大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的運(yùn)用

董袁泉

（沙洲職業(yè)工學(xué)院，江蘇 張家港215600）

0 引言

大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)打破了數(shù)據(jù)的壟斷，信息源的擴(kuò)大化和豐富化是大數(shù)據(jù)時(shí)代的重要特點(diǎn)。在未來(lái)，大數(shù)據(jù)將遍布城市各個(gè)角落，不管是人們的衣食住行，還是城市的運(yùn)營(yíng)管理，都將在大數(shù)據(jù)支撐下走向“智慧化”，而大數(shù)據(jù)將為智慧城市提供“智慧引擎”。

1 大數(shù)據(jù)的含義以及特征

大數(shù)據(jù)又被稱(chēng)為巨量數(shù)據(jù)，指的是所涉及的數(shù)據(jù)規(guī)模巨大，以至于無(wú)法在合理時(shí)間內(nèi)通過(guò)人工截取、管理、處理并成為人類(lèi)所能解讀的信息[1]。這些數(shù)據(jù)來(lái)自方方面面，比如傳感器采集的氣候信息、數(shù)字照片和視頻、購(gòu)物交易記錄、手機(jī)信號(hào)等。

大數(shù)據(jù)具有四個(gè)特征：

（1）數(shù)據(jù)量大，大數(shù)據(jù)的起始計(jì)量單位至少是P、E或Z。

（2）數(shù)據(jù)類(lèi)型繁多，包括網(wǎng)絡(luò)日志、音頻、視頻、圖片、地理位置信息等，因而對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力提出了更高的要求。

（3）價(jià)值密度相對(duì)較低，信息海量但是要完成數(shù)據(jù)的價(jià)值“提純”難度較大。

（4）巨大的數(shù)據(jù)價(jià)值，包括商業(yè)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、科研價(jià)值等。

2 大數(shù)據(jù)與智慧城市建設(shè)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外掀起了智慧城市建設(shè)的熱潮，僅我國(guó)明確提出創(chuàng)建智慧城市行動(dòng)計(jì)劃及發(fā)展戰(zhàn)略的城市已有200多個(gè)。大數(shù)據(jù)為智慧城市建設(shè)提供了新的技術(shù)、路徑、要求和機(jī)遇。

2.1 大數(shù)據(jù)是智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

智慧城市相對(duì)于數(shù)字城市概念，最大的區(qū)別在于對(duì)感知層獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理，從而獲得支撐和保障智慧城市順利運(yùn)營(yíng)的多元信息。

要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信息的智慧處理，前提是引入大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，從而來(lái)整合分析跨地域、跨行業(yè)、跨部門(mén)的海量數(shù)據(jù)的處理，將特定的信息應(yīng)用于特定的行業(yè)和特定的解決方案中。

智慧城市的應(yīng)用過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)數(shù)據(jù)采集、分析、存儲(chǔ)和利用的過(guò)程[2]，大數(shù)據(jù)是智慧城市各個(gè)領(lǐng)域都能夠?qū)崿F(xiàn)“智慧化”的關(guān)鍵性支撐技術(shù)。

2.2 大數(shù)據(jù)在智慧城市中有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

大數(shù)據(jù)在智慧城市中的落腳點(diǎn)是為智慧城市的各個(gè)領(lǐng)域提供強(qiáng)大的決策支持，大數(shù)據(jù)就像血液一樣遍布智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧生活等智慧城市各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，科學(xué)治理城市。

在智慧交通系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)道路、車(chē)輛、天氣、行人等大量交通信息的實(shí)時(shí)挖掘，能有效緩解交通擁堵，并快速響應(yīng)突發(fā)狀況，為城市交通的良性運(yùn)轉(zhuǎn)提供科學(xué)的決策依據(jù)。

在智慧安防系統(tǒng)中，通過(guò)平安城市、智能交通管理、環(huán)境保護(hù)、危化品運(yùn)輸監(jiān)控、食品安全監(jiān)控等大數(shù)據(jù)的挖掘，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)人為或自然災(zāi)害、恐怖事件，提高應(yīng)急處理能力和安全防范能力等。

在智慧城管系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)不同時(shí)間段、不同區(qū)域、不同部門(mén)獲得的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)處理及深度挖掘，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市管理實(shí)時(shí)監(jiān)控與長(zhǎng)期管理優(yōu)化。

2.3 大數(shù)據(jù)對(duì)智慧城市建設(shè)提出了新的要求

大數(shù)據(jù)為智慧城市建設(shè)提供了新的技術(shù)和手段，同時(shí)也為智慧城市建設(shè)提出了新的要求。

一是，要更加注重信息共享。我國(guó)智慧城市建設(shè)的一個(gè)瓶頸在于“信息孤島”效應(yīng)[3]，各政府部門(mén)間不愿公開(kāi)、分享數(shù)據(jù)，無(wú)法產(chǎn)生數(shù)據(jù)的深度價(jià)值和綜合價(jià)值。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，智慧城市建設(shè)應(yīng)大力推進(jìn)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，積極推進(jìn)信息資源數(shù)據(jù)交換和共享體系建設(shè)，使大數(shù)據(jù)真正產(chǎn)生“大智慧”。

二是，要更加注重信息安全。大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)資產(chǎn)化成為趨勢(shì)，企業(yè)內(nèi)部運(yùn)行數(shù)據(jù)和客戶(hù)資料成為寶貴的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，而且很多智慧城市應(yīng)用系統(tǒng)涉及公民財(cái)產(chǎn)安全甚至國(guó)家安全，數(shù)據(jù)價(jià)值很高，因此信息安全問(wèn)題成為大數(shù)據(jù)時(shí)代智慧城市建設(shè)重要難題。

三是，要更加注重大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。智慧城市必然催生大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)行業(yè)的快速發(fā)展，包括大數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存、分析、挖掘等相關(guān)技術(shù)并且市場(chǎng)潛力十分巨大。未來(lái)三年我國(guó)智慧城市大數(shù)據(jù)應(yīng)用市場(chǎng)年均將翻番。因此，在智慧城市建設(shè)過(guò)程中，要高度重視、積極培育圍繞大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)管理的相關(guān)產(chǎn)業(yè)和龍頭企業(yè)。

3 智慧城市與大數(shù)據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

從國(guó)家政策來(lái)看，中國(guó)“863計(jì)劃”智慧城市項(xiàng)目總體技術(shù)體系架構(gòu)在科技部863計(jì)劃“智慧城市(一期)”項(xiàng)目的支持下，提出了“六橫兩縱”的智慧城市技術(shù)框架?！傲鶛M”層層遞進(jìn)，最下層的是城市的感知層，再是傳輸層，再上面依次分別是處理層、支撐服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層，最上面是智慧應(yīng)用層，貫穿全局的是安全保障體系以及標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)測(cè)。而要真正實(shí)現(xiàn)智慧城市，必須引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，主要包含以下三大方面的需求。

3.1 大數(shù)據(jù)融合技術(shù)

我國(guó)智慧城市建設(shè)面臨的重大挑戰(zhàn)之一，是城市系統(tǒng)之間由于標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題無(wú)法有效集成，形成信息孤島。因此，在大數(shù)據(jù)融合技術(shù)領(lǐng)域，一方面要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，另一方面要加強(qiáng)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)建模與融合、海量異構(gòu)數(shù)據(jù)列存儲(chǔ)與索引等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)[4]，給予底層數(shù)據(jù)集成的信息共享提供標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)保障。

3.2 大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

大規(guī)模數(shù)據(jù)在智慧城市系統(tǒng)流動(dòng)過(guò)程中，出于傳輸效率、數(shù)據(jù)質(zhì)量與安全等因素的考慮，需要對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。大數(shù)據(jù)處理技術(shù)往往需要與基于云計(jì)算的并行分布式技術(shù)相結(jié)合，這也是目前國(guó)際產(chǎn)業(yè)界普遍采用的技術(shù)方案。

3.3 大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)

相比于大數(shù)據(jù)融合和處理技術(shù)，大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)更為復(fù)雜，是國(guó)際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界面臨的極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。

4 大數(shù)據(jù)時(shí)代推進(jìn)智慧城市建設(shè)的幾點(diǎn)建議

4.1 強(qiáng)化對(duì)大數(shù)據(jù)的研究

引導(dǎo)科研院所和相關(guān)企業(yè)成立大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)發(fā)展前沿技術(shù)和信息的持續(xù)跟蹤研究。積極開(kāi)展以社會(huì)需求為導(dǎo)向的大數(shù)據(jù)科學(xué)研究，建立大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，努力推出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大數(shù)據(jù)分析設(shè)備、軟件和服務(wù)，加速大數(shù)據(jù)理論、技術(shù)和應(yīng)用的創(chuàng)新。

4.2 優(yōu)化大數(shù)據(jù)形成機(jī)制

加強(qiáng)政府部門(mén)在管理和服務(wù)過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)的主動(dòng)采集，在構(gòu)建人口、法人、自然資源與空間地理、宏觀經(jīng)濟(jì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)重點(diǎn)領(lǐng)域的信息資源綜合數(shù)據(jù)庫(kù)和專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，建立政府大數(shù)據(jù)庫(kù)。鼓勵(lì)制造業(yè)企業(yè)和商業(yè)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的數(shù)據(jù)采集，形成覆蓋生產(chǎn)過(guò)程和商業(yè)各環(huán)節(jié)各流程的數(shù)據(jù)庫(kù)。推進(jìn)無(wú)線識(shí)別技術(shù)、傳感器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)采集的智能化水平。強(qiáng)化對(duì)大數(shù)據(jù)建設(shè)工作的組織協(xié)調(diào)，打破地區(qū)和部門(mén)數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源聯(lián)合共建、廣泛共享。

4.3 加快大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

出臺(tái)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用規(guī)劃綱要，規(guī)劃建設(shè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地，出臺(tái)專(zhuān)項(xiàng)政策，成立產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，搭建研發(fā)創(chuàng)新平臺(tái)，吸引電信運(yùn)營(yíng)商、知名大數(shù)據(jù)企業(yè)以及互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)軍企業(yè)落戶(hù)。積極培育本地大數(shù)據(jù)企業(yè)，進(jìn)一步培養(yǎng)和引進(jìn)大數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)人才、領(lǐng)軍人才、應(yīng)用型人才，重點(diǎn)發(fā)展數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、集成、挖掘、管理、融合、安全、可視化、建模等技術(shù)以及大數(shù)據(jù)一體機(jī)、新型架構(gòu)計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)獲取工具、大數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品、大數(shù)據(jù)分析軟件等硬件裝備和軟件產(chǎn)品。

4.4 推進(jìn)大數(shù)據(jù)普及應(yīng)用

從推進(jìn)大數(shù)據(jù)商業(yè)化應(yīng)用、推動(dòng)政務(wù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用兩方面入手，大力促進(jìn)大數(shù)據(jù)普及應(yīng)用。在政務(wù)方面，重點(diǎn)選取醫(yī)療衛(wèi)生、食品安全、港口物流、智慧交通、公共安全、科技服務(wù)等具有大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的領(lǐng)域，建設(shè)大數(shù)據(jù)公共服務(wù)平臺(tái)，強(qiáng)化大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用。

在商業(yè)方面，實(shí)施典型應(yīng)用示范工程，支持和鼓勵(lì)行業(yè)協(xié)會(huì)、中介組織開(kāi)發(fā)深度加工的行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)，建立行業(yè)應(yīng)用和商業(yè)服務(wù)大數(shù)據(jù)公共服務(wù)平臺(tái)，提供數(shù)據(jù)挖掘分析和商業(yè)智能等大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)。推動(dòng)大數(shù)據(jù)在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，鼓勵(lì)有條件的企業(yè)運(yùn)用大數(shù)據(jù)開(kāi)展個(gè)性化制造，創(chuàng)新生產(chǎn)管理模式，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

4.5 加強(qiáng)大數(shù)據(jù)規(guī)范管理

研究大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)相關(guān)的政策法規(guī)，提出數(shù)據(jù)資源權(quán)益、隱私保護(hù)等方面的法規(guī)細(xì)則建議，制定大數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并提出技術(shù)解決手段，在保護(hù)數(shù)據(jù)資源的同時(shí)，促進(jìn)數(shù)據(jù)資源合理有序地開(kāi)發(fā)利用。在人才、財(cái)稅、科技金融等方面出臺(tái)有利于數(shù)據(jù)人才和數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，逐步建立有利于大數(shù)據(jù)研究與發(fā)展的制度法規(guī)體系。重視大數(shù)據(jù)及其信息安全體系建設(shè)，加大對(duì)大數(shù)據(jù)信息安全形勢(shì)的宣傳力度，明確大數(shù)據(jù)的重點(diǎn)保障對(duì)象，加強(qiáng)對(duì)敏感和要害數(shù)據(jù)的監(jiān)管，加快面向大數(shù)據(jù)的信息安全技術(shù)的研究，培養(yǎng)大數(shù)據(jù)安全的專(zhuān)業(yè)人才，建立并完善大數(shù)據(jù)信息安全體系。

5 結(jié)束語(yǔ)

智慧城市是城鎮(zhèn)化進(jìn)程的下一個(gè)階段，是城市信息化的新高度，是現(xiàn)代城市發(fā)展的遠(yuǎn)景。無(wú)線城市、數(shù)字城市、平安城市、感知城市是智慧城市的必要條件。誠(chéng)信城市、綠色城市、健康城市、人文城市是智慧城市應(yīng)有之意，智慧城市產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)反過(guò)來(lái)支撐智慧城市。智慧城市與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合一定會(huì)有璀璨的明天。

［1］李小龍.基于MapReduce的電子商務(wù)個(gè)性化推薦研究[D].北京：北京交通大學(xué),2014.

［2］王靜遠(yuǎn).以數(shù)據(jù)為中心的智慧城市研究綜述[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2014,51(2)：239-260.

［3］谷春宇.智慧城市IT應(yīng)用模式研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué),2014.

［4］明仲,王強(qiáng).大數(shù)據(jù)助力智慧城市科學(xué)治理[J].深圳大學(xué)學(xué)報(bào)：人文社會(huì)科學(xué)版,2013,30(4)：27-38.