大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用探究

【摘要】大數(shù)據(jù)已成為現(xiàn)代社會發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)，對大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢進行分析研究是現(xiàn)代城市建設(shè)的必經(jīng)之路。文中通過收集并分析大量城市數(shù)據(jù)，包括交通流量、環(huán)境監(jiān)測、能源消耗及公共服務(wù)使用情況等，系統(tǒng)闡述了大數(shù)據(jù)如何在智慧城市的規(guī)劃、管理與優(yōu)化中發(fā)揮作用，進行了多項案例分析調(diào)查，創(chuàng)新性地提出了基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧城市建設(shè)，為智慧城市建設(shè)提供了科學(xué)的評估標準和改進方向。研究結(jié)果表明，大數(shù)據(jù)在提升城市管理效率、改善居民生活質(zhì)量及促進可持續(xù)發(fā)展方面的成效顯著。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；智慧城市建設(shè)；建構(gòu)策略

【中圖分類號】TU17 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）10-0048-03

0 引言

智慧型都市是利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算及數(shù)據(jù)科學(xué)等先進的信息科技工具，收集城市運作核心的關(guān)鍵信息并解析，并針對民生活動、環(huán)境保護、公眾安全、城市服務(wù)以及工商企業(yè)行為等多種需求作出智慧化反應(yīng)。其中，數(shù)據(jù)科學(xué)是智慧型都市的核心驅(qū)動因素之一，它發(fā)揮的作用越來越重要，潛能也被越來越多的人認識到。這不僅提高了城市管理的效果和標準，也優(yōu)化了居民的生活品質(zhì)，促進了城市的持續(xù)成長。本文深度探討了數(shù)據(jù)科學(xué)在大規(guī)模智慧型都市建立中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，不但具有重要的理論價值，也具有深遠的影響力。目標是通過創(chuàng)建一套完整的探索架構(gòu)，詳盡闡述數(shù)據(jù)科學(xué)在大規(guī)模智慧型都市建立過程中的主要影響，以期給未來智慧型都市的發(fā)展帶來一些指導(dǎo)和啟示。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 海量數(shù)據(jù)處理能力

大數(shù)據(jù)技術(shù)的顯著優(yōu)點是它具有卓越的海量數(shù)據(jù)處理功能。隨著智慧城市建設(shè)的持續(xù)推進，各種傳感器、相機、智慧裝置等都已覆蓋到每個城市區(qū)域，源源不斷地生成大量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅數(shù)量龐大且類型多樣化、構(gòu)造復(fù)雜，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法通常無法應(yīng)對。然而，大數(shù)據(jù)技術(shù)利用分布式的儲存與并行的處理方式，可以輕而易舉地處理TB級乃至EB級的資料，實現(xiàn)迅速采集、存儲及初步處理的功能[1]。這為智慧城市提供了一個堅實的基礎(chǔ)，使城市管理人員能全方位地了解城市的運作狀況，從而為后期的深層次研究和智慧化決策創(chuàng)造了條件。

1.2 深度挖掘與分析能力

大數(shù)據(jù)科技的主要優(yōu)點之一是它的深度解析及剖析功能。在智慧化城市環(huán)境下，數(shù)據(jù)不只是單純的數(shù)據(jù)或者信息，更是一種體現(xiàn)城市運作規(guī)則的存在方式。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以通過多種數(shù)據(jù)挖掘策略和機器學(xué)習(xí)模式來深入探究數(shù)據(jù)之下的相關(guān)性和規(guī)律，從而洞察到城市的深層問題。例如，在智慧交通方面，大數(shù)據(jù)科技可以通過對過往交通流數(shù)據(jù)的研究，預(yù)判未來的交通堵塞狀況，并向交通控制機構(gòu)提供合理的調(diào)配計劃；而在智慧醫(yī)療部分，大數(shù)據(jù)科技能通過研究患者的歷史病例資料，找尋疾病早期的警示跡象，從而為醫(yī)師提供精確的治療意見。這樣的深度解析和剖析能力使大數(shù)據(jù)科技成為智慧化城市必不可少的“智慧核心”。

1.3 高效決策支持

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，城市管理的效率與精確度大大提高，這得益于它能輔助進行有效決策。在智慧化的城市中，決策通常依賴于對大量數(shù)據(jù)的分析及預(yù)估成果。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以創(chuàng)建出預(yù)測模式、改進算法等方法，從而對未來趨勢進行更精準的預(yù)測和風險評估。這樣一來，不但增強了決策的正確性和科學(xué)性，也減少了決策的風險和費用。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)還能向決策人員展示多個選擇方案，并通過模擬試驗的方式去比較每個選項的優(yōu)劣，以協(xié)助他們作出更明智的決斷。這種高效的決策輔助功能，使城市管理者在面對各類復(fù)雜問題時更有自信，進而促進城市的持續(xù)進步[2]。

1.4 實時性與靈活性

在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)的強大實時性和彈性是其顯著優(yōu)點之一。在智慧城市的各種運用情境下，經(jīng)常需要及時地解析與分析數(shù)據(jù)，以迅速應(yīng)對城市運作過程中的緊急事件。借助流式處理技術(shù)、內(nèi)存計算等創(chuàng)新手段，大數(shù)據(jù)技術(shù)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時收集、處理及解讀，為城市運營人員提供幾乎同步的決策支持。同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)也具有高度的彈性和可塑性，它能依據(jù)使用場景及需求來量身打造開發(fā)方案。例如，在智慧環(huán)保領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)技術(shù)可通過實時追蹤并據(jù)此調(diào)節(jié)污染控制政策和監(jiān)督強度；而在智慧安全防護領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)技術(shù)則會根據(jù)特定時段或位置的安全風險狀況，自動優(yōu)化監(jiān)視策略和警察力量分配。這種高度的實時性和靈活性使得大數(shù)據(jù)技術(shù)更能滿足智慧化城市中復(fù)雜且變化無常的需求和條件。

1.5 創(chuàng)新驅(qū)動與產(chǎn)業(yè)升級

大數(shù)據(jù)科技的優(yōu)點在于它能提供創(chuàng)新驅(qū)動的能力和產(chǎn)業(yè)升級的力量。在智慧城市構(gòu)建的過程中，大數(shù)據(jù)科技不僅給城市管理人員提供了強有力的技術(shù)支撐與決定性的參考信息，也促進相關(guān)的行業(yè)進行了創(chuàng)新及進步。首先，大數(shù)據(jù)科技推動了數(shù)據(jù)行業(yè)的崛起與成長，為大城市創(chuàng)造出新穎的經(jīng)濟發(fā)展動力源泉。例如，數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)發(fā)掘、數(shù)據(jù)視覺化等大數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域逐步形成并壯大，為大城市提供了豐富多樣的數(shù)據(jù)商品和服務(wù)；其次，大數(shù)據(jù)科技也有助于推動傳統(tǒng)的工業(yè)部門轉(zhuǎn)變升級。利用大數(shù)據(jù)科技來改進和優(yōu)化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，能夠增強產(chǎn)值率、減少經(jīng)營費用、改善產(chǎn)品品質(zhì)和服務(wù)標準。以制造業(yè)為例，應(yīng)用大數(shù)據(jù)科技可以實現(xiàn)智慧化制作和個性化定制；在銷售業(yè)方面，大數(shù)據(jù)科技可以實現(xiàn)精確推銷和存貨管理。這種創(chuàng)新驅(qū)動力和產(chǎn)業(yè)升級能力，讓大數(shù)據(jù)科技成為推動智慧城市建立和經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)鍵因素[3]。

2 大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用策略

隨著大數(shù)據(jù)科技的不斷進步及廣泛運用，智慧城市建設(shè)中采取的方法也在不斷擴展和深化。大數(shù)據(jù)不僅為城市領(lǐng)導(dǎo)人提供了有力的信息基礎(chǔ)，而且促進了城市管理的革新和服務(wù)的提高。下文將通過搭建智慧化城市的大數(shù)據(jù)平臺、推進大數(shù)據(jù)科技的發(fā)展和使用、擴大智慧城市的使用范疇、優(yōu)化智慧城市產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)以及加強法律法規(guī)的支持等方面，全面地描述大數(shù)據(jù)在大規(guī)模智慧城市建設(shè)過程中的實施方法。

2.1 構(gòu)建智慧城市大數(shù)據(jù)平臺

在智慧城市建設(shè)中，首要任務(wù)是建立智慧城市大數(shù)據(jù)平臺，該平臺旨在整合城市各部門的數(shù)據(jù)資源，打破信息壁壘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與互通。具體而言，需要從以下兩個方面入手。

1）數(shù)據(jù)整合與規(guī)范化。首先，需要對城市各部門的數(shù)據(jù)進行整合，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范和標準，確保數(shù)據(jù)的準確性和統(tǒng)一性，包括政務(wù)、交通、環(huán)保、醫(yī)療等各領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)的整合，可以建立完善的城市數(shù)據(jù)倉庫，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用提供強有力的支持。其次，對于大量的數(shù)據(jù)儲存及管理的需求，需要利用分散式的存儲方法來創(chuàng)建一個高度可用且易于擴展的數(shù)據(jù)保存體系。此外，必須制定一套完整的數(shù)據(jù)管理規(guī)則和程序以保障數(shù)據(jù)的安全性和保密性。借助數(shù)據(jù)復(fù)制、災(zāi)難恢復(fù)等方式，可以提升數(shù)據(jù)的安全度和穩(wěn)定性。

2）信息交流及公開化。在確保信息保密性的前提下，應(yīng)該大力倡導(dǎo)信息的分享與公開化。通過構(gòu)建信息交換中心和信息公布入口，為大眾和公司提供信息服務(wù)，以推進信息的創(chuàng)造性運用及其潛在價值的發(fā)掘。此外，也必須創(chuàng)建完善的信息交流系統(tǒng)和相關(guān)法律法規(guī)，以保證信息交流的合法性和規(guī)范性。

2.2 推動大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

不斷革新的大數(shù)據(jù)技術(shù)是推動智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵驅(qū)動力。為了充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，需要從以下幾個方向來促進大數(shù)據(jù)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。

1）增強研發(fā)資金。企業(yè)需要提高對大數(shù)據(jù)技術(shù)的開發(fā)投入，支持科學(xué)研究機構(gòu)和高等教育機構(gòu)進行與大數(shù)據(jù)有關(guān)的基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用性研究。通過設(shè)立專項資金、創(chuàng)建創(chuàng)新聯(lián)盟等途徑，吸引更多的財力和人才參與到大數(shù)據(jù)技術(shù)的研發(fā)中。

2）推動產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同發(fā)展。強化產(chǎn)學(xué)研的合作，促進大數(shù)據(jù)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)和應(yīng)用中的整體發(fā)展。通過設(shè)立聯(lián)合試驗室、產(chǎn)業(yè)研究院等創(chuàng)新平臺，加強科研機構(gòu)、高等教育機構(gòu)以及企業(yè)間的協(xié)作與交流，以提升大數(shù)據(jù)技術(shù)成果的轉(zhuǎn)移和產(chǎn)業(yè)化運用速度。

3）推廣尖端科技與產(chǎn)品。積極引進和推動國內(nèi)外尖端的大數(shù)據(jù)科技和產(chǎn)品，以提升我國大數(shù)據(jù)科技的總體水平。同時，激勵企業(yè)自行開發(fā)擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的大數(shù)據(jù)科技和產(chǎn)品，增強我國在全球大數(shù)據(jù)行業(yè)的競爭優(yōu)勢。

2.3 豐富智慧城市應(yīng)用場景

在智慧城市中，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括交通、醫(yī)療、教育和環(huán)保等多個方面。為了充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)點，需要不斷擴展智慧城市的應(yīng)用范圍。

1）智慧交通。運用大數(shù)據(jù)技術(shù)實時監(jiān)控和預(yù)測交通流量，優(yōu)化交通信號燈的管理、車輛的調(diào)度以及路線的規(guī)劃等，從而減輕城市交通擁堵的問題。同時，利用數(shù)據(jù)分析提升公共交通的效率和服務(wù)品質(zhì)，進一步改善市民的出行體驗。

2）智慧醫(yī)療。借助大數(shù)據(jù)分析對患者的病歷和健康監(jiān)控信息進行深度解讀，以便早期發(fā)現(xiàn)疾病并提供精確的治療。同時，通過運用大數(shù)據(jù)技術(shù)來合理配置和優(yōu)化醫(yī)療資源，提高醫(yī)療服務(wù)的可獲取性和質(zhì)量。

3）智慧教育。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和成效進行實時監(jiān)控與分析，以便為教師和學(xué)生提供個性化的教學(xué)建議。同時，利用數(shù)據(jù)分析優(yōu)化教育資源配置和課程設(shè)計，提升教育的質(zhì)量和效率。

4）智慧環(huán)保。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，對空氣質(zhì)量、水質(zhì)等環(huán)境指標進行實時監(jiān)控和分析，以便及時識別并處理環(huán)境污染問題。同時，通過數(shù)據(jù)分析改善環(huán)保策略和監(jiān)管方法，增強環(huán)保工作的針對性和有效性[4]。

2.4 完善智慧城市產(chǎn)業(yè)生態(tài)

建立健全的智慧城市產(chǎn)業(yè)生態(tài)是推動大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市中普及應(yīng)用的關(guān)鍵保障。為了優(yōu)化智慧城市產(chǎn)業(yè)生態(tài)，需要從以下三個方面著手。

1）孵化領(lǐng)軍企業(yè)。通過政策支持和市場導(dǎo)向等手段，培育一批具備關(guān)鍵競爭力和影響力的智慧城市領(lǐng)軍企業(yè)。這些企業(yè)將在大數(shù)據(jù)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用中起到關(guān)鍵作用，推動整個產(chǎn)業(yè)的進步。

2）推動中小企業(yè)發(fā)展。激勵并協(xié)助中小企業(yè)參與智慧城市的建設(shè)和進步。通過提供融資援助、稅收優(yōu)惠等政策手段，減少中小企業(yè)創(chuàng)新的成本和運營的風險，從而激發(fā)中小企業(yè)的創(chuàng)新能力。

3）強化產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)作。加強產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司之間的合作，打造出優(yōu)勢互補、雙贏的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。通過建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、進行聯(lián)合研發(fā)等途徑，推動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)深度整合和共同成長。

2.5 強化政策法規(guī)保障

大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市中的健康有序發(fā)展離不開政策法規(guī)的支持。為了增強這些政策法規(guī)的保障，需要從以下兩個方面著手。

1）優(yōu)化政策法規(guī)體系。制定并優(yōu)化與大數(shù)據(jù)技術(shù)和智慧城市相關(guān)的政策法規(guī)體系，確立數(shù)據(jù)所有權(quán)、應(yīng)用范圍及責任主體等。同時，提升對大數(shù)據(jù)市場的管理和執(zhí)行力度，確保市場的公平競爭和健康發(fā)展[5]。

2）強化數(shù)據(jù)保護。構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)安全管理機制和技術(shù)防御系統(tǒng)，以確保在收集、儲存、處理、傳輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)中數(shù)據(jù)的安全。同時，加大對于數(shù)據(jù)泄露和濫用等違規(guī)行為的懲戒力度，保障公民及企業(yè)的合法權(quán)益。

2.6 加強全球交流與協(xié)作

智慧城市的構(gòu)建已成為全球的發(fā)展潮流，各國的實踐經(jīng)驗和策略也在不斷豐富。為提高中國智慧城市建設(shè)的質(zhì)量，需要增強同世界各地的溝通與協(xié)作，并積極吸取來自國際領(lǐng)先的技術(shù)和方法。主要措施包括：①組織各類國際會議及展示會，創(chuàng)建跨國互動與合作的環(huán)境；②深化與海外智慧城市領(lǐng)域的專業(yè)人士、公司組織的聯(lián)系；③引入外國最先進的智慧化城市方案和科技產(chǎn)品等。通過這一些方式，可以擴大自己的視角和思維模式，提升自身的技能水準和創(chuàng)造力，從而為智慧城市建設(shè)帶來新穎的力量和推動力。

3 結(jié)語

在實際應(yīng)用中，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)在智慧化交通、智慧化醫(yī)療、智慧化教育及智慧化環(huán)境保護等方面取得了卓越成果，有助于提高城市管理水平并改善居民生活品質(zhì)。同時，還致力于優(yōu)化智慧城市產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)與加強法律法規(guī)支持，以確保大數(shù)據(jù)技術(shù)能在智慧城市建設(shè)中穩(wěn)步推進并持續(xù)繁榮。

參考文獻

[1] 胡艷.大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用分析[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2017（8）：56-58.

[2] 歐明華.大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用[J].電腦迷，2023（2）：34-36.

[3] 張元圓.智慧城市中的大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用探究[J].智能城市，2016，2（11）：55.

[4] 劉樹軍，王穎，許志坤，等.大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（5）：188-189.

[5] 程寅，黃志忠.新技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2015（18）：18-19.

[作者簡介]武軼敏（1990—），女，武漢人，本科，工程師，研究方向：工程造價、工程經(jīng)濟、建筑工程計量計價。