大數(shù)據(jù)時(shí)代中國特色智慧城市架構(gòu)的研究

楊燕英　聶燕敏　白小曼　黃新蕊

【摘要】在大數(shù)據(jù)時(shí)代，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的支撐下，城市建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的信息、大數(shù)據(jù)成為支撐城市信息管理與事務(wù)決策的綜合平臺(tái)。在論述智慧城市建設(shè)中信息與數(shù)據(jù)重要性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了大數(shù)據(jù)背景下具有中國特色的智慧城市架構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；智慧城市；城市架構(gòu)

Abstract：In cloud computing，networking and other technical support，information about the city infrastructure，the data support the city to become the decision-making information management and affairs of the integrated platform. On the basis of discussing the importance of information and data in the construction of smart city，designed the concept model of smart city architecture under the background of big data.

Key word：ig data；smart city；city architecture

一、序言

智慧城市的概念起源于“智慧地球”理念，是一種通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等核心技術(shù)手段，實(shí)時(shí)獲取城市運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息，再通過云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息資源數(shù)據(jù)的整合與處理，達(dá)到提高城市運(yùn)行效率的城市建設(shè)模式。智慧城市是信息技術(shù)高度集成、信息應(yīng)用深度融合的網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化的城市，具有很強(qiáng)的集中智慧發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力和創(chuàng)新發(fā)展能力是以突出智慧為重要內(nèi)容的城市發(fā)展新模式。

城市智慧化是一個(gè)艱難且漫長(zhǎng)的過程，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，智慧城市的核心已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾卫么髷?shù)據(jù)技術(shù)推動(dòng)智慧城市向更加智慧、更加科學(xué)、更加高效的目標(biāo)邁進(jìn)。智慧城市的本質(zhì)在于信息化與城市化的高度融合，是城市信息化向更高階段發(fā)展的表現(xiàn)。本課題就以保定市博野縣為例，研究大數(shù)據(jù)支持下智慧城市的架構(gòu)的構(gòu)建，為我省全面實(shí)現(xiàn)智慧城市提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持，具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義。

二、智慧城市相關(guān)技術(shù)

智慧城市主要運(yùn)用到了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)。其中，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的突出特點(diǎn)，是具備大量的基礎(chǔ)軟硬件資源，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)資源的規(guī)?；？梢蕴岣哔Y源的利用率，降低單位資源的成本。云計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是保障經(jīng)濟(jì)安全和國家安全的重要舉措。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要用到數(shù)據(jù)捕獲和控制技術(shù)。除此而外，還需要管理分布式設(shè)備以及基礎(chǔ)設(shè)備。其中數(shù)據(jù)捕獲和控制技術(shù)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)集成大量傳感器和設(shè)備、能夠收集和移動(dòng)數(shù)據(jù)、執(zhí)行本地命令等功能。大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的必然產(chǎn)物，基于云計(jì)算，通過智能融合技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算與分析，通過人的“智慧”參與，大大提升決策支持的能力。

三、智慧城市架構(gòu)模型

根據(jù)參考研究河北省城市智慧化進(jìn)程，我們建立綜合考慮各方面的架構(gòu)，它應(yīng)該是有一個(gè)綜合的公共支撐平臺(tái)。在這個(gè)支撐平臺(tái)下，還應(yīng)該將平臺(tái)的具體服務(wù)內(nèi)容分為四個(gè)層次，它們分別是感應(yīng)層，傳輸層，數(shù)據(jù)平臺(tái)層，應(yīng)用層。為保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我們還應(yīng)該設(shè)置兩個(gè)保障，用于保障信息安全和穩(wěn)定管理。

四個(gè)層次中感知和延伸層通過對(duì)城市中現(xiàn)場(chǎng)物理實(shí)體及其所處環(huán)境的信號(hào)感知識(shí)別、數(shù)據(jù)采集處理和自動(dòng)智能控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市動(dòng)態(tài)信息的全面獲取與控制。感知和延伸層主要包括數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、延伸網(wǎng)等實(shí)體。

傳輸層是智慧城市信息傳輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)信息上傳、下發(fā)以及各實(shí)體之間的信息交互。計(jì)算和存儲(chǔ)設(shè)施采用云計(jì)算等技術(shù)，為智慧城市各類平臺(tái)和上層應(yīng)用提供動(dòng)態(tài)、可擴(kuò)展的信息處理基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行環(huán)境。

數(shù)據(jù)平臺(tái)層的主要功能為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與融合，為各類智慧城市業(yè)務(wù)和應(yīng)用提供通用數(shù)據(jù)和能力支撐。數(shù)據(jù)和平臺(tái)層的主要實(shí)體包括公共支撐平臺(tái)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和行業(yè)數(shù)據(jù)庫。其中，公共支撐平臺(tái)是信息系統(tǒng)共性支撐平臺(tái)，基于數(shù)據(jù)資源服務(wù)支撐以及應(yīng)用能力開放，為智慧城市的各類具體應(yīng)用提供公共支撐服務(wù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括自然資源和空間地理信息數(shù)據(jù)庫、人口信息數(shù)據(jù)庫、法人單位信息數(shù)據(jù)庫、宏觀經(jīng)濟(jì)信息數(shù)據(jù)庫等。行業(yè)數(shù)據(jù)庫指交通、醫(yī)療、物流等城市傳統(tǒng)部門建設(shè)的專有數(shù)據(jù)庫，屬于行業(yè)內(nèi)部資源。智慧城市需要通過公共支撐平臺(tái)，整合各行業(yè)固有資源，實(shí)現(xiàn)信息的共享和系統(tǒng)間協(xié)同。

應(yīng)用層基于公共支撐平臺(tái)匯聚的城市各類數(shù)據(jù)以及智能處理結(jié)果，實(shí)現(xiàn)城市智慧化運(yùn)行和管理。智慧城市應(yīng)用可分為政府類應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)類應(yīng)用和民生類應(yīng)用。

兩個(gè)保障體系中的安全信息體制是整個(gè)支撐平臺(tái)平穩(wěn)高效運(yùn)行的保障。安全信息體制建設(shè)主要包括可信安全和傳統(tǒng)安全兩部分，為智慧城市各種智慧應(yīng)用相關(guān)的物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、終端安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全等提供安全保障。對(duì)智慧城市進(jìn)行動(dòng)態(tài)化、智能化的可信安全防御，可信安全體系建設(shè)已經(jīng)成為智慧城市安全建設(shè)最核心、最重要的地位，建設(shè)安全可信保障平臺(tái)對(duì)智慧城市各類設(shè)備、人員、行為等進(jìn)行可信認(rèn)證，以及保護(hù)數(shù)據(jù)的私密性、完整性，是智慧城市信息安全保障建設(shè)的基礎(chǔ)和核心。

四、總結(jié)

目前，我國對(duì)智慧城市項(xiàng)目進(jìn)入全面實(shí)施階段，規(guī)模越來越大，我省的智慧城市建設(shè)也在逐步推進(jìn)，但是，今后智慧城市發(fā)展也將面臨著更高的挑戰(zhàn)。智慧城市，我們還只是在“智慧”的道路上邁出了第一步，關(guān)于“智慧城市”的發(fā)展，依舊是今后我們研究的重點(diǎn)課題。我相信經(jīng)過我們的努力，以高效、節(jié)能、環(huán)保為主旨的“智慧城市”將徹底的融入到我們的生活中。

河北金融學(xué)院大學(xué)生科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目，2015年度河北省社會(huì)科學(xué)發(fā)展研究課題民生調(diào)研專項(xiàng)，課題編號(hào)：201501113

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