智慧城市關(guān)鍵支撐技術(shù)分析及應(yīng)用研究

【摘要】智慧城市是一種新的城市形態(tài)，需要新一代信息技術(shù)的支撐，比如寬帶互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)。主要目的是為了改善城市環(huán)境，繼而提高城市中人們的生活質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】智慧城市；關(guān)鍵支撐技術(shù)；分析；應(yīng)用

本文首先分析寬帶互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵信息技術(shù)，接著對這些智慧城市關(guān)鍵支撐技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

一、智慧城市關(guān)鍵支撐技術(shù)分析

寬帶互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)是智慧城市關(guān)鍵支撐技術(shù)。云計(jì)算技術(shù)提供信息應(yīng)用系統(tǒng)的承載，寬帶互聯(lián)網(wǎng)提供感知數(shù)據(jù)的傳輸承載，大數(shù)據(jù)技術(shù)提供對采集數(shù)據(jù)的深度綜合分析，物聯(lián)網(wǎng)提供對城市系統(tǒng)的信息感知和采集。每一項(xiàng)關(guān)鍵支撐技術(shù)都不可或缺，事實(shí)上只有對這幾項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行深度整合，才能保證智慧城市建設(shè)的效果。寬帶互聯(lián)網(wǎng)，承載和傳輸城市社會運(yùn)行和生活的各種數(shù)據(jù)，如物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、城市運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、城市環(huán)境數(shù)據(jù)等，而城市數(shù)據(jù)中心是這些數(shù)據(jù)的承接者。物聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建了智能化物體的互聯(lián)感知網(wǎng)絡(luò)，類似人身體的神經(jīng)系統(tǒng)，運(yùn)用圖像識別、衛(wèi)星定位、傳感器、語音識別、電子標(biāo)簽等實(shí)現(xiàn)對城市各類信息的感知，并通過網(wǎng)絡(luò)把這些信息傳遞給城市數(shù)據(jù)中心。云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了信息資源被最大程度地整合和共享，通過云計(jì)算建立起來的城市信息中樞系統(tǒng)，為各種應(yīng)用和信息服務(wù)建立了運(yùn)行平臺。在這個(gè)由大量異構(gòu)的服務(wù)器、虛擬化的城市數(shù)據(jù)中心組成的平臺上，信息資源和計(jì)算機(jī)能力能被最大化地運(yùn)用。大數(shù)據(jù)，用來支持復(fù)雜事件的分析和決策。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅可以收集城市的各類數(shù)據(jù)，還對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、分析、分類、利用，這些數(shù)據(jù)主要包括：運(yùn)行數(shù)據(jù)、博客信息、空間數(shù)據(jù)、城市環(huán)境數(shù)據(jù)、交通信息、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、3D數(shù)據(jù)。建立智慧城市的目的是為了更好地服務(wù)生活在城市中的人們，城市管理者運(yùn)用智能化、多樣化、高清化的新一代信息技術(shù)，提升自身對信息的感知、分析和處理能力，根據(jù)這些信息，不斷地改進(jìn)服務(wù)模式，并有針對地增加新的服務(wù)

二、智慧城市關(guān)鍵支撐技術(shù)應(yīng)用

應(yīng)用智慧城市關(guān)鍵支撐技術(shù)構(gòu)建智慧城市時(shí)，首先要著眼于城市的整體規(guī)劃和布局，設(shè)計(jì)初步的智慧城市的頂層架構(gòu)方案，結(jié)合城市的信息化建設(shè)方向，并對方案進(jìn)行整體的分析和考證，保證方案的可操作性和有效性，確定建設(shè)智慧城市的戰(zhàn)略目標(biāo)，在整體上把握智城市建設(shè)的效果。其次，各支撐技術(shù)系統(tǒng)要保證智慧城市建設(shè)方案的順利實(shí)施，各技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)要保持開放性和標(biāo)準(zhǔn)化，并在他們之間建立相互聯(lián)系和配合的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可運(yùn)營和可管理。

構(gòu)建智慧化信息支撐體系是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)工作。在城市基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，利用關(guān)鍵支撐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施的智能化，主要的工作對象是交通、環(huán)境、通訊、水電、公共安全、醫(yī)療、政務(wù)，繼而收集并利用城市各種形式的資源。在信息資源整合方面，加強(qiáng)對大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，提高智能分析數(shù)據(jù)的能力，并不斷完善整體運(yùn)行平臺的建設(shè)。圖1所示是智慧城市信息支撐體系架構(gòu)，作為一種開放式立體體系架構(gòu)，它是由平臺層、感知層、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層組成。值得注意的是，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的智能處理、計(jì)算能力在這四個(gè)層面上都有所體現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)層的使能控制層面、應(yīng)用層內(nèi)的智能處理層面、感知層的網(wǎng)關(guān)層面、平臺層大數(shù)據(jù)智能分析與PAAS公共服務(wù)層面。該開放式的體系的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)能力的均衡部署，通過四層的相互關(guān)聯(lián)與智能分布，保證其構(gòu)架具有可自由擴(kuò)展、清晰、標(biāo)準(zhǔn)、面向未來的特性。在次構(gòu)架的基礎(chǔ)上，可以建議一個(gè)可自由刪除、添加業(yè)務(wù)的環(huán)境，而彈性業(yè)務(wù)環(huán)境能保證業(yè)務(wù)之間的聯(lián)系和互動。

圖1智慧城市信息支撐體系架構(gòu)

感知網(wǎng)關(guān)、感知網(wǎng)絡(luò)、傳感器、感知終端等組成了感知層。城市環(huán)境中的事物狀態(tài)是感知層的主要工作對象，感知層把感知數(shù)據(jù)送到網(wǎng)絡(luò)層。并且，為了保證整個(gè)體系架構(gòu)的應(yīng)用、感知對象、網(wǎng)絡(luò)、終端等各個(gè)環(huán)節(jié)處在可運(yùn)營、可管理的狀態(tài)下，城市智慧管理中心要對感知層施加管控手段。

作為智慧城市信息、數(shù)據(jù)傳遞的主要的載體，網(wǎng)絡(luò)層使得應(yīng)用層和感知層之間數(shù)據(jù)的傳遞更加的迅速和可靠。

云計(jì)算IAAS層和云計(jì)算PAAS層共同組成了平臺層。而云計(jì)算IAAS層的核心設(shè)施是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、云計(jì)算操作系統(tǒng)、服務(wù)器存儲設(shè)備，保證應(yīng)用層和PAAS 層的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行足夠的資源和穩(wěn)定的虛擬化運(yùn)行環(huán)境支撐。PAAS 層所包涵的大數(shù)據(jù)處理和智能挖掘分析系統(tǒng)、公用服務(wù)組件、中間件等主要是為了保障應(yīng)用層功能的進(jìn)一步完善和加強(qiáng)。

應(yīng)用層面經(jīng)常使用到的應(yīng)用，有以下五類：智慧城市決策領(lǐng)域、智慧安全領(lǐng)域、智慧城市管理領(lǐng)域、智慧公眾服務(wù)領(lǐng)域、智慧環(huán)境領(lǐng)域，五類應(yīng)用保證了應(yīng)用層面作為支撐智慧城市發(fā)揮效用的功能主體作用的實(shí)現(xiàn)，他們相互配合，護(hù)衛(wèi)補(bǔ)充。

三、結(jié)束語

盡管云計(jì)算、寬帶互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)，大數(shù)據(jù)等關(guān)鍵支撐技術(shù)的應(yīng)用能有效地保障智慧城市建設(shè)的效果，但具體到一個(gè)城市上，還需要結(jié)合城市的具體情況，以建設(shè)出適應(yīng)城市需求的智慧環(huán)境?？傊?，智慧城市建設(shè)任重而道遠(yuǎn)，需要慧城市建設(shè)者的不懈努力。

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