大數據時代中國特色智慧城市架構的研究

楊燕英　聶燕敏　白小曼　黃新蕊

【摘要】在大數據時代，云計算、物聯網等技術的支撐下，城市建設基礎設施的信息、大數據成為支撐城市信息管理與事務決策的綜合平臺。在論述智慧城市建設中信息與數據重要性的基礎上，設計了大數據背景下具有中國特色的智慧城市架構。

【關鍵詞】大數據；智慧城市；城市架構

Abstract：In cloud computing，networking and other technical support，information about the city infrastructure，the data support the city to become the decision-making information management and affairs of the integrated platform. On the basis of discussing the importance of information and data in the construction of smart city，designed the concept model of smart city architecture under the background of big data.

Key word：ig data；smart city；city architecture

一、序言

智慧城市的概念起源于“智慧地球”理念，是一種通過物聯網、云計算等核心技術手段，實時獲取城市運行數據和信息，再通過云平臺實現物聯網信息資源數據的整合與處理，達到提高城市運行效率的城市建設模式。智慧城市是信息技術高度集成、信息應用深度融合的網絡化、信息化和智能化的城市，具有很強的集中智慧發現問題、解決問題能力和創新發展能力是以突出智慧為重要內容的城市發展新模式。

城市智慧化是一個艱難且漫長的過程，隨著大數據時代的到來，智慧城市的核心已經轉變為如何利用大數據技術推動智慧城市向更加智慧、更加科學、更加高效的目標邁進。智慧城市的本質在于信息化與城市化的高度融合，是城市信息化向更高階段發展的表現。本課題就以保定市博野縣為例，研究大數據支持下智慧城市的架構的構建，為我省全面實現智慧城市提供理論基礎和技術支持，具有很強的實踐意義。

二、智慧城市相關技術

智慧城市主要運用到了云計算、物聯網、大數據等技術。其中，云計算數據中心的突出特點，是具備大量的基礎軟硬件資源，實現了基礎資源的規模化。可以提高資源的利用率，降低單位資源的成本。云計算的優點建設節約型社會，是經濟社會可持續發展的物質基礎，是保障經濟安全和國家安全的重要舉措。物聯網技術需要用到數據捕獲和控制技術。除此而外，還需要管理分布式設備以及基礎設備。其中數據捕獲和控制技術應該實現集成大量傳感器和設備、能夠收集和移動數據、執行本地命令等功能。大數據是物聯網時代的必然產物，基于云計算，通過智能融合技術的應用實現對海量數據的存儲、計算與分析，通過人的“智慧”參與，大大提升決策支持的能力。

三、智慧城市架構模型

根據參考研究河北省城市智慧化進程，我們建立綜合考慮各方面的架構，它應該是有一個綜合的公共支撐平臺。在這個支撐平臺下，還應該將平臺的具體服務內容分為四個層次，它們分別是感應層，傳輸層，數據平臺層，應用層。為保障系統的正常運行，我們還應該設置兩個保障，用于保障信息安全和穩定管理。

四個層次中感知和延伸層通過對城市中現場物理實體及其所處環境的信號感知識別、數據采集處理和自動智能控制，實現對城市動態信息的全面獲取與控制。感知和延伸層主要包括數據采集節點、網關、延伸網等實體。

傳輸層是智慧城市信息傳輸的基礎設施，實現信息上傳、下發以及各實體之間的信息交互。計算和存儲設施采用云計算等技術，為智慧城市各類平臺和上層應用提供動態、可擴展的信息處理基礎設施和運行環境。

數據平臺層的主要功能為實現數據共享與融合，為各類智慧城市業務和應用提供通用數據和能力支撐。數據和平臺層的主要實體包括公共支撐平臺、基礎數據庫和行業數據庫。其中，公共支撐平臺是信息系統共性支撐平臺，基于數據資源服務支撐以及應用能力開放，為智慧城市的各類具體應用提供公共支撐服務。基礎數據庫包括自然資源和空間地理信息數據庫、人口信息數據庫、法人單位信息數據庫、宏觀經濟信息數據庫等。行業數據庫指交通、醫療、物流等城市傳統部門建設的專有數據庫，屬于行業內部資源。智慧城市需要通過公共支撐平臺，整合各行業固有資源，實現信息的共享和系統間協同。

應用層基于公共支撐平臺匯聚的城市各類數據以及智能處理結果，實現城市智慧化運行和管理。智慧城市應用可分為政府類應用、經濟類應用和民生類應用。

兩個保障體系中的安全信息體制是整個支撐平臺平穩高效運行的保障。安全信息體制建設主要包括可信安全和傳統安全兩部分，為智慧城市各種智慧應用相關的物理安全、網絡安全、主機安全、終端安全、應用安全和數據安全等提供安全保障。對智慧城市進行動態化、智能化的可信安全防御，可信安全體系建設已經成為智慧城市安全建設最核心、最重要的地位，建設安全可信保障平臺對智慧城市各類設備、人員、行為等進行可信認證，以及保護數據的私密性、完整性，是智慧城市信息安全保障建設的基礎和核心。

四、總結

目前，我國對智慧城市項目進入全面實施階段，規模越來越大，我省的智慧城市建設也在逐步推進，但是，今后智慧城市發展也將面臨著更高的挑戰。智慧城市，我們還只是在“智慧”的道路上邁出了第一步，關于“智慧城市”的發展，依舊是今后我們研究的重點課題。我相信經過我們的努力，以高效、節能、環保為主旨的“智慧城市”將徹底的融入到我們的生活中。

河北金融學院大學生科學研究基金資助項目，2015年度河北省社會科學發展研究課題民生調研專項，課題編號：201501113

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