淺析智慧城市關(guān)鍵技術(shù)與實現(xiàn)路徑研究

姜江

[摘 要]近些年來，市場經(jīng)濟的發(fā)展促進了城市化進程的不斷加快，在城市規(guī)模不斷擴大的同時，城市自身的功能在社會和經(jīng)濟發(fā)展中的作用也顯得日益重要，并且已經(jīng)成為社會和人文發(fā)展的基礎(chǔ)領(lǐng)域。然而，隨著城市規(guī)模的不斷增加，其所面臨的能源與資源的壓力越來越大，新的城市發(fā)展模式已經(jīng)成為一種必然的趨勢。因此，智慧城市理念已經(jīng)成為現(xiàn)代城市發(fā)展的根本指導(dǎo)思想。本文主要針對智慧城市關(guān)鍵技術(shù)以及其實現(xiàn)路徑等問題進行簡單的分析。

[關(guān)鍵詞]智慧城市；關(guān)鍵技術(shù)；實現(xiàn)途徑

[中圖分類號]F299.2 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432（2014）16-0123-02

城市的發(fā)展伴隨著科技的進步與文化的積累，當(dāng)這種推動力逐漸演變成一種智慧的成果，便為智慧城市的發(fā)展創(chuàng)造了基本的理論支撐。在智慧城市的理論指導(dǎo)下，普通群眾對于社會發(fā)展以及技術(shù)創(chuàng)新所帶來的服務(wù)和產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷的體驗，而且智慧城市的發(fā)展也已經(jīng)受到了政府越來越多的重視，關(guān)于智慧城市的研究工作也日漸深入。智慧城市的建設(shè)與發(fā)展要以現(xiàn)今的技術(shù)為依托，本文對智慧城市關(guān)鍵技術(shù)以及其實現(xiàn)途徑進行了闡述。

1 智慧城市的內(nèi)涵

智慧城市是指根據(jù)科學(xué)合理的城市發(fā)展理念，根據(jù)最新一代的信息技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)和信息全面感知的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)人、物、城市功能系統(tǒng)之間無縫連接與協(xié)同聯(lián)動的智能自感知、自優(yōu)化，從而對民生、環(huán)保、公共安全、城市功能、商務(wù)活動等多種城市需求做出智能的響應(yīng)，形成具備可持續(xù)內(nèi)生動力的安全、便捷、高校、綠色的城市形態(tài)?？梢钥闯觯腔鄢鞘械男纬膳c發(fā)展是以技術(shù)革命為根本指導(dǎo)，通過高新技術(shù)的運用，實現(xiàn)城市居民在生產(chǎn)和生活方式上的巨大變革。智慧城市的發(fā)展是城市化進程中的一個高級階段，其建立在數(shù)字化城市的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了信息化、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的有機融合。另外，智慧城市的發(fā)展也需要以不斷完善的市場經(jīng)濟體制為基礎(chǔ)，這也是新時期城市發(fā)展的必然趨勢，是實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的保障。

2 智慧城市關(guān)鍵技術(shù)

智慧城市的建設(shè)是人類社會發(fā)展的一個必經(jīng)階段，也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進步的重要體現(xiàn)，其充分展現(xiàn)了人類對城市信息的認知與利用，這也是我國城市持續(xù)發(fā)展的基本保障。在智慧城市建設(shè)過程中，需要以先進的科學(xué)技術(shù)做支撐，其中關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾點：

2.1 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

智慧城市的建設(shè)需要以大量的數(shù)據(jù)存儲作為依托，同時需要各個不同部門的協(xié)調(diào)維護，才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，而這一系列的操作必須要依靠計算機信息技術(shù)來完成，只有具備先進的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，才能實現(xiàn)一個大規(guī)模的、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，為智慧城市的建設(shè)提供數(shù)據(jù)資源。從宏觀上看，智慧城市可以看成一個空間基礎(chǔ)信息框架，在該框架下將各種社會信息、網(wǎng)絡(luò)信息以及與城市發(fā)展相關(guān)的環(huán)境信息進行有效的整合，從而向各個信息使用者提供全面和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。而實現(xiàn)信息傳遞與共享的基礎(chǔ)，就是以無線化和數(shù)字化為主要標(biāo)志的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，其也是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)鏈接的關(guān)鍵技術(shù)手段，是支撐智慧城市建設(shè)的核心技術(shù)。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

智慧城市的建設(shè)以互聯(lián)性和智能性作為基本的特征，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入與應(yīng)用則是智慧城市建設(shè)與發(fā)展中最為關(guān)鍵的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是利用感知設(shè)備和技術(shù)，通過對信息的識別、定位、傳遞等操作，實現(xiàn)物體與信息網(wǎng)絡(luò)之間的連接，同時實現(xiàn)信息交換和自動控制，以此實現(xiàn)對物體的智能化識別與定位。從某種意義上說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了人與物體、物體與物體、人與人之間的智能化連接，這對于現(xiàn)代城市建設(shè)來說，具有非常重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)能夠有效的實現(xiàn)人、物體以及設(shè)備之間的有機結(jié)合，并且通過信息技術(shù)的應(yīng)用不斷創(chuàng)新運行模式，進而實現(xiàn)了跨領(lǐng)域、跨系統(tǒng)、跨應(yīng)用的巨大信息網(wǎng)絡(luò)，從根本上促進了計算機系統(tǒng)的信息采集和處理能力，也實現(xiàn)了智慧城市由宏觀向微觀的跨越，并且促進了宏觀和微觀的有機結(jié)合。

2.3 云計算技術(shù)

隨著智慧城市建設(shè)的節(jié)奏不斷加快，其所面臨的數(shù)據(jù)存儲和處理壓力也越來越大，這對于信息處理能力提出了更高的要求，在這種情況下，云計算技術(shù)作為一種全面解決方案，被引入到智慧城市建設(shè)過程中。云計算技術(shù)主要是通過網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算等方式，將傳統(tǒng)的計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，從而達到更高水平的運算能力。對信息進行高效的計算和存儲，是云計算技術(shù)的核心思想，其具有數(shù)據(jù)安全性高、客戶端運行要求低、數(shù)據(jù)共享無障礙等特點。利用云計算技術(shù)建立的云計算平臺應(yīng)用到智慧城市的建設(shè)與發(fā)展，能夠及時處理各種突發(fā)問題，對智慧城市發(fā)展過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和信息進行合理的分配，從而確保每個信息使用者都能夠及時獲得準(zhǔn)確的、全面的信息數(shù)據(jù)。

2.4 “3S”一體化數(shù)據(jù)采集技術(shù)

全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感技術(shù)（RS）是建立數(shù)字城市的三大支柱技術(shù)。3S技術(shù)將衛(wèi)星定位、傳感器基礎(chǔ)、計算機通信技術(shù)等多個科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)進行有效的整合，實現(xiàn)了更高空間領(lǐng)域中的信息采集與處理，同時也實現(xiàn)了對信息的傳播與共享。GPS技術(shù)對傳統(tǒng)測量技術(shù)來說，是一個巨大的飛躍，其具有較強的抗干擾性，而且定位速度較快、精度較準(zhǔn)，這是傳統(tǒng)的測量技術(shù)無法比擬的。GIS技術(shù)是智慧城市數(shù)據(jù)庫管理的關(guān)鍵基礎(chǔ)，其能夠?qū)崿F(xiàn)空間信息的直觀表達，從而給予信息使用者更加直接的感受，有利于形成科學(xué)的整體觀念。RS技術(shù)是智慧城市建設(shè)的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)整個一體化數(shù)據(jù)采集的基本載體，通過現(xiàn)代科學(xué)設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用，在不需要與測量目標(biāo)直接接觸的情況下，便可以通過電磁波分析的方法實現(xiàn)遠距離測量。

2.5 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

智慧城市中的數(shù)據(jù)大多包含空間數(shù)據(jù)，存儲在空間數(shù)據(jù)庫中，比一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫和事務(wù)數(shù)據(jù)庫具有更豐富、復(fù)雜的語義信息。利用空間數(shù)據(jù)挖掘可從空間數(shù)據(jù)庫中提取出用戶感興趣的空間模式與特征，空間與非空間的普遍關(guān)系及其他一些隱含在數(shù)據(jù)庫中的普遍的數(shù)據(jù)特征，可提高智慧城市的智能化水平，使智慧城市真正成為智能化的空間咨詢和決策支持系統(tǒng)，從而更加智能和科學(xué)地為社會管理、企業(yè)決策和個人生活服務(wù)。

3 智慧城市實現(xiàn)路徑

智慧城市的實現(xiàn)，需要以現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用與滲透為基礎(chǔ)，具體可以從以下三個方面分析：

3.1 物聯(lián)化

在城市的發(fā)展過程中，可以將任何周圍的環(huán)境因素植入到其感知器中，并且通過感知器的運轉(zhuǎn)將這些靜態(tài)的環(huán)境因素進行動態(tài)的反映。對于智慧城市來說，其感知系統(tǒng)往往體現(xiàn)在城市的公共建筑、交通系統(tǒng)建設(shè)、水資源等各個領(lǐng)域中，在空氣、水、道路、車輛、醫(yī)院、工廠等多個以往無法有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息收集的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中實現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集。在智慧城市的感知系統(tǒng)中，需要依靠各種相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備對數(shù)據(jù)信息進行收集與處理，才能實現(xiàn)整個智慧城市感知系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在信息的收集和處理過程中，需要根據(jù)不同的數(shù)據(jù)使用需求，構(gòu)建不同類型的數(shù)據(jù)存儲機構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過無線設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，以此來完成網(wǎng)絡(luò)傳感。

3.2 互聯(lián)化

互聯(lián)是將原本不處在同一時空或領(lǐng)域中的復(fù)雜的信息流和知識流進行連接與處理，從而實現(xiàn)對信息的優(yōu)化。在智慧城市的建設(shè)過程中，必須要借助相應(yīng)的互聯(lián)模型和互聯(lián)軟件，根據(jù)不同的領(lǐng)域，按照智慧性和廣域性的特征進行分類處理。智慧城市所使用的事件處理軟件通過傳感器中輸入的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)信息，便可以通過集成軟件將這些數(shù)據(jù)深入到不同的環(huán)境和情景中，以此實現(xiàn)對系統(tǒng)實際運行情況的全面掌握。通過有效的信息互聯(lián)化，能夠?qū)⒚總€單獨的信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行連接，形成一個整體的城市信息事件，并且最終形成一個能夠關(guān)注到每個單獨事件的數(shù)據(jù)庫，利用其中豐富的數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)對問題的改進。通過互聯(lián)化實現(xiàn)智慧城市的關(guān)鍵在于對各項數(shù)據(jù)和事件的處理，其中包括事件和流處理、數(shù)據(jù)識別聚集和關(guān)聯(lián)；數(shù)據(jù)建模和集成，包括針對域的信息模型、可互操作的信息框架與現(xiàn)有數(shù)據(jù)集成、聯(lián)合數(shù)據(jù)管理；流程整合，包括擴展現(xiàn)有系統(tǒng)并啟用新的業(yè)務(wù)流程、監(jiān)控業(yè)務(wù)流程等。

3.3 智能化

智慧城市的實現(xiàn)必須要依靠先進的科學(xué)技術(shù)對數(shù)據(jù)和事件進行處理，才能將城市中跨行業(yè)、跨部門的數(shù)據(jù)和信息進行有效整合，并且利用不同專業(yè)的數(shù)據(jù)信息解決相應(yīng)的問題。智慧城市系統(tǒng)中包含著很多特定的行業(yè)和部門，同時也涉及各種特定的技術(shù)和解決方案，智能化的應(yīng)用便能夠有效地滿足不同特定信息處理的需要。智能化應(yīng)用一方面體現(xiàn)出較強的普遍性，無論在任何時間、任何地點都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理服務(wù)；另一方面也存在著很強的敏捷性和綜合性，其能夠在解決普遍問題的同時，根據(jù)決策會員的指示，實現(xiàn)不同特定信息的處理，以此提供各種最優(yōu)化解決方案。在智慧城市建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛的智能化設(shè)備如計算機終端、移動電話、電視機等。

4 結(jié) 論

智慧型城市建設(shè)是現(xiàn)代城市發(fā)展的一個必然趨勢，其本身是一個漫長的過程，需要以不斷發(fā)展和創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)作為基本的技術(shù)支撐，同時通過物聯(lián)化、互聯(lián)化和智能化三個途徑，將智慧城市的遙感信息擴展到城市建設(shè)的各個領(lǐng)域中，將傳統(tǒng)城市建設(shè)中無法實現(xiàn)的數(shù)據(jù)流進行全面的處理和傳輸，借助科學(xué)的算法和工具對其進行計算和匯總，通過結(jié)果預(yù)測和場景模擬的方法，實現(xiàn)城市建設(shè)決策的科學(xué)性和廣泛性?？傊腔鄢鞘薪ㄔO(shè)與實現(xiàn)，不僅是我國城市發(fā)展的必經(jīng)之路，也是實現(xiàn)我國市場經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基本保障。

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