智慧城市建設中大數(shù)據(jù)技術的應用研究

毛平

摘要：隨著經(jīng)濟、社會的不斷發(fā)展，智慧城市是近年來城市建設的熱點，在智慧城市建設過程中涉及到大量的先進技術，大數(shù)據(jù)技術是其中非常重要的一環(huán)，國內(nèi)各城市在利用大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技術建設智慧城市的路徑也不盡相同，如何有效利用大數(shù)據(jù)技術提升城市智能，大數(shù)據(jù)技術能應用到哪些方面以及大數(shù)據(jù)技術應用過程中的注意事項的研究具有重要意義。

關鍵詞：智慧城市 大數(shù)據(jù) 云計算

中圖分類號：TP391.7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0064-02

1 引言

隨著經(jīng)濟、社會的不斷發(fā)展，城市尤其是大型、特大型城市中居住人口不斷攀升，城市資源變得日益緊張，導致看病難，交通擁堵，環(huán)境衛(wèi)生差等“城市病”日益凸顯，成為世界各國亟待解決的問題。2008年，IBM率先提出“智慧地球”的概念，繪制了一幅全球全面感知、互聯(lián)互通的藍圖，從此，與“智慧”有關的各種概念不斷出現(xiàn)，“智慧城市”便是在此環(huán)境下產(chǎn)生并蓬勃發(fā)展，成為各國政府希望改善“城市病”的有效解決方案。

我國住建部于2013年1月29日公布第一批國家智慧城市試點名單，共包含90個城市（區(qū)、縣、鎮(zhèn)），2013年8月1日，公布第二批試點城市（區(qū)、縣、鎮(zhèn)）103個，2015年4月，公布第三批國家智慧城市試點名單，確定了84個城市（區(qū)、縣、鎮(zhèn)）為國家智慧城市新增試點，河北省石家莊市、正定縣等13個城市（區(qū)、縣）為擴大范圍試點，以及41個專項試點，截至目前由住建部公布的國家智慧城市試點已達290多個。

2 智慧城市建設內(nèi)涵

總結(jié)對比分析國內(nèi)外智慧城市建設的理念以及建設的現(xiàn)狀，本文認為智慧城市建設框架體系應包含如圖1所示的6大方面。

2.1 全面感知的感知網(wǎng)絡的構(gòu)建

主要是在城市內(nèi)廣泛使用地磁傳感器、路面?zhèn)鞲衅?、氣象傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、濃度傳感器、速度傳感器、噪音傳感器、電子車標、攝像頭、探頭、GPS、RFID等傳感器以及電子識別技術，對城市運行的系統(tǒng)實時感測，獲取城市運行中各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)城市內(nèi)的全面感知。

2.2 廣泛聯(lián)通的互聯(lián)網(wǎng)絡的構(gòu)建

建設內(nèi)容為光纖寬帶通信網(wǎng)、下一代廣播電視網(wǎng)（NGB）、第三代移動通信（3G）和第四代通信（4G）網(wǎng)絡，公共場所無線局域網(wǎng)（WLAN），以及物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡的覆蓋以及融合，實現(xiàn)城市內(nèi)全面的互聯(lián)互通，從而能保證數(shù)據(jù)的快速傳輸。

2.3 城市公共信息平臺和公共基礎數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

建設規(guī)范統(tǒng)一的城市公共信息平臺和公共基礎數(shù)據(jù)庫，包括數(shù)字人口、土地、環(huán)境、交通、管線、地理、經(jīng)濟等數(shù)據(jù)，建設數(shù)據(jù)庫交換平臺、專題信息資源庫，從而保證數(shù)據(jù)的有效存儲，同時各部門之間數(shù)據(jù)、信息應能實現(xiàn)公開與跨部門的共享。

2.4 智能應用的構(gòu)建

建設構(gòu)建于城市公共信息平臺及各種公共基礎數(shù)據(jù)庫之上的智慧應用實踐項目，即通過對所獲得的海量數(shù)據(jù)，采用OLAP，數(shù)據(jù)挖掘等技術進行分析和利用，從而真正意義上實現(xiàn)城市智能。目前從國際智慧城市的實踐情況來看可以將智能應用劃分為五大類型：①公共服務類，包含智慧政務、智慧醫(yī)療、智慧教育等。②社會管理類，包括智慧社區(qū)、智慧公共安全、智慧食品安全、智慧藥品安全等。③產(chǎn)業(yè)發(fā)展類，包括智慧產(chǎn)業(yè)、智慧物流、電子商務、智慧旅游等。④資源環(huán)境類，包括智慧環(huán)保、智慧節(jié)能。⑤市政設施類，包括智慧交通、智慧城管等[1]。

2.5 網(wǎng)絡信息安全保障制度、體系的構(gòu)建

伴隨著利用城市產(chǎn)生數(shù)據(jù)的分析利用，不可回避的是網(wǎng)絡信息安全、尤其是個人隱私數(shù)據(jù)安全保障的問題，即便是非常注重個人隱私的英國在智慧城市的建設過程中便遇到類似問題，因此在建設智慧城市的過程中需未雨綢繆，提前考慮網(wǎng)絡信息安全保障制度體系。

2.6 標準、規(guī)范體系的構(gòu)建

建設智慧城市的評價標準、規(guī)范體系。用以衡量城市的智慧程度，明確建設方向與改進方向。目前國內(nèi)外已有多家單位及部門編撰了相關標準、規(guī)范體系，但各地應根據(jù)自身情況，合理選擇構(gòu)建保準、規(guī)范體系。

3 智慧城市建設核心技術

3.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡系統(tǒng)。不難發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧城市構(gòu)建框架體系中處于基礎支撐作用，沒有物聯(lián)網(wǎng)技術就難以獲得用于智能分析應用的大量數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智慧城市全面感知的技術基礎。

3.2 云計算、云存儲

美國國家標準與技術研究院（NIST）對于云計算的定義是：一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互[2]。

云存儲是在云計算概念上延伸出來的一個概念，它是一種新興的網(wǎng)絡存儲技術，指通過集群應用、網(wǎng)絡技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)。

云存儲技術解決了海量大數(shù)據(jù)的存儲問題，云計算為海量大數(shù)據(jù)的分析處理提供了計算能力的支撐，通過云計算技術甚至可以讓用戶獲得每秒10萬億次以上的強大的計算能力，此種計算能力足以模擬核爆炸、預測氣候變化和市場發(fā)展趨勢。

3.3 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)也被稱為巨量數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)等，是指所涉及的數(shù)據(jù)量規(guī)模巨大，以至于無法在合理時間內(nèi)通過人工截取、管理、處理并整理成為人類所能解讀的信息，此種數(shù)據(jù)可以來自各個方面，如傳感器采集的氣候信息、網(wǎng)站上的帖子、數(shù)字照片和視頻、購物交易記錄、手機GPS信號等。一般大數(shù)據(jù)具有四個特征：（1）數(shù)據(jù)量大，大數(shù)據(jù)的起始計量單位至少是P（1000T）、E（100萬T）或Z（10億T）；（2）數(shù)據(jù)類型繁多，包括網(wǎng)絡日志、音頻、視頻、圖片、地理位置信息等等，因而對數(shù)據(jù)的處理能力提出了更高的要求；（3）價值密度相對低，數(shù)據(jù)量大但完成數(shù)據(jù)的價值“提純”難度較大；（4）巨大的數(shù)據(jù)價值，包括商業(yè)價值、社會價值、科研價值等[3]。

4 大數(shù)據(jù)技術應用框架

大數(shù)據(jù)應用技術框架如圖2所示，①使用底層ICT設施對數(shù)據(jù)進行采集；②統(tǒng)一接入數(shù)據(jù)；③對數(shù)據(jù)實現(xiàn)清洗（抽取、轉(zhuǎn)換、加載）；④對數(shù)據(jù)進行緩存重用或冷備；⑤對數(shù)據(jù)進行離線計算或?qū)崟r計算支持數(shù)據(jù)應用。

5 應用中需注意問題

5.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)劃

智慧城市是龐大的系統(tǒng)工程，收集的數(shù)據(jù)往往應用于城市的方方面面，容易出現(xiàn)各自為政，各做一塊的局面，不利于數(shù)據(jù)的集成，因此數(shù)據(jù)建設必須統(tǒng)一規(guī)劃。

5.2 數(shù)據(jù)的有效共享

此問題目前主要出現(xiàn)于已經(jīng)進行了部分信息化建設的政府部門，因行政部門的條塊化分割也使得數(shù)據(jù)出現(xiàn)了條塊化分割，且部門間缺少共享數(shù)據(jù)的愿望和動力，導致目前數(shù)據(jù)共享程度較低，然而數(shù)據(jù)共享是很重要的能有效避免重復建設以及相互協(xié)同。

5.3 數(shù)據(jù)標準的統(tǒng)一

采集的海量數(shù)據(jù)來自于不同的設備和渠道，數(shù)據(jù)格式的設計上往往可能存在很大差異，如字段長度、字段類型等，為避免數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一帶來的麻煩作為智慧城市整體規(guī)劃時需考慮數(shù)據(jù)采集格式、采集標準等的統(tǒng)一。

參考文獻

[1]陳桂香.國外智慧城市建設概覽[J].中國安防，2011，10：100-104.

[2]巫細波，楊在高.智慧城市理念與未來城市發(fā)展[J].城市管理，2010，11：56-60.

[3]張永民，杜忠潮.我國智慧城市建設的現(xiàn)狀和思考[J].中國信息界，2011，12：28-32.