計(jì)算機(jī)技術(shù)在智慧城市各領(lǐng)域中的應(yīng)用

摘 要：隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，現(xiàn)代城市由單純的數(shù)字城市不斷向智慧城市邁進(jìn)。所謂智慧的城市，是在數(shù)字城市的基礎(chǔ)框架上，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)實(shí)的世界與虛擬的互聯(lián)網(wǎng)世界緊密融合，由云計(jì)算進(jìn)行海量的計(jì)算與處理，實(shí)現(xiàn)智能的城市管理與城市服務(wù)。智慧城市的實(shí)現(xiàn)，離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐，計(jì)算機(jī)技術(shù)在智慧城市的各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮舉足輕重的作用。

關(guān)鍵詞：智慧城市；計(jì)算機(jī)技術(shù)；數(shù)字城市；物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393

1 智慧城市的內(nèi)涵

“智慧城市”是近年來(lái)新興的現(xiàn)代城市理念。所謂智慧城市，就是在數(shù)字城市的基礎(chǔ)框架上，將各種傳感技術(shù)和傳感設(shè)備應(yīng)用于交通、管道、建筑、電網(wǎng)、貨物、設(shè)備等物理系統(tǒng)，各個(gè)物理系統(tǒng)相互之間密切聯(lián)系，形成所謂的“物聯(lián)網(wǎng)”，與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)緊密融合在一起，實(shí)現(xiàn)社會(huì)與城市基礎(chǔ)設(shè)施的聯(lián)系，并通過(guò)靈活、有彈性、可伸縮的云計(jì)算處理復(fù)雜海量的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)智能的管理和服務(wù)。智慧城市將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界融合在一起，并讓個(gè)人、政府、企業(yè)、組織相互聯(lián)系，優(yōu)化了社會(huì)資源和改進(jìn)社會(huì)服務(wù)，使得社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)更加高效、更加智能。

數(shù)字城市、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算是智慧城市的三大支撐技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)是智慧城市的核心。計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能城市的應(yīng)用，主要集中在公共安全、智慧醫(yī)療、智慧交通、智能樓宇、環(huán)境保護(hù)、智慧產(chǎn)業(yè)等六個(gè)領(lǐng)域。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在智慧城市各領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 公共安全

智慧城市以人為本，保障公共安全是智慧城市的首要任務(wù)。通過(guò)對(duì)公共設(shè)施的監(jiān)管、日常指揮和應(yīng)急處理、食品藥品的溯源，智慧城市能為公共安全提供保障。

與傳統(tǒng)的事發(fā)后被動(dòng)處理相比，智慧城市對(duì)事件的監(jiān)管做到了事發(fā)時(shí)立即處理甚至事發(fā)前自動(dòng)報(bào)警。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，政府可以對(duì)重要公共設(shè)施進(jìn)行標(biāo)識(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)管，可以保證城市的公共安全。在日常的城市管理中，政府依靠傳感網(wǎng)絡(luò)和信息共享平臺(tái)，制定相應(yīng)的報(bào)警規(guī)則，做到實(shí)時(shí)監(jiān)管。一旦既定的報(bào)警規(guī)則被打破，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算中心監(jiān)管平臺(tái)便能立即報(bào)警，根據(jù)事件的性質(zhì)自動(dòng)制定解決方案，并迅速通知附近的應(yīng)急部門，如公安、消防、醫(yī)院、氣象等部門立即進(jìn)行救援，盡最大的可能將公眾的人身和財(cái)產(chǎn)危害降到最低。此外，物聯(lián)網(wǎng)還能為食品藥品等重要物資進(jìn)行從生產(chǎn)到銷售的全程追蹤溯源，從根本上打擊假冒偽劣產(chǎn)品，為市民的食品藥品安全提供保障。

2.2 智慧醫(yī)療

在信息技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，面對(duì)國(guó)內(nèi)看病難、看病貴的嚴(yán)峻醫(yī)療問(wèn)題，運(yùn)用以計(jì)算機(jī)為核心的智慧醫(yī)療無(wú)疑能給解決十三億國(guó)人的醫(yī)療保障問(wèn)題開(kāi)辟一條捷徑。

智慧醫(yī)療不再是傳統(tǒng)的應(yīng)急臨床醫(yī)療，而是面向疾病預(yù)防、信息化治療、后續(xù)保障等全程健康管理。智慧醫(yī)療為每位市民建立電子健康檔案和電子病歷，構(gòu)建信息整合中心，在各種醫(yī)療機(jī)構(gòu)中共享。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，病人能與醫(yī)療工作者、醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)交互。同一位患者只需做一次檢查，不同醫(yī)院間的醫(yī)生就可以根據(jù)病人的電子病歷快速而準(zhǔn)確地做出診斷。而對(duì)于一些疑難雜癥，醫(yī)生除了可以檢索相關(guān)文獻(xiàn)和大量病歷分析療法外，還可以通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療與其他專家取得聯(lián)系進(jìn)行聯(lián)合診斷。在后續(xù)治療中，傳感器的運(yùn)用能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)患者的健康狀況。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，更多的傳感技術(shù)和通信技術(shù)將會(huì)不斷融入到現(xiàn)代醫(yī)療體系，智慧醫(yī)療將會(huì)給普通民眾帶來(lái)更加安全高效的醫(yī)療保障。

2.3 智慧交通

運(yùn)用以計(jì)算機(jī)科學(xué)為核心的智慧交通能夠?yàn)槌鞘薪煌ǘ氯?、能源浪費(fèi)等問(wèn)題提供一個(gè)良好的解決方法。智慧交通集汽車、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和運(yùn)用于一體，為城市交通提供一個(gè)智能的服務(wù)和管理。該交通系統(tǒng)在車輛中裝載嵌入式車載電子設(shè)備用于數(shù)據(jù)的采集和發(fā)布，經(jīng)無(wú)線傳輸技術(shù)交由云計(jì)算處理器進(jìn)行處理和分析，再由交通參與者通過(guò)信息平臺(tái)或智能終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和利用。駕駛者根據(jù)云計(jì)算中心的指揮方案選擇最佳行駛路線駕駛汽車、尋找空余停車位以節(jié)省能耗和時(shí)間。交通管理者可以通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的運(yùn)行軌跡、速度等信息，用于城市的監(jiān)管。

除此之外，智慧交通將交通與警察、醫(yī)院聯(lián)系在一起，用于緊急情況的救援與處理；不停車收費(fèi)系統(tǒng)用于專門車道使得汽車不用排隊(duì)等候即可獲得服務(wù)，節(jié)省時(shí)間和油耗；未來(lái)市民可以使用交通一卡通，用于公交、公共自行車、出租車、地鐵、輪渡等各種交通費(fèi)用的支付，真正實(shí)現(xiàn)一卡走遍城市……我們相信，更加智慧的交通不僅方便市民的出行，而且為經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、能源帶來(lái)巨大的利益。

2.4 智能樓宇

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的發(fā)展，現(xiàn)代樓宇已經(jīng)不再是冰冷死板的沉默藝術(shù)，而是更加節(jié)能、更加高效的智能建筑。

首先，智能樓宇是一個(gè)自動(dòng)化的系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)的監(jiān)測(cè)和計(jì)算下使得建筑的電力系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，為業(yè)主提供一個(gè)舒適的環(huán)境。比如說(shuō)，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間或人流量、光線強(qiáng)弱自動(dòng)控制照明系統(tǒng)，在減輕人力工作的同時(shí)也節(jié)省了電力。保護(hù)業(yè)主的安全也是智能樓宇的一個(gè)重要應(yīng)用。智能樓宇的安防系統(tǒng)不僅要對(duì)出入人員進(jìn)行監(jiān)控，還要對(duì)住宅的環(huán)境安全進(jìn)行監(jiān)測(cè)。為此，大量紅外傳感器、振動(dòng)傳感器、攝像頭等實(shí)時(shí)監(jiān)管樓宇的每個(gè)角落。該系統(tǒng)不僅能對(duì)大樓的出入人員進(jìn)行辨認(rèn)、警告、攔截，還可以對(duì)燃?xì)庑孤?、火?zāi)隱患、電力異常等情況進(jìn)行預(yù)警。未來(lái)在全球低碳環(huán)保、智能生態(tài)理念的倡導(dǎo)下，樓宇更加智能化也會(huì)是我們不斷努力奮斗的目標(biāo)。

2.5 環(huán)境保護(hù)

環(huán)境是我們賴以生存的資本，對(duì)環(huán)境的保護(hù)歷來(lái)是政府、組織乃至每個(gè)公民的責(zé)任。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行采樣、監(jiān)測(cè)并及時(shí)控制，以及借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)低碳化的生活，都為環(huán)境保護(hù)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

在上面的論述中，我們已經(jīng)清楚地看到計(jì)算機(jī)在智慧交通與智能樓宇中在實(shí)現(xiàn)低碳生活方面已經(jīng)發(fā)揮了重要的貢獻(xiàn)。通過(guò)智能化的控制與管理，汽車可以計(jì)算最佳行駛路線、尋找停車位節(jié)省油耗和排放。由“一卡通”實(shí)現(xiàn)的便捷交通無(wú)疑是節(jié)能減排的利器。智能樓宇對(duì)電力、設(shè)備的智能化控制也實(shí)現(xiàn)了建筑的低碳化運(yùn)作。此外，計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)有效地監(jiān)測(cè)周邊的環(huán)境并對(duì)異常情況作出報(bào)警。比如在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，利用相應(yīng)的傳感器可以檢測(cè)水中的溶解氧、化學(xué)需氧量等信息，由計(jì)算機(jī)做到實(shí)時(shí)的記錄，匯總后直接同步發(fā)送到環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)軟件形成圖表直觀輸出數(shù)據(jù)?？梢哉f(shuō)計(jì)算機(jī)為保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境工作開(kāi)辟了新的道路。

2.6 智慧產(chǎn)業(yè)

計(jì)算機(jī)的大力推廣，不僅使第一、第二產(chǎn)業(yè)得以轉(zhuǎn)型和升級(jí)，還促進(jìn)了第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成了一大批以計(jì)算機(jī)為核心的智慧產(chǎn)業(yè)。

第一產(chǎn)業(yè)以農(nóng)業(yè)為例，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，利用傳感器技術(shù)，生產(chǎn)者可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、二氧化碳、光照強(qiáng)度等重要參數(shù)。通過(guò)云計(jì)算中心的處理，生產(chǎn)者獲得專業(yè)的指導(dǎo)，并根據(jù)方案進(jìn)行精準(zhǔn)化的操作。第二產(chǎn)業(yè)以智能電網(wǎng)為例，它將基礎(chǔ)電網(wǎng)設(shè)施同信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化有機(jī)結(jié)合在一起，做到自動(dòng)抵御外部干擾并自動(dòng)修復(fù)，使得電網(wǎng)變得更加安全穩(wěn)定。第三產(chǎn)業(yè)以物流業(yè)為例，它大大依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)、傳感技術(shù)和嵌入式智能技術(shù)實(shí)時(shí)對(duì)貨物進(jìn)行定位、追蹤、監(jiān)控和管理，不僅提升物流信息化水平，還使貨物的運(yùn)輸、配送更加智能化和一體化。

3 結(jié)語(yǔ)

黨的十八大明確指出2020建設(shè)全面小康社會(huì)的目標(biāo)，中國(guó)現(xiàn)代化是一個(gè)城鎮(zhèn)化、信息化、新型工業(yè)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的過(guò)程，其中城鎮(zhèn)化是現(xiàn)代化建設(shè)的首要目標(biāo)。城市作為經(jīng)濟(jì)、政治、文化的中心，大力發(fā)展現(xiàn)代化的智慧城市無(wú)疑能加快全面小康社會(huì)的建設(shè)。我們相信在不久的將來(lái)，更加全面的數(shù)字城市、更加廣泛的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、更加高效的云計(jì)算技術(shù)將會(huì)融合到智慧城市中，我們的城市也會(huì)向著更加智能、更加綠色、更加便捷的方向發(fā)展。

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