淺析智慧城市關鍵技術與實現路徑研究

姜江

[摘 要]近些年來，市場經濟的發展促進了城市化進程的不斷加快，在城市規模不斷擴大的同時，城市自身的功能在社會和經濟發展中的作用也顯得日益重要，并且已經成為社會和人文發展的基礎領域。然而，隨著城市規模的不斷增加，其所面臨的能源與資源的壓力越來越大，新的城市發展模式已經成為一種必然的趨勢。因此，智慧城市理念已經成為現代城市發展的根本指導思想。本文主要針對智慧城市關鍵技術以及其實現路徑等問題進行簡單的分析。

[關鍵詞]智慧城市；關鍵技術；實現途徑

[中圖分類號]F299.2 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432（2014）16-0123-02

城市的發展伴隨著科技的進步與文化的積累，當這種推動力逐漸演變成一種智慧的成果，便為智慧城市的發展創造了基本的理論支撐。在智慧城市的理論指導下，普通群眾對于社會發展以及技術創新所帶來的服務和產品能夠實現不間斷的體驗，而且智慧城市的發展也已經受到了政府越來越多的重視，關于智慧城市的研究工作也日漸深入。智慧城市的建設與發展要以現今的技術為依托，本文對智慧城市關鍵技術以及其實現途徑進行了闡述。

1 智慧城市的內涵

智慧城市是指根據科學合理的城市發展理念，根據最新一代的信息技術，在互聯網和信息全面感知的基礎上，實現人、物、城市功能系統之間無縫連接與協同聯動的智能自感知、自優化，從而對民生、環保、公共安全、城市功能、商務活動等多種城市需求做出智能的響應，形成具備可持續內生動力的安全、便捷、高校、綠色的城市形態?？梢钥闯觯腔鄢鞘械男纬膳c發展是以技術革命為根本指導，通過高新技術的運用，實現城市居民在生產和生活方式上的巨大變革。智慧城市的發展是城市化進程中的一個高級階段，其建立在數字化城市的基礎上，實現了信息化、工業化和城鎮化的有機融合。另外，智慧城市的發展也需要以不斷完善的市場經濟體制為基礎，這也是新時期城市發展的必然趨勢，是實現城市可持續發展的保障。

2 智慧城市關鍵技術

智慧城市的建設是人類社會發展的一個必經階段，也是現代科學技術進步的重要體現，其充分展現了人類對城市信息的認知與利用，這也是我國城市持續發展的基本保障。在智慧城市建設過程中，需要以先進的科學技術做支撐，其中關鍵技術包括以下幾點：

2.1 網絡通信技術

智慧城市的建設需要以大量的數據存儲作為依托，同時需要各個不同部門的協調維護，才能實現數據的共享，而這一系列的操作必須要依靠計算機信息技術來完成，只有具備先進的網絡通信技術，才能實現一個大規模的、統一的數據庫，為智慧城市的建設提供數據資源。從宏觀上看，智慧城市可以看成一個空間基礎信息框架，在該框架下將各種社會信息、網絡信息以及與城市發展相關的環境信息進行有效的整合，從而向各個信息使用者提供全面和準確的數據信息。而實現信息傳遞與共享的基礎，就是以無線化和數字化為主要標志的網絡通信技術的發展與應用，其也是實現物聯網和互聯網鏈接的關鍵技術手段，是支撐智慧城市建設的核心技術。

2.2 物聯網技術

智慧城市的建設以互聯性和智能性作為基本的特征，而互聯網技術的引入與應用則是智慧城市建設與發展中最為關鍵的技術。物聯網技術是利用感知設備和技術，通過對信息的識別、定位、傳遞等操作，實現物體與信息網絡之間的連接，同時實現信息交換和自動控制，以此實現對物體的智能化識別與定位。從某種意義上說，物聯網技術的應用實現了人與物體、物體與物體、人與人之間的智能化連接，這對于現代城市建設來說，具有非常重要的意義。隨著科學技術的不斷進步，物聯網技術已經能夠有效的實現人、物體以及設備之間的有機結合，并且通過信息技術的應用不斷創新運行模式，進而實現了跨領域、跨系統、跨應用的巨大信息網絡，從根本上促進了計算機系統的信息采集和處理能力，也實現了智慧城市由宏觀向微觀的跨越，并且促進了宏觀和微觀的有機結合。

2.3 云計算技術

隨著智慧城市建設的節奏不斷加快，其所面臨的數據存儲和處理壓力也越來越大，這對于信息處理能力提出了更高的要求，在這種情況下，云計算技術作為一種全面解決方案，被引入到智慧城市建設過程中。云計算技術主要是通過網格計算、分布式計算、并行計算等方式，將傳統的計算機技術與網絡技術相結合，從而達到更高水平的運算能力。對信息進行高效的計算和存儲，是云計算技術的核心思想，其具有數據安全性高、客戶端運行要求低、數據共享無障礙等特點。利用云計算技術建立的云計算平臺應用到智慧城市的建設與發展，能夠及時處理各種突發問題，對智慧城市發展過程中產生的大量數據和信息進行合理的分配，從而確保每個信息使用者都能夠及時獲得準確的、全面的信息數據。

2.4 “3S”一體化數據采集技術

全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）和遙感技術（RS）是建立數字城市的三大支柱技術。3S技術將衛星定位、傳感器基礎、計算機通信技術等多個科學領域的技術進行有效的整合，實現了更高空間領域中的信息采集與處理，同時也實現了對信息的傳播與共享。GPS技術對傳統測量技術來說，是一個巨大的飛躍，其具有較強的抗干擾性，而且定位速度較快、精度較準，這是傳統的測量技術無法比擬的。GIS技術是智慧城市數據庫管理的關鍵基礎，其能夠實現空間信息的直觀表達，從而給予信息使用者更加直接的感受，有利于形成科學的整體觀念。RS技術是智慧城市建設的空間數據基礎，也是實現整個一體化數據采集的基本載體，通過現代科學設備和技術的應用，在不需要與測量目標直接接觸的情況下，便可以通過電磁波分析的方法實現遠距離測量。

2.5 數據挖掘技術

智慧城市中的數據大多包含空間數據，存儲在空間數據庫中，比一般的關系數據庫和事務數據庫具有更豐富、復雜的語義信息。利用空間數據挖掘可從空間數據庫中提取出用戶感興趣的空間模式與特征，空間與非空間的普遍關系及其他一些隱含在數據庫中的普遍的數據特征，可提高智慧城市的智能化水平，使智慧城市真正成為智能化的空間咨詢和決策支持系統，從而更加智能和科學地為社會管理、企業決策和個人生活服務。

3 智慧城市實現路徑

智慧城市的實現，需要以現代通信技術的應用與滲透為基礎，具體可以從以下三個方面分析：

3.1 物聯化

在城市的發展過程中，可以將任何周圍的環境因素植入到其感知器中，并且通過感知器的運轉將這些靜態的環境因素進行動態的反映。對于智慧城市來說，其感知系統往往體現在城市的公共建筑、交通系統建設、水資源等各個領域中，在空氣、水、道路、車輛、醫院、工廠等多個以往無法有效實現數據信息收集的數據系統中實現了數據收集。在智慧城市的感知系統中，需要依靠各種相關的技術和設備對數據信息進行收集與處理，才能實現整個智慧城市感知系統的穩定運行。在信息的收集和處理過程中，需要根據不同的數據使用需求，構建不同類型的數據存儲機構和網絡系統，通過無線設備實現數據的傳遞，以此來完成網絡傳感。

3.2 互聯化

互聯是將原本不處在同一時空或領域中的復雜的信息流和知識流進行連接與處理，從而實現對信息的優化。在智慧城市的建設過程中，必須要借助相應的互聯模型和互聯軟件，根據不同的領域，按照智慧性和廣域性的特征進行分類處理。智慧城市所使用的事件處理軟件通過傳感器中輸入的業務和數據信息，便可以通過集成軟件將這些數據深入到不同的環境和情景中，以此實現對系統實際運行情況的全面掌握。通過有效的信息互聯化，能夠將每個單獨的信息系統中的數據進行連接，形成一個整體的城市信息事件，并且最終形成一個能夠關注到每個單獨事件的數據庫，利用其中豐富的數據資源實現對問題的改進。通過互聯化實現智慧城市的關鍵在于對各項數據和事件的處理，其中包括事件和流處理、數據識別聚集和關聯；數據建模和集成，包括針對域的信息模型、可互操作的信息框架與現有數據集成、聯合數據管理；流程整合，包括擴展現有系統并啟用新的業務流程、監控業務流程等。

3.3 智能化

智慧城市的實現必須要依靠先進的科學技術對數據和事件進行處理，才能將城市中跨行業、跨部門的數據和信息進行有效整合，并且利用不同專業的數據信息解決相應的問題。智慧城市系統中包含著很多特定的行業和部門，同時也涉及各種特定的技術和解決方案，智能化的應用便能夠有效地滿足不同特定信息處理的需要。智能化應用一方面體現出較強的普遍性，無論在任何時間、任何地點都能夠實現數據處理服務；另一方面也存在著很強的敏捷性和綜合性，其能夠在解決普遍問題的同時，根據決策會員的指示，實現不同特定信息的處理，以此提供各種最優化解決方案。在智慧城市建設中應用較為廣泛的智能化設備如計算機終端、移動電話、電視機等。

4 結 論

智慧型城市建設是現代城市發展的一個必然趨勢，其本身是一個漫長的過程，需要以不斷發展和創新的科學技術作為基本的技術支撐，同時通過物聯化、互聯化和智能化三個途徑，將智慧城市的遙感信息擴展到城市建設的各個領域中，將傳統城市建設中無法實現的數據流進行全面的處理和傳輸，借助科學的算法和工具對其進行計算和匯總，通過結果預測和場景模擬的方法，實現城市建設決策的科學性和廣泛性?？傊?，智慧城市建設與實現，不僅是我國城市發展的必經之路，也是實現我國市場經濟持續發展的基本保障。

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