基于大數據技術的智慧城市建設

（華信咨詢設計研究院有限公司，浙江杭州 310052）

隨著新一代信息通信技術的發展，社會發展從互聯網時代邁入物聯網時代，此時期無線通信技術的發展催生了各種智能化多形態終端，設備之間的互聯加速了數據的產生，各種智能應用使數據呈井噴式增長，基于大數據的智慧城市建設將成為社會發展的趨勢。目前智慧城市概念在逐步推廣中，部分城市已開始建設智慧城市。智慧城市在建設過程中會面臨發展理念更新、信息技術迭代、城市管理創新的問題，在這一過程中，需要把握城市建設的核心，提前做好規劃，應對可能出現的問題。

1 智慧城市及大數據概念

“智慧城市”這一說法最早出現于1990年5月在美國舊金山舉辦的以“智慧城市、快速系統、全球網絡”為主題的一次國際會議，會議總結了城市通過信息化手段聚合智慧，提升城市可持續發展競爭力的成功經驗。2008年，IBM提出“智慧地球”理念，并由此引發全球智慧城市建設熱潮[1]。歷經數字城市、智能城市等概念的演變以及信息技術的更新換代，智慧城市的概念從邊界模糊到逐漸清晰。城市作為一個有機體，具備基本的治理能力，智慧城市可通過模擬人的智能，及時對城市問題進行處理，結合以往的處理經驗，形成一種事前預測、事中事后快速應對的智能化機制，有效保障城市穩定、有序、可持續發展。

大數據近年來越來越頻繁地出現在人們視野，大數據是指海量、異構、高速的數據集合，無法用傳統的數據處理工具進行處理，需要利用新的技術對數據進行處理，同時需要轉變數據處理思維并從多角度去認識數據。

2 智慧城市應用

目前，杭州智慧城市建設走在全國前列。依托于城市數據大腦，智慧城市建設專注改善民生、提升相關部門治理效率，在交通、城管、醫療、旅游、政務等方面推出超級應用。城市數據大腦是指充分利用云計算、大數據、人工智能等技術，打造以數據為驅動的平臺型人工智能中樞。城市數據大腦需要將城市中的交通、能源等基礎設施全部數據化，將散落在城市各個單元的數據連接，根據數據對整個城市的運行狀況進行全局的實時分析，幫助城市管理者做出更好的決策。智慧城市建設主要通過多種智慧型應用的建設提升城市整體的治理水平，同時這些應用順應了技術的發展，改善了以往應用中存在的問題，促使應用更加智能且貼合人的使用需求。

2.1 智慧交通

杭州交通擁堵狀況始終是城市治理的難題之一，給人們的日常出行帶來了嚴重影響，杭州相關部門近幾年在積極出臺舉措，緩解了交通擁堵問題。交通作為城市運行的主體，其治理應該放在第一位。城市數據大腦的先行者是“交通小腦”，2016年5月，“城市數據大腦”在蕭山區心路先行先試，“數據大腦”的交通模塊——“交通小腦”由此誕生。與傳統的交通監控系統相比，“交通小腦”在信號算法、視頻流分析上有重大技術突破。“交通小腦”創新運用“互聯網+信號優化配時”，通過分析路口的車流量、車速、天氣等情況，實時呈現并顯示當前的優化配時方案，有效緩解交通壓力，高架出行時間節省4.6 min。

2.2 智慧醫療

醫療行業在過去幾十年來以傳統的紙質記錄的方式儲存病人數據，經年累月，因數據的保存條件簡陋，大部分數據已經丟失，可供研究的價值不大。隨著技術的發展，大數據技術有效地解決了這一問題。大數據技術提供了大量病人數據的存儲方式，支持數據統一存儲、管理，并可對這些數據進行分析。通過對已有醫療數據的分析，醫生可預測流行疾病的爆發趨勢、分析病理原因等。目前，每個病人都擁有自己的電子病歷，電子病歷記錄了個人病史、家族病史、過敏癥以及所有醫療檢測結果等數據。大數據應用在醫學影像，如核磁共振成像中，利用大量圖像數據構建圖像識別模型和算法，可幫助醫生快速診斷，提升看診效率。

城市數據大腦為產業升級和創新提供了平臺，隨著城市數據大腦的不斷迭代完善，未來智慧城市將會有更多成熟新型的智慧應用。

3 基于大數據技術的智慧城市建設的意義

在智慧城市的建設過程中，數據是貫穿整體的，智慧城市的建設涉及大量基礎數據，可分為城市主體數據和城市客體數據。城市主體數據主要由居住在該城市區域內的人所產生的數據，如日常消費數據、出行數據等，這類數據結構多樣，呈現出動態增長的趨勢。城市客體數據主要指城市區域本身的數據，如城市區域基礎地理信息數據、產業園區數據、植物覆蓋率等，這類數據通常為靜態數據，一段時間內會基本保持穩定，但隨著城市規劃的出現微小調整。有效利用城市數據，并為城市的健康發展提供決策是目前智慧城市發展需要解決的問題。相較于以往傳統的數據處理模式，大數據技術在智慧城市的建設過程中帶來了以下轉變。

3.1 帶來了新型的高速的數據處理模式

在傳統的城市治理過程中，經驗主義是主要的治理方式，此種方式據歷年的一些處置經驗對本年出現的城市問題進行治理，存在較大的主觀性和不確定性，缺乏對全局的考慮。傳統的數據處理方式主要采用人工的方式進行，嚴重影響數據收集及整理分析的效率，且無法在短時間內處理大量數據。

基于大數據技術，可以對城市數據進行整體全面分析，分析結果相比傳統方式具有更大的可信度，且考慮了全局因素。通過對已有數據建立相應的數據模型，對城市發展過程中出現的不同專業、不同類別的問題進行對應分析，得出反饋結果。

3.2 以全局觀統籌智慧城市頂層規劃

相關部門作為智慧城市建設的主導者，需要有全局意識，并能充分考慮運用大數據帶來的價值。目前城市運行的各子系統間的“數據壁壘”仍然存在，各部門間的數據由于沒有統一、安全的數據接口而無法實現信息共享。為解決這些問題，相關部門等智慧城市建設的主導者們需要統籌考慮目前已有數據，建立大數據分析平臺，從頂層規劃數據處理流程，建立安全的數據共享機制，實現信息的互聯互通，打破信息孤島現象。

3.3 帶來了高效、便捷的城市新生活方式

智慧城市建設使城市治理更加智能化、自動化，城市管理者根據大數據分析平臺做出更加可信的決策，及時應對城市出現的問題，在短時間內做好善后工作，降低事故發生對城市居民生活造成的影響，恢復城市正常運轉。各種基于大數據的智慧型應用方便了居民的日常工作和生活。智慧醫療省去了煩瑣的看病步驟，病人可在終端操作，實現一鍵預約、費用結算等，節省了病人看病時間。智慧政務實現“最多跑一次”的目標，省去復雜的辦證過程，實現政務服務事項的網上綜合受理和全程協同辦理的“一號”申請、“一窗”受理、“一網”通辦。

4 智慧城市建設思路

智慧城市建設可抓住數據處理流程，從數據的源頭收集、整理、分析與決策等過程對應到城市建設的每個步驟，可抽象成點-線-面的建設過程，“點”的建設主要指數據的收集，“線”的建設主要指通信網絡的建設，“面”的建設主要指數據處理平臺的建設。

數據可以反映城市運行的整體現狀，如交通出行數據可以反映一段時間內的交通狀況。在智慧城市的建設過程中，需要重視數據的收集與整理。在龐大的城市地理區域內，數據在不斷產生，可考慮分區域的方式收集數據，可將特定區域和個人視為數據點。

數據點根據城市不同區域的特性，形成特色的數據點域。如工業園區因涉及大量生產產房，需要對產房進行編號管理，形成專門的產房數據。個人作為移動的數據點，因在城市不同區域之間穿梭，產生的數據可通過各類終端等進行存儲。目前各企業都有自己的生產信息管理系統，可實現內部數據的存儲、分析、共享等，形成該范圍內的數據點。城市區域數據由多個不同小型區域內的數據點構成，整合所有數據點，對數據進行分類存儲，適時打通各區域之間的數據，實現數據點的融合。

數據點主要注重數據的存儲，數據需要通過管道、線路等進行傳輸。“線”的建設關鍵在于推進寬帶網絡建設，廣泛普及光纖接入式寬帶連接；建設高速無線通信網絡，推動5G業務應用，統一規劃、建設及管理集約型信息化管網[2]。將各區域內的數據點通過通信網絡以線的方式連接，使所有數據點在一張通信網上，“線”的連接方式打破了地域的限制，通過設置安全、高效的接口可實現數據信息的互聯互通，做到數據共享。運用有線及無線傳輸技術，建設多層多類傳輸感知網。

智慧城市建設的核心在于利用大數據平臺對數據進行整合與分析。數據點將數據進行收集與整理，線網可傳輸數據，最終需要一個統一平臺對數據進行處理。平臺聚合了多條線網傳輸過來的數據，數據需要在統一的處理面上進行處理。平臺建設需要融合運用多種新型信息技術，如云計算、5G、大數據、邊緣計算、物聯網等。這些技術使用的側重點不同且并非獨立，需綜合考慮技術的結合。數據平臺需統籌考慮數據的處理過程，將數據處理結果以可視化的方式進行呈現，輔助決策分析。

5 結語

智慧城市建設要因地制宜，不可盲目堆砌應用，應綜合考慮城市發展現狀以及未來的發展趨勢。堅持以人為本的原則，充分利用大數據等先進技術，分階段實施智慧城市建設步驟，打造可持續發展的智慧城市。