大數(shù)據(jù)時(shí)代的智慧城市建設(shè)研究分析

王廣偉

摘 要 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)的不斷成熟，實(shí)現(xiàn)了城市數(shù)據(jù)信息的高效傳遞和智能響應(yīng)，從而推動(dòng)了城市智慧化進(jìn)程。智慧城市建設(shè)需要以信息基礎(chǔ)設(shè)施為根本，通過數(shù)據(jù)分析及處理系統(tǒng)完成對(duì)大數(shù)據(jù)的篩選和活化處理，并借助于豐富而又完善的應(yīng)用體系讓人們享受到智慧城市帶來的便捷生活。本文從智慧城市關(guān)鍵技術(shù)出發(fā)，通過分析云計(jì)算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等一些關(guān)鍵性技術(shù)，提出了智慧城市建設(shè)方案，最后對(duì)武漢智慧城市建設(shè)成績(jī)進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù)；智慧城市建設(shè)；云計(jì)算；物聯(lián)網(wǎng)；武漢

一、智慧城市關(guān)鍵技術(shù)

（1）云計(jì)算技術(shù)。云計(jì)算技術(shù)同樣是基于互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，通過將計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，把強(qiáng)大的計(jì)算供能以及應(yīng)用服務(wù)像普通商品一樣提供給大眾，是一類新興的服務(wù)于商業(yè)的計(jì)算形式。云計(jì)算的核心技術(shù)在于編程模型、海量數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)技術(shù)及管理技術(shù)、虛擬化技術(shù)和云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)，其典型代表有Google的云計(jì)算平臺(tái)和IBM藍(lán)云計(jì)算平臺(tái)。云計(jì)算技術(shù)解決了由于硬件原因?qū)е碌挠?jì)算機(jī)計(jì)算能力的絕對(duì)性，使用戶可以通過配置較低的計(jì)算機(jī)就可以具有強(qiáng)大的計(jì)算能力。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。借助于GPS定位或北斗系統(tǒng)、RFID等數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)，通過事先約定好的協(xié)議將現(xiàn)實(shí)中的任一物品和網(wǎng)絡(luò)相互連通，從而實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳遞與交換，以達(dá)到智慧化定位和識(shí)別等目的。其核心技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)，詳細(xì)來講，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過RFID和信息通訊技術(shù)，構(gòu)建成一張物物相連的關(guān)系網(wǎng)，而處于該網(wǎng)絡(luò)中的任何物品都可以進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和信息共享，實(shí)現(xiàn)真正意義上的互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為城市智能化提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中信息識(shí)別、傳遞和轉(zhuǎn)換的過程正是智慧城市的底層技術(shù)，是支撐整個(gè)智慧城市建設(shè)的中堅(jiān)力量。

（3） 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。大數(shù)據(jù)背景的典型特征即是海量數(shù)據(jù)信息的云處理，包括數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和處理等環(huán)節(jié)，而基于互聯(lián)網(wǎng)的云技術(shù)必然帶來嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全問題。由于云技術(shù)中包含有大量的用戶，隱私問題是不可避免的。為了提升云技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全，國(guó)家一方面要在技術(shù)層次提升安全能力，另一方面也要不斷完善互聯(lián)網(wǎng)法律法規(guī)，通過雙重保障實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶隱私的有效保護(hù)。

二、智慧城市建設(shè)方案

（1）信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。智慧城市的實(shí)現(xiàn)離不開硬件設(shè)施的支撐，主要包括有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、感知設(shè)施、云計(jì)算設(shè)施和地理空間信息設(shè)施。 ① 網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是智慧城市實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互聯(lián)的基本要求，因此智慧城市建設(shè)要從基礎(chǔ)寬帶、無線網(wǎng)和手機(jī)網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，重點(diǎn)完善城市網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量及覆蓋率。首先是基礎(chǔ)寬帶面，一方面要解決寬帶質(zhì)量問題，主要對(duì)原始寬帶進(jìn)行提速，提高光纖寬帶接入率，使城市寬帶上升至百兆級(jí)別；另一方面要解決寬帶覆蓋率問題，在城市寬帶實(shí)現(xiàn)提速的基礎(chǔ)上，推進(jìn)光纖寬帶的大規(guī)模普及，從而將城市中各組成要素實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的高速化，以加快智慧城市網(wǎng)絡(luò)信息響應(yīng)速度，提升城市智慧化水平。其次是無線網(wǎng)絡(luò)方面，隨著以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)終端設(shè)備的高速普及，在改變了人們生活方式的同時(shí)，也使日常生活更加便捷化和高效化，而智慧化城市建設(shè)的初衷即為改善民生，因此城市基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施建設(shè)要配合人們生活習(xí)慣，并借助于不斷革新的高科技技術(shù)，為市民提供更為貼心、便捷和智能化的服務(wù)，由于智能手機(jī)和平板電腦的日漸普及，人們對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的需求不斷提升，而智慧城市建設(shè)同樣需要無線網(wǎng)絡(luò)的支持，因此，加快公益WiFi熱點(diǎn)建設(shè)同樣是智慧化城市建設(shè)的基本保障。最后是手機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，當(dāng)前我國(guó)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商有中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通，隨著智能手機(jī)制造技術(shù)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)在手機(jī)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面成效顯著，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模性普及，從而助力我國(guó)城市智慧化建設(shè)。②感知設(shè)施。城市中無所不在的數(shù)據(jù)信息是城市實(shí)現(xiàn)智慧化的前提，而要獲得數(shù)據(jù)信息，就必須依托各式各樣的感知設(shè)備，如廣泛分布于城市大街小巷的攝像頭、定位系統(tǒng)（GPS、北斗導(dǎo)航等）以及各種傳感器等。眾多的感知設(shè)備是智慧城市的感官系統(tǒng)，在城市的日常運(yùn)轉(zhuǎn)中，時(shí)刻監(jiān)測(cè)著各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，并通過不斷完善的邏輯判斷及數(shù)據(jù)處理能力，成為了保障城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)不可或缺的重要組成元素。因此，智慧化城市建設(shè)同樣要加快各種感知設(shè)施的建設(shè)，不斷提升城市大數(shù)據(jù)的來源，為城市實(shí)現(xiàn)智慧化提供充足的數(shù)據(jù)信息。③地理空間信息設(shè)施。地理空間信息設(shè)施主要用于城市空間數(shù)據(jù)采集，包括交通數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)等，與GPS和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)不同，導(dǎo)航系統(tǒng)通過二維坐標(biāo)確定物體的位置，而地理空間信息系統(tǒng)則是從三維層面對(duì)檢測(cè)物體實(shí)現(xiàn)全方位的立體監(jiān)測(cè)。地理空間信息系統(tǒng)可以采集到物體的空間位置、形態(tài)以及分布等空間信息，并能夠在已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)空間信息進(jìn)行分析加工和建立模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的三維立體檢測(cè)?？梢?，在智慧化城市建設(shè)中，定位系統(tǒng)與地理空間信息系統(tǒng)相輔相成，通過定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)二維平面定位，通過地理空間信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三維空間定位，并對(duì)空間特征信息以及屬性特征信息進(jìn)行檢測(cè)分析，兩者配合相得益彰，共同服務(wù)于智慧化城市建設(shè)。因此，智慧城市建設(shè)為提升服務(wù)水平和質(zhì)量，必需要加快地理空間信息設(shè)施的建設(shè)步伐，使城市可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定物體的實(shí)時(shí)立體監(jiān)測(cè)，從而提供全方位的服務(wù)。

（2）數(shù)據(jù)分析及處理系統(tǒng)建設(shè)。智慧城市通過傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取城市數(shù)據(jù)信息，而智慧化的核心功能在于數(shù)據(jù)的后期加工，即信息分析和處理環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)管理是智慧城市的底層結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)城市智慧管理的基礎(chǔ)。

首先是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，城市中實(shí)時(shí)采集的大數(shù)據(jù)信息，具有動(dòng)態(tài)性、多樣性和海量性的特點(diǎn)，如果不加以篩選，將很難為具體的應(yīng)用服務(wù)。為使大數(shù)據(jù)環(huán)繞的智慧城市實(shí)現(xiàn)對(duì)特定服務(wù)所需數(shù)據(jù)的有效供給，需要國(guó)家加快對(duì)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研發(fā)工作，確保對(duì)大數(shù)據(jù)的科學(xué)管理，提升數(shù)據(jù)處理的效率。

其次是數(shù)據(jù)活化技術(shù)，數(shù)據(jù)活化首次由熊璋教授提出，并經(jīng)過幾年發(fā)展已開始服務(wù)于智慧城市建設(shè)、企業(yè)信息管理等信息量高度密集化的場(chǎng)合，數(shù)據(jù)活化技術(shù)通過賦予數(shù)據(jù)生命，將原本被隔離、限制的數(shù)據(jù)恢復(fù)一體化的關(guān)聯(lián)性，同時(shí)打破城市數(shù)據(jù)利用的局限性，從而使數(shù)據(jù)使用更加便捷、高效，數(shù)據(jù)活化技術(shù)的基本單位為活化細(xì)胞，活化細(xì)胞兼具兩方面供能，即存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和計(jì)算能力，具體來講，活化細(xì)胞在執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，也可以對(duì)應(yīng)用行為進(jìn)行分析和學(xué)習(xí)，同時(shí)根據(jù)應(yīng)用行為進(jìn)行數(shù)據(jù)重組，從而讓城市中大數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)更為人性化的服務(wù)。

可見，數(shù)據(jù)分析處理是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)技術(shù)，在信息高度集成化的今天，面對(duì)大量的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息，需要城市建設(shè)者將側(cè)重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)處理技術(shù)上面，通過加大對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及數(shù)據(jù)活化技術(shù)的研發(fā)力度，不斷對(duì)建設(shè)需求提供創(chuàng)新化技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市智慧化進(jìn)程的有力推動(dòng)。

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（作者單位：泰華智慧產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司）