基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的智慧城市

黃鵬

（中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司 浙江省杭州市 310000）

智慧城市是指隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，科技和城市管理融合在一起，通過(guò)對(duì)城市的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新，進(jìn)一步使人們的生活產(chǎn)生舒適感，形成良好的創(chuàng)新型城市生態(tài)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)云平臺(tái)等對(duì)智慧城市的發(fā)展帶來(lái)一定的幫助。通過(guò)引入科學(xué)技術(shù)使城市之間進(jìn)一步創(chuàng)新可以讓人們感受到智慧城市給人們帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)和便利，使得更多得人更加傾向于智慧城市的發(fā)展。

1 智慧城市的信息體系組成

1.1 智慧城市的技術(shù)組成分析

在大數(shù)據(jù)的發(fā)展背景下，智慧城市進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程需要更多的是科學(xué)技術(shù)的幫助和支持。智慧城市發(fā)展過(guò)程中對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的采集和綜合分析，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸并儲(chǔ)存，同時(shí)還對(duì)其進(jìn)行加密保護(hù)。

智慧城市主要是結(jié)合數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)和移動(dòng)通信等相應(yīng)的技術(shù)，進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的應(yīng)用。智慧城市反映出的是一個(gè)城市的動(dòng)態(tài)資源。城市之間的各種信息的來(lái)源進(jìn)行挖掘，滲透出事物的規(guī)律和本質(zhì)的特性。通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)處理，可以對(duì)片面碎亂繁雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)地匯集、挖據(jù)和分析，從中提取出有用的資源，進(jìn)而為城市的發(fā)展和社會(huì)的服務(wù)提供一定的依據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)光電技術(shù)的發(fā)展，可以將物與物之間進(jìn)行相鏈接，使得整個(gè)城市的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。如果想將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)形成比較實(shí)用的信息，需要通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的壓縮和傳驗(yàn)以及編輯處理，使數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行清楚地分類。在城市建設(shè)中這些信息能夠?yàn)橹腔鄢鞘械陌l(fā)展提供一定的數(shù)據(jù)支持，通過(guò)數(shù)據(jù)做出數(shù)據(jù)分析，使城市之間的資源配置等問(wèn)題變得合乎常理。

總之，大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)的過(guò)程中提供了一定的可能，而物聯(lián)網(wǎng)也是起到了十分重要的作用，它主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)而提供一個(gè)信息傳送的平臺(tái)。云計(jì)算平臺(tái)是管理系統(tǒng)，只有使它們進(jìn)行相互的配合和應(yīng)用，才能推進(jìn)智慧城市大系統(tǒng)的進(jìn)一步形成。

圖1

圖2

圖3

1.2 智慧城市信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

城市信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)智慧城市的建設(shè)起到一定的促進(jìn)作用。此系統(tǒng)可以對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，同時(shí)還可以對(duì)智慧城市的形成、運(yùn)作、發(fā)展進(jìn)行詳細(xì)記載，它的發(fā)展速度和城市數(shù)據(jù)化的范圍以及未來(lái)的發(fā)展有著十分密切地聯(lián)系。圖2 是智慧城市信息系統(tǒng)的詳細(xì)地架構(gòu)。

智慧城市的信息系統(tǒng)是基于大數(shù)據(jù)時(shí)代下眾多領(lǐng)域的中其中一方面的內(nèi)容。它可以提供城市完整的信息，與各種通信設(shè)備及相應(yīng)的技術(shù)等進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，通過(guò)收集城市之間的各種各樣的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步構(gòu)成了城市的脈絡(luò)，為智慧城市的建設(shè)提供了相對(duì)關(guān)鍵的基礎(chǔ)條件。

2 大數(shù)據(jù)推動(dòng)智慧城市的建設(shè)

在智慧城市發(fā)展的過(guò)程中，數(shù)據(jù)起到十分重要的作用，各種各樣的數(shù)據(jù)存在智慧城市的建設(shè)中，比如地理空間的數(shù)據(jù)、行業(yè)之間的數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)能夠?yàn)橹腔鄢鞘薪ㄔO(shè)提供一定的幫助。如何對(duì)這些各種各樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)和管理及分析，是智慧城市建設(shè)中需要解決的重要問(wèn)題。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠針對(duì)更多復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行自主的分析和研究，以便于城市管理者人員也能夠提出一定的解決對(duì)策。目前，對(duì)各種各樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)、分析和管控是智慧城市建設(shè)中需要及時(shí)進(jìn)行解決的問(wèn)題，對(duì)于這些問(wèn)題同樣也是大數(shù)據(jù)時(shí)代需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，從智慧城市的建設(shè)來(lái)說(shuō)，主要分為兩類。一類是政府主要進(jìn)行領(lǐng)導(dǎo)的建設(shè)，另一類是企業(yè)作為主要領(lǐng)導(dǎo)的建設(shè)。政府帶頭的建設(shè)主要是對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集、管理等一系列工作，使政府變?yōu)橹腔壅约肮驳钠脚_(tái)。對(duì)于企業(yè)帶頭的建設(shè)主要是行業(yè)之間的應(yīng)用，因此建設(shè)的方向是智慧行業(yè)方面，比如說(shuō)智慧交通等。盡管政府和企業(yè)之間的存在著不一樣的地方，但二者應(yīng)該進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，形成一個(gè)有機(jī)的整體。政府帶頭的建設(shè)對(duì)基礎(chǔ)平臺(tái)的搭建的工作相對(duì)重視，企業(yè)帶頭的建設(shè)對(duì)于實(shí)際應(yīng)用方面重視程度比較高（圖3 表示大數(shù)據(jù)對(duì)智慧城市的作用）。

3 智慧城市的關(guān)鍵技術(shù)

通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備順利的完成以及數(shù)字化建成之后，為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，各個(gè)城市開始進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)和應(yīng)用此技術(shù)。新的信息技術(shù)的引進(jìn)進(jìn)一步促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展和創(chuàng)新，為使城市的發(fā)展向更深層次的智慧城市方向發(fā)展提供了一定的可能。對(duì)于智慧城市來(lái)說(shuō)，云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，還有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等做出了十分重要的貢獻(xiàn)，這些技術(shù)的組合為智慧城市的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

3.1 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算平臺(tái)在智慧城市中扮演著十分重要的角色，這是一個(gè)十分關(guān)鍵的系統(tǒng)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展可以對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的采集，但是需要一個(gè)更加重要的存儲(chǔ)和計(jì)算的平臺(tái)來(lái)對(duì)其下一步的管理和操作。云計(jì)算平臺(tái)在這里進(jìn)行重要的工作，它通過(guò)虛擬化的技術(shù)來(lái)對(duì)資源進(jìn)行一定的調(diào)配，對(duì)城市之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的挖掘,對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的存儲(chǔ)使得資源能夠進(jìn)行共享，這樣一來(lái)使智慧城市的建設(shè)中服務(wù)更加簡(jiǎn)單化。云計(jì)算平臺(tái)通過(guò)提供一定的服務(wù)促進(jìn)智慧城市的建設(shè)。

3.1.1 儲(chǔ)存技術(shù)

傳統(tǒng)存儲(chǔ)主要是通過(guò)集中存儲(chǔ)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的存儲(chǔ)工作，但這種存儲(chǔ)的服務(wù)器群提供的空間是有限的，進(jìn)而滿足不了一定的要求，然而云計(jì)算通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式的存儲(chǔ)，對(duì)于不同類型的存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行相關(guān)的組合，使其能夠擴(kuò)展出合理的存儲(chǔ)空間，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行快速共享的功能。目前在云計(jì)算的發(fā)展過(guò)程中，云計(jì)算分布式的存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用是比較廣泛的，憑借它們高傳輸率等優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步得到人們的認(rèn)可。

3.1.2 虛擬技術(shù)

對(duì)于計(jì)算機(jī)應(yīng)用硬件間的物理層來(lái)說(shuō)，虛擬技術(shù)的應(yīng)用對(duì)其進(jìn)行了一定的突破，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理資源進(jìn)行集中的管理和彈性的配置，使系統(tǒng)能夠滿足相關(guān)資源基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化、平臺(tái)的虛擬化還有對(duì)應(yīng)用程序的虛擬化的問(wèn)題。云計(jì)算科學(xué)的運(yùn)用虛擬化的技術(shù)，對(duì)很多的計(jì)算能力進(jìn)行大量的綜合和利用，能夠?qū)τ?jì)算資源進(jìn)行一定的調(diào)整和管理，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效利用。云計(jì)算虛擬化技術(shù)的應(yīng)用一方面是能夠提高資源的合理利用的效率，另一方面是在使用的過(guò)程中可以節(jié)約一定的經(jīng)濟(jì)成本，更重要的是使系統(tǒng)自身的計(jì)算速度更加高效，為云計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算效能的提升提供一定的基礎(chǔ)。

3.1.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

云計(jì)算推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)往往都是先是從用戶身上，然后是到服務(wù)器設(shè)備，再返回到用戶的一系列互動(dòng)的模式。然而對(duì)于云計(jì)算平臺(tái)下的網(wǎng)絡(luò)依據(jù)新技術(shù)的開發(fā)和合理的應(yīng)用，在充分提高網(wǎng)絡(luò)信息有效性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了資源配置等方面的問(wèn)題。

3.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)

通過(guò)城市的一系列資源的配置和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可收集到大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一定的技術(shù)進(jìn)行處理后，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和信息的分析從中找出有效的資源，并依據(jù)這些有效的資源在城市建設(shè)中做出科學(xué)合理的對(duì)策（如圖5 所示）。

3.2.1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

智慧城市的建設(shè)過(guò)程中，需要從物聯(lián)網(wǎng)等電子通信網(wǎng)絡(luò)中收集更多的資源到云計(jì)算管理平臺(tái)上，這些數(shù)據(jù)往往具備時(shí)效性的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)主要是通過(guò)此技術(shù)手段將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成建設(shè)智慧城市中需要用到的有用的信息資源。數(shù)據(jù)挖掘主要是運(yùn)用分布式的技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的智能的應(yīng)用。數(shù)據(jù)挖掘的對(duì)象一般是包括數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把大量的傳感器潛入到系統(tǒng)中以獲取各種信息數(shù)據(jù)，進(jìn)一步通過(guò)移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)物與物之間的連接。物聯(lián)網(wǎng)為智慧城市的建設(shè)起到一定的支撐作用。網(wǎng)絡(luò)感知技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中比較重要的技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)中，通過(guò)傳感器等在計(jì)算機(jī)平臺(tái)完成對(duì)的挖掘和有效利用。信息處理過(guò)程也是相當(dāng)重要，可對(duì)獲取的電信號(hào)進(jìn)行一定的調(diào)整，降低干擾的影響。

4 應(yīng)用大數(shù)據(jù)推進(jìn)城市智慧城市建設(shè)的方式

4.1 制定標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制

對(duì)政策方面需要加強(qiáng)引導(dǎo)， 強(qiáng)化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的重要性， 各部門之間需要協(xié)調(diào)配合，進(jìn)而激發(fā)企業(yè)與政府之間的活力， 從而營(yíng)造一個(gè)良好的氛圍。還可以成立相關(guān)的大數(shù)據(jù)發(fā)展工作小團(tuán)隊(duì)，對(duì)大數(shù)據(jù)發(fā)展的工作進(jìn)一步重視起來(lái)，建立大數(shù)據(jù)管理的機(jī)構(gòu)，明確相應(yīng)的權(quán)利和義務(wù)，實(shí)現(xiàn)各行業(yè)之間的業(yè)務(wù)協(xié)同工作。同時(shí)還可以積極鼓勵(lì)企業(yè)的參與，政府和企業(yè)之間進(jìn)一步加強(qiáng)配合。

4.2 加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)的重要性

保證城市穩(wěn)定是保證智慧城市能夠穩(wěn)定發(fā)展的前提條件，因此加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)的工作變得越來(lái)越重要。 在不斷深入大數(shù)據(jù)的應(yīng)用的同時(shí)，必須建立安全的防護(hù)措施，加大網(wǎng)絡(luò)信息的安全， 采用安全可靠的技術(shù)等進(jìn)一步保障數(shù)據(jù)安全，從而能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)資源的規(guī)范使用，保證城市的穩(wěn)定運(yùn)作。

圖4

圖5

5 小結(jié)

智慧城市是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物。智慧城市運(yùn)用高新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)資源進(jìn)行有效的整合，進(jìn)一步使資源配置優(yōu)化發(fā)展。未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，智慧城市的明天會(huì)更美好。