基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧城市建設(shè)

（華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 310052）

隨著新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)發(fā)展從互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代邁入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，此時(shí)期無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展催生了各種智能化多形態(tài)終端，設(shè)備之間的互聯(lián)加速了數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，各種智能應(yīng)用使數(shù)據(jù)呈井噴式增長(zhǎng)，基于大數(shù)據(jù)的智慧城市建設(shè)將成為社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。目前智慧城市概念在逐步推廣中，部分城市已開(kāi)始建設(shè)智慧城市。智慧城市在建設(shè)過(guò)程中會(huì)面臨發(fā)展理念更新、信息技術(shù)迭代、城市管理創(chuàng)新的問(wèn)題，在這一過(guò)程中，需要把握城市建設(shè)的核心，提前做好規(guī)劃，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

1 智慧城市及大數(shù)據(jù)概念

“智慧城市”這一說(shuō)法最早出現(xiàn)于1990年5月在美國(guó)舊金山舉辦的以“智慧城市、快速系統(tǒng)、全球網(wǎng)絡(luò)”為主題的一次國(guó)際會(huì)議，會(huì)議總結(jié)了城市通過(guò)信息化手段聚合智慧，提升城市可持續(xù)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)力的成功經(jīng)驗(yàn)。2008年，IBM提出“智慧地球”理念，并由此引發(fā)全球智慧城市建設(shè)熱潮[1]。歷經(jīng)數(shù)字城市、智能城市等概念的演變以及信息技術(shù)的更新?lián)Q代，智慧城市的概念從邊界模糊到逐漸清晰。城市作為一個(gè)有機(jī)體，具備基本的治理能力，智慧城市可通過(guò)模擬人的智能，及時(shí)對(duì)城市問(wèn)題進(jìn)行處理，結(jié)合以往的處理經(jīng)驗(yàn)，形成一種事前預(yù)測(cè)、事中事后快速應(yīng)對(duì)的智能化機(jī)制，有效保障城市穩(wěn)定、有序、可持續(xù)發(fā)展。

大數(shù)據(jù)近年來(lái)越來(lái)越頻繁地出現(xiàn)在人們視野，大數(shù)據(jù)是指海量、異構(gòu)、高速的數(shù)據(jù)集合，無(wú)法用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工具進(jìn)行處理，需要利用新的技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)需要轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)處理思維并從多角度去認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)。

2 智慧城市應(yīng)用

目前，杭州智慧城市建設(shè)走在全國(guó)前列。依托于城市數(shù)據(jù)大腦，智慧城市建設(shè)專注改善民生、提升相關(guān)部門治理效率，在交通、城管、醫(yī)療、旅游、政務(wù)等方面推出超級(jí)應(yīng)用。城市數(shù)據(jù)大腦是指充分利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，打造以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)型人工智能中樞。城市數(shù)據(jù)大腦需要將城市中的交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施全部數(shù)據(jù)化，將散落在城市各個(gè)單元的數(shù)據(jù)連接，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)城市的運(yùn)行狀況進(jìn)行全局的實(shí)時(shí)分析，幫助城市管理者做出更好的決策。智慧城市建設(shè)主要通過(guò)多種智慧型應(yīng)用的建設(shè)提升城市整體的治理水平，同時(shí)這些應(yīng)用順應(yīng)了技術(shù)的發(fā)展，改善了以往應(yīng)用中存在的問(wèn)題，促使應(yīng)用更加智能且貼合人的使用需求。

2.1 智慧交通

杭州交通擁堵?tīng)顩r始終是城市治理的難題之一，給人們的日常出行帶來(lái)了嚴(yán)重影響，杭州相關(guān)部門近幾年在積極出臺(tái)舉措，緩解了交通擁堵問(wèn)題。交通作為城市運(yùn)行的主體，其治理應(yīng)該放在第一位。城市數(shù)據(jù)大腦的先行者是“交通小腦”，2016年5月，“城市數(shù)據(jù)大腦”在蕭山區(qū)心路先行先試，“數(shù)據(jù)大腦”的交通模塊——“交通小腦”由此誕生。與傳統(tǒng)的交通監(jiān)控系統(tǒng)相比，“交通小腦”在信號(hào)算法、視頻流分析上有重大技術(shù)突破?！敖煌ㄐ∧X”創(chuàng)新運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+信號(hào)優(yōu)化配時(shí)”，通過(guò)分析路口的車流量、車速、天氣等情況，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)并顯示當(dāng)前的優(yōu)化配時(shí)方案，有效緩解交通壓力，高架出行時(shí)間節(jié)省4.6 min。

2.2 智慧醫(yī)療

醫(yī)療行業(yè)在過(guò)去幾十年來(lái)以傳統(tǒng)的紙質(zhì)記錄的方式儲(chǔ)存病人數(shù)據(jù)，經(jīng)年累月，因數(shù)據(jù)的保存條件簡(jiǎn)陋，大部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)丟失，可供研究的價(jià)值不大。隨著技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)有效地解決了這一問(wèn)題。大數(shù)據(jù)技術(shù)提供了大量病人數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，支持?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)、管理，并可對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)已有醫(yī)療數(shù)據(jù)的分析，醫(yī)生可預(yù)測(cè)流行疾病的爆發(fā)趨勢(shì)、分析病理原因等。目前，每個(gè)病人都擁有自己的電子病歷，電子病歷記錄了個(gè)人病史、家族病史、過(guò)敏癥以及所有醫(yī)療檢測(cè)結(jié)果等數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)影像，如核磁共振成像中，利用大量圖像數(shù)據(jù)構(gòu)建圖像識(shí)別模型和算法，可幫助醫(yī)生快速診斷，提升看診效率。

城市數(shù)據(jù)大腦為產(chǎn)業(yè)升級(jí)和創(chuàng)新提供了平臺(tái)，隨著城市數(shù)據(jù)大腦的不斷迭代完善，未來(lái)智慧城市將會(huì)有更多成熟新型的智慧應(yīng)用。

3 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧城市建設(shè)的意義

在智慧城市的建設(shè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)是貫穿整體的，智慧城市的建設(shè)涉及大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可分為城市主體數(shù)據(jù)和城市客體數(shù)據(jù)。城市主體數(shù)據(jù)主要由居住在該城市區(qū)域內(nèi)的人所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如日常消費(fèi)數(shù)據(jù)、出行數(shù)據(jù)等，這類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣，呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。城市客體數(shù)據(jù)主要指城市區(qū)域本身的數(shù)據(jù)，如城市區(qū)域基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)據(jù)、植物覆蓋率等，這類數(shù)據(jù)通常為靜態(tài)數(shù)據(jù)，一段時(shí)間內(nèi)會(huì)基本保持穩(wěn)定，但隨著城市規(guī)劃的出現(xiàn)微小調(diào)整。有效利用城市數(shù)據(jù)，并為城市的健康發(fā)展提供決策是目前智慧城市發(fā)展需要解決的問(wèn)題。相較于以往傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模式，大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市的建設(shè)過(guò)程中帶來(lái)了以下轉(zhuǎn)變。

3.1 帶來(lái)了新型的高速的數(shù)據(jù)處理模式

在傳統(tǒng)的城市治理過(guò)程中，經(jīng)驗(yàn)主義是主要的治理方式，此種方式據(jù)歷年的一些處置經(jīng)驗(yàn)對(duì)本年出現(xiàn)的城市問(wèn)題進(jìn)行治理，存在較大的主觀性和不確定性，缺乏對(duì)全局的考慮。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式主要采用人工的方式進(jìn)行，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)收集及整理分析的效率，且無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)。

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以對(duì)城市數(shù)據(jù)進(jìn)行整體全面分析，分析結(jié)果相比傳統(tǒng)方式具有更大的可信度，且考慮了全局因素。通過(guò)對(duì)已有數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，對(duì)城市發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的不同專業(yè)、不同類別的問(wèn)題進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析，得出反饋結(jié)果。

3.2 以全局觀統(tǒng)籌智慧城市頂層規(guī)劃

相關(guān)部門作為智慧城市建設(shè)的主導(dǎo)者，需要有全局意識(shí)，并能充分考慮運(yùn)用大數(shù)據(jù)帶來(lái)的價(jià)值。目前城市運(yùn)行的各子系統(tǒng)間的“數(shù)據(jù)壁壘”仍然存在，各部門間的數(shù)據(jù)由于沒(méi)有統(tǒng)一、安全的數(shù)據(jù)接口而無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享。為解決這些問(wèn)題，相關(guān)部門等智慧城市建設(shè)的主導(dǎo)者們需要統(tǒng)籌考慮目前已有數(shù)據(jù)，建立大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，從頂層規(guī)劃數(shù)據(jù)處理流程，建立安全的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，打破信息孤島現(xiàn)象。

3.3 帶來(lái)了高效、便捷的城市新生活方式

智慧城市建設(shè)使城市治理更加智能化、自動(dòng)化，城市管理者根據(jù)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)做出更加可信的決策，及時(shí)應(yīng)對(duì)城市出現(xiàn)的問(wèn)題，在短時(shí)間內(nèi)做好善后工作，降低事故發(fā)生對(duì)城市居民生活造成的影響，恢復(fù)城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)。各種基于大數(shù)據(jù)的智慧型應(yīng)用方便了居民的日常工作和生活。智慧醫(yī)療省去了煩瑣的看病步驟，病人可在終端操作，實(shí)現(xiàn)一鍵預(yù)約、費(fèi)用結(jié)算等，節(jié)省了病人看病時(shí)間。智慧政務(wù)實(shí)現(xiàn)“最多跑一次”的目標(biāo)，省去復(fù)雜的辦證過(guò)程，實(shí)現(xiàn)政務(wù)服務(wù)事項(xiàng)的網(wǎng)上綜合受理和全程協(xié)同辦理的“一號(hào)”申請(qǐng)、“一窗”受理、“一網(wǎng)”通辦。

4 智慧城市建設(shè)思路

智慧城市建設(shè)可抓住數(shù)據(jù)處理流程，從數(shù)據(jù)的源頭收集、整理、分析與決策等過(guò)程對(duì)應(yīng)到城市建設(shè)的每個(gè)步驟，可抽象成點(diǎn)-線-面的建設(shè)過(guò)程，“點(diǎn)”的建設(shè)主要指數(shù)據(jù)的收集，“線”的建設(shè)主要指通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，“面”的建設(shè)主要指數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的建設(shè)。

數(shù)據(jù)可以反映城市運(yùn)行的整體現(xiàn)狀，如交通出行數(shù)據(jù)可以反映一段時(shí)間內(nèi)的交通狀況。在智慧城市的建設(shè)過(guò)程中，需要重視數(shù)據(jù)的收集與整理。在龐大的城市地理區(qū)域內(nèi)，數(shù)據(jù)在不斷產(chǎn)生，可考慮分區(qū)域的方式收集數(shù)據(jù)，可將特定區(qū)域和個(gè)人視為數(shù)據(jù)點(diǎn)。

數(shù)據(jù)點(diǎn)根據(jù)城市不同區(qū)域的特性，形成特色的數(shù)據(jù)點(diǎn)域。如工業(yè)園區(qū)因涉及大量生產(chǎn)產(chǎn)房，需要對(duì)產(chǎn)房進(jìn)行編號(hào)管理，形成專門的產(chǎn)房數(shù)據(jù)。個(gè)人作為移動(dòng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，因在城市不同區(qū)域之間穿梭，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可通過(guò)各類終端等進(jìn)行存儲(chǔ)。目前各企業(yè)都有自己的生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析、共享等，形成該范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。城市區(qū)域數(shù)據(jù)由多個(gè)不同小型區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成，整合所有數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)，適時(shí)打通各區(qū)域之間的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)的融合。

數(shù)據(jù)點(diǎn)主要注重?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)需要通過(guò)管道、線路等進(jìn)行傳輸。“線”的建設(shè)關(guān)鍵在于推進(jìn)寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，廣泛普及光纖接入式寬帶連接；建設(shè)高速無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)5G業(yè)務(wù)應(yīng)用，統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)及管理集約型信息化管網(wǎng)[2]。將各區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)以線的方式連接，使所有數(shù)據(jù)點(diǎn)在一張通信網(wǎng)上，“線”的連接方式打破了地域的限制，通過(guò)設(shè)置安全、高效的接口可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的互聯(lián)互通，做到數(shù)據(jù)共享。運(yùn)用有線及無(wú)線傳輸技術(shù)，建設(shè)多層多類傳輸感知網(wǎng)。

智慧城市建設(shè)的核心在于利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與分析。數(shù)據(jù)點(diǎn)將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理，線網(wǎng)可傳輸數(shù)據(jù)，最終需要一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。平臺(tái)聚合了多條線網(wǎng)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)需要在統(tǒng)一的處理面上進(jìn)行處理。平臺(tái)建設(shè)需要融合運(yùn)用多種新型信息技術(shù)，如云計(jì)算、5G、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等。這些技術(shù)使用的側(cè)重點(diǎn)不同且并非獨(dú)立，需綜合考慮技術(shù)的結(jié)合。數(shù)據(jù)平臺(tái)需統(tǒng)籌考慮數(shù)據(jù)的處理過(guò)程，將數(shù)據(jù)處理結(jié)果以可視化的方式進(jìn)行呈現(xiàn)，輔助決策分析。

5 結(jié)語(yǔ)

智慧城市建設(shè)要因地制宜，不可盲目堆砌應(yīng)用，應(yīng)綜合考慮城市發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。堅(jiān)持以人為本的原則，充分利用大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，分階段實(shí)施智慧城市建設(shè)步驟，打造可持續(xù)發(fā)展的智慧城市。