大數據時代智慧城市建設探析

郭守團

（沂南縣國土資源局，山東 臨沂 276300）

大數據時代智慧城市建設探析

郭守團

（沂南縣國土資源局，山東 臨沂 276300）

本文論述了智慧城市的概念及工作步驟，提出了智慧城市的三層架構模型。具體分析了大數據層中云計算中心、數據資源中心、運營檢測中心的主要建設內容。

智慧城市；大數據；云計算

隨著城市的迅速發展，人口、環境、交通、能源、安全等方面都出現了各種新問題，從而產生數據龐大、關系復雜的數據。智慧城市建設的任務就是從這些繁雜的數據中挖掘出事物的內在聯系，提取有效數據，并進行有效的分析預測、科學建模，進而開發出能夠對社會各方面進行有效管理的平臺。

一、智慧城市概念及工作步驟

智慧城市是建立在數字城市基礎地理信息框架之上，通過傳感器將數字城市與現實城市連接起來，將海量數據存儲、計算、分析和決策交由云計算平臺處理，并按照分析決策結果對各種設施進行自動化的控制。［1］

智慧城市工作步驟是通過遍布城市各處的射頻識別（RFID）、全球定位系統（GPS）、移動通信、紅外感知器等信息傳感設備，通過統一的標準或協議將人、物等城市實體與互聯網連接起來，進行信息交換，產生海量數據，通過云計算中心對數據的存儲、處理、查詢、分析、決策，挖掘事物的內在聯系，提取有效數據，并進行分析預測、科學建模，從而為城市發展及人類需求提供智慧應用與科學服務。

二、智慧城市架構模型分析與設計

朱亞杰等［2］提出了智慧城市四層架構，趙勇等［3］提出了四層框架。本文通過分析國內外智慧城市建設中的理論，并結合目前大數據計算領域相關知識，將智慧城市的架構體系分為三層：感知層、大數據層、應用層。

（一）感知層

感知層是通過傳感器、二維碼、信息數據采集設備、讀寫器、RFID標簽、紅外線、GPS等感應終端，對現實世界中的所有實體進行識別、采集信息。感知層承載智慧城市建設的基礎設施，是大數據產生的源泉。

（二）大數據層

大數據是智慧城市運營的基礎，是智慧城市的“大腦”、核心戰略，是未來引導城市發展的制高點。它整合城市運行中各種信息資源，為政府、公眾提供全方位的云計算服務、數據資源服務、應用支撐服務及運營檢測服務，為城市應急指揮、科學決策、城市規劃等方面提供大數據分析支撐服務。

1.云計算中心。云計算是一種基于互聯網的計算模式，是并行計算、分布式計算和網格計算的發展和延伸。［4］云計算技術為智慧城市大數據的有效管理搭建了從基礎設施、數據到服務的一體化平臺。云計算基礎設施服務中心的建設主要包含以下內容。

（1）云計算管理平臺。云計算管理平臺是云計算中心的核心支撐平臺，內容分為云管理端、云應用端、服務器系統、存儲系統、應用服務中間件及數據庫管理等系統。云管理端實現的是對云計算中心基礎資源的綜合管理和監控，如服務器資源、存儲資源和網絡資源的虛擬化和狀態監控，以及資費管理。云應用端是云計算中心資源使用者的管理界面，實現對使用的主機的管理和監控，以及資源備份。

（2）數據存儲中心。數據存儲中心為部署在云計算中心各業務的基礎數據庫、共享數據庫等提供數據存儲服務。數據存儲中心是云計算基礎設施服務中心內外網數據存儲、管理、應用、共享、交換的中心，主要實現承載從市級共享的基礎數據庫和本身需要建設的數據庫，實現全面數據共享與資源的充分利用。

2.數據資源中心。為實現城市基本構成要素（人、物、環境）的協同運行，智慧城市需要將各種感知設備獲得的數據信息進行有效的集成，大數據融合技術就是為了解決這個問題應運而生的。智慧城市需要在多個系統之間實現數據交換與共享，特別是底層數據的融合與集成是實現智慧城市高效運轉的前提條件。

（1）公共基礎數據庫。公共基礎數據庫由人口基礎信息庫、單位基礎信息庫、自然資源和空間地理基礎信息庫、宏觀經濟基礎信息庫四大類數據庫組成。公共基礎數據是基礎且變化頻率相對較低的信息資源，公共基礎數據可由法定管理單位提供。

（2）業務數據庫。公共業務專題數據庫是基于公共基礎數據庫的業務性擴展數據庫。公共業務數據由根據業務應用需要而擴展的各類指標構成，是一種動態的、不斷擴充的業務數據模式，指標項來自城市建設、環境監測、安全保障、經濟監測、道路監管、管網線路等智慧應用的建設。

（3）公共服務專題數據庫。公共服務專題數據庫由各類專題應用類數據庫構成。公共服務數據是通過對公共基礎數據、公共業務數據進行清洗、挖掘、分析后形成的有特定應用場景的服務型數據集，為各應用單位提供融合后的專題應用資源服務。

3.大數據運營檢測指揮平臺。城市大數據運營監測指揮平臺是感知智慧城市運行體征的觸角，它依托大數據中心，采用電子地圖的展示方式，對城市的各應用領域的海量數據進行采集和分析，實時監控城市各方面運行狀態，實現跨部門、跨系統、跨區域的應急響應和高效協調。

一是城市生命線智能監測系統，實時監測燃氣、熱力、供水、排水、電力、交通等維持城市生存功能的供需情況；二是公共服務質量監測系統，實時監測公共基礎設施供需情況、行政便民服務效率、交通出行選擇方案等方面的公共服務情況；三是經濟運行智能監測系統，實時監測產業經濟增長、能源消耗等實時數據，實現城市運行情況的科學化、精細化、自動化、可視化管理。

（三）應用層

應用層是利用物聯網、云計算、信息融合、網絡通訊、數據分析與挖掘等現代信息技術手段建立的各種智慧應用和應用整合。應用層的建設可以有效地促進各行業的信息化和智慧化發展，如智慧城管、智慧交通、智慧國土、智慧醫療、智慧教育等，同時可以帶動現代服務業、商業的發展。

三、結語

智慧城市是基于物聯網、云計算所建立起來的數字世界和現實世界的有機結合，它以構建高標準城市環境、實現高效政府職能、實現便捷民生為目標?，F實世界中產生的大數據既是智慧城市建設的難題，同時也是推動智慧城市發展的源動力。

［1］李德仁，姚遠，邵振峰.智慧城市中的大數據［J］.武漢大學學報（信息科學版），2014，39（6）：631.

［2］朱亞杰，李琦，馮逍.基于大數據的智慧城市技術體系架構研究［J］.測繪科學，2014，39（8）：70-71.

［3］趙勇，劉娟，李健.智慧城市體系框架淺析［J］.電信網技術，2013（4）：2-3.

［4］李傳軍.大數據技術與智慧城市建設［J］.天津行政學院學報，2015（4）：40.

F299.2

A

1674-8883（2016）15-0196-01

郭守團（1978—），男，山東沂南人，碩士，工程師，主要從事測繪地理信息工作。