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基于大数据的智慧城市技术体系架构研究

李建 钟雅瑾 刘佳
摘要：城市作为人们生活和生产的载体，必然与信息产业技术的发展趋势相结合，从而產生一个智能化的城市级信息系统。智能城市信息系统作为信息产业新技术集成的产物，将控制和协调城市居民的生活和生产活动，使其更加方便、高效、安全、和谐。
关键词：大数据；智慧城市；技术体系架构
前言
我们身处物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术的不断应用发展阶段，同时，随着城镇化进程的不断加快，未来城市将承载我国2/3的人口。运用物联网、大数据等新一代信息技术手段破解城市发展难题，实施城市智能化应用，发展智慧城市已成为城市可持续发展的必由之路。物联网和大数据技术的不断发展，催生了智慧城市，新智慧城市是新技术与新型城镇化深度融合的产物，是可持续发展的必然选择。
1大数据的概念和架构
大数据又称为海量资料，指所涉及的数据量规模庞大到无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。大数据具有以下4个特点：一是大量化，表现为数据存储量大和数据增量大；二是多样化，表现为数据来源多和数据格式多；三是海量的数据流呈现高速化的特点；四是价值密度低。大数据中心对于新型智慧城市建设具有重要的意义，大数据中心应能对政务活动和服务、公共服务与生产经营活动提供支撑，应具有数据服务功能，网站和APP等形式的智慧城市应用功能和自身的管理运营支撑保障功能，并基于此提出了一种智慧城市大数据中心的分层架构。该大数据中心的总体架构由大数据基础设施层、大数据服务层、大数据应用层、应用服务网关与支撑保障分系统组成。
2智慧城市的关键技术和总体架构
智慧城市技术从顶层设计到具体的技术细节是以海量的城市数据作为核心支撑的，故大数据技术是智慧城市关键技术的核心，大数据技术又包括数据感知技术（传感器技术）、数据管理技术、数据挖掘技术、数据活化技术、数据可视化技术和数据安全技术，除此之外物联网技术也是智慧城市建设的核心技术之一。智慧城市的总体架构可以清晰地展现智慧城市的建设路径，它包含感知层、通信层、数据层、安全层和应用层。，感知层采用RFID标签、芯片、摄像头、传感器和GPS等不同技术采集基础数据。通信层通过移动通信技术与IP网络技术，使电信网、电视网、计算机网、卫星通信网走向融合，形成天地一体化的基础网络、服务化的信息系统。数据层是在城市基础数据库的基础上运用大数据技术实现数据的共享、整合和统计分析，为管理和决策提供支撑。安全层从信息系统的安全保护角度出发提出安全体系的设计思路和安全防护策略。应用层包括智慧的产业发展体系、智慧的城市管理体系、智慧的民生保障体系等。
3智慧城市的体系架构及特性
具体内容包括：①全方位感知层。运用智能传感技术，实现对城市的全方位感知和采集信息。利用实时采集感知设备的各种属性信息，全方位感知城市各种状态信息的变化。②泛在网络层。广泛存在、无所不在的网络，与一般意义上的互联网、专用网相比而言，泛在网络是人和人、人和物体、物体和物体之间的网络，是无限和多方融合的网络，通过泛在网络将感知信息连接、交互、共享。泛在网络的主要技术是机器到机器的无线数据传输技术、传感器网络、近程通信和RFID的短距离连接技术。全方位感知层和泛在网络层依托物联网来实现。③智能数据层。通过对感知及网络传输收集到的海量数据进行分析，形成新的有价值的信息来解决各种城市发展问题，有利于制订出更加有效的城市发展智慧决策。④创新应用层。依托智能数据层的数据融合、分析、决策，充分发挥人的创造力，实现各种创新应用，走以人为本的社会化创新应用之路，是智慧城市管理的需要。智能数据层和创新应用层依托大数据来实现。
4应用关系
物联网是通过无线传感技术，将人和物体、物体和物体连接在一起，是包含实物的互联网。物联网的出现得益于传感器、无线通信等关键技术的快速发展。传感器方面，根据传感器的工作原理，可分为物理传感器和化学传感器两大类。近年来，传感器在集成度和灵敏度等性能方面越来越成熟。在无线通信方面，无线通信技术5G是传输速率可以达到10Gbps的无线通信技术，属于真正意义上的融合网络。5G具有低延时、低功耗、高传输速率和高可靠的特点，这些特点更好地满足了物联网应用需求。预计未来几年，物联网市场规模将达千亿量级。物联网应用关键就在于将实物数据化、逻辑化关联起来。大数据技术的基础是数据，依托接入网络而汇集，这些数据的产生，不再只是人和人之间产生的数据，还包括人和物体、物体和物体之间产生的数据，接入网络超出了互联网范畴，是物联网上接入设备的数据，依托传感技术，这些接入设备实时不间断地产生着数据。这些数据大致归为3类，即个人带隐私的数据、公务服务数据、商业活动数据。新型智慧城市的定义、体系架构和特征离不开物联网和大数据技术的应用。物联网和大数据两者相互依存，相互发展，密不可分。同时，又促进了智慧城市的发展。由此可见，新型智慧城市是物联网和大数据技术在不断应用中的新兴产物，必将带来社会化的大变革。新型智慧城市是以城市为视角运用物联网和大数据技术的创新应用集合，将对未来城市的发展带来翻天覆地的变化。
5应用场景分析
政务信息资源的再整合，将线下分割的政府部门资源，统一到线上整合后的共享平台上，实现部门之间的纵向和横向的资源共享和互通。将人口库、法人库、电子证照库等基础数据库整合到统一平台，并提供共享服务。将工商、人社、税务等部门业务数据库进一步规范利用，依据制订的公共信息资源共享目录提供相关信息资源。通过互联网政务服务门户、移动终端、智能触摸终端这些交互途径获取企业或个人提交的申请，并对全过程提供查询等服务。其中，移动终端随着后期应用的深入，将逐步成为智慧政务交互端的主力军。利用大数据技术手段对采集的信息资源进行数据清洗、数据挖掘和加工处理，建立大数据综合分析平台，为实现政务决策智能化提供支持。依托大数据提供的智能决策，发挥人的主动性和创造力，发现其中的服务需求，实现从被动服务向主动服务转变。制订了政务服务事项实施清单要素、公共信息资源目录信息、数据资源交换等标准规范和安全技术体系，这两大保障手段贯穿全过程。
结束语
总之，，政府应调整产业结构，为创新、创业、创造提供各种优惠的政策，推动各行各业积极开展各项创新工作，孵化和培育一批大数据、物联网、人工智能等智慧城市相关产业领域的高新技术企业，吸取优秀智慧城市建设项目的宝贵经验，同时结合传统优势项目与智慧城市建设，着力打造智慧旅游、智慧农业项目。
参考文献：
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-全文完-