智慧城市中的大數據與物聯網技術運用分析

鄭堅?王罡

摘要：近年來，隨著社會經濟、科學技術的發展，網絡技術和計算機技術的應用越來越廣泛，從而催生出了大數據、物聯網等技術，而智慧城市的概念也是在這種背景下逐步形成的。簡要地介紹大數據技術、物聯網技術、智慧城市等方面的知識，討論大數據技術和物聯網技術在智慧城市中的作用，并對其在實踐應用中的不足和今后的發展方向進行了討論，旨在為我國智慧城市的發展和人民生活水平的提升提供有益的借鑒。

關鍵詞：大數據技術；物聯網技術；智慧城市

一、前言

近年來，隨著城市化的快速發展，城市發展中的問題也越來越突出。比如：因人口增長而造成的工作和生活壓力增大，因車輛增多而造成的交通擁堵；水資源短缺、煤炭資源短缺、傳統城市居住模式對人民生活的影響等。在這個背景下，提出了“智慧城市”的概念，它以物聯網和互聯網為核心，將兩者結合起來，并且用于城市建設中，城市公共基礎建設和居民的居住品質得到了顯著的改善。當前，在我國的許多大城市中，都已經有數百個以“智慧”為核心的建設項目[1]。本論文主要是圍繞智慧城市中的大數據與物聯網技術的應用進行初步探討。

二、相關理論概述

（一）大數據的內涵

物聯網技術在經歷了飛速的發展之后，已經成為當前非常關鍵的技術，它可以將身邊的物品和其他物品連接起來，形成一個由小范圍的無線網絡組成的物聯網，英文名稱可以翻譯為Internet of Things。從其性質來看，物聯網是基于網絡的核心與根基，是對現有網絡的擴展與延伸[2]。物品與物品的信息交流，旨在建立一個龐大的包含人和物品的網絡系統，以便于人們識別、管理、控制相關物品[3]。在經歷了漫長的冬天之后，在過去十多年里，隨著物聯網技術的飛速發展，物聯網中的通信技術也得到了進一步的發展，通過藍牙、紅外、Zigbee等技術實現了物件之間的無線通訊，通過無線組網實現物件之間的通訊，并通過TCP/IP在互聯網上傳輸到云端進行操作。

（二）物聯網的內涵

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發展階段。其英文名稱是“Internet of things（IoT）”。顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。這有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮[4]。物聯網是互聯網的應用拓展，與其說物聯網是網絡，不如說物聯網是業務和應用。因此，應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新2.0是物聯網發展的靈魂。

（三）智慧城市的內涵

IBM于2010年推出了“智慧”概念，包括通信技術、移動互聯技術、感知技術等，通過大數據分析等先進技術，充分調動和利用城市核心系統的信息，實現對城市各項需要的智慧反應，為城市居民提供一個良好的居住環境。其價值觀念被國際社會所認同，許多國家都在探索智慧城市，2012年，我國發布了首個智慧城市發展的試驗清單，包括了國內90個試點城市。

《關于促進智慧城市健康發展指導意見》是國家于2014年提出的，目的是探索綠色城市、低碳城市等智慧城市的發展之路。在智慧城市的發展過程中，要充分調動和利用核心系統的信息，建立一個巨大的數據庫，以滿足利用信息采集技術、大數據分析技術處理信息、移動互聯等多種應用環境，最終實現智慧城市的目標。

三、大數據與物聯網技術和智慧城市建設的關系

（一）智慧城市的發展產生大量的數據

隨著信息化時代的到來，人們的日常工作和生活會產生海量的數據，據有關數據統計，目前我國的數據量正在快速地增加，這與人們對物聯網、大數據技術的使用有著密切的聯系。

第一，基于智慧城市的基礎業務，包括城市人口、環境、社會等方面的信息。

第二，隨著物聯網的普及，產生了動態的數據，包括在線購物、交通、衛生等。

第三，在現代通訊和網絡應用中，信息技術的飛速發展成為智慧城市發展的主要動力。

（二）大數據以及物聯網技術是智慧城市建設的基礎

隨著大數據與物聯網技術的普及與應用，我國正在從數字城市轉向智慧城市，對城市的管理與服務提出了更高的要求，從一定程度上說，大數據與物聯網技術是城市發展的重要基礎，利用大數據、物聯技術，為智慧城市的信息化建設創造了良好的發展環境。一方面，政府要在智慧城市的建設與決策過程中，依賴大數據的支持，對于相關政策進行執行。另一方面，大數據、物聯網等技術在智慧城市建設中也發揮著重要作用[5]。

四、大數據與物聯網技術在智慧城市建設中的作用

（一）大數據與物聯網技術為智慧城市建設提供決策支持

隨著市場經濟的發展和社會主義現代化進程的加快，城市的總體規模和人口數量也在不斷地增長，這就給政府的宏觀調控、管理與服務帶來了新的挑戰。為建設服務型政府，政府有關部門紛紛引入大數據、物聯網等技術，提升政府的決策與服務水平，從而達到城市交通管理、人員管理、安全管理等智慧化管理目的。大數據與物聯網技術的廣泛應用，使我國的社會信息化進程發生了翻天覆地的變化，并對我國的行政管理與服務提出了更高的要求，以大數據為基礎的信息處理與分析為政府決策與管理提供基礎。

（二）大數據以及物聯網技術提升城市的核心競爭力

在信息化、網絡化的發展背景下，消費者的消費習慣、生活觀念等都將對當今社會的發展產生極大的影響，因此，智慧城市建設中，必須充分了解目前社會的發展趨勢，通過運用大數據以及物聯網技術對社會經濟信息、消費者數據等的挖掘和分析，來更好地預測市場的需求變化。比如：通過與物聯網有關的信息，可以更好地了解用戶的需求、能力和品牌意識，從而為城市發展的戰略制定和市場推廣打下堅實的基礎。

（三）大數據以及物聯網技術有利于改善居民的生活質量

目前，雖然人們對大數據、物聯網技術還沒有完全掌握，但在日常工作和生活中，已經離不開大數據和物聯網技術。在智慧城市的發展過程中，大數據與物聯網技術在一定程度上提升了人們的居住質量；比如：通過利用大數據和物聯網技術，可以實現遠距離呼叫汽車，通過GPS來獲取車輛的位置，從而掌握實時路況。此外，人們還可以通過物聯網技術來進行網上的消費和交易，從而使人們的日常習慣發生翻天覆地的變化。

五、智慧城市中的大數據與物聯網技術具體運用

（一）城市基礎管理應用

大數據與物聯網技術應用于城市技術管理中，有利于實現城市管理工作智能化，工作效率與質量均能顯著提高，為相關部門工作開展打下良好基礎。在應用前首先要明確城市發展過程中需承擔的責任，通過利用互聯網技術進一步加強公眾監測，促使工作人員可以及時處理市民的反映問題。在大數據與物聯網技術的應用下，民眾可以有效監督智慧城市建設中的各種問題，如基礎設施建設，并且有效反饋目標信息，幫助智慧城市的持續建設。城建部門可以根據所收集到的數據信息，采取有效措施持續改善智慧城市發展，盡可能減少城市發展問題。除此之外還要進一步加強城市應急措施構建，盡可能為人民群眾提供穩定安全的居住環境。

（二）城市交通管理應用

隨著社會經濟快速發展，人們的生活工作節奏也越來越快，城市交通問題成為城市健康發展的關鍵，為了進一步提高城市交通管理水平，為人們提供更加方便的出行環境。首先可以將智能道路監控技術與物聯網技術深度融合，實時觀測城市的各個路段情況，比如可以利用智能交通信號燈采集特定區域與特定時間段的交通流量，然后再根據數據信息分析后調整交通信號燈方案，真正做到智能化調整，有效疏散擁擠道路。其次還可以將感應器設置在城市停車位上，融合網絡管理平臺與互聯網技術，對于車位的位置、停車信息進行采集，方便大眾獲取停車信息，提高停車位的利用率。

（三）智慧醫療體系應用

目前我國城市建設發展中，還存在一些醫療衛生問題，主要包括醫療資源分布不均衡，大部分的優質醫療資源分布于一二線城市的三甲醫院中，導致就醫擁堵、掛號難等問題出現，因此可以利用大數據與物聯網技術解決這一問題，將醫療資源的利用效率顯著提高。首先政府相關部門可以通過互聯網技術構建智慧城市健康管理系統，為病人與醫生之間的溝通交流提供一個平臺，使患者尋醫問診更加豐富，醫生了解病人情況更加方便。其次可以通過物聯網技術構建遠程醫療體系，將檢測儀器設置在救護車上，醫生在醫院可以隨時了解到患者的生命體征與狀態，提前做好搶救治療準備。

（四）城市建筑物管理應用

商場、學校、住宅區以及醫院等建筑都屬于智慧城市發展中的重要建筑，各種建筑的使用要求存在較大差異，因此可以利用物聯網技術構建智慧社區，物業管理單位通過管理平臺實現對小區的統一化管理，住戶可以下載相關軟件了解小區內的各項情況，為居民提供更加舒適、便捷的居住環境。與此同時，還可以利用物聯網技術建立辦公自動化系統，針對寫字樓中的照明、水電以及電梯系統全方位監測，如果出現問題可以做到及時發現、及時處理，使建筑運行更加高效、高質。

（五）城市環保工作應用

隨著城市的不斷發展，綠色環保將是未來發展的趨勢，將物聯網技術應用于城市環保工作中，可以促進城市生態健康、可持續發展。因此可以根據物聯網技術發展新型綠色環保檢測技術，科學有效地監測城市中的各項污染排放，從而達到環境監測的目的。與此同時政府相關部門還可以采集信息，從而及時了解環保工作效果，對于城市污染問題更加有效控制，為人們提供更加方便舒適的城市環境。

六、目前大數據與物聯網技術在智慧城市應用中面臨的挑戰

（一）大數據與物聯網技術的應用基礎不完善

大數據技術、物聯網技術在國內的發展還相對滯后，雖然起步晚，但在許多領域都有很好的應用前景。目前，我國的智慧城市在技術、產品等方面尚有缺陷，甚至遇到了一些技術上的瓶頸，使得智慧城市的建設與發展無法真正實現智慧化。另外，隨著智慧城市的發展，各種信息、數據的海量出現，對信息的處理和存儲造成了很大的壓力。這對我國的智慧城市建設造成了一定的財政壓力。同時，由于智慧城市的建設是一個系統的工程，相關部門對其缺乏充分的準備和支持，這對智慧城市的發展造成了一定的制約。

（二）缺少高素質的技術人才以及智慧城市的服務和管理人才

而在智慧城市建設中，利用大數據和物聯網技術，搭建起了各種各樣的信息服務平臺，這就要求高素質的技術人員、服務人員的支持。然而，當前我國的高技能人才和智慧城市的服務與管理人員仍處于短缺狀態，這就成為大數據與物聯網技術在智慧城市中的重要問題。一方面，我國政府機關的公務員隊伍中缺乏高素質的專業技術人員，對大數據和物聯網技術缺乏全面理解，無法實現充分地運用，智慧服務平臺面臨著難以解決的技術難題，極大地影響著智慧城市的服務與管理。另一方面，智慧城市是近幾年才興起的一個概念，許多服務與管理者對其缺乏正確的認識，對其發展與服務重點的認識不夠清晰，對智慧城市的大數據和物聯網技術的高效利用產生一定的影響。

（三）面臨較大的信息安全風險

由于大數據和物聯網技術的發展，在一定程度上暴露了網絡的安全隱患，而大數據和物聯網技術的應用則相對寬松，在國內，由于網絡技術和大數據的使用，存在著大量的數據和網絡技術被竊取的情況。此外，目前我國的智慧城市建設管理還不健全，在智慧城市建設中仍處于摸索階段，難以為智慧城市做出正確、高效的決策，因此，在智慧城市建設中，必須充分考慮信息安全問題。

七、大數據與物聯網技術在智慧城市應用中的要點

（一）完善大數據與物聯網技術的應用基礎

目前，智慧城市的發展離不開大數據和互聯網，而科技是智慧建筑的關鍵，要提高智慧城市的服務和運營，就必須加強對大數據和物聯網技術的創新和改造；作為智慧建筑的技術支撐。在這一點上，結合當前的城市總體規劃和發展現狀，提出相應的解決方案，優化相關的服務和智慧產品。另外，為使大數據和網絡技術能夠更好地為智慧城市提供更多的信息技術，我們需要加強基礎設施的建設，并對相應的系統進行改進。

（二）強化對技術人才的引進，培養智慧城市的服務和管理人才

基于大數據、物聯網技術，要實現智慧城市建設，必須有專門的人才，而在智慧城市中，存在高素質的技術人才和智慧城市服務管理人才緊缺的問題，我國要創造積極的人才發展環境，加強對高質量技術人員的引進，加強對智慧城市的服務和管理人員的培訓。此外，要從基層政府公共服務機構中，全面引入高質量的專業技術人員，為智慧城市公共服務平臺的建設提供人才支持。同時，加強對智慧城市的服務和管理者的技能培訓，特別是在大數據與物聯網技術的運用與管理方面，提升智慧城市建設中的大數據與物聯網技術。在智慧城市發展的大背景下，政府要大力發展智慧城市，必須對智慧城市的整體發展有清晰的認知和獨到的見解。

（三）強化對信息安全風險的防范和應對

大數據和物聯網技術在智能城市中的應用，存在著巨大的安全隱患，這是一個容易被忽略的問題。要加強對信息安全的防范與應對。首先，要加強對市民的個人隱私保護，加強網絡的安全建設，并進一步規范信息采集、管理等工作；防止市民的個人信息外泄。同時，要大力加強大數據和物聯網技術的應用，適時更新大數據和網絡技術，增強技術和系統的穩定性。此外，國家有關部門要加強對信息安全的監督，明確信息資料的流動，確保智能城市中的大數據和物聯網技術的信息安全。

（四）加強隱私保障體系的建設

個人的隱私保護和管理制度將會影響到人們的生命和財產安全，隨著大數據技術在人們的日常工作、生活中應用，互聯網信息安全也逐漸引起人們的高度重視。因此，加強對智能時代下的個人私密性信息的保存，是收集相關資料和信息的最根本保證。收集資料時，必須制定一個統一的規范，明確資料收集人和資料使用者的責任。同時，針對各階段的資料處理，采取了流動性的管理辦法，實行責任制，以保證每個資料流通環節都有明確的責任人，降低了因資料泄露造成的風險。而要保證大數據技術的實用性，就需要在各個領域內，不斷地培養出優秀的技術人員，讓其有能力完成自己的工作，從而為智慧都市的發展奠定堅實的基礎。

八、智慧城市的建設目標

伴隨著信息化和大數據的發展，對我國城市發展趨勢而言，不僅有新的機會，又面臨新的挑戰。智慧城市是信息科技逐漸向城市發展趨勢邁入的一種優秀方式，它必須對各類信息科技、通信技術、互聯網技術性進行全面執行。運用現代科技系統，科學地使用移動互聯網，提高了在我國城市建設的效率與品質。“智慧城市”的發展理念在技術的不斷發展和發展過程中逐漸被廣大群眾和主管機構所認可，有很多人意識到，智慧城市能改善大眾的居住品質，也可以為大眾的工作和帶來便捷，既能做到高質量、高效率的城市運營，又能夠順從當代人們對于定居生活的向往。

智慧城市的建設總體目標：

（一）強化對城市運營狀況的數據采集和分析，從而能夠全方位掌握和認識城市的運營狀況，并且能夠及時地發現并解決各種難題；確保城市的安全和平穩。

（二）對城市建設的數據進行科學分派和運用，使其可以制定健全的計劃，并制定清楚的發展目標。

（三）高速發展和建設。首先要將各個方面的工作向智能化、信息化管理方位變化，從而促進城市人們工作和生活水準。與此同時，有關部門對該地區的運營狀況也有一定的了解。最終，根據當前的實際情況，制定未來發展方案，進一步提升其特點，建設具有獨特地區特點的當代城市。

九、結語

總的來說，智慧城市是我國當前乃至未來城市建設中的主要方向，大力推進大數據技術、物聯網技術及其綠色環保技術等新興技術的應用，是保證城市建設質量的重要基礎。應用此類先進科學技術，可以對推動傳統制造業的技術含量、優化產業布局、減少資源浪費現象和處理空氣污染等多種問題，起到了較好的促進效果。希望在大數據技術、物聯網技術的大力支持下，促使我國智慧城市建設水平不斷提升，為人們提供更舒適的生活環境，同時，也促使社會經濟能持續、健康地發展。

參考文獻

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