基于大數(shù)據(jù)背景下的智慧城市建設(shè)研究

魏劍源　陳煌　吳志濤

【摘 要】隨著城市化進程的快速發(fā)展，城市人口的不斷增加，“城市病”成為了城市急需解決的問題。在此背景下，智慧城市的建設(shè)越來越重要。通過對大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)過程中的理論分析以及案例分析，探討了大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的重要性，同時對當前智慧城市建設(shè)過程中的不足，提出了幾點建議。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；智慧城市；智能化

Research on the Construction of Smart City Based on the Big Data Background

WEI Jian-yuan CHEN Huang WU Zhi-tao

（Institute of Computer and Communication， Lanzhou University of Technology， Lanzhou Gansu 730000， China）

【Abstract】With the rapid development of the process of urbanization，and the number of urban population is increasing， urban disease has become an urgent problem to be solved in the city .Under this background， the construction of smart city is becoming more and more important.Through the theoretical analysis and case analysis in the process of smart city construction ，the importance of big data in the construction of smart city is discussed.At the same time，as for the shortcomings during the smart city construction，I put forward some suggestions.

【Key words】Big data； Smart city； Intelligent

0 前言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程也日漸加快。根據(jù)國家統(tǒng)計局2015年發(fā)布的國民經(jīng)濟運行情況數(shù)據(jù)顯示，城鎮(zhèn)化人口占總?cè)丝诒戎氐?6.1%。城市化的快速發(fā)展，促進了城市的經(jīng)濟和社會的發(fā)展，但是，城市化的發(fā)展帶來城市經(jīng)濟的同時，也產(chǎn)生了一系列的城市問題，如城市資源日益緊張，城市環(huán)境日趨惡劣，城市民生問題變得越來越復雜。促進生活和諧，提高生活質(zhì)量是每一個人的愿望，基于此，智慧城市被看作是治療“城市病”的一劑“良藥”[1-2]。

智慧城市起源于IBM公司“智慧地球”的理念。自2008年“智慧地球”這一理念被提出之后，智慧城市建設(shè)的熱潮便不斷高漲。但是，目前關(guān)于“智慧城市”的定義，學術(shù)界尚未有同一的定論。根據(jù)IBM公司在《智慧的城市在中國》的白皮書中講述，“智慧城市”被定義為：能夠充分運用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求做出智能的響應，為人類創(chuàng)造更美好的城市生活[3]。

如何實現(xiàn)對各需求做出準確、高效的智能響應，是智慧城市實現(xiàn)的最高目標。在智慧城市的運行過程中，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，如地理空間數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、普查數(shù)據(jù)、傳感器檢測數(shù)據(jù)等[4]。如何對大量數(shù)據(jù)的采集、存儲以及分析，正是大數(shù)據(jù)理論的研究范疇。因此大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的實現(xiàn)，大致需要3個步驟：1）數(shù)據(jù)的采集，即通過傳感器設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備等一系列設(shè)備，采集智慧城市運行過程中的狀態(tài)；2）數(shù)據(jù)的存儲，即如何將大量的數(shù)據(jù)，安全、有效以及低成本的保存在存儲設(shè)備上；3）數(shù)據(jù)的分析，即將存儲的數(shù)據(jù)利用大數(shù)據(jù)的相關(guān)理論，進行分析，得出數(shù)據(jù)的分布以及數(shù)據(jù)的相關(guān)規(guī)律，用于實現(xiàn)智慧城市建設(shè)的智能化。所以，大數(shù)據(jù)是實現(xiàn)智慧城市建設(shè)的基石，是實現(xiàn)智能響應的重要元素。

1 大數(shù)據(jù)支撐智慧城市的發(fā)展

根據(jù)2016年1月發(fā)布的《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示，截止2015年12月，中國的網(wǎng)民數(shù)量已經(jīng)達到了6.88億，超過了中國總?cè)丝诘囊话搿］^2014年底，2015年的網(wǎng)民數(shù)量增長了2.4個百分點。在網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的時代，越來越多的人使用互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)進行溝通、娛樂、工作、購物等等。龐大的用戶群體，使互聯(lián)網(wǎng)的日數(shù)據(jù)量從TB級擴大到PB級?；ヂ?lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)量隨著網(wǎng)絡(luò)后期的不斷普及，也會越來越龐大。根據(jù)《中國智慧城市惠民發(fā)展評價指數(shù)報告（2015版）》顯示，互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)將成為智慧城市建設(shè)中惠民發(fā)展的一個重要形式。

在智慧城市建設(shè)中，智慧交通、智慧物流、智慧醫(yī)療、智慧旅游等各項的社會業(yè)務(wù)和民生工程都將會產(chǎn)生大數(shù)據(jù)。如在智慧交通中，交通流量、車速、交通密度等車輛運行過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及人們出行時間、行程、路線等群眾的出行情況數(shù)據(jù)等，都將會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，它是智慧交通建設(shè)中智能響應的基礎(chǔ)，是提高交通主管部門對交通運輸?shù)墓芾硇室约皽p少突發(fā)事件的概率、緩解交通壓力和減少環(huán)境污染，保證交通安全，提高運輸效率的保障。在保證市民出行效率的同時，有效的緩解了“行車難、停車難”的城市通病問題，為城市交通的良性運轉(zhuǎn)提供了科學的決策依據(jù)[5]。在智慧醫(yī)療中，電子病歷數(shù)據(jù)、住院臨床數(shù)據(jù)、藥品管理數(shù)據(jù)、遠程掛號數(shù)據(jù)等，都是大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的來源。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，可以有效的解決各個醫(yī)院在醫(yī)療資源的分配、醫(yī)療信息的不暢以及醫(yī)療資源兩極化等問題，并能夠縮短患者就醫(yī)流程，提高醫(yī)院的看病效率。在智慧旅游中，旅游資源、旅游交通、游客數(shù)量、游客消費項目等旅游信息的相關(guān)數(shù)據(jù)，以及行業(yè)管理、景區(qū)公共安全管理和景區(qū)環(huán)境監(jiān)測等相關(guān)的數(shù)據(jù)，都是大數(shù)據(jù)，在智慧旅游建設(shè)過程中通過對這些數(shù)據(jù)的分析，景區(qū)的管理者能夠預測景區(qū)的旅游旺季以及景點的歡迎程度等，為其在管理上提高了效率。同時企業(yè)或其他商戶可在游客密集的景區(qū)，提供廣告投放或商品銷售等業(yè)務(wù)，為景區(qū)增加經(jīng)濟收入。通過相關(guān)的數(shù)據(jù)，還可以顯示景區(qū)的不足以及相關(guān)的安全隱患，為及時排除和完善提供了可能。在智慧物流中，物流業(yè)務(wù)交易的相關(guān)數(shù)據(jù)、物流配送的相關(guān)數(shù)據(jù)、公共信息管理等等的相關(guān)數(shù)據(jù)，在保障客人利益的同時，實現(xiàn)物流信息的有效管理，進一步降低物流成本，為創(chuàng)建更加便捷的智慧城市提供了支持[5]。除了交通、物流、醫(yī)療、旅游領(lǐng)域是大數(shù)據(jù)的來源之外，在智慧社區(qū)、智慧教育、智慧建筑、智慧環(huán)保等和城市任何息息相關(guān)的一切人文活動和社會活動都是大數(shù)據(jù)的來源，同時也為智慧城市在城市的各個領(lǐng)域的應用提供了可能。因此，大數(shù)據(jù)在智慧城市的建設(shè)過程中無處不在，它是智慧城市建設(shè)的主要元素，是智慧城市的動力源泉。

2 大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的案例分析

2.1 智慧上海

隨著汽車保有量的增加，城市交通問題日益突出。過多的汽車量，使得道路網(wǎng)的承載力日益下降，因此，交通阻塞越來越嚴重，交通事故也越發(fā)頻繁。面對高漲的交通需求，上海市政府積極采用先進的交通管理技術(shù)和手段，開發(fā)智能交通系統(tǒng)，努力保障城市交通的暢通[3]。

自20世紀80年代中期，上海市在交通控制方面，從澳大利亞引進了SCATS交通信號控制系統(tǒng)以來，上海智能交通系統(tǒng)逐漸發(fā)展，現(xiàn)已建成了一系列的交通信息服務(wù)系統(tǒng)和交通管理服務(wù)系統(tǒng)等。在交通信息服務(wù)方面，上海市最先打造了“上海廣播電臺交通臺”，及時的發(fā)布道路路況信息、交通擁堵指數(shù)等，引導司機改變路線，避免堵車，同時，還建設(shè)了“上海交通網(wǎng)站”，為市民的出行提供了交通地圖的智能查詢、交通出行的指南以及交通實時動態(tài)信息的查看等，使市民能夠享受到“一網(wǎng)在手、交通全有”的智能化信息化的服務(wù)。在交通收費方面，上海市實行了“金卡”工程，全面升級上海市交通收費的方式。在交通管理系統(tǒng)方面，通過對交通流量的調(diào)查，進行交通流量的預測以及擁堵屬性的分析，智能的進行交通擁堵路段疏導決策以及對突發(fā)事件的指揮決策等[3]。

從信息的智能服務(wù)到交通管理的智能決策，大數(shù)據(jù)在智慧上海的建設(shè)過程中起到了不可替代的作用，加快推動了上海市的智慧交通的發(fā)展。

2.2 新加坡的智慧

2006年6月新加坡推出了“智慧2015”規(guī)劃，它是一個為期10年、政府投資40億新元的信息通信發(fā)展的藍圖，目標是建成一個信息化和智能化的國度，甚至是全球化的都市。

2011-2015年，新加坡推出電子政務(wù)總體規(guī)劃，目標是建立一個以全民參與，政府、企業(yè)共同合作的電子政府體系。目前，新加坡已建成了1600多項的電子政府服務(wù)，為新加坡市民的生活和企業(yè)的運行提供了極大的方便。新加坡市民可以在線辦理任何的政府業(yè)務(wù)，以及企業(yè)可以在線和政府機關(guān)進行交流溝通。新加坡除了在電子政府方面實現(xiàn)了智能化外，還建立了智能交通，智能醫(yī)療，智能教育等一系列的便民服務(wù)的工程。新加坡在智能交通中，實現(xiàn)了交通監(jiān)控系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、電子收費系統(tǒng)、交通誘導系統(tǒng)以及智能地圖系統(tǒng)，提升了新加坡的交通信息化和智能的。在智慧醫(yī)療領(lǐng)域，新加坡建立了綜合醫(yī)療信息平臺，實現(xiàn)了電子健康病例、臨床管理、個人健康記錄等等，方便了就醫(yī)者的就醫(yī)與醫(yī)院的管理。在智慧教育方面，新加坡推出了“未來學?！庇媱潱Ｍ蛟煲粋€信息化、多技術(shù)融合的智能互動教室。

“智慧國2015”的規(guī)劃的實施不僅為新加坡智慧城市的發(fā)展起到了快速推進的作用，也為新加坡帶來了巨大的經(jīng)濟效益。2011年較2010年的經(jīng)濟增長了13.4%，并且計算機普及率以及寬帶普及率幾乎全面覆蓋全國。

3 大數(shù)據(jù)時代對智慧城市發(fā)展的建議

3.1 加強數(shù)據(jù)收集，提高智能水平

對于構(gòu)建智慧城市而言，城市是否智能化，是其評價智慧城市的關(guān)鍵。而城市的智能化體現(xiàn)在，需要通過數(shù)據(jù)分析，對用戶的需求進行相應的響應。在智慧交通領(lǐng)域，目前，由于道路網(wǎng)路的復雜性，傳感器的節(jié)點分布很難做到合理，并且由于無線網(wǎng)絡(luò)未全面覆蓋城市的各個角落，因此，數(shù)據(jù)的采集、傳輸遠遠低于實際的需求。由于市民在交通過程中的隨意性，以及不確定性，對于市民在交通方面的數(shù)據(jù)也很難準確采集，因此，目前國內(nèi)大部分城市的智慧交通的智能化水平還處于中級階段。

3.2 實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，打破信息孤島

目前，我國智慧城市建設(shè)過程中遇到了一個瓶頸就是“信息孤島”，由于各企業(yè)、各部門之間的利益關(guān)系，以及各行業(yè)的標準不同，導致了信息之間不能夠很好的融合，使得數(shù)據(jù)之間相互獨立開來，對于智慧城市的發(fā)展無疑帶來巨大的障礙。如何打破“信息孤島”的局面，對于城市的發(fā)展是一個重要的問題。首先，政府部門之間應該起帶頭作用，以城市建設(shè)利益為主，相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)互利共贏。其次，政府作為一個城市的領(lǐng)導集體，應該積極的調(diào)動企業(yè)在城市建設(shè)中的積極性，并合理協(xié)調(diào)各企業(yè)間的利益關(guān)系，實現(xiàn)和諧的發(fā)展。

信息化時代催生了大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)推動信息化的發(fā)展。因此，在大數(shù)據(jù)時代，只有實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，才能做到共同發(fā)展，實現(xiàn)社會進步。

3.3 注重人才培養(yǎng)，發(fā)展挖掘產(chǎn)業(yè)

智慧城市的建設(shè)必然催生大數(shù)據(jù)的進步[5]。2011年12月，工信部發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)十二五規(guī)劃上，把信息處理技術(shù)作為4項關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程之一被提出來，其中包括了海量數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)挖掘、圖像視頻智能分析，這都是大數(shù)據(jù)的重要組成部分[6]。由于國內(nèi)對大數(shù)據(jù)的研究起步相對較晚，對于大數(shù)據(jù)的處理、分析能力相對較弱。因此，在智慧城市建設(shè)過程中，要以政府為主導，整合企業(yè)和高校的人才資源，積極培育大數(shù)據(jù)方面的相關(guān)人才，并積極探索，主動學習國外先進的理論知識。政府部門或企業(yè)要積極引進國外先進技術(shù)和招攬人才，為智慧城市建設(shè)提供有力的技術(shù)保障。

4 總結(jié)

隨著“城市病”的越發(fā)嚴重，智慧城市的建設(shè)無疑是解決城市問題的一副良藥。而在智慧城市的建設(shè)中，大數(shù)據(jù)遍布于城市的方方面面，從政府決策與服務(wù)到市民生活的方方面面，從城市產(chǎn)業(yè)布局和規(guī)劃到城市的運營和管理方式，都將在大數(shù)據(jù)的支撐下走向“智慧化”[7]。大數(shù)據(jù)是智慧城市的重要技術(shù)[8]，大數(shù)據(jù)的挖掘?qū)χ腔鄢鞘械慕?jīng)濟發(fā)展和社會管理是無形的生產(chǎn)資料[9]，但是，由于國內(nèi)在大數(shù)據(jù)理論的研究起步較晚，且數(shù)據(jù)采集的難度系數(shù)較大，因此，國內(nèi)在智慧城市的建設(shè)過程中還有很長的一段路需要走。

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