智慧城市建设的关键技术研究.docx

智慧城市建设的关键技术研究 王婉月摘要：随着城市化进程的加快，中国城市进入了快速发展阶段，城市人口的持续增长、以及城市规模越来越大，城市渐渐成为了社會经济发展最有力的支撑，但与此同时，也对城市原有的公共设施、城市管理、生态环境和资源供给等方面提出了严峻的挑战。城市的管理者以及普通社会人员都迫切希望在保持城市高速发展的同时也能合理解决以上问题，在进行不断的尝试之后，建设“智慧城市”的理念最终走入人们心中。所谓“智慧城市”，是指信息化城市、数字城市、智能城市的高级发展阶段，具体来讲就是集成多种高新技术的应用，通过数字化、信息化、泛在互联、云计算、全面感知、智能分析等手段再现城市的各种资源分布状况及空间地理信息，促进城市不同部门、不同层次之间的信息共享、交流和整合，提高城市资源利用效率，增强城市的聚集、扩散与辐射功能，进而提高城市的规划、管理与发展水平，满足人们对城市各种信息的获取、转换、存储、检索、共享、处理、分析、显示和应用等一系列要求，便于人们最大限度地实现智能感知、资源共享及合理使用，是人们认识、改造和保护城市的一种新手段。Abstract： With the acceleration of urbanization， our city has entered a stage of rapid development， urban population growth， rapid expansion of city size， so the city become the most powerful engine of social and economic development， but also to the city existing public facilities， management， environment， resource supply and other aspects of the city posed a severe challenge. City managers and ordinary people are keen to keep the city with the rapid development， at the same time，which can effectively alleviate the above problems， and after doing all sorts of useful attempt， the concept of building a smart city become the mainstream thought. The so-called smart city， is the advanced stage of development of information technology city， digital city， smart city， specifically the integration of a variety of high-tech applications， digital， information technology， ubiquitous connectivity， cloud computing through comprehensive perception， intelligent means for reproducing a variety of analysis and spatial distribution of geographic information resources of the city， promote information sharing different sectors of the city， between the different levels， exchange and integration， improve the urban resource use efficiency， and enhance the citys aggregation， diffusion and radiation function， thereby improve the planning， management and the level of urban development， to meet the people of the city all kinds of information acquisition， conversion， storage， retrieval， sharing， processing， analysis， display and application of a series of requirements， to facilitate people to maximize Intelligent Sense， resources shared and rational use. It is a new means for people to understand， adapt to and protect the city.关键词：智慧城市；物联网与云计算；大数据；3S技术1 智慧城市建设概论所谓智慧城市，是以智慧技术、智慧服务、智慧管理、智慧产业，以及智慧生活为特征的城市发展新模式，具有极强地解决问题的能力和创新能力，是使信息化向更高层次发展的体现，它的发展能力主要体现在信息的全面感知能力、智能的管理服务能力，以及海量的数据处理能力三方面；其总体框架主要包括云计算数据中心、数字化平台、管理中心、应用以及物联网感知和控制层五个层次。具体内容为：物联网感知终端系统，为城市系统和环境进行集成，从而可以对信息通过网络系统进行有效地传送；通过云计算的数据信息系统，对大量的信息进行集成、存储、汇总、提取和运用；在数字网络平台上实现各个行业的数据集成应用；通过各个行业的管理平台，来实现数据、安全、用户、以及认证等相关方面的数据系统管理体系；在前几个应用平台全部完成后，最终实现各个行业应用服务体系。此外，完善整个网络规范，有利于保证对整个数据信息系统的管理，使信息系统具有智能化的服务能力。对智慧城市信息系统的应用需求总体上有三大类，即智慧产业服务、公众服务与居民服务。信息系统通过与警务系统、政府系统、医疗系统、交通系统的智能化联系，全面为三类主体服务，促进城市发展和生活质量提升。这三类智能服务系统的实现，主要通过几大关键技术，分别是物联网与云计算、大数据、3S技术、感知技术与接入网技术等。2 物联网与云计算技术的应用近年来，随着物联网这一新兴信息技术的兴起并逐渐成熟，以及国内外政策的大力支持，智慧城市建设中的技术问题得到了有效的解决。所谓物联网，就是由多个具有更透彻感知能力的传感器形成的自组织、智能化多传感网络体系、再辅以智能化的计算与泛在的互联技术支撑，从而实现信息的汇聚、协同融合、泛在聚合、交互共享、智能处理的过程，最终构建成物物互联的综合智慧网络，其与以往技术最显著的不同在于能够辅助人们进行一定程度上的预测与决策。由于物联网是对原有多类技术的深度融合，因此其具有更深入的感知、更全面的互联、更智能的分析、更专业的运营服务等四大特性，这就使其在应用层面可以提供更精确的预测和更科学的决策，在物联网的建设中，运营服务是重心，标准是关键，信息安全是保障。此外，规模化、协同化、智能化是物联网发展的三大方向。智慧城市建设以城市整体为目标，以物联网等技术创新為支撑，强调整合与协同，更有针对性地关注百姓需求。物联网是智慧城市建设的技术基础，智慧城市是物联网发展的具体应用，技术与应用的完美结合，将充分发挥系统的精确预测、科学决策、统筹管理、资源共享等功能，而物联网与智慧城市的结合程度，将是产业落地的关键、技术惠民的重心。物联网与智慧城市产业的健康可持续发展，就是要将产业由贸易、产品制造的产业集群逐步过渡到综合的产业运营集群，并结合行业应用开发，将新一代物联网与智慧城市技术运用到社会的各个角落，从而实现人类社会与物理系统的完美整合，促进各级城市的产业转型，推动各行各业的产业升级，通过网络化的管理与控制，使人类可以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到智慧状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然的关系。3 大数据助力智慧城市建设（1）以大数据为核心的智慧城市设计智慧城市建设的主要目标是实现城市中各个部门之间的协同联动。这种协同联动不仅表现在不同系统之间的业务逻辑，还包括海量数据之间的交换、融合以及共享的信息联动，这是智慧城市系统与传统系统之间的区别所在。（2）建立与完善智慧城市大数据标准因为在智慧城市建设过程中，大数据将会向血液一样遍布在其各个方面。因此，想要保障智慧城市系统的各个方面有效协同，就需要进行智慧城市大数据的标准化控制，这一问题也是保证智慧城市建设以及智慧城市产业有效发展的重要前提。目前，因为缺乏一定的理论依据和科学标准，导致智慧城市建设过程中，面临着信息孤岛以及信息隔离问题。这些问题的存在导致系统难以进行相互协同。因此，相关部门应当加强建立并完善对国际性信息的采集、数据之间的交换、数据接口以及数据共享等标准。这在 智慧城市建上具有重大意义，同时，对于我国智慧产业的发展以及提升我国国际竞争力等方面也有着重要影响。（3）进行大规模数据智能分析智慧城市建设的基础性问题是一个可以覆盖整个城市的大型传感器网络，利用这一网络，可以将城市生态系统中的一些局部片段具备的信息向全局领域扩散，实现全局连续性信息，智慧城市便会对这些多维度信息数据进行深入研究和分析。通过这种方式，充分了解隐藏在城市背后的一些规律、发展趋势及特征等，从而进行智慧城市建设的有关决策。因此，进行大规模的数据智能分析是智慧城市建设中，数据技术的关键所在，同时可以为智慧城市的建设提供强大的理论知识，促进智慧城市建设的科学决策。（4）提供更丰富的大数据信息服务进行智慧城市建设的最终目标就是促进城市信息化，并使这样的建设能够惠及百姓。因此，智慧城市建设的最大价值就是大数据信息服务。在目前的智慧城市建设过程中，各个城市将建设重点放在了环境保护、城市交通、公共安全、医疗保障、政务服务、智慧民生应用等方面。这些方面的内容正好体现出了智慧城市建设的重点和方向。在未来的智慧城市建设过程中，我们还应该将这一传统延续下去，将工作重点放在广大人民的需求上，对相关技术以及模式等进行完善和创新，为广大人民创造更加丰富的公共服务体系。举个例子，作为中国智慧城市之一的沈阳市，其建设过程离不开大数据产业的发展。沈阳目前有三个大数据相关组织机构：一是沈阳市大数据管理局，其主要职责包括组织制定智慧沈阳的总体规划和实施方案、研究制定大数据战略、规划和相关政策，组织制定大数据的标准体系和考核体系，统筹推动全社会大数据库建设，组织制定大数据采集、管理、开放、交易、应用等标准规范等工作；二是2015年7月15日成立的沈阳大数据运营有限公司，它是全国首家由政府主导、市场化运作的大数据公司，公司旨在协助政府构建城市级数据产业基础，促进数据创新应用，助力政务、行业、企业等各领域数据资源开放与产业化，负责全市大数据资源的管理、激活、挖掘和运营；三是2015年11月组建的东北大数据产业联盟，它是由沈阳市政府和辽宁省发改委联合发起，政、产、学、研、金、媒、介等各界共同成立，其目标是把握云计算、大数据与产业革新浪潮带来的战略机遇，发展大数据产业，助力传统产业转型升级，推动智慧城市群协同建设，促进东北经济新一轮振兴。4 智慧城市建设离不开3S技术3S技术是GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）、RS（遥感技术）的统称。智慧城市建设离不开城市基础地理信息数据库的支撑，而3S技术是城市基础地理信息数据库的基础。随着社会经济发展，各行各业对地理空间信息的需求日益旺盛，使用RS（遥感技术）可以从航空及航天捕捉和获取信息，而应用GIS、GPS技术则可以更深入的渗透进国土资源、物流以及城市管理等领域，渐渐地改变人类的出行方式，现如今，人们的日常出行对于精确导航与定位的需求使得卫星导航定位技术正成为必须。智慧城市下的智能交通让人们的日常出行更便捷，例如：大多数上班族每天赶公交最头疼的可能是等车时间太不固定，而且遇到高峰期还会造成堵车现象，若能借助于GPS智能调度系统，不仅整个城市的交通运行更顺畅，堵车减少，市民还可以在站臺通过电子显示屏获取下一趟车的信息，并可通过电子地图，更直观地看到线路走向和车辆位置。5 几点注意与建议（1）数据共享：通过智能地将数据信息进行科学的整合，使零散的数据变成可供给系统进行判断和参考的信息，这样能够获得城市运行、发展和管理的全面信息，且具有时效性，能够打破不同部门和行业之间的壁垒，充分发挥资源共享的优势。（2）信息安全：智慧城市系统中所采集和感知到的众多信息与数据很多涉及到用户的隐私、企业的核心机密以及政府机关的绝密信息等，因此，加强信息安全机制的建设，是确保数据信息共享和传送安全性的重要措施。（3）国家战略安全：智慧城市以城市为核心建立应用系统，必然会涉及到有关国家机密和安全的众多领域，比如金融、交通、油气管道等，这些信息如果被窃取，将会给国家安全带来巨大威胁，因此，从国家战略安全角度考虑，智慧城市应用系统必须要能够完善解决这个问题，并能防范潜在风险。（4）扩展性：智慧城市信息系统的应用和功能在使用、发展过程中是需要不断进行升级完善以及实时维护的，系统的延展性必须依托不断进步的科学技术和应用创新，能够为城市提供更广阔的未来发展平台，做到真正为城市管理和建设服务。6 结束语构建智慧城市，要以现代信息通信技术为基础，并在其之上合理地进行自主创新，从而有效处理大量的数据信息，为智能终端系统以及智慧化产业建设提供有力支撑与保障；与此同时，智慧城市的建设必须要以法治和国家监管为前提，实现数据信息资源共享，有效地提高信息管理水平，构建稳定的数据信息安全管理机制，并深层次应用云计算和物联网技术，构建高端的智慧城市信息系统，从而实现规模化经济和现代服务业的飞跃发展。建设智慧城市，不仅有利于加快城市的经济转型、升级完善，及人民生活品质的进一步提升，还有助于创新社会管理方式，有利于提高资源配置效率，这无疑是城市间争创发展新优势，把现代化城市建设全面推向新阶段的关键战略举措。数字展望：据世界银行测算，一个百万人口以上的智慧城市的建设，在投入不变的情况下，实施全方位的智慧管理，将能增加城市的发展红利2.5-3倍，这意味着智慧城市可促进实现4倍左右的可持续发展目标，并引领未来世界城市的发展方向。也许，智慧城市最终达到的境界可以这样来描述：由物联网和云计算等智慧网络支撑的城市生态，将从单个组织的生产制造、商务活动和部门式的社会管理，迈入全供应链协同生产经营、全方位的精细化管理和全社会和谐发展，以及人与自然和谐共处的新境界。参考文献：1吴映霞.图像信息综合应用助力智慧城市建设J.中国公共安全.2014（17）2钱文静.云计算与信息资源共享管理J.图书与情报.2009（04）3高琳琳，马丹，刘岩.智慧城市建设的奠基石云计算、大数据和物联网J.现代商业. 2015（17）4杨建武.智慧城市的创新发展研究J.兰州学刊.2012（10）5马卫.物联网安全关键技术研究J.电脑知识与技术.2013（01）6罗琼.天津“智慧城市”建设研究J.全国商情（理论研究）.2013（23）7邹佳佳，马永俊.智慧城市内涵与智慧城市建设J.无线互联科技.2012（04）8张云霞，来勐，成建波.智慧城市概念辨析J.电信科学.2011（12）9逄金玉.“智慧城市”中国特大城市发展的必然选择J.经济与管理研究. 2011（12）10陈山枝.关于我国推进智慧城市的思考与建议从我国社会经济发展及转型的视角J.电信科学.2011（11）11颜鹰，刘璇.智慧城市标准化建设的创新策略J.中国标准化.2013（02）12许庆瑞，吴志岩，陈力田.智慧城市的愿景与架构J.管理工程学报.2012（04）13李德仁，邵振峰，杨小敏.从数字城市到智慧城市的理论与实践J.地理空间信息. 2011（06）14成德宁，周立.以信息化推动城市发展的战略思考J.科技进步与对策.2002（10）15张陶新，杨英，喻理.智慧城市的理论与实践研究J.湖南工业大学学报（社会科学版）.2012（01） -全文完-