5G技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用

賈德平

關(guān)鍵詞 技術(shù) 智慧城市 建設(shè) 分析

信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來。5G 技術(shù)的應(yīng)用可以為傳統(tǒng)大城市的規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化，建立和實(shí)施新型智慧城市提供參考。在智慧城市建設(shè)中，要應(yīng)用新思維和方法，充分利用5G 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提高合理性和效率，以滿足人們對(duì)智慧城市的需求。

1概述

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使人們的日常生活更為便捷。同時(shí)，人們對(duì)上網(wǎng)的愛好與生活動(dòng)態(tài)也可以依靠網(wǎng)絡(luò)及時(shí)反映出來，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)性分享的虛擬關(guān)系空間，完成信息數(shù)據(jù)的傳送與傳播。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中建立的平臺(tái)變成各類數(shù)據(jù)信息的集聚場(chǎng)所，從而衍生出5G[1] 。海量的數(shù)據(jù)能夠反映不同城市生活的發(fā)展特點(diǎn)。隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，人們經(jīng)常將5G 用于數(shù)據(jù)的采集、分析和整理，進(jìn)而為實(shí)際的生產(chǎn)生活給予對(duì)應(yīng)的指導(dǎo)。這是當(dāng)代城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的產(chǎn)物，智慧城市的理念是隨著網(wǎng)絡(luò)科技和人工智能應(yīng)用的快速發(fā)展而產(chǎn)生的，為滿足現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多樣化要求，以通信技術(shù)為方式方法，智慧城市滿足了現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多元需求，將計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合到一起，研究融合了現(xiàn)代城市具體運(yùn)行中所需應(yīng)用的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息。隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)水準(zhǔn)的提升，全國各地建設(shè)智慧城市的力度不斷提升，但因?yàn)樾畔⒐芾硐到y(tǒng)規(guī)范不統(tǒng)一、信息孤島等問題，智慧城市建設(shè)遭遇非常大的困難。加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息融合分享，深入挖掘5G 技術(shù)的使用價(jià)值，選用數(shù)據(jù)預(yù)處理和信息共享的方法，開啟智慧城市5G 新征程。

5G 是智慧城市的發(fā)動(dòng)機(jī)，它在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮著引領(lǐng)作用，為城市各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)行提供了關(guān)鍵的信息支撐和幫助。當(dāng)今城市運(yùn)行時(shí)需采用的數(shù)據(jù)類型具體有結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)信息和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如城市公共交通數(shù)據(jù)信息、城市人口資料、經(jīng)濟(jì)地理資料、城市監(jiān)控視頻等資料，是新型智慧城市發(fā)展需求的資料，這對(duì)相關(guān)部門的管理決策和服務(wù)項(xiàng)目造成重大影響，同時(shí)直接影響相關(guān)部門的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。5G 的支撐點(diǎn)將使智慧城市建設(shè)的高度、深度和廣度獲得提升， 給城鎮(zhèn)居民提供更多舒適感受。

25G 時(shí)代下智慧城市數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

2.1混合交換體制與BLOC 結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)傳輸交換最常用的方法就是電路以及分組交換，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆纸M機(jī)制需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組處理，通過反復(fù)計(jì)算來提高資源利用效率。但是這種處理方法也導(dǎo)致能源消耗較大，對(duì)于節(jié)點(diǎn)的處理變得復(fù)雜且擴(kuò)展性較差，不利于與其他分組形式的融合。而電路的交換卻能夠避免分組交換在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理上的問題，采用的是以端到端的單元電路來進(jìn)行處理。與分組交換相比，電路交換節(jié)點(diǎn)還具有構(gòu)架簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是由于粒度較粗，缺少相應(yīng)的靈活性，導(dǎo)致資源利用效率比分組交換低。通過上文能夠發(fā)現(xiàn)，如果能夠?qū)⒎纸M交換與電路交換二者的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行結(jié)合，則能夠起到降低能源耗費(fèi)與節(jié)省費(fèi)用等作用。因此將二者進(jìn)行混合交換一直都是智慧城市數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)建設(shè)中研究的重點(diǎn)內(nèi)容。如果將光交換矩陣用在數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中將能夠大大提高旁路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換速度。比如，在一個(gè)規(guī)模適中的數(shù)據(jù)中心里，使用混合交換的方法可以將成本降低到原來的一半，能耗也能降低近三成?？偟膩碚f，混合交換能夠在降低能耗的同時(shí)加快數(shù)據(jù)傳輸速度，在多種情況下都可以發(fā)揮較大的作用[2] 。

雖然混合交換能夠有效結(jié)合電路交換與分組交換的優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際使用過程中，電路交換的成本相對(duì)較高，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間來構(gòu)建或者刪除電路，并且電路交換也不是萬能的，如在交換時(shí)間過短的電流中，就不適合使用電路交換。因此，在鏈路容量不變的情況下，如何決定分組交換與電路交換的容量，使得能耗與成本能夠同時(shí)降低，是智慧城市數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)建設(shè)過中迫切需要解決的問題。所以，為了能夠在混合交換中達(dá)到資源的最佳配置，我們需要使用BLOC 框架。BLOC 框架能夠起到資源合理分配的作用，使得混合交換能夠以最低的成本與能耗發(fā)揮出最大的性能。

2.2數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)發(fā)

從互聯(lián)網(wǎng)處理數(shù)據(jù)的方式來看，主要是通過將數(shù)據(jù)進(jìn)行分組后分批推送到網(wǎng)絡(luò)，隨后通過網(wǎng)絡(luò)傳送到需要傳輸?shù)牡胤?。這個(gè)過程并不是獨(dú)立的，而是需要和其他分組的數(shù)據(jù)源對(duì)有限的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。在不同的網(wǎng)絡(luò)情況下，不同數(shù)據(jù)源之間對(duì)同樣數(shù)據(jù)傳輸所耗費(fèi)的時(shí)間是不一樣的，尤其是在網(wǎng)絡(luò)較差的情況下，這種差異會(huì)表現(xiàn)得更加突出，如我們之前所使用的交互式數(shù)據(jù)流為主體的情況下，則經(jīng)常會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)堵塞。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)是數(shù)據(jù)傳輸過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于智慧城市的建設(shè)與發(fā)展能夠起到較大的推動(dòng)作用。

如果此時(shí)使用終端傳輸協(xié)議，那么就能夠在最短的時(shí)間內(nèi)快速恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，對(duì)網(wǎng)絡(luò)起到一定的穩(wěn)定作用，更加安全可靠地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康牡?。但是，通常網(wǎng)絡(luò)中充斥著大量的大象流，大象流與老鼠流之間具有激烈的帶寬競(jìng)爭(zhēng)，使得網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常出現(xiàn)堵塞的情況[3] 。因此，許多對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸研究的工作者更加注重使用科學(xué)有效的方法來減少大象流對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母蓴_與沖擊。

通過以上研究能夠看出，在智慧城市數(shù)據(jù)傳輸過程中，無論是研究型計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，還是由于數(shù)據(jù)備份與同步所形成的數(shù)據(jù)，在對(duì)傳輸時(shí)間的要求上都比交互式的要求低。

35G 技術(shù)下構(gòu)建智慧城市的有效策略

3.1采用5G 技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)智慧城市

過去，城市規(guī)劃布局多選用采訪、調(diào)查問卷等方式，雖能獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，但因?yàn)樵L問的人數(shù)非常少，所需時(shí)間也較長，難以代表全部的城市客戶。隨著信息時(shí)代的來臨，新型智慧城市空間布局也遭遇更大的挑戰(zhàn)，我們應(yīng)該應(yīng)用5G 技術(shù)，從空間信息、路況信息、消費(fèi)信息內(nèi)容等多個(gè)角度對(duì)我國城市空間規(guī)劃開展及時(shí)的科學(xué)研究。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，數(shù)據(jù)挖掘算法能提升信息收集的效果，也可以對(duì)搜集到的數(shù)據(jù)信息開展過濾、研究，清除與智慧城市規(guī)劃建設(shè)無關(guān)的信息內(nèi)容。智慧城市規(guī)劃建設(shè)工作根據(jù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)信息資料庫，依靠軟件對(duì)合理信息開展挑選，從而使智慧城市規(guī)劃建設(shè)工作得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，掌握數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)性趨勢(shì)分析，進(jìn)而為智慧城市規(guī)劃提供平穩(wěn)可靠的數(shù)據(jù)信息來源。

3.2健全計(jì)算機(jī)技術(shù)管理體系

建設(shè)智慧城市要以云計(jì)算技術(shù)為依托，而云技術(shù)的應(yīng)用可以提升城市智慧化系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、研究的效果，應(yīng)用5G 技術(shù)量分布儲(chǔ)存與管理技術(shù)、虛擬技術(shù)及云計(jì)算服務(wù)管理技術(shù)就能進(jìn)一步提高電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算水平。有效運(yùn)行的城市，根據(jù)云技術(shù)的應(yīng)用，可以為智慧交通給予更為便捷、高效率的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)[4] 。云基礎(chǔ)為城市的發(fā)展給予強(qiáng)有力的計(jì)算水平，新型智慧城市在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要解決很多的數(shù)據(jù)信息問題，因此計(jì)算機(jī)軟件的計(jì)算水平越高，就越能滿足智慧城市建設(shè)的要求。

物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)基本都是建設(shè)新型智慧城市不可缺少的技術(shù)因素。而物聯(lián)網(wǎng)便是把互聯(lián)網(wǎng)和商品流轉(zhuǎn)緊密結(jié)合，使商品流轉(zhuǎn)更快，提升商品流轉(zhuǎn)的智慧化系統(tǒng)，滿足人們多元化的消費(fèi)要求。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)也是在確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和城市計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)作品質(zhì)的同時(shí)，提升信息資源管理、儲(chǔ)存和收集的實(shí)效性，減少不安全要素對(duì)智慧城市運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶來的影響。

3.3信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

在智慧城市建設(shè)中，信息項(xiàng)目建設(shè)、感知設(shè)備、地理空間數(shù)據(jù)設(shè)備等是必不可少的因素。智慧城市建設(shè)需要配置的信息基礎(chǔ)設(shè)施包含基礎(chǔ)寬帶網(wǎng)絡(luò)、Wi?Fi網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等;同時(shí)，還應(yīng)重視提升當(dāng)代城市的網(wǎng)絡(luò)速度、增加城市網(wǎng)的覆蓋面積、處理發(fā)展新型智慧城市中的寬帶問題。提升寬帶網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)，給消費(fèi)者產(chǎn)生快速網(wǎng)絡(luò)感受。要處理寬頻覆蓋問題，要完成寬帶提速，就需要緊跟現(xiàn)階段發(fā)展的寬帶網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)應(yīng)用，如5G 工藝的產(chǎn)生，使網(wǎng)絡(luò)速率加速，有關(guān)部門也需要高度重視寬帶網(wǎng)絡(luò)的更新管理，提升寬帶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用效率。當(dāng)今，Wi?Fi 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范疇在不斷擴(kuò)展，人們的生活態(tài)度也在改變，建設(shè)新型智慧城市有益于民生改善，為加快城市基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)具有積極作用，依靠高新科技，能為廣大群眾提供貼心便捷的智慧服務(wù)系統(tǒng)。

要健全城市公益性Wi?Fi 網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)建設(shè)，為群眾提供網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)服務(wù)，提升城市的智慧化水準(zhǔn)。通信運(yùn)營商應(yīng)加大技術(shù)革新力度、提升更新強(qiáng)度，普及移動(dòng)5G 互聯(lián)網(wǎng)，擴(kuò)大移動(dòng)5G 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營規(guī)模，促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)的搭建和發(fā)展。另外，要健全智慧城市建設(shè)的感知設(shè)備。機(jī)器設(shè)備主要是認(rèn)知并記錄在城市中產(chǎn)生的事件，如配置監(jiān)控?cái)z像頭來記錄交通路況，安裝用以確保城市安全性的傳感器，并設(shè)定用于確保安全防護(hù)的手機(jī)定位系統(tǒng)，各種感知系統(tǒng)都可以為城市運(yùn)行提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的使用是城市高效運(yùn)行的必要條件[5] 。該儀器主要收集的數(shù)據(jù)有地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)等;通過與其他技術(shù)相結(jié)合的方法，從立體空間的角度，完成對(duì)城市地理空間的立體式檢測(cè);認(rèn)知智慧城市的各類數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建城市立體空間信息模型工具，提升城市數(shù)據(jù)運(yùn)用的效果。

3.4加強(qiáng)智慧復(fù)合型城市人才的培養(yǎng)

若要成功發(fā)展新型智慧城市，重點(diǎn)在于培養(yǎng)優(yōu)秀人才。智慧城市是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)大協(xié)作生產(chǎn)過程，需要大量高素質(zhì)、高能力、高水平的復(fù)合型人才。如何構(gòu)建一支能滿足智慧城市建設(shè)需要的高素質(zhì)人才隊(duì)伍，使之能最大限度地發(fā)揮其應(yīng)有的作用，是新一輪智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵因素之一，也是新一代智慧城市乘勢(shì)而上、順勢(shì)而為的重要課題。目前，人才不足也是智慧城市建設(shè)中的短板。智慧城市建設(shè)需要大批復(fù)合型人才，要懂得5G 技術(shù)人，包含智慧城市建設(shè)戰(zhàn)略規(guī)劃人才、智慧城市建設(shè)實(shí)施人才、智慧城市建設(shè)服務(wù)人才等[6] 。

為了更好地促進(jìn)智慧城市建設(shè)中優(yōu)秀人才的成長與發(fā)展，需要摒棄落伍的選人用人意識(shí)，為了更好地發(fā)揮智慧城市建設(shè)中人才的作用，提供優(yōu)良的政策環(huán)境，以推動(dòng)智慧城市建設(shè)人才的提升與進(jìn)步，為公司和教育部門提供一個(gè)比較寬松的環(huán)境，正確引導(dǎo)人才培養(yǎng)和應(yīng)用。此外，相關(guān)部門也需要根據(jù)合理合法的方式為國家急缺的優(yōu)秀人才鋪路，盡最大努力，獲得最高的報(bào)酬。相關(guān)部門應(yīng)借鑒世界各國發(fā)展智慧城市的成功經(jīng)驗(yàn)，加大對(duì)人才培養(yǎng)的投入，智慧城市是大學(xué)特別是職業(yè)院校應(yīng)當(dāng)開設(shè)的專業(yè)。目前，大學(xué)新一代智慧城市建設(shè)的人才培養(yǎng)主要針對(duì)管理類專業(yè)，而技術(shù)人才培養(yǎng)則集中于5G 技術(shù)、AI、計(jì)算機(jī)科技、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)，這兩種人才在現(xiàn)階段交叉融合幾乎為零，智慧城市建設(shè)相關(guān)學(xué)科的科研、教育投資有待加強(qiáng)。加強(qiáng)學(xué)科交叉和產(chǎn)學(xué)研合作，塑造智慧城市建設(shè)應(yīng)用優(yōu)秀人才[7] 。

4結(jié)語

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，5G 技術(shù)的發(fā)展直接影響智慧城市建設(shè)，在提升城市規(guī)劃建設(shè)效果層面起著關(guān)鍵作用。在城市的發(fā)展進(jìn)程中，很多數(shù)據(jù)信息為城市規(guī)劃建設(shè)提供了幫助。建設(shè)新型智慧城市要依靠健全的城市網(wǎng)絡(luò)體系，如網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、傳感器設(shè)備、地理空間數(shù)據(jù)設(shè)備等，根據(jù)創(chuàng)建分析與處置系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)新型智慧城市應(yīng)用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，有利于提升智慧城市的品質(zhì)和水準(zhǔn)。