大數據下智慧城市規劃模型仿真

莊雪芳

摘 要： 為了實現城市的合理規劃，對大數據下智慧城市規劃模型實施仿真研究。設計大數據下智慧城市規劃仿真模型， 其由數據層、模型層和應用系統層構成，數據采集層在6LoWPAN無線傳感系統基礎上構建數據采集網絡，提高城市規劃數據采集能力，對仿真模型中模型層的公共安全模型、社會資源優化模型以及經濟發展模型進行詳細研究，探討大數據對于社會機構運轉的重要作用。依據數據維度、業務系統集合以及數據交換目錄等方面塑造了智慧城市大數據空間。實驗結果表明，所設計的大數據下智慧城市規劃仿真模型，智慧政務效果以及數據資源處理效果較優，能夠實現城市的科學規劃。

關鍵詞： 大數據; 智慧城市規劃; 模型仿真; 數據采集; 無線傳感系統; 數據資源處理

中圖分類號： TN915.12?34; TU984 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）12?0149?04

Abstract： To realize the rational planning of the city， simulation research on the intelligent urban planning model under big data is carried out. An intelligent urban planning simulation model under big data is designed. The model is composed of the data layer， model layer， and application system layer. On the data acquisition layer， the data acquisition network is constructed on the basis of the 6LoWPAN wireless sensor system to improve the data acquisition capability of urban planning. The public security model， social resource optimization model， and economic development model on the model layer of the simulation model are studied in detail to explore the function of big data on the operation of social institutions. The big data space of the intelligent city is created according to the data dimension， service system set， data exchange catalogue， and other aspects. The experimental results show that the designed intelligent urban planning simulation model under big data has an excellent intelligent government effect and data resource processing effect， and can achieve the scientific planning of the city.

Keywords： big data; intelligent city planning; model simulation; data acquisition; wireless sensor system; data resource processing

城市作為人類文明的重要成果，其發展水平一定程度上代表著國家的綜合實力、國際競爭力，因此，構建一個城市長遠可持續發展的目標勢在必行。隨著社會進步城市規模不斷擴大、人口急劇膨脹、交通秩序混亂、環境衛生狀況差以及社會服務機構效率低下等問題不斷涌現，社會各方面資源能源、數據信息管理模式落后，致使信息資源難以達到統一及共享。基于城市資源的分配與運轉，考慮到交通、土地以及水資源等信息數據的協調分配與共享，為實現城市長遠可持續發展的目標[1]，大數據支持下的智慧城市規劃仿真模型應運而生。因此，本文對大數據下智慧城市規劃模型實施仿真研究，提高了智慧城市規劃的科學性。

1 大數據下智慧城市仿真模型的構建

1.1 大數據下智慧城市仿真模型總體結構設計

本文塑造的大數據下智慧城市規劃模型采用深入探究城市相關數據集的方式，確保城市數據采集存儲系統與城市數據一體化管理系統為建立含概城市公共安全、社區發展、資源承載調控、污染調控、交通運輸管理、社會資源優化、基礎設施調控、經濟發展在內的八種子模型提供有力的理論依據[2]，在此基礎上，構建一個大數據環境下穩健發展的智慧城市規劃模型。該模型達到城市空間要素模擬系統、城市資源優化配置模擬系統、城市空間發展政策評估系統以及城市運行動態仿真系統相互協調合作的狀態，是智慧城市高效協調發展的重要依據[3]。圖1為大數據智慧城市規劃仿真模型總體架構圖。

由圖1可以看出本文設計的大數據智慧城市仿真模型總體架構圖主要分為數據層、模型層以及應用系統層三個層次。數據層主要致力于城市規劃仿真要素分類、分級與編碼依據的編寫，采集整合城市規劃數據實施儲存和管理[4];模型層的主要功能是基于城市發展狀況評價角度以及發展戰略與空間完善布局角度建立智慧城市規劃模型仿真集;系統應用層是在城市規劃仿真平臺的基礎上，構建一個全新的城市用地合理分配、城市用地可持續發展以及城市發展政策狀況模擬平臺。

1.2 數據采集層設計

圖1描述的大數據智慧城市仿真模型中的數據采集層提高了城市規劃數據采集能力。在6LoWPAN無線傳感系統基礎上構建了數據采集網絡。圖2 描述了智慧城市數據采集層架構。該圖表明底層數據采集網絡、嵌入式網關、數據服務以及數據消費端共同構成了數據采集層。底層數據采集網絡應用的是6LoWPAN網絡，其主要功能是搜集環境質量、路燈照明等方面的實時數據。嵌入式網關在底層數據搜集與互聯網的溝通交流方面發揮了不可替代的作用[5]。數據服務器位于該數據采集層的最上端，其功能是存儲數據采集的數據并向數據消費端輸送數據，并且數據采集網通過它進行數據查詢。

1.3 模型層設計

1.3.1 公共安全模型設計

公共安全模型采用完善預警、評估、反饋機制的方式，確保軟件硬件達到協調統一的狀態，最終達到食品安全、能源安全以及生產安全的目的，為智慧城市規劃仿真模型打下堅實的基礎[6]。基于這一做法，公共安全預警系統、評估系統以及反饋系統的構建得以實現。該模型的架構如圖3所示。

1.3.2 經濟發展模型設計

經濟發展模型采用構建完善的金融管理與監管系統的方式，確保城市的金融環境安全有序以及經濟發展蒸蒸日上，為智慧城市規劃模型塑造良好的成長環境。在這一基礎上，實現金融市場宏觀調控以及監管體系、智慧金融管理體系、金融機構體系的合理搭建。經濟發展模型架構如圖4所示。

1.4 智慧城市規劃仿真模型的大數據空間

2 實驗分析

2.1 智慧城市仿真模型對比

實驗為驗證本文設計的大數據下智慧城市規劃仿真模型的優勢，將本文仿真模型規劃下的某智慧城市規劃仿真模型圖與未采用大數據規劃的城市規劃仿真模型進行對比。圖5是未考慮大數據規劃下的仿真模型，比較平面、單調，局部畫面略顯混亂;圖6是本文設計的大數據規劃下的智慧城市規劃仿真模型，該模型更加立體直觀，能清晰描述城市規劃模型實景模擬、景觀分析等信息。實驗對比表明，本文設計的大數據下智慧城市規劃仿真模型，能夠清晰直觀地向大家展示規劃效果，在實景模擬以及景觀分析方面表現尤為突出。本文所構建的模型更加合理化、科學化，驗證了基于大數據的智慧城市規劃仿真模型更加合理、高效。

2.2 數據資源系統效果評估

實驗為驗證本文仿真模型進行數據資源處理的效果，在6LoWPAN無線傳感系統基礎上構建了一套監測市政路燈以及大氣環境數據采集系統。在路燈燈桿上安置70個數據采集節點，搜集關于路燈的電流、電壓、功率等信息以及環境的溫度、PM2.5、SO2等信息。獲取到的信息數據通過以太網存儲到服務器，利用PC客戶端登錄服務器對這些數據實施分析或處理。最終得到采用本文規劃仿真模型的客戶端數據資源界面，如圖7所示。

分析圖7可得，采用本文規劃模型獲取的數據資源界面詳細描述了不同路燈的運行狀況以及路燈所在的實時環境數據，兩種數據一方面利于路燈的檢修，另一方面通過對環境數據的分析能夠及時監測污染源，掌控擴散速度及方向。說明本文規劃仿真模型依賴于大數據支持下的監測市政路燈，大氣環境數據采集系統科學、有效。

3 結 論

本文設計的大數據下智慧城市規劃仿真模型能準確獲取城市發展的相關數據，大大提高了社會有關部門的辦事效率，使得城市規劃建設更加科學化、系統化，為城市規劃的高效運轉提供了可靠依據。

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