时间:2023-02-27 11:20:59
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇医疗系统论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2车载式移动医疗通信网络系统设计
2.1业务需求分析
围绕医疗通讯车设置“帐篷医疗点”,帐篷相当于科室,内设医疗设备和电脑等,设备需要通过本地无线网络,访问车内数据中心的医院信息系统、实验室信息系统和影像归档及传输系统。同时,本地桌面会诊、远程医疗及物资管理信息等也需要通过无线网络进行通信。
2.2带宽设计
根据现场救援环境需要,本网络按可承受全网80台业务访问终端进行设计。其中带宽需求最大的是PACS传输、远程视频及本地桌面会诊3个业务;HIS、LIS访问及语音通信等业务带宽需求较小。文件传输保留1.2Mbps带宽,桌面共享平均每方60K。由于终端的局限性,本研究设计语音按8并发、2路视频并发、1路文件传输及5路桌面共享计算,共需带宽设计为4种。
2.3传输距离设计
通常帐篷医疗点围绕在通讯车220m范围以内,相互间距<60m。在特殊地形地貌的救援现场,系统应能支持扩展1倍的距离,提供400m左右的通信能力。为进一步发挥移动医疗通信车的作用,如与离开一定距离的医护人员进行通信、从山上对山沟下需要救助人员进行现场环境采集等,系统若能提供千米(km)级的无线通信能力则更好,如支持4km长距离的通信,能够使医疗通信系统适应各种救援现场环境下的灵活部署。
3基于LTE和WLAN的无线通信技术
LTE技术,即3.9G无线宽带技术(准4G),是未来的通信发展趋势和发展目标。基于LTE的无线宽带专网集群系统作为新一代宽带无线移动通讯技术,具备同时传输大容量的下行和上行数据的能力。单站情况下,单小区的下行峰值速率可达到90Mbps,上行峰值速率可达到40Mbps。在4km超长距离下,系统认可提供0.9Mbps的通信带宽。通过强大的宽带数据接入功能,现场人员可以通过无线网络实现远端数据快速查询、现场采集信息便捷上报以及工作电子流现场处理等业务,极大的提高应急救援人员的工作效率。单个CPE的WiFi可覆盖40~90m的范围,<60m范围的WiFi信号衰减较弱,不影响通信带宽,相邻数个CPE同时存在时WiFi设备可以接入信号最强的CPE中。为保障系统能够提供WLAN无线定位功能,本研究在系统设计时将LTE网络上叠加WLAN网络,形成LTE和WLAN的本地无线网络。AP通过CPE提供的LAN接口接入到网络中,以LTE为管道承载数据通信业务,AP由AC集中管控,上电后可自动部署。采用LTE通信技术能够同时提供基于LTE的集群通信功能,实现清晰、易于操作的语音通话以及语音对讲功能。
4LTE和WLAN安全性分析
医疗信息涉及个人隐私,属于保密信息,故整个系统建设需要充分考虑信息安全。LTE高安全加密集群通信和WLAN无线信号支持WIDS/WIPS无线攻击检测;MAC/802.1x接入认证等保障无线网络安全,能够满足一般民用设计的要求。
过去十年,医院的信息化建设基本上都在练“内功”,它的服务对象只是针对医院内部的医护人员,或者与之相关的药品、设备供应商,与医院结算的银行、医保中心做信息化,却没有开发医患关系中的另一核心,为患者就诊过程实现信息化,以致于患者无法体会到医院信息化所带来的变化。
2连接患者社交网络的设计架构
社交网络服务(英文:SocialNetworkingService,缩写:SNS)主要作用是为一群拥有相同兴趣与活动的人创建在线社区。这类服务往往是基于互联网,为用户提供各种联系、交流的交互通路,如电子邮件、实时消息服务等。医院信息系统模块与患者的社交网络连接起来,构建一套新的患者移动服务系统,可有效地实现患者与医院诊疗信息的实时互联互通,及时加强医患互动,有效缓解医患矛盾。笔者以佛山市中医院的实际应用案例,报道如何利用微信公众平台,构建一种全新的移动互联网下的就诊模式。
3流程改造分析
医疗就诊传统流程中的三个最耗时环节:排队挂号、排队交费、排队取药取检查报告,是大多数患者表现在看病过程中最容易产生烦燥情绪的环节。采用微信服务号的接口功能,与医院的挂号、分诊、医生工作站、收费、取药、检查治疗等原有的业务功能信息系统进行对接,医院与患者间的诊疗信息及时互联互通,并及时为患者推送就医指引信息和报告结果,结合全流程的闭环数字化处理,以往需要排队一两个小时的多个环节,可瞬间在几分钟内完成,大大缩短了整体就医时间,有效缓解三长一短的看病难问题。新旧流程对比效果。目前,我院开通的微信服务功能,包括了患者来院就诊前后的全流程环节。
二改造的技术要点及注意事项
从佛山市中医院的实施案例分析,要在原有医院信息系统中接入患者的社交网络移动服务,需要注意以下几方面:
1接入患者社交网络的安全性
医院信息系统内含有患者的各类诊疗和费用信息,保密性要求非常高,因此将其连接社交网络前,必须充分考虑业务流程的安全性和可操作性问题。在实施过程中,除硬件上使用传统的网闸或防火墙、VPN等网络安全设备外,软件设计上,可考虑采用中间件技术,屏蔽底层硬件、操作系统、数据库的差异,为应用系统实现高性能、高可扩展性、高可靠性保障,对源数据进行转换、压缩、加密等处理,使信息在流转过程中更安全可靠,用户更放心。
2医院原业务流程的个性化改造
目前微信等社交网络提供的服务功能,主要体现在医患信息互动的及时性和费用支付上。如要在诊疗过程中发挥其功能的最大化,必须紧密结合医院本身业务流程相关的信息系统。例如,在微信上挂号支付完成,确认和下一步指引信息必须通过医院内部的挂号系统向微信服务器发送。同时,医院内的分诊系统为患者提供相应的排队叫号策略。在诊间医生工作站就诊、支付、取药、检查、治疗等每个环节,要根据医院原信息化程度与微信平台做个性化的对接和改造。
3新模式下要注意的问题
3.1通过微信挂号是否会给“黄牛党”可乘之机?挂号机制中必须制定一些约束条件去防范“黄牛党”无止境的占用医生号源。例如:可对每个微信用户,每天和每月限挂N个号(包含预约挂号与当天挂号)。为保证部分幼小或老年人现场挂号的就医习惯,还可为现场挂号窗口保留一部分专家号源。
3.2通过微信支付后,是否还需要打印发票?药房取药或医技执行使用何凭证?简化流程,节省时间,方便患者的新模式设计理念,通过微信支付后,应支持不需打印发票功能(针对需要发票的微信患者,系统必须支持窗口补打发票)。即就诊环节能支持凭医疗卡或微信验证码去取药、检验、检查和治疗等。
3.3微信支付就诊费用后,患者如需退费,系统如何处理?看病行为是复杂的,退费情况在就诊过程中会经常发生。因此在系统设计时必须考虑这个环节的处理。以前退费流程,医院的处理办法是凭发票退费。通过微信支付就诊费用后,可考虑凭个人就诊卡或微信验证码信息,前往人工收费窗口补打发票,然后按旧流程退费。采用新的业务模式,必然会产生各种新问题,不可能一一列举。在实践中,可根据各个医院的实际情况,思考不同的解决方案,为患者提供简便、快捷、安全的就诊流程。
2数据交换
数据交换出现于上世纪九十年代,它是一种标准数据传输方式,已经在国内外的众多行业中得到了应用,并取得了较好的应用效果,因为数据交换的自动化处理能力较大,尽管涉及了较大的用户范围,但是依然能够较好的保障数据处理的正确性,所以,数据交换在医疗领域的应用前景也是比较大的。本文接下来以面向区域医疗的临床数据交换系统设计为例,研究其实际应用。一方案整体架构医疗机构内部系统较低的集成水平,导致医疗机构与区域医疗中心的信息交换的可靠性与实时性特点表现的不够明显,为了能够更好的实现二者之间的数据交换和共享,所以设计了面向区域医疗的临床数据交换系统,整体架构如图1所示:从图1中我们可以看出,在这一临床数据交换系统中,主要包含两部分,一是区域医疗边界网关,二是数据交换标准化接口。其中,区域医疗边界网关是通过集成平台提供的SQL、File、FTP等接口,将EMR、LIS、PACS、药库系统等进行信息集成,从而形成一套有效的医疗信息元数据,以实现区域医疗的各项需求,在文件服务器中存储整个过程中出现的图像、文件等,为本系统实现数据交换提供数据基础;数据交换标准化接口主要是利用集成平台与MML标准,实现上述医疗信息元数据的标准化,通过运用区域医疗中心的集成平台,对标准文件进行解析,并在区域医疗区域数据库中进行存储,最终实现数据的交换和共享。二数据获取方式设计数据获取的基础是系统中的集成平台的设计,通过它来获取各种医嘱、文书等关键信息,并在特定的数据库中进行保存,通过集成采集挂号、EMR、PACS、等异构系统中的离散数据,并在数据库表中进行存储。通过面向区域医疗的临床数据交换系统的设计及以上分析,充分证明了数据交换技术在医疗领域的应用。
3电子邮件
随着通信技术的不断创新与进步,以及计算机技术的广泛应用,在人们目前的工作、生活中计算机已经成为一种不可或缺的交流工具,电子邮件(E-mail)已经基本上取代了传统的书信。通过E-mail进行信息交流仅能够将传送者的文字信息快速传递,还能够传输生动的图片、音乐、视频等数据信息,而且,E-mail还可以通过群发功能将同一信息快速传递给多个人,大大提升了信息传递效率,也节约了传递者的时间,提高了他们的工作效率。电子邮件的这些优点都决定了其在医学领域的广泛应用,它操作简单方便、传输信息准确可靠,并具备邮件接受自动提醒功能,医生以及医院之间通常会使用E-mail作为其主要通信方式,甚至在一些医院信息管理以及办法自动化系统中,内部信息交流的基本通信方式就是使用E-mail。
4远程医疗
远程治疗是指利用现代网络和电子计算机等多媒体来实现远程临床诊治。从其定义来看,远程医疗实现的最基本条件就是网络,医生通过网络了解病人的基本信息及病情,并通过计算机技术,进行远程指导与治疗,从而大大节约了诊治所需的时间。比如,远程手术就是专家及医生通过运用计算机网络技术观察和了解病人图像和声音,再利用现代医疗器械对病人实施远程遥控手术,从而在危急时刻,在最短的时间内挽救病人生命;再比如远程联合会诊,各个专家不必在同一地点出现,而可以直接通过计算机远程技术,让身处不同地方的专家同时清楚地观察到病人的病情,并能够实现专家间的相互沟通。
论文关键词:卫生统计;现代医院管理
现代社会已处于信息时代,医学技术和现代化管理科学的飞速发展使信息的重要性逐渐被人们广泛认识。随着现代医学的发展,医疗统计管理已成为一门专门的学科,作为医院管理体系的信息交流枢纽,其作用正在被管理者重视。医院的科学决策应当建立在充掌握院内的各种信息基础上。卫生统计专业性强,其质量的好坏将直接影响到各种信息的可靠性,影响医院经营决策水平,因此,统计工作在医院管理中具有不可忽视的重要作用。在新形势下,医疗竞争日趋激烈,医院要加强管理,促进自我生存和发展,不能单纯地追求经济效益,必须充分发挥统计职能,有效开发和充分利用统计信息。只有依据科学的统计信息资料,才能提高医院的服务质量,从而促进医院的全面发展。
1统计数据的性质
1.1统计信息要有可信度
医疗统计指标在医院质量控制及成本核算中占有重要的比率,统计信息是否准确将直接影响我们的产出日报、月报、季报、年报等医疗工作报表的准确性。不准确的信息将直接误导院领导及相关职能科室的决策,对医院的规划建设及每个员工的切身利益都有直接或间接的影响。目前,绝大多数医院实现网络化管理,联网后的计算机不同于单机运行,录入并储存的原始统计数据来源于各个分散的工作站,原始资料收集过程因此就会出现由于操作人员网络操作失误而引起数据错误或丢失等情况,这就要求统计工作者明确统计工作的整个环节,每个统计项目都要遵守相应的统计方法、统计标准、统计起止时间等要求,对随机出现的问题:如临床医生因对某问题理解的不同而出现不同的填报情况,输入操作员出现的手错等,都要求统计工作者有能力及时发现并解决,对原始数据认真核对,努力减少原始性差错,以保证统计数据的可信度。
1.2统计数据要真实、及时、全面地反馈信息
各类统计数字均来源于医院各科室,统计工作者直接深入科室,把好各类统计数据的第一关,并依据目前的统计工作的发展方向,建立健全医院综合信息台账,包括人事、财务、仪器设备、科研培训和患者资料等,并定期进行综合分析,及时反馈给院领导和上级卫生部门,使信息科真正成为管理者的“信息库”。
2开展和拓宽统计工作职能
2.1全面开展统计工作,加强医院质控工作
卫生统计的工作主要是以围绕着一系列相互联系的统计指标构成整体开展的,这个指标体系说明和研究医院医疗活动的各个方面和全过程,完整的医疗统计指标对实现医院宏观调控、加强科学管理、提高医疗效益有重要意义。医疗质量水平高低反映了医院总体医疗水平,根据医院制定总的质量管理目标,把床位周转次数、出入院人数、诊断符合率、平均住院日、无菌切口感染率、临床初诊与临床确诊符合率、手术前后诊断符合率等质量控制指标分解到科室,医院定期通报。密切关注医疗质量指标、工作计划指标的完成情况,动态、及时反馈执行情况,为各科室提供相关业务信息服务,并根据年终或季末统计结果进行考核或制定下一年工作计划。
2.2深化拓展统计工作,靠拢医院管理
时代在发展,医院也在发展、改革,我们的统计工作面临着新的挑战。在以往的医院统计工作中,统计工作主要将医院工作完成情况搜集、整理、汇总,进而为医院管理者及各科室提供数据,处于一种被动服务、数据滞后的局面。但是现在医院的改革发展趋势要求统计工作从单一的日常报表等常规工作向多元化、专题化方向发展,扩大统计对象范围,运用统计方法为医院的医疗、管理、科研和教学提供及时、动态的反馈信息,并加强信息预测职能,提供有预见性的数据,为医院制定各项计划、政策提供可行性依据。
2.3统计信息可指导医院管理者对现有资源的有效利用
医院的管理者一定要掌握医院的服务半径、所辖区域人群的疾病分类结构和变化趋势。统计信息可以利用统计数字、图表和文字相结合的形式,反映医院医疗活动和经营管理情况,同时作为医院信息来源的主体,不仅要掌握医院的纵向发展,还要对院外进行横向的对比分析,据此来确定重点科室、重点科研和薄弱科室要改变发展的客观趋势,以此分配现有的人力、物力和有限的财力,以达到最佳的资源优化配置,为医院创造更佳的效益,避免人力、物力、财力的浪费。
3建议
提高统计分析水平,当好领导管理和决策的“智囊团”,具体有以下几点:医院设立专门的信息统计机构,配备专门的统计工作人员,健全医院信息网络,从整个医院管理的角度对医院信息统计工作提供组织机构上的保障;医院统计具有较强的专业性和科学性,既要有一定的医学知识,又要具备统计专业知识,时代的发展又要求统计工作者具备一定的计算机技术,所以统计工作人员必须不断地吸取新的知识,拓宽知识面,提高自身素质,在实践中不断总结和积累经验,充分利用专业特长帮助医疗科室进行课题设计、数据处理,使统计职能深入人心;为医院决策提供可行性论证,使统计广泛应用于医院管理决策、医疗质量监督等各个方面;统计工作者要得到领导的重视与支持,在实际工作中应主动承担重要任务,增强医院统计参与管理的意识,主动跟踪医院管理,进行全方位、多层次的信息综合收集、利用,创造良好的发展环境,切实为医院决策提供及时、准确和完整的信息服务,真正成为医院管理者的参谋部和“智囊团”;定期或不定期做好统计分析及统计信息反馈工作:每季、半年、年度做定期综合性统计分析,其内容包括门诊及临床各科的工作量、工作效率、医疗质量、护理质量、经济效益及病人满意度等。并从纵向(与往年同期比)、横向(与同级医院比)以及目标完成情况等进行分析,从中找到影响医疗工作的各种正负因素,提出合理化建议,及时提供给医院及有关部门。院领导往往据此主持召开各职能科室负责人参加的医疗质量分析会,并把统计分析报告进行宣读,对于成绩及问题进行全面讨论,给予表扬和批评,并制定相应的措施。在日常工作中,随时发现问题及时做专题性调查,写出不定期统计分析;改进统计方法:医疗评价更合理在诊断质量评价上,以前我们只评价门诊/出院诊断符合率、入/出院诊断符合率,实际工作中我们体会到,仅这两项指标不够全面,又把漏诊率、待诊率、入院3日确诊率纳入考核项目,对诊断质量进行全面综合评价。并把一目了然、反映不出诊断水平的疾病,如大部分骨折、烧烫伤、原因明确的中毒和部分创伤等剔除,使其不参与诊断符合率的计算。
两点体会:第一方便了领导对统计信息的利用,为医院管理科学决策提供了依据;第二有效地发挥了统计监督工作。
参考文献
[1]于承浩.统计信息在现代医院管理中的作用.中国医院统计,2002;9(2):99-100.
[2]张翠红.统计工作与医院的综合管理.地方病通报,2002;17(2):82-83.
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[4]马天华.浅谈医院统计职能的拓展.中国卫生统计,1999;16(4):202.
1)冷冻水系统:冷冻水输配系统采用恒定温差变流量的二级泵系统,一级泵为定流量。根据使用功能及各环路阻力特性设置了三组二级泵,分别为:a.住院楼;b.门诊、医技楼;c.手术部、ICU等净化区域(四管制系统)。每组泵设一台备用泵,二级泵根据最不利环路压差信号变频运行。2)热水系统:采用变流量一级泵系统,系统变流量依据远端压差。冷、热水系统循环泵分别设置。两管制、四管制系统分别设置换热机组及管路。空调冷热水系统水平主管段采用同程式,垂直立管采用异程式。采用高位膨胀水箱定压、补水。主干管及主分支管回水管处设置静态平衡阀,用以调节水系统平衡。同时,空调机组、新风机组设置动态平衡电动两通调节阀,以实现动态平衡。风机盘管亦设置动态平衡电动两通双位阀。3)冷却水系统:采用开式机械循环,超低噪声横流冷却塔集中设置在住院楼南楼屋面,冷却水32℃/37℃。4)蒸汽凝结水:经过换热机组产生的80℃凝结水,接至卫生热水换热机组,预热洗浴用水,降温至35℃的凝结水储存至-2层制冷机房的凝结水箱,作为车库冲洗用水等其他洗涤用水。5)水处理:空调冷热水系统的补水设软水处理。制冷机组入口冷水、冷却水总管上设旁流动态离子过滤水处理器,对空调冷水/冷却水进行除垢、杀菌灭藻、除锈等处理,冷却水系统设置智能在线清洗装置。
1.2空调风系统
1)病房、门诊、办公等采用风机盘管加新风系统。新风系统按区域分散设置,不跨越防火分区,新风支管设机械式定风量阀,向室内定量供应空调新风;室外新风入口处设置电动密闭调节阀、电子空气消毒净化装置。2)输液大厅、大堂等大空间场所采用全空气系统,上送上回,空调机组变频控制,根据人流量和室外空气状态参数调节空调送风量。过渡季设置排风机组,实现全新风运行。3)消防安保中心、物管用房、变配电用房等,单独设置风冷热泵型分体空调器。4)手术室、产房、ICU等洁净区域部分采用独立净化空调系统。
2自动控制
2.1空调冷水系统
1)机组、水泵、冷却塔控制。机组冷水及冷却水出水管上设电动开、关阀及水流开关,冷却塔进水管上设电动开、关阀。冷水机组、冷水泵、冷却水泵和冷却塔联锁运行。启动顺序:各电动蝶阀打开冷却塔风机运转冷却水泵启动冷冻水泵启动冷水机组启动。停机顺序相反。2)机组、水泵、冷却塔群控。冷水总供水管及回水管上装设温度传感器,冷水供水管上设流量传感器。通过设计的冷水流量及供回水温差、微机计算出的系统冷量,与软件的设定值比较,以确定最优的主机开启台数及启动与其配套的水泵和冷却塔。3)冷水二级泵系统控制策略。二级泵为变流量运行,其控制信号来自最不利环路干管的供回水压差信号系统,该压差信号与设定值比较,在有偏差时,将会自动调整相关水泵的转速,以令该压差回到设定范围,从而保证末端供水流量的稳定,而又实现最大限度的节能。
2.2空调热水系统
1)换热机组二次侧出水管上设温度传感器,其温测信号传递给一次侧蒸汽入口处的自力式温度调节阀以调节温控阀的开度,控制蒸汽流量。2)空调热水为一级泵变流量运行,其控制信号来自最不利环路干管的供回水压差信号系统,该压差信号与设定值比较,在有偏差时,将会自动调整相关水泵的转速,以令该压差回到设定范围,从而保证末端供水流量的稳定,而又可有效的最大限度的节能。同时,用户侧泵的流量发生变化时,将影响到板式换热器一次侧的供回水温度的变化,为了维持一次侧的温差恒定,热水一次侧泵变流量运行。
2.3空调末端
1)风机盘管/吊柜(回风工况)控制。通、断水流或选择风机盘管风机低、中、高速运行,以维持室内的温度,同时调节各个末端设备之间的压力平衡。冬夏季工况自动转换。2)新风机控制。由设在主送风管上的温度传感器,经DDC控制器控制其回水管上的两通电动调节阀,以保持送风设定温度的稳定。电动阀与风机连锁。冬夏季工况自动转换。3)柜式、组合式空调器控制。由设在回风总管上的温度传感器,经DDC控制器控制其回水管上的两通电动调节阀以保持室内设定温度的稳定。电动阀与风机连锁,冬夏季工况自动转换。由DDC控制器根据设置在回风管上的二氧化碳浓度传感器信号控制新风、回风及排风管上电动风阀开度,以保证室内新风量及节约能源。过渡季节由DDC控制器根据室内温度信号控制新风、回风及排风管上电动风阀开度,由DDC控制器根据风管的风压信号变频控制系统中的所有风机转速,以维持室内温度。
2.4空调系统防冻设计及控制
在冬季空调水系统试压及调试期间,系统不运行时,其水系统应放空泄水以免冻裂末端设备铜管。在空调系统新风入口处设置电动风阀与其系统风机联锁,在空调系统表冷器后设置防冻开关。空调系统运行时,DDC控制器根据其信号控制空调器回水管上的电动二通阀开度。
2系统软件设计
为了使医疗护理床具有更大的灵活性、和可靠性、易于扩展功能和适合今后变化的需要,软件编制采用模块化、层次化的程序设计,软件结构如图2所示。系统软件包括核心逻辑模块、液晶屏显示控制模块、床体运动控制模块、通讯模块和外部数字量、模拟量输入模块等,核心逻辑模块实现系统的核心逻辑判断;液晶屏显示控制模块主要控制液晶屏显示床的状态、操作模式的切换、病人称重、床体的一些参数的设置等;床体运动模块根据核心逻辑模块的判断结果实现床体按照用户的指令进行动作,以及控制相关的指示灯;通讯模块负责接收单片机系统发出的按键信息并进行正确的解析,并能将核心逻辑模块的判断结果正确编码后传递给单片机系统;外部数字量、模拟量输入模块负责采集角度、重量、电压的信号和其它一些开关量的输入。
3抗干扰设计
系统软件设计了故障判断及系统保护的功能,当护理床在使用不当或有机械卡制的情况下,系统能自动判断发生故障的部位并停止该部位的动作,防止对病人和护理床本身造成进一步的损坏。每个控制单元都使用硬件看门狗防止系统程序发生死锁现象。当程序发生死锁后,系统会自动重新启动,保证了用户的安全使用。
基于浏览器/服务器结构的非书资料管理系统的硬件结构主要是一台万维网服务器,并连接有一台大容量的冗余磁盘阵列机,本馆的磁盘阵列的容量是1.6T。系统是以Web站点的形式部署在万维网服务器上,光盘数据存放在磁盘整列上。本馆的光盘记录是由工作人员通过浏览器从后台录入,同时把光盘上的数据加工成标准的ISO格式,上传至服务器,这样即完成了一张光盘的录入工作。用户通过浏览器访问系统首页,就可以检索并下载所需的光盘资料,下载的资料经解压后即可使用。同时系统还提供无记录上报、空链接上报、资料损坏上报、留言以及统计功能等,在方便读者索取资源的同时,也帮助改进网站的资源建设。
剔旧的必要性和可行性
以目前的经费使用状况,无法以扩充存储设备容量的方法来解决这个问题,因此剔旧是目前最可行的方法。但即使经费充足,盲目地扩充存储设备的容量也不是一个可取的方法,而应该是保持在一个合理的存储容量之内。根据承德石油高等专科学校图书馆以年代来划分的统计,2008年录入的数据中,至今被下载过的比率是37%、2009年的比率是65%、2010年的比率是51%。同时,根据统计,在2008年录入的TP类资料中,有620G的资料未被下载过,占光盘总存储量的43%。这些未被下载的资料在以后被下载的可能性很小,完全可以作为剔旧的对象。如果以后有用户索取已经被剔旧的资料,工作人员也可以重新加工、上传,由于这种情况的概率很小,因此不会对用户的使用以及系统维护人员的工作量造成很大的影响。由此可见,剔旧对非书资料管理系统的维护是一个必要的工作,而且也是完全可行的。
剔旧策略
剔旧策略中使用的参数共有4个:分别是录入日期、下载次数、最后下载日期、剔旧种类。①录入日期:对大部分资料来说,年代越久,可利用的价值就越小,因此录入年代最久的资料是首选的剔旧对象;②下载次数:某一资料的下载次数直接和客观地反映了这个资料对用户的价值,因此未被下载过的资料是要剔旧的对象;③最后下载日期:如果有些年代较久的资料近期还被下载过,说明它还有保留的价值,不应被删除;④剔旧种类:如果系统中存在某类光盘资料占用了较大的存储空间,并且这类资料被下载的比例不高,就可以仅选择这类资料作为剔旧的对象,否则就以所有光盘作为选择对象。比如在承德石油高等专科学校图书馆中,TP类的资料就是一个典型的例子。以上4个参数的合理组合和设置,就是一个完整的剔旧策略了。一般情况下,选择那些录入日期最早、下载次数为0的记录,就可以满足释放空间的需求了,这也是最理想的剔旧策略。当然,可以根据实际情况,具体的调整4个参数的设置,以达到最佳的剔旧效果。
剔旧策略的实现
摘要: “数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势,代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题,也是提高城市综合竞争力,促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力,它不再是一个技术性概念,而是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态。本文阐述了“数字城市”的内涵,并对“数字城市”建设的内容与框架进行了细致的探讨。
关键词: 城市 信息化 城市信息化 “数字城市”
中图分类号: F49
一、“数字城市”兴起的背景
1998年1月31日,时任美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球:二十一世纪认识地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的讲演中首次提出了“数字地球”的概念。戈尔指出:我相信我们需要一个“数字地球”,即一个以地球坐标为依据的、嵌入海量地理数据的、具有多分辨率的、能三维可视化表示的虚拟地球。详细地说,“数字地球”是指以地球为对象,以地理坐标为依据,具有多源、多尺度海量数据的融合,能用多媒体和虚拟现实技术进行多维的表达,具有数字化、网络化、智能化和可视化特征的虚拟地球。简单地说,“数字地球”是指数字化、信息化的地球。形象地说,“数字地球”是指整个地球经数字化后由计算机、数据库及通讯网络来管理的巨型信息系统。同时,“数字地球”也是全球定位系统、遥感、地理信息系统、宽带网络及虚拟现实等现代高科技的高度综合和升华,是当代科学技术发展的制高点。
1999年12月,来自20个国家的500余名科学家、工程师、教育学家、管理者及企业家汇聚北京,于“首届国际数字地球会议”召开之际发表了著名的《数字地球北京宣言》。宣言指出:21世纪是一个以信息和空间技术为支撑的全球知识经济的时代,强调综合全球对地观测系统、全球空间数据基础设施、全球导航与定位系统、地球空间信息基础设施及动态过程监控的重要性;认识到数字地球有助于回应人类面临的诸方面的挑战;倡议政府、科技界、企业等共同推动数字地球的发展;建议实施数字地球过程中,应优先考虑环境、灾害、资源、可持续发展与人类生活质量等方面。数字地球北京宣言的发表,标志着1998年戈尔提出数字地球概念后该领域在全球范围的正式推进。
随着信息技术的高速发展,互联网的普及、信息高速公路的建设、“数字地球”概念的提出和推广,全球掀起了一股强大的信息化浪潮。这股浪潮对世界各国的经济、政治、文化均产生了巨大的冲击,它使得一些传统的东西正在消逝,许多新事物、新现象层出不穷;它正在逐步改变人们的生产、生活方式及价值观念,促进人们进行新的社会变革。由于计算机技术的产生以及在各个科学领域的广泛应用,大大促进了网络技术、通信技术和空间分析技术等技术的发展,学科的相互交叉和技术的集成又不断地拓宽新的应用领域。信息技术与信息产业的发展已迈入了一个崭新的时代。这些先进的、改变城市功能的技术主要表现为:(1)高分辨率卫星遥感技术突飞猛进,极大地提高了地理信息获取和更新的能力;(2)宽带光纤和卫星通信为基础的互联网的迅速普及,极大地扩大了信息的通信交换能力;(3)分布式数据库和共享技术的发展,极大地提高了信息存储和管理能力;(4)仿真和虚拟技术的成熟,酝酿着信息应用技术领域的划时代变革。信息技术变革的大趋势必然深刻地影响到城市规划、建设和管理行业的信息技术应用领域。传统的城市规划、建设和管理不得不向“数字城市”靠近,并努力追寻“数字城市”的发展模式。
城市是社会经济要素高度集中的区域,是人类经济、政治和文化活动的中心,是人流、物流、资金流和信息流聚集和扩散的基地。进入21世纪,信息化进一步得到了广泛应用和高度渗透,信息技术正孕育着新的重大突破。信息资源日益成为城市发展的重要生产要素、无形资产和社会财富。同时,经济全球化是经济增长要素特别是技术、资本、人力资源、知识等诸要素,在资本追求经济效益最大化的利益驱动下所出现的全球性流动和组合,以至于国别经济和区域经济越来越多地被纳入了一体化的全球经济体系之中,人类社会经济发展的依赖性、互补性、关联性更为增强,各种商品在全球流通,为世界人类所共享。2000年6月5日~7日,联合国经济与社会事务部(UNDESA)和联合国开发计划署(UNDP)及亚太地区的城市市长参加的主题为“推动城市信息化,共创未来家园”的“亚太地区城市信息化高级论坛”,最后发表了《上海宣言》。该宣言指出,当今世界经济全球化已经成为人类社会发展的总趋势。信息化的程度和水平已经成为衡量一个城市经济社会发展综合实力和文明程度的主要指标。信息化正成为全球贸易、投资、资本流动和技术转移以及社会、经济、文化等一切领域发展的主要推动力。信息化建设将有利于促进人类的共同富裕和共同进步。加强对城市信息化的理解,推进城市信息化建设与合作,将成为城市发展的新主题和新动力。城市信息化的主要表现形式是“数字城市”的建设。从技术角度看,“数字城市”是城市信息化实现的技术基础,而且是城市信息化水平提高的一个重要特征。“数字城市”是社会信息化发展必然,是当今发达国家信息化发展的主要特征。全球信息化正在引发当今世界的深刻变革,重塑着世界政治、经济、社会、文化和军事发展的新格局。全球信息化的出现使得互联网成为新世纪国人关注的热点,而“数字城市”则是热点中的焦点。
在戈尔于1998年9月首先提出了“数字化舒适社区建设”的倡议后,许多国家已经对“数字城市”开展了相应的工作。比如欧洲“数字城市”(EDC)中的虚拟赫尔辛基很有特色,3D界面是其一个非常重要的组成部分。日本的“数字京都”(DCK)项目始于1998年10月,目的是使其成为京都的社会信息主干,其设计思想是真实和活动。“真实”是指该“数字城市”是为实际的用户服务的,而不是虚拟城市;“活动”是“数字城市”中的数据采集于现实的动态数据。“数字京都”中的新技术开发,处于国际领先地位。新加坡提出了“智能城市”的设想,为国民提供一个综合业务数字网和异步数字用户专线,将新加坡90%的家庭连接在一起,实现“网上生存”的梦想。随后,一些发展中国家也纷纷制定城市信息化发展政策,这些信息化城市或地区统一命名为“数字城市”。在国内,近十多年来,深圳、北京、海口、济南、广州等城市和国内著名科研院校相继建立了一批专业数据库和应用开发系统,为“数字城市”的研究积累了经验和数据。“数字城市”已成为我国各主要地、市进入21世纪后,在新的时代背景、经济背景、技术背景下,运用并发展空间技术、信息技术、网络技术,最终将其集成并渗透到现代城市生活方面的一项重要的标志性建设。
目前,“数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势,代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。深入开展“数字城市”的研究,积极推进“数字城市”的建设,无论是对当前,还是对未来城市发展,都具有十分重要的意义。
二、“数字城市”的内涵
由于“数字城市”是一个正在发展演变的概念,人们对它至今没有统一和权威的解释,存在很多的争论和思考。
台湾学者林峰田(1999)认为,“数字城市”是一项从人员组织、经费、法令、土地使用等各种配合条件,到包括硬件、软件和科技在内的基础设施,再到数据资料及其应用服务,直至社会文化五个层面的多层结构的城市大系统,他提出理想的“数字城市”应能达到三个目标:第一,有效支援城市产业发展,提高城市竞争力;第二,满足市民日常的交通、购物、娱乐、休闲、安全、教育、医疗等需求,保障市民知与言的权利;第三,创造地方特色自主意识的网络文化。
承继成(2000)认为,信息化是指数字化、网络化和智能化的全部过程。因此,信息化城市,也可以叫“数字城市”(或数码港)、网络城市和智能城市。俞正声(2000)认为,所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”、“山水城市”一样,是对城市发展方向的一种描述,是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。这将是世纪之交最重要的技术革命,将深刻改变人们习惯的工作方式、生活方式甚至风俗习惯和思维方法。宋建元等(2001)认为,“数字城市”即城市数字化,是指充分利用遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、计算机技术和多媒体及虚拟仿真等现代科学技术,对城市基础设施和与生产生活发展相关的各方面进行多主体、多层面、全方位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、社会等诸方面进行数字化网络化管理、服务和决策功能的信息体系。郝力(2001)认为,从信息化广义角度看,“数字城市”即是空间化、网络化、智能化和可视化的技术系统。“数字城市”是物质城市在信息世界的反映和升华。从城市规划、建设和管理的狭义角度看,“数字城市”可概括为“43VR”,即地理数据4D化;地图数据三维化;规划设计VR(Virtual Reality,虚拟现实)化。地理数据4D化指城市空间基础地理信息数据库包括数字线划图(DLG)、数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像地图(DOM);地图数据三维化指地图数据由现在的二维结构转换为三维结构;规划设计VR化指规划设计和规划管理在4D数据、三维地图数据支撑下,将现有的二维作业对象和手段升级为三维和VR结合的作业对象和手段。
杨开忠、沈体雁(2001)认为,一般所指的“数字城市”是以3S技术和互联网技术为支撑的城市空间信息运行系统,是一个包括城市空间信息运行机理、空间信息运行技术系统、空间信息服务与产业体系和社会文化在内的多层框架。也就是说,“数字城市”工程建设要在城市空间信息认知机制和资源配置机制的作用下,采用数字化的空间信息技术手段对作为物质实体的城市系统,特别是对与地理空间相关的经济社会现象进行数字化重现和虚拟,从而促进人们对城市的认识,规划建设和管理,进而促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅与协调,提高城市竞争力和市民生活质量。赵燕霞、姚敏(2001)认为,“数字城市”就是以数字化的方式表示城市及其各种信息,不仅应该包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还应该包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据,在现代信息技术的基础上,形成一个具有智能性质的城市巨系统。周晓颖、章申鲁(2001)认为,“数字城市”是综合运用现代高新技术,对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统,具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。它与城市地理信息系统的主要区别在于,对城市有关数据能够自动采集、处理分析、传输分化、自动或半自动智能决策,直接为社会公众提供便利的信息服务。王浒等(2001)认为,“数字城市”就是基于城市空间信息基础设施之上的城市居民社会信息生存空间。通过运用数字地球的关键技术,如数据挖掘、知识提取和虚拟现实技术,“数字城市”中广泛的、多源的空间信息将被有效的集成和管理。最终,“数字城市”将提供给公众和企业的不仅是虚拟的用户界面以实现所谓的“数字生存”,更重要的是将辅助政府制定城市管理的综合决策。
“数字城市”也称信息城市、智能城市,以数字化的方式表示城市及其各种信息,不仅包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据,在现代信息技术的基础上,形成一个具有智能性质的城市信息系统。顾朝林等(2002)认为,“数字城市”是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、建设和管理,服务于政府、企业、大众的信息基础设施和信息系统。其本质是建设空间信息基础设施并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。牛文元(2002)认为,“数字城市”是从工业时代向信息化时代转换的基本标志之一。它一般是指城市“自然、社会、经济”系统的范畴中,能够有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟现实又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。
张静(2002)认为,“数字城市”应是四维(三维坐标加时间维)的、可视化的城市,不但包括城市三维空间的所有信息,而且还包括城市各种现象的历史、现状与未来信息,更为重要的是应包括人的信息如位置,甚至思维信息,是一个四维的空间信息系统。通俗一点讲,“数字城市”是指在城市规划、建设、管理以及生产生活中,利用数字化技术、信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字、信息及各种信息资源加以整合并利用。城市规划者、管理者和生活者,可以在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中,进行规划、决策、管理和生活,其感觉就像漫步于现实的街道上或是承坐直升飞机俯瞰城市一样。李京文、甘德安(2002)认为,信息化的实质就是数字化、网络化和智能化,因此,“数字城市”广义上指城市信息化,是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面,其本质是对物质城市及其相关现象(经济社会特征)统一的数字化重现和认识,是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调高速。这些学者把“数字城市”等同于单一的城市信息化建设,认为“数字城市”建设就是当前信息化发展过程中城市对信息化的一种回应。
李琦等(2003)认为,“数字城市”是从信息化角度,对信息时代及准信息时代城市状态的形象化刻化,表征在园林城市、生态城市等工业城市文明基础之上,信息化基础设施完备、信息数据资源丰富、信息化应用与信息产业高度发达、工业化与信息化持续协调发展、人居环境舒适的良性城市状态。“数字城市”工程就是要在集成化高速宽带城市通讯网络基础设施、城市空间数据基础设施、城市信息安全基础设施建设的基础上,整合城市信息数据资源,连接城市信息化孤岛,开展面向政府、企业、公众的个性化、多样性综合信息应用服务,同时,促进城市领域(行业)信息化建设,以信息化带动工业化,促进传统产业结构调整,优化城市产业结构、生态结构与城市空间规划,促进工业化与信息化的持续协调发展。刘忻(2003)认为,“数字城市”从功能上讲是城市信息的数字化、网络化、智能化、可视化,即将城市的各种信息,如城市管理、城市设施、自然资源、社会资源、人文环境、经济、历史等各方面信息,以数据形式整理、加工、存储、分类、管理,通过计算机网络实现全社会的信息共享、共建、交流、再现,通过对城市信息的综合分析和模型化处理,提高决策水平和应用效率,最大限度地发挥资源潜力,为城市发展和提高居民生活质量服务。从技术上讲,“数字城市”是以计算机技术、多媒体技术、大规模存储技术、数据仓库技术为基础,以宽带网络技术和现代通信技术为桥梁,结合3S技术、遥测、虚拟现实技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类描述,并通过城市管理与决策模型及其他应用模型,优化资源配置,提供科学决策的现代化工具。从理论上讲,“数字城市”在地理信息科学基础上,结合计算机及网络理论、现代城市理论、决策理论、控制论、系统论,复杂理论等,在计算机及网络中虚拟城市,并结合不同部门、不同层次的信息交流、融合和挖掘,实现城市的综合信息管理系统。
姜爱林(2004)认为,从城市建设的角度看,“数字城市”就是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中,充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用的一种系统工程或管理模式。从信息化角度看,“数字城市”是以信息技术为支撑、以信息产业为主导、以信息服务为中心的一系列数据库和信息系统的一种城市发展模式。
戴汝为(2005)认为,“数字城市”是一类开放的复杂巨系统。“数字城市”在功能、结构和庞大、复杂的多层次系统,及与周边、全国以至世界的联系等方面,无不具备着开放的杂巨系统的特性。
谢明(2005)认为,“数字城市”是对城市发展方向的一种描述,是对组成城市的各种要素和现象的一种数字化重现和认知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生产生活,促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流更加顺畅和协调。“数字城市”的建设基于地理信息系统、全球定位系统、遥感、网络、多媒体、虚拟仿真等技术,综合城市空间和人文信息,服务于城市规划、城市建设和管理、经济社会发展等各个方面。
江绵康(2006)认为,“数字城市”是“数字地球”的主要空间节点,是“数字地球”的重要组成部分,是“数字地球”在城市的具体体现。所谓“数字城市”,通俗地讲是指在城市的生产、生活等活动中,利用数字技术、信息技术和网络技术,将城市的人口、资源、环境、经济、社会等以数字化、网络化、智能化和可视化的方式加以展现。“数字城市”的本质是把城市的各种信息资源整合起来加以充分利用。
杜灵通、韩秀丽(2007)认为,可以将“数字城市”定义为利用各种信息获取、存储、传输、表达、处理等支撑技术,将表征真实城市的信息数字化,形成一个虚拟的城市实体,并利用这个数字化城市实体来解决各种各样的现实问题。它的目的跟数字地球一样,都是为了解决现实的自然和社会活动中诸方面的问题。
彭学君、李志祥(2007)认为,“数字城市”是指一个由数字技术支撑的信息化的城市,是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面,它应该能够自动和非自动地获取与城市有关的海量数据,并从中挖掘出有价值的信息为城市规划、建设、管理和可持续发展提供决策支持和具有数字实验室特性的技术系统,是一种虚拟城市模型。
李宗华(2008)认为,“数字城市”概念可以分为广义的和狭义的两种。广义上指城市信息化。它既是城市信息化总的概述,又是城市信息化的目标,是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调。“数字城市”是为调控城市、预测城市、监管城市提供了革命性的手段,是对城市发展方向本质特征的一种描述。狭义上是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感系统(RS)、网络等关键技术,建设服务于城市规划、建设、管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。
陈建军(2010)认为,“数字城市”具有双重含义:一方面,是指以遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等空间信息技术为主要手段,对地理信息资源进行整合,构建“数字城市”地理空间框架,建设城市地理信息公共服务平台,是城市实体在计算机中的虚拟表达;另一方面,是指以城市地理信息公共服务平台,通过城市信息基础设施建设,开发、整合、利用各类信息资源,实现城市的经济、社会、生态各个运作层面的智能化、网络化、数字化。
尽管对于“数字城市”的定义还无法形成统一的标准化定义,但从专家们的意见和城市信息化实施的过程看,其狭义上的理解取得了比较一致的看法,“数字城市”就是基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。从信息化广义角度看,城市系统处于一个开放的环境中,需要不断的和环境交换物质、信息和能量,是一个复杂的信息系统。
总之,“数字城市”是信息时代背景下城市及其理论发展的一种必然,是现代城市发展的必经之路。它是以信息技术为支撑、以信息服务为中心的一种城市发展模式;它以可视化、网络化、智能化的表达方式对物质城市进行数字化的再现与升华,形成统一的、可共享的信息管理与服务数据库系统(如综合市情系统、城市规划系统,智能交通系统、远程教育或医疗系统等),为市政府提供决策支持、为民众提供服务。它具有使现代城市管理更快捷高效、使城市居民更轻松方便的众多优点,是未来城市可持续发展的一个主要方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题,也是提高城市综合竞争力,促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力。在这种认识下,“数字城市”不再是一个技术性概念,“数字城市”是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态,建立在已有的物质城市基础上,结合多种学科技术,实现城市的可持续发展。
三、“数字城市”的内容与框架
杨开忠、沈体雁(2001)认为,作为城市空间信息运行系统,“数字城市”是一个包括运行机制与保障系统、空间信息技术系统、空间信息增值服务活动与产业系统、社会文化系统等层面在内的多层次框架体系。段学军、顾朝林等(2001)认为,“数字城市”由下列体系构成:数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作体系、法规和财经体系等(见图1)。“数字城市”的功能结构为:(1)数字商务,包括网上贸易、虚拟商场、网上市场管理等;(2)数字金融,包括数字银行、数字股市、数字期货、数字保险等;(3)数字社会,包括数字影院、戏院、数字旅游、网上办各种手续等;(4)数字教育,包括虚拟教室、虚拟实验、虚拟图书馆等;(5)数字医院,包括网上健康咨询、网上会诊、网上护理等;(6)数字政务,包括数字会议、数字议会等。寇有观(2001)认为,“数字城市”不仅包括城市的数字经济、数字社会、数字生活、数字政府、数字企业、数字社区和数字家庭等,而且包括城市的数字地籍、数字规划、数字水系、数字交通、数字电力、数字通信、数字旅游、数字生态、数字抗灾、数字商务和数字金融等。同时,寇有观还建立了一个“数字城市”系统框架。这个“数字城市”系统是城市公用信息平台上的空间信息获取更新处理和应用系统,包括城市公用信息平台(网络体系)、城市空间数据基础设施、城市地理空间数据交换中心、行业空间数据工程数据获得和更新体系、数据库体系、应用体系、动态监测体系等(见图2)。
姜爱林(2002)认为,“数字城市”构建的基本框架应包括5个方面:(1)通过推动信息化建设,使政府的宏观调控机制与培养竞争机制达到有机的统一,形成公平、有序的市场秩序。(2)加强政策法规建设,体现管理意识,实现可持续发展。(3)建好地理信息系统基础数据平台,促进基础信息资源有效共享。(4)建立应急联动指挥和智能交通管理两个综合性应用系统,带动一批行业信息系统建设。(5)推进基础教育信息化,培养信息化人才,为构筑学习型城市服务。
张静(2002)认为,“数字城市”的主要内容有3项:(1)信息基础设施,要有高速宽带网络和支撑的计算机服务系统和网络交换系统,也就是说“数字城市”的第一项任务是解决“修路”的问题,即为“数字城市”建立一条信息高速公路。(2)数据和信息,特别是“空间数据”。据统计,人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关。“数字城市”的基础平台是城市空间数据框架,这个框架提供一个可以精确地、始终如一地获取、配准和集成城市空间信息的基础。它包括空间控制数据,航测与遥感影像数据,各种比例尺地形图数据库,以及相关的专题数据库等等。(3)人,管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。与管理我们的“现实城市”相对应,管理“数字城市”要逐渐建立起相应的机构和规范,要不断地对网络系统和数据进行建设、更新、维护和升级,并协调用户的访问。除管理“数字城市”的人之外,培养使用“数字城市”的人也是一项重要的基础工作。只是建设了“数字城市”而没有人用,也是一种浪费,也产生不了社会经济效益。只有成千上万的企业,成百万、上千万的市民应用“数字城市”才可以产生巨大的社会经济效益,促进国民经济的快速发展。
段学军(2003)认为,“数字城市”的基本框架由6个方面构成:(1)数据获取与更新体系。包括各类遥感设施,即高分辨率高光谱卫星、星―机―地数据接收设施、地面台站及人文、经济等数据获取设施等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施,多分辨率海量数据实时存贮、压缩、处理技术,元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)数据信息提取与分析体系。包括数据互操作、多源数据集成、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务、分布处理和互操作协议等。(5)应用模型体系。为用户提供实际应用的解决方案,利用其我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据,从中找出规律和知识。(6)专用软件体系。完成城市信息处理、实现“数字城市”功能的基本工具,包括数字图象处理软件、GIS软件、统计分析软件、数据可视化软件等。承继成等(2003)提出,“数字城市”内容框架包括基础设施、资源管理和应用服务三部分。基础设施包括通讯层、数据层、保障层三部分。管理层主要是指对“数字城市”信息基础设施的管理及信息数据资源的集成与融合、应用的集成与融合的管理。应用服务层包括基础公共服务层、管理应用层、业务应用层、服务应用层(见表1)。
岳为民(2003)从“数字昆明”的角度指出,“数字城市”的基本框架是由“一个关键、三个基础、三条主线、七大支柱”构成:(1)一个关键。就是城市数据的全面规范和高度共享。(2)三个基础。即信息基础设施、空间基础数据及管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。(3)三条主线。第一,政府管理与决策行为的数字化(数字政府);第二,企业经营管理行为的数字化(数字企业);第三,市民生活的数字化(数字生活);(4)七大支柱:即政府上网、电子商务、信息产业、信息港、智能建筑、智能交通与城市规划、建设和管理信息化。
姜爱林(2004)认为,“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”的技术组成包括:(1)宽带多媒体网络;(2)电子地图及网站服务系统;(3)高分辨率卫星、航空遥感技术;(4)三维地理信息系统技术;(4)OPEN GIS标准、远程互操作、互运算等信息共享技术;(5)虚拟仿真技术;(6)“数字城市”信息模型与体系结构,包括城市建筑、交通、能源、通信、服务、文化设施和行政管理的信息模型及体系结构;(7)“数字城市”的运行管理技术,包括通信网络系统及其管理,数据组织及数据转换,决策模型管理,城市信息安全保障机制;(8)“数字城市”的功能系统,包括公用信息平台,专业信息平台等。“数字城市”组织结构,即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。王凤霞、张超(2004)在“数字地球”和“数字城市”的基础上,提出了“数字上海”总体框架模型(如图3所示)。
谢明(2005)综合当时我国“数字城市”建设和发展的情况提出,“数字城市”框架主要由以下四个方面构成:(1)数据获取和更新体系。通过各种手段获取的“数字城市”相关信息,包括城市空间数据框架(基础电子地图、卫星影像、航空影像)、城市规划建设信息、城市社会经济信息、城市管理信息等,并建立起行之有效的在城市管理过程中对各种信息进行更新的机制。(2)数据存储、加工和管理体系。该部分内容包括建立起海量数据存储体系,实现数据的高速存取,并在空间定位的基础上实现对信息的加工和管理,包括元数据管理、空间数据仓库、多源数据集成与互操作、海量空间数据的职能提取与分析、辅助决策支持等。(3)网络支持体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务等,共同构成支撑“数字城市”的基础网络体系。(4)专用软件和辅助决策支持系统。用于完成城市信息处理、实现“数字城市”各基础功能的工具软件,包括数字图像处理软件、地理信息系统软件、统计分析软件、数据可视化软件等等,并由此衍生出基于各种决策模型的辅助决策系统和应用解决方案。
寇有观(2006)认为,“数字城市”总体框架可以概括为五大平台、五个中心、五类应用、五大工程,政策、法规、标准、规范体系和安全、组织、资金、人才保障体系等。五大平台是信息网络平台、公用信息平台、专题信息平台(多个)、空间信息平台和决策支持平台。五个中心包括信息网络互联中心、信息资源管理中心、身份认证中心、信息服务中心和决策支持中心。五类应用包括电子政务、电子商务、社会服务、经济运行服务和城市规划、建设、管理与运营。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社会劳动保障信息工程、社区服务信息工程和金旅工程。“数字城市”大力推进地理信息系统、卫星定位系统和遥感技术在城市的应用。
孙旭阳、冯一民(2006)认为,“数字城市”的建设内容主要包括7个方面:(1)城市信息基础设施建设。(2)城市基础数据库建设。(3)电子政务建设。(4)电子社区建设。(5)公共信息服务体系建设。(7)数字行业应用建设。吴庆双(2007)认为,“数字城市”的构成体系包括:数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作系统、法规与财经体系等。
马娟、秦凯(2007)认为,“数字城市”建设的主要任务包括:城市地理信息数据库建设、基础地理信息采集体系的建设、政策法规与标准体系的建设、技术支持体系的建设、地理空间信息交换网络体系建设、组织机构的建设等,以及实现覆盖整个城市的多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据。
彭学君、李志祥(2007)认为,数字化城市涵盖了整个城市各方面的信息及应用,总体上可分为三个层次十个组成部分。三个层次为信息基础层、应用层、综合决策层。十个组成部分包括:城市公用信息网络平台和骨干网、空间数据等基础设施、政府类应用、企业类应用、公众类应用、区域类应用、数字门户网站、信息资源管理中心、城市综合决策指挥系统、政策法规规章及管理制度和技术标准及各种应用规范。
李宗华(2008)认为,“数字城市”涉及城市信息化的方方面面,总体上可以分为3个层次、9个组成部分,它们构成一个统一的整体(如图4所示)。3个层次为:基础层、管理层和应用层。9个组成部分为:城市信息基础设施、城市空间数据基础设施、空间信息资源管理与交换中心、法律法规与政策、技术与标准、政府类应用、行业类应用、企业类应用和公众应用。
曹蕾(2009)认为,“数字城市”的内容可以概括为4个方面:城市基础设施数字化,城市信息和交换网络化,城市生活和管理智能化和城市空间数据可视化。“数字城市”框架体系大体由3部分组成:(1)基本平台部分,主要为城市综合信息平台、城市空间基础信息平台和城市电信基础设施平台;(2)“数字城市”服务对象(用户),该部分主要为政府、企业、社区、公众构成的各类应用系统,作为核心应用系统是“数字城市”发挥作用的根本;(3)关键技术,它是“数字城市”的技术支撑,主要为计算机技术、海量数据存储技术、宽带网络技术、3S技术、对地观测技术、虚拟现实技术、互操作技术等。
张立平(2009)认为,“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”组织结构,即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。“数字城市”是城市信息技术的综合应用,也是当前信息技术应用最广泛的领域。就这个意义而,“数字城市”应用十分广泛,归纳起来主要有12个方面:电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、远程教育、社会医疗保障、社区管理、突发事件处理、城市环境检测、智能化小区、水网调配。“数字城市”的体系结构包括:(1)数据获取与更新体系。包括城市地表、上空及地下等自然地理数据的自动获取系统,城市基础设施数据的实时获取和更新体系,城市人文、经济、政论等社会数据的变更与监控系统等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施、多分辨率海量数据实时地存储、压缩、处理技术、元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)信息提取与分机体系。包括数据互操作、多元数据集成、信息智能提取分机、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高宽带网络、智能网络,支持基于网络的分析式计算操作系统,基于对象的分布式网络服务,分布处理和互操作协议等。(5)应用体系。包括城市规划、地籍管理、城市防灾、城市交通等。同时还包括城市网络生活方式等。(6)管理体系。包括专业人员小组、教育培训、安全管理、系统维护、标准与互操作规范、相关法规等。
马佩勋、谢海波(2009)认为,“数字城市”的框架体系涵盖了城市建设的各个方面,是由战略政策层、信息基础层、应用服务层和分析决策层组成的有机整体。战略政策层包括“数字城市”的发展战略及总体框架、信息技术标准、政策法规规章制度和技术保障体系等;信息基础层由城市公用信息网络平台、中心骨干网、区域骨干网、通信管线、空间数据、业务标准体系和协调维护机制等组成;应用服务层根据“数字城市”功能特征分为电子政务、电子商务、城市规划建设及运行、经济运行服务和社会综合服务等五类应用;决策分析层是跨行业、跨区域的综合性应用系统,主要包括城市智能交通管理系统、城市环境监测分析系统、城市发展预测决策系统和城市防灾、救灾及应急处理系统等。基本框架如图5所示,战略决策决定和指导信息基础建设,并在此基础上实施应用服务,通过决策分析又反过来指导战略决策的制定。
四、小结
“数字城市”是空间时代与信息社会发展历史的必然产物,同时,又是城市可持续发展与整体功能提升的必然依托,是新的经济建设增长点,这一特点决定了其发展将是跨越式的。“数字城市”为认识物质城市打开了新的视野,对城市规划、城市建设和城市管理展示出了一系列全新的理念,为调控城市、预测城市、经营城市提供了革命性的手段。“数字城市”的战略研究、数据和技术集成框架等基础研究和原型系统建设,必然与其应用研究相辅相成,齐头并进。“数字城市”建设是一个非常庞大的系统工程,涉及城市社会、经济、文化、政治、环境等各个方面,是多学科的融合体,因此,不仅要有先进的技术为基础,更需要管理体制、机制和政策作保障,还需要市民和整个社会信息素质的提高。(编辑:何乐)
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