智慧城市建設(shè)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用研究

毛平

摘要：隨著經(jīng)濟、社會的不斷發(fā)展，智慧城市是近年來城市建設(shè)的熱點，在智慧城市建設(shè)過程中涉及到大量的先進技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)是其中非常重要的一環(huán)，國內(nèi)各城市在利用大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)建設(shè)智慧城市的路徑也不盡相同，如何有效利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提升城市智能，大數(shù)據(jù)技術(shù)能應(yīng)用到哪些方面以及大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用過程中的注意事項的研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：智慧城市 大數(shù)據(jù) 云計算

中圖分類號：TP391.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0064-02

1 引言

隨著經(jīng)濟、社會的不斷發(fā)展，城市尤其是大型、特大型城市中居住人口不斷攀升，城市資源變得日益緊張，導(dǎo)致看病難，交通擁堵，環(huán)境衛(wèi)生差等“城市病”日益凸顯，成為世界各國亟待解決的問題。2008年，IBM率先提出“智慧地球”的概念，繪制了一幅全球全面感知、互聯(lián)互通的藍(lán)圖，從此，與“智慧”有關(guān)的各種概念不斷出現(xiàn)，“智慧城市”便是在此環(huán)境下產(chǎn)生并蓬勃發(fā)展，成為各國政府希望改善“城市病”的有效解決方案。

我國住建部于2013年1月29日公布第一批國家智慧城市試點名單，共包含90個城市（區(qū)、縣、鎮(zhèn)），2013年8月1日，公布第二批試點城市（區(qū)、縣、鎮(zhèn)）103個，2015年4月，公布第三批國家智慧城市試點名單，確定了84個城市（區(qū)、縣、鎮(zhèn)）為國家智慧城市新增試點，河北省石家莊市、正定縣等13個城市（區(qū)、縣）為擴大范圍試點，以及41個專項試點，截至目前由住建部公布的國家智慧城市試點已達290多個。

2 智慧城市建設(shè)內(nèi)涵

總結(jié)對比分析國內(nèi)外智慧城市建設(shè)的理念以及建設(shè)的現(xiàn)狀，本文認(rèn)為智慧城市建設(shè)框架體系應(yīng)包含如圖1所示的6大方面。

2.1 全面感知的感知網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

主要是在城市內(nèi)廣泛使用地磁傳感器、路面?zhèn)鞲衅鳌庀髠鞲衅鳌囟葌鞲衅鳌穸葌鞲衅鳌舛葌鞲衅鳌⑺俣葌鞲衅鳌⒃胍魝鞲衅鳌㈦娮榆嚇?biāo)、攝像頭、探頭、GPS、RFID等傳感器以及電子識別技術(shù)，對城市運行的系統(tǒng)實時感測，獲取城市運行中各種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)城市內(nèi)的全面感知。

2.2 廣泛聯(lián)通的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

建設(shè)內(nèi)容為光纖寬帶通信網(wǎng)、下一代廣播電視網(wǎng)（NGB）、第三代移動通信（3G）和第四代通信（4G）網(wǎng)絡(luò)，公共場所無線局域網(wǎng)（WLAN），以及物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的覆蓋以及融合，實現(xiàn)城市內(nèi)全面的互聯(lián)互通，從而能保證數(shù)據(jù)的快速傳輸。

2.3 城市公共信息平臺和公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

建設(shè)規(guī)范統(tǒng)一的城市公共信息平臺和公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，包括數(shù)字人口、土地、環(huán)境、交通、管線、地理、經(jīng)濟等數(shù)據(jù)，建設(shè)數(shù)據(jù)庫交換平臺、專題信息資源庫，從而保證數(shù)據(jù)的有效存儲，同時各部門之間數(shù)據(jù)、信息應(yīng)能實現(xiàn)公開與跨部門的共享。

2.4 智能應(yīng)用的構(gòu)建

建設(shè)構(gòu)建于城市公共信息平臺及各種公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫之上的智慧應(yīng)用實踐項目，即通過對所獲得的海量數(shù)據(jù)，采用OLAP，數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)進行分析和利用，從而真正意義上實現(xiàn)城市智能。目前從國際智慧城市的實踐情況來看可以將智能應(yīng)用劃分為五大類型：①公共服務(wù)類，包含智慧政務(wù)、智慧醫(yī)療、智慧教育等。②社會管理類，包括智慧社區(qū)、智慧公共安全、智慧食品安全、智慧藥品安全等。③產(chǎn)業(yè)發(fā)展類，包括智慧產(chǎn)業(yè)、智慧物流、電子商務(wù)、智慧旅游等。④資源環(huán)境類，包括智慧環(huán)保、智慧節(jié)能。⑤市政設(shè)施類，包括智慧交通、智慧城管等[1]。

2.5 網(wǎng)絡(luò)信息安全保障制度、體系的構(gòu)建

伴隨著利用城市產(chǎn)生數(shù)據(jù)的分析利用，不可回避的是網(wǎng)絡(luò)信息安全、尤其是個人隱私數(shù)據(jù)安全保障的問題，即便是非常注重個人隱私的英國在智慧城市的建設(shè)過程中便遇到類似問題，因此在建設(shè)智慧城市的過程中需未雨綢繆，提前考慮網(wǎng)絡(luò)信息安全保障制度體系。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范體系的構(gòu)建

建設(shè)智慧城市的評價標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范體系。用以衡量城市的智慧程度，明確建設(shè)方向與改進方向。目前國內(nèi)外已有多家單位及部門編撰了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范體系，但各地應(yīng)根據(jù)自身情況，合理選擇構(gòu)建保準(zhǔn)、規(guī)范體系。

3 智慧城市建設(shè)核心技術(shù)

3.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。不難發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市構(gòu)建框架體系中處于基礎(chǔ)支撐作用，沒有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就難以獲得用于智能分析應(yīng)用的大量數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智慧城市全面感知的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 云計算、云存儲

美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）對于云計算的定義是：一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進行很少的交互[2]。

云存儲是在云計算概念上延伸出來的一個概念，它是一種新興的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個系統(tǒng)。

云存儲技術(shù)解決了海量大數(shù)據(jù)的存儲問題，云計算為海量大數(shù)據(jù)的分析處理提供了計算能力的支撐，通過云計算技術(shù)甚至可以讓用戶獲得每秒10萬億次以上的強大的計算能力，此種計算能力足以模擬核爆炸、預(yù)測氣候變化和市場發(fā)展趨勢。

3.3 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)也被稱為巨量數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)等，是指所涉及的數(shù)據(jù)量規(guī)模巨大，以至于無法在合理時間內(nèi)通過人工截取、管理、處理并整理成為人類所能解讀的信息，此種數(shù)據(jù)可以來自各個方面，如傳感器采集的氣候信息、網(wǎng)站上的帖子、數(shù)字照片和視頻、購物交易記錄、手機GPS信號等。一般大數(shù)據(jù)具有四個特征：（1）數(shù)據(jù)量大，大數(shù)據(jù)的起始計量單位至少是P（1000T）、E（100萬T）或Z（10億T）；（2）數(shù)據(jù)類型繁多，包括網(wǎng)絡(luò)日志、音頻、視頻、圖片、地理位置信息等等，因而對數(shù)據(jù)的處理能力提出了更高的要求；（3）價值密度相對低，數(shù)據(jù)量大但完成數(shù)據(jù)的價值“提純”難度較大；（4）巨大的數(shù)據(jù)價值，包括商業(yè)價值、社會價值、科研價值等[3]。

4 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用框架

大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)框架如圖2所示，①使用底層ICT設(shè)施對數(shù)據(jù)進行采集；②統(tǒng)一接入數(shù)據(jù)；③對數(shù)據(jù)實現(xiàn)清洗（抽取、轉(zhuǎn)換、加載）；④對數(shù)據(jù)進行緩存重用或冷備；⑤對數(shù)據(jù)進行離線計算或?qū)崟r計算支持?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用。

5 應(yīng)用中需注意問題

5.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)劃

智慧城市是龐大的系統(tǒng)工程，收集的數(shù)據(jù)往往應(yīng)用于城市的方方面面，容易出現(xiàn)各自為政，各做一塊的局面，不利于數(shù)據(jù)的集成，因此數(shù)據(jù)建設(shè)必須統(tǒng)一規(guī)劃。

5.2 數(shù)據(jù)的有效共享

此問題目前主要出現(xiàn)于已經(jīng)進行了部分信息化建設(shè)的政府部門，因行政部門的條塊化分割也使得數(shù)據(jù)出現(xiàn)了條塊化分割，且部門間缺少共享數(shù)據(jù)的愿望和動力，導(dǎo)致目前數(shù)據(jù)共享程度較低，然而數(shù)據(jù)共享是很重要的能有效避免重復(fù)建設(shè)以及相互協(xié)同。

5.3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一

采集的海量數(shù)據(jù)來自于不同的設(shè)備和渠道，數(shù)據(jù)格式的設(shè)計上往往可能存在很大差異，如字段長度、字段類型等，為避免數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一帶來的麻煩作為智慧城市整體規(guī)劃時需考慮數(shù)據(jù)采集格式、采集標(biāo)準(zhǔn)等的統(tǒng)一。

參考文獻

[1]陳桂香.國外智慧城市建設(shè)概覽[J].中國安防，2011，10：100-104.

[2]巫細(xì)波，楊在高.智慧城市理念與未來城市發(fā)展[J].城市管理，2010，11：56-60.

[3]張永民，杜忠潮.我國智慧城市建設(shè)的現(xiàn)狀和思考[J].中國信息界，2011，12：28-32.