综合信息平台建设，从业务驱动的角度自上而下进行平台开发，集成社区内各分布、异构应用系统及各类网路服务资源，有效集成智慧社区内的各类数据，增强服务重用性，简化设计过程，优化业务流程。智慧社区内各个信息系统的功能以服务的形式按照标准进行封装，服务之间通过简单、中立接口进行通讯。当前实现技术主要有web service/SCA组件、ESB，实现思路一方面是将对底层数据的操作与算法封装为服务，进而实现异构系统之间的信息交互；另一方面是直接将关键构建或者逻辑结构封装为服务，以其他服务为自身服务，或者自身服务作为其他服务的构件，实现功能的改进与再创造。ASP.net平台，J2EE平台等提供了相关实现框架。

第二，社区三维可视化与虚拟现实。空间技术和3S技术的飞速发展以及全球对地观测系统(EOS)、国家信息基础设施(NII)、国家空间数据基础设施(NSDI)等重大计划的实施，为社区的信息化建设提供了丰富的数据源、有力的技术手段和支撑。地理信息系统技术具有设施位置定位、轨迹跟踪、信息查询等方面的优势。GIS技术的发展经历了三个阶段，GIS、WEBGIS、WEBVMGIS，利用GIS技术、虚拟现实技术以及数据融合，构建三维可视化虚拟社区，并应用于智慧社区综合服务平台，实现空间信息共享，实现对社区的网格化、精细化管理，创新管理模式，辅助完成社区规划。

现有基于GIS技术的智慧社区综合信息平台的研究多从社区管理角度出发，服务面相对狭窄，服务种类相对较少，并不满足当前智慧社区对综合信息平台的需求；架构设计灵活性不足，或不采用分层设计，或层与层之间紧密结合；设计过程对智慧社区的系统集成考虑较少；其设计理念多以GIS平台重新开发各类服务系统，实施困难，成本较高，对云端资源及社区已有信息系统资源利用不足。在后续的平台开发中，可以以GIS服务为智慧社区综合信息平台的服务构件，充分利用GIS服务的优点，完成平台开发。

第三， 基于第三方平台的智慧社区综合服务平台建设。基于第三方平台的智慧社区综合信息平台建设即将社区主要业务服务依托于第三方平台完成，现有文献对这方面研究相对较少。文献在需求管理分析上引入马斯洛层次需求理论，对社区信息化的各方需求进行调研，实现模块化、分层次设计；在平台的建设方式上，通过引入中国移动总集成，借助中国移动资金、网络资源、技术优势实现资源集成创新，借助中国移动各种成熟的业务及运营经验实现社区信息化平台的服务创新。系统架构由信息源、信息采集/管理/共享及应用、信息服务三部分构成，用户可通过WEB、12580呼叫中心、短信、收集WAP门户方式进行信息查询。

基于第三方平台建设智慧社区信息平台可以充分依赖第三方的优势，减少开发成本，但是过于依赖第三方平台，社区信息安全得不到保证，社区服务受限，不利于实现社区个性化服务；同时对社区已有系统的集成及云端资源的利用考虑较少。

第四，面向智慧社区的分布式实时数据库研究。对智慧社区的传感器、视频监控设备、RFID、智能卡、设备状况采集装置等产生大量的实时数据进行分布式存储，建立面向智慧社区的实时数据库。

面向智慧社区的分布式实时数据库应采用服务视角，其整体设计应可融合入智慧社区综合服务平台中，并与智慧社区综合服务平台的设计思想保持一致。

第五，云计算技术应用于智慧社区综合服务平台的建设的研究。云计算技术作为一种计算模式，其重要特征就是资源整合，其易维护、高扩展的能力都使得云计算技术得到越来越多的关注和应用。云计算的关键思想是统一管理和调度连接到互联网上的资源，形成一个计算资源池，根据用户需求提供服务。

完全依托于公有云搭建智慧社区综合服务平台，没有考虑到社区敏感信息的处理，不利于社区安全。部分企业搭建私有云，并实现信息服务平台的建设，虽保证了平台安全性，但资金投入高，同时存储与计算能力受限。

社区平台安全性是个非常重要的问题，现有云计算的部署模式有：公有云、私有云、社区云、混合云。混合云综合了私有云与公有云的优势，社区可结合自身现状建设小规模私有云，并通过利用公有云实现存储能力与计算能力的扩充，既可保障自身安全，也可充分享用低廉无限的计算能力。

智慧社区的实时数据分布式存在，传统的分布式实时数据库基于对象或基于关系，数据库仅仅作为一个存储机制，其数据运算处理依赖于客户端，给客户端带来负担。智慧社区的实时数据分布存储于智慧社区的各个节点中，其存储机制可拥有更多的计算能力。面向服务的智慧社区综合服务平台实时数据库，构建于智慧社区综合服务平台之上，其构建思想应契合智慧社区综合服务平台的思想，其服务构件应完全融合于智慧社区综合服务平台，服务构件集中即可实现分布式实时数据库各个功能，分散则为智慧社区综合服务平台其他应用提供服务，实现系统可降解化处理，从根本解决遗留系统问题。

智社区综合信息平台架构设计，由七个层次构成：用户访问层、应用层、服务运维层、服务提供层、中间件层、数据中心、基础设施层。

随着智慧城市的建设，智慧社区作为智慧城市的基础组成部分，其建设也引起了广泛关注，现有针对智慧住区综合服务平台的文献，主要集中于五个方面的研究：

1.信息与应用集成。

2.社区三维可视化与虚拟现实。

3.基于第三方平台的智慧社区综合服务平台建设。

4.智慧社区分布式实时数据库。

5.云计算技术应用于智慧社区综合服务平台建设的研究。

现有针对智慧社区系统的信息与应用集成相对较多，主要基于SOA方法进行实现，针对社区三维可视化与虚拟现实研究，很多研究者应用Web GIS技术开发了物业管理系统等应用系统，但是忽略了对社区遗留系统的利用。同时，对社区三维可视化与虚拟现实的研究现处于起步阶段，将其应用于社区管理仍有许多问题需要解决。针对基于第三方平台的智慧社区综合服务平台的研究相对较少，过于依赖第三方，存在安全性差、功能不完善等问题，因此并不是一种好的解决方案。面向智慧社区的分布式实时数据库专门针对智慧社区建立的，主要存储管理智慧社区的实时数据，解决智慧社区现在所面临的数据量大、数据分布存储、数据传输协议多样化等问题，具有较强的针对性，现有研究相对较少，具有较高的研究价值。云计算技术的重要特征就是资源整合，其易维护、高扩展的能力都使得云计算技术得到越来越多的关注和应用。云计算的关键思想是统一管理和调度连接到互联网上的资源，形成一个计算资源池，根据用户需求提供服务，应用云计算技术于智慧社区综合服务平台的建设之中，利用其无限计算能力和充分的网络资源，节省建设资金，提升服务质量，其优势在于数据服务，现有文献主要基于公有云进行智慧社区服务平台的建设，安全性较低，对社区遗留系统的集成考虑较少。

混合云具有公有云和私有云的优点，将SOA与云计算相结合，应用于智慧社区服务平台的建设中，既可实现社区遗留系统应用及信息集成，也可充分利用已有的IT服务，并扩充平台计算能力，满足智慧社区的服务与数据需求，未来可基于SOA与混合云的智慧社区综合服务平台进行研究。