基于物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的智慧城市設(shè)施設(shè)備管理系統(tǒng)

◆范志夫 李錚 毛珊珊 洪海敏 陳明明

（1.國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司 江西 330077；2.深圳市國(guó)電科技通信有限公司 廣東 518110）

智慧城市是我國(guó)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中不可缺少的重要組成部分，人們?cè)谶M(jìn)行智慧建設(shè)過程中往往需要采用當(dāng)前最為先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也就是將互聯(lián)網(wǎng)與萬物有效聯(lián)系起來，以云計(jì)算機(jī)作為核心計(jì)算器，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合，以此來實(shí)現(xiàn)高端化的新型城市建設(shè)。與傳統(tǒng)建設(shè)方式不同的是，智慧城市本身具備很高的信息化與智能化，能夠滿足當(dāng)前我國(guó)國(guó)民的日常工作發(fā)展需要，對(duì)我國(guó)社會(huì)的長(zhǎng)久發(fā)展起到極大的促進(jìn)作用。

但是，就目前來看，我國(guó)有關(guān)智慧城市的建設(shè)成果無法令人滿意，這是由于建設(shè)過程中缺乏有效監(jiān)管模式所導(dǎo)致的，隨著我國(guó)相關(guān)法律的陸續(xù)出臺(tái)，人們對(duì)于智慧城市管理工作的重視程度也在不斷提升，并將信息技術(shù)與城市數(shù)據(jù)資料相結(jié)合，以此來提升整個(gè)城市數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率，從根本上提升智慧城市的最終質(zhì)量，所建設(shè)的特色城市能夠有效滿足當(dāng)前我國(guó)社會(huì)的發(fā)展需要。

1 邊緣計(jì)算

近年來，在信息快速發(fā)展的情況下，無線通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速普及，邊緣設(shè)備逐漸出現(xiàn)，設(shè)備應(yīng)用數(shù)量逐漸增多。通過IDC 機(jī)構(gòu)評(píng)估得出，2019 年全球數(shù)據(jù)量超過了36 澤字節(jié)，這個(gè)數(shù)據(jù)量非常驚人，其中大部分?jǐn)?shù)據(jù)處理都使用了網(wǎng)絡(luò)邊緣處理技術(shù)，相關(guān)的專業(yè)人員認(rèn)為，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，邊緣計(jì)算技術(shù)應(yīng)用將會(huì)遇到更加快速的發(fā)展通道，在未來的發(fā)展過程中互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值也會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)的情況。面對(duì)這種大發(fā)展態(tài)勢(shì)，單單使用云計(jì)算方法無法解決數(shù)據(jù)處理過程中遇到的問題，并且還會(huì)出現(xiàn)大量的邊緣數(shù)據(jù)。集中處理模型中會(huì)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行某绦蛑?，一定要使用邊緣?jì)算方式對(duì)儲(chǔ)存問題集中處理，逐漸減少云服務(wù)中出現(xiàn)的耗損情況，解決空間占用等問題發(fā)生，從而得到更多經(jīng)濟(jì)回報(bào)。在萬物互聯(lián)的背景下，邊緣計(jì)算應(yīng)用存在多方面的問題，若想確保智慧城市設(shè)施管理系統(tǒng)的質(zhì)量，還需要針對(duì)邊緣計(jì)算方法應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

2 需求分析

2.1 決策支持?jǐn)?shù)據(jù)化需求

從信息系統(tǒng)方面來講，系統(tǒng)中每天都需要處理大量的數(shù)據(jù)和信息資料，這樣才能為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也是系統(tǒng)建設(shè)過程中不可缺少的重要部分。智慧城市設(shè)施管理系統(tǒng)建設(shè)過程中需要在非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中提煉出良好的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息，在對(duì)結(jié)構(gòu)信息和相應(yīng)對(duì)策進(jìn)行研究的情況下提出良好的完善方案。在數(shù)據(jù)源頭和重要程序階段匯集出良好的各方數(shù)據(jù)，之后借助平臺(tái)優(yōu)勢(shì)完成能力分析，這樣才能為基礎(chǔ)設(shè)施管理、城市服務(wù)以及決策制定提供穩(wěn)定基礎(chǔ)，對(duì)于社會(huì)機(jī)構(gòu)服務(wù)水平的提升也有著很大幫助。另外，一定要將數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)整體展現(xiàn)，使用的服務(wù)政策必須具有合理化和完善性，做好數(shù)據(jù)分析和建設(shè)工作，為系統(tǒng)建設(shè)提供穩(wěn)定基礎(chǔ)。

2.2 城市發(fā)展精細(xì)化需求分析

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，城市發(fā)展規(guī)模逐漸提升，人口的流動(dòng)性也正在逐漸增大，在城市設(shè)施治理方面出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)復(fù)雜等方面的問題，為了解決城市基礎(chǔ)設(shè)施治理問題，確保城市穩(wěn)定發(fā)展，那么就要做好需求分析工作。在城市管理中一直使用傳統(tǒng)的管理方案無法滿足實(shí)際運(yùn)行需求，由于管理較為粗放也會(huì)造成城市管理方面的問題。粗放的管理方法已經(jīng)變成經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常重要的影響因素，若想對(duì)這種問題進(jìn)行合理解決，首先需要解決傳統(tǒng)城市治理方面的問題，使用精細(xì)化管理方案以及概念，整體提升城市服務(wù)以及基礎(chǔ)設(shè)施治理效果，為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供穩(wěn)定基礎(chǔ)和良好環(huán)境。

3 邊緣計(jì)算以及云計(jì)算之間的充分融合

邊緣計(jì)算需要應(yīng)用在數(shù)據(jù)源頭和靠近物體部分，合理融合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)以及多種核心能力，確保建設(shè)的平臺(tái)具有開放性和科學(xué)性，一定要就近提供邊緣智能服務(wù)，對(duì)用戶需求和數(shù)據(jù)連接需求進(jìn)行滿足，完成最后的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的優(yōu)化，同時(shí)也能體現(xiàn)出數(shù)據(jù)保護(hù)和隱私保護(hù)的重要性，同時(shí)也能滿足系統(tǒng)運(yùn)行關(guān)鍵需求。云計(jì)算過程中需要重視集約方案建設(shè)，全面展示云計(jì)算的穩(wěn)定性、可靠性以及虛擬性，對(duì)高拓展優(yōu)勢(shì)和通用性進(jìn)行重視，發(fā)揮出平臺(tái)使用的全部?jī)?yōu)勢(shì)，讓智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施管理平臺(tái)變成特殊的公共平臺(tái)，

充分利用大數(shù)據(jù)分析功能，完成智慧城市建設(shè)過程中數(shù)據(jù)采集和挖掘工作，建立完善的數(shù)據(jù)挖掘模型，整體挖掘出數(shù)據(jù)具有的價(jià)值，從而增加工作效益，對(duì)于政府管理而言提供了良好的數(shù)據(jù)決策，全面增加了政府服務(wù)和管理水準(zhǔn)。邊緣計(jì)算和云計(jì)算之間屬于兩種互補(bǔ)的概念，傳統(tǒng)封裝構(gòu)架也需要依賴云端程序，同時(shí)還要解決傳輸過程中大量資金耗損問題，保障通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量和通信性能，同時(shí)還合理應(yīng)對(duì)了數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)等方面的問題。邊緣計(jì)算結(jié)構(gòu)中對(duì)通信、儲(chǔ)存以及基礎(chǔ)程序構(gòu)架都有著相應(yīng)要求，可以在多個(gè)方面解決云構(gòu)架設(shè)計(jì)問題，對(duì)于信息數(shù)據(jù)分析和延續(xù)性分析都有著良好的促進(jìn)作用。邊緣設(shè)計(jì)具有非常明顯的智能化特點(diǎn)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求類型對(duì)信息數(shù)據(jù)和傳感器情況進(jìn)行判斷，對(duì)于云端也能有效的加工和處理。邊緣計(jì)算的應(yīng)用讓設(shè)備具有了良好的計(jì)算能力，完成了業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)處理分析；在應(yīng)用邊緣計(jì)算方案時(shí)，需要對(duì)數(shù)據(jù)處理情況進(jìn)行分析，提供良好的應(yīng)用能力，在完成邊緣計(jì)算和云計(jì)算協(xié)同的情況下，才能實(shí)現(xiàn)不同的場(chǎng)景服務(wù)。

4 邊緣計(jì)算在城市設(shè)施管理系統(tǒng)的重要作用

通過應(yīng)用邊緣計(jì)算的方法，可以搭建完善的信息資源匯集系統(tǒng)，對(duì)城市運(yùn)行情況和整體發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行調(diào)控和分析，讓城市設(shè)施管理更加具有完善性以及合理性，更好服務(wù)于群眾，在城市運(yùn)營(yíng)指揮體系中包含了綜合管理部門和城市運(yùn)行部門，對(duì)于政府管理而言提供了良好的方案制定數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中合理使用了視頻監(jiān)控系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)以及定位系統(tǒng)，對(duì)已有的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了整合，完成了云計(jì)算和中心程序之間的互動(dòng)。在智慧交通中融合了電子警察系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)于系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)而言需要進(jìn)行統(tǒng)一展示。智慧工業(yè)系統(tǒng)中可以提供不同的連接協(xié)議，為數(shù)據(jù)采集提供了良好環(huán)境和基礎(chǔ)，解決了對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的依賴性。在智慧能源中需要使用邊緣計(jì)算提供鏈接協(xié)議，確保數(shù)據(jù)計(jì)算質(zhì)量，完成最終的故障預(yù)測(cè)。

5 結(jié)論

綜上所述，本文主要將邊緣計(jì)算作為基礎(chǔ)，對(duì)智慧城市設(shè)施管理系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，通過研究的方式得出，通過邊緣計(jì)算的應(yīng)用，智慧城市設(shè)施管理系統(tǒng)中將城市中的各種數(shù)據(jù)從嵌入式系統(tǒng)設(shè)備、網(wǎng)關(guān)或邊緣主機(jī)集中到一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)中，并從云端獲取更新程序進(jìn)行本地計(jì)算。政府決策部門能夠更全面地為城市監(jiān)督管理提供平臺(tái)和監(jiān)督手段，同時(shí)也為政府各部門提供了完善的分析服務(wù)。