大數(shù)據(jù)技術在智慧城市規(guī)劃建設中的應用研究

【摘要】隨著信息技術的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)已成為推動社會進步和城市智能化的關鍵力量。文章基于智慧城市建設的主要內(nèi)容，對大數(shù)據(jù)技術在智慧城市規(guī)劃中的城市空間規(guī)劃、基礎設施規(guī)劃和智慧城市建設中的城市治理與公共服務、經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級的應用進行了具體分析。研究結(jié)果表明，大數(shù)據(jù)技術的應用能顯著提升智慧城市規(guī)劃建設質(zhì)量，讓城市規(guī)劃與建設更科學、精準和高效。

【關鍵詞】大數(shù)據(jù)技術；智慧城市；城市規(guī)劃；城市治理

【中圖分類號】TU984.2 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2025）02-0113-03

0 引言

在21世紀，城市作為經(jīng)濟、文化和社會活動的中心，面臨前所未有的挑戰(zhàn)，包括人口增長、資源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵等。智慧城市的興起，為解決這些問題提供了新視角和路徑。智慧城市通過集成信息技術和物理基礎設施，旨在提高城市運行效率、提高居民生活質(zhì)量、促進可持續(xù)發(fā)展。大數(shù)據(jù)技術作為智慧城市的基石，通過收集、處理和分析海量數(shù)據(jù)，為城市規(guī)劃者提供了前所未有的決策支持，使城市規(guī)劃與建設更科學、精準和高效。

1 智慧城市規(guī)劃建設概述

1.1 智慧城市概念

智慧城市是城市發(fā)展的新形態(tài)，是利用信息和通信技術（ICT）將城市物理基礎設施、信息基礎設施、社會基礎設施和商業(yè)基礎設施連接起來，實現(xiàn)城市運行系統(tǒng)的全面感知、互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)融合、智能決策和高效管理的城市發(fā)展新模式[1]。智慧城市的核心特征包括智能化、互聯(lián)化、感知化和人性化，它強調(diào)以民眾為中心，旨在通過整合城市的各類資源和技術創(chuàng)新提升城市居民生活質(zhì)量，創(chuàng)造更宜居、宜業(yè)、宜游的城市環(huán)境。

1.2 智慧城市建設主要內(nèi)容

智慧城市規(guī)劃建設主要包括以下方面。

1）城市基礎設施智能化建設，包括智能交通系統(tǒng)、智能能源系統(tǒng)、智能給排水系統(tǒng)等建設。通過將傳感器、智能設備等嵌入到傳統(tǒng)基礎設施中，實現(xiàn)實時監(jiān)測和智能調(diào)控基礎設施運行狀態(tài)。

2）城市治理的智慧化轉(zhuǎn)型。利用信息技術實現(xiàn)城市治安管理、環(huán)境管理、應急管理的精細化、協(xié)同化和智能化，提升城市治理效率和效果。

3）公共服務的智慧化提升，如智慧醫(yī)療、智慧教育、智慧社區(qū)等建設。借助信息技術優(yōu)化公共服務的供給模式，提高公共服務的可及性、質(zhì)量和個性化程度，滿足居民日益多樣化的需求[2]。

1.3 智慧城市規(guī)劃建設的意義

智慧城市借助信息技術與通信技術能構(gòu)建全方位的城市管理網(wǎng)絡。

在交通治理方面，物聯(lián)網(wǎng)設備遍布道路，實時收集車流量、車速等數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)分析這些海量信息后精準調(diào)控信號燈時長，并引導車輛選擇最優(yōu)路線，極大地緩解了交通擁堵。在城市安全管理方面，智能安防系統(tǒng)利用監(jiān)控攝像頭與傳感器，快速識別異常行為與安全隱患，如火災、非法入侵等，及時通知相關部門進行處理。此外，智慧城市還能便利居民生活。社區(qū)服務也走向智能化，讓居民能便捷獲取社區(qū)活動通知、物業(yè)報修等服務，讓生活更高效、更舒適，切實改善居民生活質(zhì)量。

2 大數(shù)據(jù)技術在智慧城市規(guī)劃中的應用

2.1 城市空間規(guī)劃與布局

2.1.1 人口分布與流動趨勢

通過整合移動運營商的手機信令數(shù)據(jù)、社交媒體簽到數(shù)據(jù)、交通卡刷卡數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術可構(gòu)建城市人口動態(tài)分布模型。在工作日的早高峰，分析手機信令數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)人口從住宅區(qū)向商業(yè)區(qū)和辦公區(qū)大規(guī)模流動。而在節(jié)假日，人口則更多地流向公園、景區(qū)等休閑娛樂場所。這些數(shù)據(jù)有助于城市規(guī)劃者識別城市中的人口密集區(qū)、人口疏散區(qū)及人口流動的熱點路徑，從而合理規(guī)劃城市功能分區(qū)。在確定新的住宅區(qū)建設時，可選擇在人口疏散區(qū)附近，以平衡城市人口分布。在規(guī)劃公共交通線路時，依據(jù)人口流動的熱點路徑進行布局，提高公共交通的覆蓋率和運行效率。

2.1.2 土地利用規(guī)劃優(yōu)化

大數(shù)據(jù)技術能提供土地的使用現(xiàn)狀、價值評估及土地上的人口活動密度等規(guī)劃所需要的相關信息，并將這些數(shù)據(jù)集成到GIS平臺上，進行更深入的空間分析。大數(shù)據(jù)可通過分析衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)和土地交易數(shù)據(jù)，準確識別城市中的閑置土地、低效利用土地等。同時，結(jié)合人口活動密度數(shù)據(jù)，確定哪些區(qū)域需要增加公共服務設施用地，哪些區(qū)域可進行商業(yè)開發(fā)?；诜治鼋Y(jié)果，城市規(guī)劃者可制定出更科學合理的土地利用規(guī)劃方案，提高土地的利用效率和綜合效益。

2.1.3 城市發(fā)展方向與功能分區(qū)

從經(jīng)濟數(shù)據(jù)來看，大數(shù)據(jù)技術能分析城市不同區(qū)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)，如企業(yè)數(shù)量、類型、規(guī)模、產(chǎn)值等，由此確定城市的產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿^(qū)。從社會數(shù)據(jù)來看，在考慮人口的年齡結(jié)構(gòu)、教育水平、就業(yè)情況等因素的基礎上，如果一個區(qū)域年輕人比例較高，且教育水平普遍較高，那么該區(qū)域可被規(guī)劃為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地或教育資源集中區(qū)域[3]。從環(huán)境數(shù)據(jù)考慮，通過對空氣質(zhì)量、水質(zhì)、噪聲等環(huán)境指標進行分析，大數(shù)據(jù)科技可識別出環(huán)境質(zhì)量較好的區(qū)域，并建議將其規(guī)劃為高端住宅區(qū)或者生態(tài)保護區(qū)。

2.2 基礎設施規(guī)劃

2.2.1 交通流量分析

通過在道路上設置傳感器、利用車載設備收集及整合交通管理部門的歷史數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術可實時獲取海量交通流量數(shù)據(jù)，如車輛的類型、速度、行駛方向、出行時間等信息，并進行聚類分析和關聯(lián)規(guī)則挖掘等。深入挖掘交通流量的時空分布規(guī)律，助力城市交通部門更好地進行交通流量分析。例如，通過分析發(fā)現(xiàn)某城市主干道在工作日的早高峰由南向北方向的車流量較大，且小型汽車占比高。而在晚高峰則由北向南方向車流量大，貨車比例相對增加。這一分析結(jié)果有助于交通管理部門針對性地制定交通管理策略。例如，在早高峰時段增加由南向北方向的車道數(shù)量，或調(diào)整信號燈的配時方案，以提高道路的通行能力。

2.2.2 智能交通系統(tǒng)優(yōu)化

基于大數(shù)據(jù)技術的智能交通系統(tǒng)優(yōu)化包括以下幾個方面。

1）在交通信號控制方面，通過實時分析交通流量數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)信號燈的自適應控制。根據(jù)路口各方向的車流量實時調(diào)整信號燈時長，避免某方向車輛長時間等待，減少交通擁堵。

2）在公共交通運營方面，利用大數(shù)據(jù)分析乘客的出行需求和習慣。如果發(fā)現(xiàn)某條公交線路在特定時間段乘客較少，可適當調(diào)整運營班次。如果某一區(qū)域居民對新的公交線路有較大需求，可及時規(guī)劃新線路。

3）在交通引導方面，整合實時交通信息和地圖數(shù)據(jù)，為駕駛員提供最佳行駛路線建議，引導車輛避開擁堵路段，提高整個城市交通系統(tǒng)的運行效率。

2.2.3 能源消耗監(jiān)測與預測

在能源消耗監(jiān)測方面，通過在能源供應網(wǎng)絡中安裝智能電表、氣表、水表等設備，大數(shù)據(jù)技術可實時獲取各類能源的消耗數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅可以反映單個用戶的能源使用情況，還可以匯總分析整個區(qū)域甚至整個城市的能源消耗模式。例如，分析不同季節(jié)、不同時間段的電力消耗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)夏季由于空調(diào)使用頻繁，電力消耗在白天和夜晚呈現(xiàn)不同的高峰時段。在能源消耗預測方面，利用歷史數(shù)據(jù)和機器學習算法，如時間序列分析、神經(jīng)網(wǎng)絡等，可構(gòu)建能源消耗預測模型。以電力消耗預測為例，模型可以考慮天氣因素、經(jīng)濟活動水平以及居民生活習慣等多個變量，從而準確預測未來一段時間內(nèi)的電力消耗需求，為能源供應商合理安排能源生產(chǎn)和供應提供依據(jù)。

2.2.4 分布式能源布局

隨著可再生能源的發(fā)展，分布式能源如太陽能、風能等在城市能源供應中的比重逐漸增加，而大數(shù)據(jù)技術有助于優(yōu)化分布式能源的布局。首先，通過分析地理信息數(shù)據(jù)可確定城市中適合建設太陽能電站、風力發(fā)電場的區(qū)域。在城市郊區(qū)日照時長較長且地勢開闊的區(qū)域適合建設大規(guī)模的太陽能電站。其次，結(jié)合城市的能源需求分布數(shù)據(jù)，可合理規(guī)劃分布式能源的布局，確保能源的供需平衡。在能源需求較大的商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)附近，適當增加分布式能源的供應能力，減少能源傳輸過程中的損耗。

2.2.5 污水排放監(jiān)測與處理

在污水排放監(jiān)測方面，通過在污水排放口安裝傳感器，大數(shù)據(jù)技術能實時獲取污水的流量、水質(zhì)指標等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與污染源信息、城市排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)合，準確追蹤污水來源，識別主要的污染源。例如，如果發(fā)現(xiàn)某區(qū)域污水中的某種污染物含量突然升高，可通過分析污染源信息確定是附近的工業(yè)企業(yè)違規(guī)排放還是城市污水管網(wǎng)的滲漏問題。在污水處理優(yōu)化方面，根據(jù)污水排放的實時數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)，可合理調(diào)整污水處理廠的運行參數(shù)。如果預測到污水排放量將在某個時間段增加，可提前增加污水處理廠的處理能力，確保污水得到有效處理，保護城市水環(huán)境[4]。

3 大數(shù)據(jù)技術在智慧城市建設中的應用

3.1 城市治理與公共服務

3.1.1 城市治安管理

在城市治安管理方面，大數(shù)據(jù)技術通過整合公安部門的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、案件記錄數(shù)據(jù)、人口信息數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)，構(gòu)建城市治安大數(shù)據(jù)平臺。公安部門則可利用這些數(shù)據(jù)進行犯罪熱點分析。例如，通過分析案件發(fā)生的地點、時間、類型等信息，可確定城市中哪些區(qū)域、哪些時間段易發(fā)生特定類型的犯罪案件。如某些老舊小區(qū)在夜間易發(fā)生盜竊案件?；谶@些分析結(jié)果，安防監(jiān)控系統(tǒng)可進行有針對性優(yōu)化。增加犯罪熱點區(qū)域的監(jiān)控設備密度，提高監(jiān)控設備的智能化水平。大數(shù)據(jù)技術還可用于犯罪預測，通過分析歷史犯罪數(shù)據(jù)和相關社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，建立犯罪預測模型，提前采取防范措施，有效降低犯罪率。

3.1.2 醫(yī)療衛(wèi)生服務

大數(shù)據(jù)技術能整合醫(yī)療機構(gòu)的電子病歷數(shù)據(jù)、疾病監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)、社交媒體健康話題數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對疾病的早期監(jiān)測和預警。通過分析社交媒體上關于發(fā)熱、咳嗽等癥狀的討論熱度及地理位置信息，預測疾病的早期流行趨勢，并及時采取防控措施。在醫(yī)療資源配置優(yōu)化方面，大數(shù)據(jù)技術能結(jié)合區(qū)域人口的健康狀況、疾病分布、醫(yī)療需求等信息，合理規(guī)劃醫(yī)療機構(gòu)的布局，以確定不同地區(qū)的醫(yī)療資源分配比例。例如，根據(jù)某區(qū)域老年人口比例較高且慢性疾病發(fā)病率高的情況，可增加該區(qū)域的基層醫(yī)療服務機構(gòu)數(shù)量，配備更多的慢性病治療設備和專業(yè)醫(yī)護人員，提高醫(yī)療服務的可及性和質(zhì)量。

3.2 經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級

3.2.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化

通過收集企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、研發(fā)數(shù)據(jù)、人力資源數(shù)據(jù)等多方面的信息，大數(shù)據(jù)技術可以構(gòu)建全面的企業(yè)競爭力評估指標體系。例如，從生產(chǎn)數(shù)據(jù)中可以分析企業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等指標。從銷售數(shù)據(jù)中可以分析企業(yè)的市場份額、銷售增長率等指標。從研發(fā)數(shù)據(jù)中可以分析企業(yè)的創(chuàng)新能力、專利數(shù)量等指標。從人力資源數(shù)據(jù)中可以分析企業(yè)的人才結(jié)構(gòu)、員工素質(zhì)等指標[5]。利用這些指標和數(shù)據(jù)分析方法，對不同企業(yè)競爭力進行量化評估，進而分析整個產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)狀況。如發(fā)現(xiàn)某產(chǎn)業(yè)中多數(shù)企業(yè)競爭力較弱，且產(chǎn)業(yè)附加值較低，可通過政策引導、資源整合等方式推動產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型，培育新興產(chǎn)業(yè)，提高城市的產(chǎn)業(yè)競爭力。

3.2.2 智慧商業(yè)與消費模式創(chuàng)新

大數(shù)據(jù)技術通過整合電商平臺數(shù)據(jù)、線下實體店消費數(shù)據(jù)、社交媒體數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，分析消費者行為，構(gòu)建消費者畫像，促進智慧商業(yè)與消費模式創(chuàng)新。通過了解消費者年齡、性別、消費習慣、偏好等信息，為企業(yè)提供精準營銷依據(jù)。例如，某電商平臺通過分析消費者的購買歷史和瀏覽記錄，發(fā)現(xiàn)某消費者對運動品牌的產(chǎn)品有較高偏好，且經(jīng)常購買高端運動裝備，則該平臺可向該消費者精準推送相關的新款運動產(chǎn)品或促銷活動。在商業(yè)布局優(yōu)化方面，利用大數(shù)據(jù)分析不同區(qū)域人口密度、消費能力、消費需求等因素，可以合理規(guī)劃商業(yè)設施的布局。例如，在人口密集且消費能力較高的區(qū)域布局大型購物中心和高端商業(yè)綜合體。在年輕人聚集的區(qū)域布局時尚潮流的商業(yè)街或創(chuàng)意商業(yè)街區(qū)，提高商業(yè)設施的運營效率和盈利能力，促進城市消費模式的創(chuàng)新和升級。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)技術在智慧城市規(guī)劃與建設中發(fā)揮著至關重要的作用。通過收集、處理和分析海量數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術為城市規(guī)劃者提供了前所未有的決策支持，使城市規(guī)劃與建設更加科學、精準和高效。智慧城市建設是一個復雜的系統(tǒng)工程，涉及多領域的協(xié)同合作，需要相關部門的政策支持和跨部門協(xié)作。未來，有關部門、企業(yè)等城市建設者們應不斷加強技術研發(fā)和創(chuàng)新，建立健全智慧城市建設體系，推動大數(shù)據(jù)技術與智慧城市的深度融合和可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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[作者簡介]宦鐵軍（1980—），男，遼寧阜新人，高級工程師，本科，研究方向：電子工程。