利用邊緣計算和云計算 實現智慧城市的管理和應用

周遠新 廣東省電信規劃設計院有限公司

引言

智慧城市運用了物聯網、云計算、大數據和移動互聯網等為代表的現代科學技術和手段，是集高端發展的網絡化、信息化、智能化和現代化于一體的新型城市，是以智慧管理、智慧工業、智慧環保等為重要內容的城市發展的新模式。

目前我國智慧城市監管模式普遍不理想，國家八部委發布《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》，指出近年來我國智慧城市建取得了積極進展，但也迫切需要一種新的技術手段與方法來解決城市數據不能有效使用和監督的問題。通過利用邊緣計算和云計算融合方式，將提高城市應用系統數據的使用效率，進一步提升城市環境質量、居民生活質量和城市競爭力，實現打造和諧宜居、富有活力、具特色城市的目標。

1 需求分析

1.1 決策支持數據化的需求

在政府的信息系統中，各行業每天都有海量的信息和數據，這些信息和數據是決策支持的根本，是不可或缺的。智慧城市建設很大程度上是要求我們可以從大量非結構化的原始數據中提煉出結構化的信息，再通過對結構化信息的分析和研究得到相對應的決策。

通過在靠近物或數據源頭的一側采集匯集的各方數據，通過云平臺強大的計算及分析能力，為政府管理、服務和決策，為社會機構提高服務水平，為公共服務政策的合理優化等各方面提供數據和建議。

1.2 城市管理精細化的需求

經濟的快速增長、城市規模的迅速擴大、流動人口的大幅度轉移、治安形勢的復雜化，城市治理的難度大大提高。傳統城市粗放化管理方式無法應對現在越來越多的城市管理問題。粗放式城市治理已成為制約經濟發展的重要障礙。為解決這個問題，擺脫傳統城市治理所處的困境，利用精細化管理理念和技術提升城市治理和服務能力，促進城鎮化發展就顯得尤其重要。

2 邊緣計算和云計算的融合

邊緣計算是在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側，融合網絡、計算、存儲、應用核心能力的分布式開放平臺，就近提供邊緣智能服務，滿足用戶/行業數字化在敏捷連接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。

云計算通過集約式建設，充分發揮云計算虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴展性等優勢，提供全局統籌可利用的公共平臺，運用大數據的統計分析能力，實現對智慧城市建設中信息系統之間的數據進行采集和建立數據挖掘模型，充分挖掘數據價值，提高工作效率，為政府管理層的決策提供參考，提升政府管理和服務水平。

邊緣計算和云計算是兩個互補的概念。傳統封閉式計算架構過度依賴云端，面臨著聯接及傳輸成本巨大、通訊網絡覆蓋不全、網路擁堵導致性能下降、數據實時處理時延長等問題。云計算+邊緣計算架構將計算、存儲、通訊等前移至基礎設施架構邊緣，可以在一定程度上緩解云架構在成本、時延、數據分析方面壓力。

邊緣設備具有一定智能，可以依據任務需求或設備自身性能判斷決定信息是否傳回傳感器、網關、或云端加工處理。邊緣計算為邊緣設備提供計算能力，實現實時性業務的處理；云計算提供實現數據的整體處理和分析，提供最終的應用能力。邊緣計算和云計算協同作用才能完成對IoT場景的服務。

3 邊云融合在智慧城市的作用

智慧決策：搭建一個面向各類信息資源的匯集、城市運行宏觀態勢監測和指揮調度，服務于城市民眾、城市綜合管理部門和城市領導的綜合性城市運營指揮體系，為政府決策層提供輔助決策和命令指揮智慧監控：利用視頻監控技術、地理信息系統、全球定位系統等現代信息技術，整合和利用現有視頻監控邊緣數據，并實現與云計算中心的互動。

智慧交通：融合信號控制系統、電子警察系統、交通流量采集系統、黃標車管控系統、交通可視化高點監控系統等前端設備數據，并統一展現。

智慧工業：提供工業設備多種鏈接協議，支持高并發數據采集，設備控制及本地數據清洗聚合，節約成本及弱化網絡依賴。

智慧小區：提供室內室外智能設備數據收集、場景聯動能力，用戶可依據自己對場景的需求，可視化定制場景及自動化。

智慧能源：提供工業設備多種鏈接協議，支持高并發數據采集，提供大數據計算、AI學習，邊緣推理，實現故障預測、產能提升。

4 結束語

智慧城市利用邊緣計算和云計算融合方式，將城市各種數據從嵌入式系統設備、網關或者邊緣主機集中到統一數據平臺，并從云端獲取/更新程序，執行本地計算。在為政務部門提供比較分析服務的同時，為政府決策部門能更加全面的對城市建設監控管理提供平臺和監測手段。