5G技術在智慧城市中的應用

賈德平

關鍵詞 技術 智慧城市 建設 分析

信息技術的發(fā)展推動了網(wǎng)絡時代的到來。5G 技術的應用可以為傳統(tǒng)大城市的規(guī)劃進行優(yōu)化，建立和實施新型智慧城市提供參考。在智慧城市建設中，要應用新思維和方法，充分利用5G 技術的優(yōu)點，提高合理性和效率，以滿足人們對智慧城市的需求。

1概述

互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展使人們的日常生活更為便捷。同時，人們對上網(wǎng)的愛好與生活動態(tài)也可以依靠網(wǎng)絡及時反映出來，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)動態(tài)性分享的虛擬關系空間，完成信息數(shù)據(jù)的傳送與傳播。在網(wǎng)絡環(huán)境中建立的平臺變成各類數(shù)據(jù)信息的集聚場所，從而衍生出5G[1] 。海量的數(shù)據(jù)能夠反映不同城市生活的發(fā)展特點。隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，人們經(jīng)常將5G 用于數(shù)據(jù)的采集、分析和整理，進而為實際的生產(chǎn)生活給予對應的指導。這是當代城鎮(zhèn)化進程中的產(chǎn)物，智慧城市的理念是隨著網(wǎng)絡科技和人工智能應用的快速發(fā)展而產(chǎn)生的，為滿足現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的多樣化要求，以通信技術為方式方法，智慧城市滿足了現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的多元需求，將計算機技術結合到一起，研究融合了現(xiàn)代城市具體運行中所需應用的關鍵數(shù)據(jù)信息。隨著城鎮(zhèn)化建設水準的提升，全國各地建設智慧城市的力度不斷提升，但因為信息管理系統(tǒng)規(guī)范不統(tǒng)一、信息孤島等問題，智慧城市建設遭遇非常大的困難。加強數(shù)據(jù)信息融合分享，深入挖掘5G 技術的使用價值，選用數(shù)據(jù)預處理和信息共享的方法，開啟智慧城市5G 新征程。

5G 是智慧城市的發(fā)動機，它在智慧城市建設中發(fā)揮著引領作用，為城市各個領域的運行提供了關鍵的信息支撐和幫助。當今城市運行時需采用的數(shù)據(jù)類型具體有結構型數(shù)據(jù)信息和關系型數(shù)據(jù)庫，如城市公共交通數(shù)據(jù)信息、城市人口資料、經(jīng)濟地理資料、城市監(jiān)控視頻等資料，是新型智慧城市發(fā)展需求的資料，這對相關部門的管理決策和服務項目造成重大影響，同時直接影響相關部門的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。5G 的支撐點將使智慧城市建設的高度、深度和廣度獲得提升， 給城鎮(zhèn)居民提供更多舒適感受。

25G 時代下智慧城市數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡構建

2.1混合交換體制與BLOC 結構

數(shù)據(jù)傳輸交換最常用的方法就是電路以及分組交換，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆纸M機制需要對網(wǎng)絡節(jié)點進行分組處理，通過反復計算來提高資源利用效率。但是這種處理方法也導致能源消耗較大，對于節(jié)點的處理變得復雜且擴展性較差，不利于與其他分組形式的融合。而電路的交換卻能夠避免分組交換在網(wǎng)絡節(jié)點處理上的問題，采用的是以端到端的單元電路來進行處理。與分組交換相比，電路交換節(jié)點還具有構架簡單的特點，但是由于粒度較粗，缺少相應的靈活性，導致資源利用效率比分組交換低。通過上文能夠發(fā)現(xiàn)，如果能夠將分組交換與電路交換二者的優(yōu)勢進行結合，則能夠起到降低能源耗費與節(jié)省費用等作用。因此將二者進行混合交換一直都是智慧城市數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)建設中研究的重點內容。如果將光交換矩陣用在數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡中將能夠大大提高旁路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的交換速度。比如，在一個規(guī)模適中的數(shù)據(jù)中心里，使用混合交換的方法可以將成本降低到原來的一半，能耗也能降低近三成。總的來說，混合交換能夠在降低能耗的同時加快數(shù)據(jù)傳輸速度，在多種情況下都可以發(fā)揮較大的作用[2] 。

雖然混合交換能夠有效結合電路交換與分組交換的優(yōu)點，但是在實際使用過程中，電路交換的成本相對較高，需要耗費大量的時間來構建或者刪除電路，并且電路交換也不是萬能的，如在交換時間過短的電流中，就不適合使用電路交換。因此，在鏈路容量不變的情況下，如何決定分組交換與電路交換的容量，使得能耗與成本能夠同時降低，是智慧城市數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)建設過中迫切需要解決的問題。所以，為了能夠在混合交換中達到資源的最佳配置，我們需要使用BLOC 框架。BLOC 框架能夠起到資源合理分配的作用，使得混合交換能夠以最低的成本與能耗發(fā)揮出最大的性能。

2.2數(shù)據(jù)儲存與轉發(fā)

從互聯(lián)網(wǎng)處理數(shù)據(jù)的方式來看，主要是通過將數(shù)據(jù)進行分組后分批推送到網(wǎng)絡，隨后通過網(wǎng)絡傳送到需要傳輸?shù)牡胤?。這個過程并不是獨立的，而是需要和其他分組的數(shù)據(jù)源對有限的網(wǎng)絡資源進行競爭。在不同的網(wǎng)絡情況下，不同數(shù)據(jù)源之間對同樣數(shù)據(jù)傳輸所耗費的時間是不一樣的，尤其是在網(wǎng)絡較差的情況下，這種差異會表現(xiàn)得更加突出，如我們之前所使用的交互式數(shù)據(jù)流為主體的情況下，則經(jīng)常會發(fā)生網(wǎng)絡堵塞。數(shù)據(jù)儲存轉發(fā)是數(shù)據(jù)傳輸過程中的一個重要環(huán)節(jié)，對于智慧城市的建設與發(fā)展能夠起到較大的推動作用。

如果此時使用終端傳輸協(xié)議，那么就能夠在最短的時間內快速恢復網(wǎng)絡傳輸，對網(wǎng)絡起到一定的穩(wěn)定作用，更加安全可靠地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康牡?。但是，通常網(wǎng)絡中充斥著大量的大象流，大象流與老鼠流之間具有激烈的帶寬競爭，使得網(wǎng)絡經(jīng)常出現(xiàn)堵塞的情況[3] 。因此，許多對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸研究的工作者更加注重使用科學有效的方法來減少大象流對網(wǎng)絡傳輸?shù)母蓴_與沖擊。

通過以上研究能夠看出，在智慧城市數(shù)據(jù)傳輸過程中，無論是研究型計算機所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，還是由于數(shù)據(jù)備份與同步所形成的數(shù)據(jù)，在對傳輸時間的要求上都比交互式的要求低。

35G 技術下構建智慧城市的有效策略

3.1采用5G 技術規(guī)劃設計智慧城市

過去，城市規(guī)劃布局多選用采訪、調查問卷等方式，雖能獲得相應的數(shù)據(jù)信息，但因為訪問的人數(shù)非常少，所需時間也較長，難以代表全部的城市客戶。隨著信息時代的來臨，新型智慧城市空間布局也遭遇更大的挑戰(zhàn)，我們應該應用5G 技術，從空間信息、路況信息、消費信息內容等多個角度對我國城市空間規(guī)劃開展及時的科學研究。在互聯(lián)網(wǎng)時代，數(shù)據(jù)挖掘算法能提升信息收集的效果，也可以對搜集到的數(shù)據(jù)信息開展過濾、研究，清除與智慧城市規(guī)劃建設無關的信息內容。智慧城市規(guī)劃建設工作根據(jù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)信息資料庫，依靠軟件對合理信息開展挑選，從而使智慧城市規(guī)劃建設工作得到實時數(shù)據(jù)，掌握數(shù)據(jù)信息動態(tài)性趨勢分析，進而為智慧城市規(guī)劃提供平穩(wěn)可靠的數(shù)據(jù)信息來源。

3.2健全計算機技術管理體系

建設智慧城市要以云計算技術為依托，而云技術的應用可以提升城市智慧化系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲存、研究的效果，應用5G 技術量分布儲存與管理技術、虛擬技術及云計算服務管理技術就能進一步提高電子計算機的計算水平。有效運行的城市，根據(jù)云技術的應用，可以為智慧交通給予更為便捷、高效率的數(shù)據(jù)庫管理技術[4] 。云基礎為城市的發(fā)展給予強有力的計算水平，新型智慧城市在運轉時要解決很多的數(shù)據(jù)信息問題，因此計算機軟件的計算水平越高，就越能滿足智慧城市建設的要求。

物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡安全技術基本都是建設新型智慧城市不可缺少的技術因素。而物聯(lián)網(wǎng)便是把互聯(lián)網(wǎng)和商品流轉緊密結合，使商品流轉更快，提升商品流轉的智慧化系統(tǒng)，滿足人們多元化的消費要求。同時，網(wǎng)絡安全技術也是在確保物聯(lián)網(wǎng)技術和城市計算機軟件運作品質的同時，提升信息資源管理、儲存和收集的實效性，減少不安全要素對智慧城市運行計算機系統(tǒng)帶來的影響。

3.3信息基礎設施建設

在智慧城市建設中，信息項目建設、感知設備、地理空間數(shù)據(jù)設備等是必不可少的因素。智慧城市建設需要配置的信息基礎設施包含基礎寬帶網(wǎng)絡、Wi?Fi網(wǎng)絡、手機等;同時，還應重視提升當代城市的網(wǎng)絡速度、增加城市網(wǎng)的覆蓋面積、處理發(fā)展新型智慧城市中的寬帶問題。提升寬帶網(wǎng)絡品質，給消費者產(chǎn)生快速網(wǎng)絡感受。要處理寬頻覆蓋問題，要完成寬帶提速，就需要緊跟現(xiàn)階段發(fā)展的寬帶網(wǎng)絡新技術應用，如5G 工藝的產(chǎn)生，使網(wǎng)絡速率加速，有關部門也需要高度重視寬帶網(wǎng)絡的更新管理，提升寬帶網(wǎng)絡運用效率。當今，Wi?Fi 網(wǎng)絡的應用范疇在不斷擴展，人們的生活態(tài)度也在改變，建設新型智慧城市有益于民生改善，為加快城市基礎配套設施建設具有積極作用，依靠高新科技，能為廣大群眾提供貼心便捷的智慧服務系統(tǒng)。

要健全城市公益性Wi?Fi 網(wǎng)絡熱點建設，為群眾提供網(wǎng)絡熱點服務，提升城市的智慧化水準。通信運營商應加大技術革新力度、提升更新強度，普及移動5G 互聯(lián)網(wǎng)，擴大移動5G 網(wǎng)絡運營規(guī)模，促進5G網(wǎng)絡的搭建和發(fā)展。另外，要健全智慧城市建設的感知設備。機器設備主要是認知并記錄在城市中產(chǎn)生的事件，如配置監(jiān)控攝像頭來記錄交通路況，安裝用以確保城市安全性的傳感器，并設定用于確保安全防護的手機定位系統(tǒng)，各種感知系統(tǒng)都可以為城市運行提供監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的使用是城市高效運行的必要條件[5] 。該儀器主要收集的數(shù)據(jù)有地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)等;通過與其他技術相結合的方法，從立體空間的角度，完成對城市地理空間的立體式檢測;認知智慧城市的各類數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建城市立體空間信息模型工具，提升城市數(shù)據(jù)運用的效果。

3.4加強智慧復合型城市人才的培養(yǎng)

若要成功發(fā)展新型智慧城市，重點在于培養(yǎng)優(yōu)秀人才。智慧城市是一個復雜的社會大協(xié)作生產(chǎn)過程，需要大量高素質、高能力、高水平的復合型人才。如何構建一支能滿足智慧城市建設需要的高素質人才隊伍，使之能最大限度地發(fā)揮其應有的作用，是新一輪智慧城市建設的關鍵因素之一，也是新一代智慧城市乘勢而上、順勢而為的重要課題。目前，人才不足也是智慧城市建設中的短板。智慧城市建設需要大批復合型人才，要懂得5G 技術人，包含智慧城市建設戰(zhàn)略規(guī)劃人才、智慧城市建設實施人才、智慧城市建設服務人才等[6] 。

為了更好地促進智慧城市建設中優(yōu)秀人才的成長與發(fā)展，需要摒棄落伍的選人用人意識，為了更好地發(fā)揮智慧城市建設中人才的作用，提供優(yōu)良的政策環(huán)境，以推動智慧城市建設人才的提升與進步，為公司和教育部門提供一個比較寬松的環(huán)境，正確引導人才培養(yǎng)和應用。此外，相關部門也需要根據(jù)合理合法的方式為國家急缺的優(yōu)秀人才鋪路，盡最大努力，獲得最高的報酬。相關部門應借鑒世界各國發(fā)展智慧城市的成功經(jīng)驗，加大對人才培養(yǎng)的投入，智慧城市是大學特別是職業(yè)院校應當開設的專業(yè)。目前，大學新一代智慧城市建設的人才培養(yǎng)主要針對管理類專業(yè)，而技術人才培養(yǎng)則集中于5G 技術、AI、計算機科技、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)，這兩種人才在現(xiàn)階段交叉融合幾乎為零，智慧城市建設相關學科的科研、教育投資有待加強。加強學科交叉和產(chǎn)學研合作，塑造智慧城市建設應用優(yōu)秀人才[7] 。

4結語

互聯(lián)網(wǎng)時代，5G 技術的發(fā)展直接影響智慧城市建設，在提升城市規(guī)劃建設效果層面起著關鍵作用。在城市的發(fā)展進程中，很多數(shù)據(jù)信息為城市規(guī)劃建設提供了幫助。建設新型智慧城市要依靠健全的城市網(wǎng)絡體系，如網(wǎng)絡建設、傳感器設備、地理空間數(shù)據(jù)設備等，根據(jù)創(chuàng)建分析與處置系統(tǒng)，加強對新型智慧城市應用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，有利于提升智慧城市的品質和水準。