大數(shù)據(jù)時代智慧城市建設(shè)探析

郭守團

（沂南縣國土資源局，山東 臨沂 276300）

大數(shù)據(jù)時代智慧城市建設(shè)探析

郭守團

（沂南縣國土資源局，山東 臨沂 276300）

本文論述了智慧城市的概念及工作步驟，提出了智慧城市的三層架構(gòu)模型。具體分析了大數(shù)據(jù)層中云計算中心、數(shù)據(jù)資源中心、運營檢測中心的主要建設(shè)內(nèi)容。

智慧城市；大數(shù)據(jù)；云計算

隨著城市的迅速發(fā)展，人口、環(huán)境、交通、能源、安全等方面都出現(xiàn)了各種新問題，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)龐大、關(guān)系復雜的數(shù)據(jù)。智慧城市建設(shè)的任務(wù)就是從這些繁雜的數(shù)據(jù)中挖掘出事物的內(nèi)在聯(lián)系，提取有效數(shù)據(jù)，并進行有效的分析預測、科學建模，進而開發(fā)出能夠?qū)ι鐣鞣矫孢M行有效管理的平臺。

一、智慧城市概念及工作步驟

智慧城市是建立在數(shù)字城市基礎(chǔ)地理信息框架之上，通過傳感器將數(shù)字城市與現(xiàn)實城市連接起來，將海量數(shù)據(jù)存儲、計算、分析和決策交由云計算平臺處理，并按照分析決策結(jié)果對各種設(shè)施進行自動化的控制。［1］

智慧城市工作步驟是通過遍布城市各處的射頻識別（RFID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、移動通信、紅外感知器等信息傳感設(shè)備，通過統(tǒng)一的標準或協(xié)議將人、物等城市實體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換，產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，通過云計算中心對數(shù)據(jù)的存儲、處理、查詢、分析、決策，挖掘事物的內(nèi)在聯(lián)系，提取有效數(shù)據(jù)，并進行分析預測、科學建模，從而為城市發(fā)展及人類需求提供智慧應用與科學服務(wù)。

二、智慧城市架構(gòu)模型分析與設(shè)計

朱亞杰等［2］提出了智慧城市四層架構(gòu)，趙勇等［3］提出了四層框架。本文通過分析國內(nèi)外智慧城市建設(shè)中的理論，并結(jié)合目前大數(shù)據(jù)計算領(lǐng)域相關(guān)知識，將智慧城市的架構(gòu)體系分為三層：感知層、大數(shù)據(jù)層、應用層。

（一）感知層

感知層是通過傳感器、二維碼、信息數(shù)據(jù)采集設(shè)備、讀寫器、RFID標簽、紅外線、GPS等感應終端，對現(xiàn)實世界中的所有實體進行識別、采集信息。感知層承載智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，是大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源泉。

（二）大數(shù)據(jù)層

大數(shù)據(jù)是智慧城市運營的基礎(chǔ)，是智慧城市的“大腦”、核心戰(zhàn)略，是未來引導城市發(fā)展的制高點。它整合城市運行中各種信息資源，為政府、公眾提供全方位的云計算服務(wù)、數(shù)據(jù)資源服務(wù)、應用支撐服務(wù)及運營檢測服務(wù)，為城市應急指揮、科學決策、城市規(guī)劃等方面提供大數(shù)據(jù)分析支撐服務(wù)。

1.云計算中心。云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算模式，是并行計算、分布式計算和網(wǎng)格計算的發(fā)展和延伸。［4］云計算技術(shù)為智慧城市大數(shù)據(jù)的有效管理搭建了從基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)到服務(wù)的一體化平臺。云計算基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)中心的建設(shè)主要包含以下內(nèi)容。

（1）云計算管理平臺。云計算管理平臺是云計算中心的核心支撐平臺，內(nèi)容分為云管理端、云應用端、服務(wù)器系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、應用服務(wù)中間件及數(shù)據(jù)庫管理等系統(tǒng)。云管理端實現(xiàn)的是對云計算中心基礎(chǔ)資源的綜合管理和監(jiān)控，如服務(wù)器資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化和狀態(tài)監(jiān)控，以及資費管理。云應用端是云計算中心資源使用者的管理界面，實現(xiàn)對使用的主機的管理和監(jiān)控，以及資源備份。

（2）數(shù)據(jù)存儲中心。數(shù)據(jù)存儲中心為部署在云計算中心各業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、共享數(shù)據(jù)庫等提供數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。數(shù)據(jù)存儲中心是云計算基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)中心內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲、管理、應用、共享、交換的中心，主要實現(xiàn)承載從市級共享的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和本身需要建設(shè)的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)全面數(shù)據(jù)共享與資源的充分利用。

2.數(shù)據(jù)資源中心。為實現(xiàn)城市基本構(gòu)成要素（人、物、環(huán)境）的協(xié)同運行，智慧城市需要將各種感知設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)信息進行有效的集成，大數(shù)據(jù)融合技術(shù)就是為了解決這個問題應運而生的。智慧城市需要在多個系統(tǒng)之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與共享，特別是底層數(shù)據(jù)的融合與集成是實現(xiàn)智慧城市高效運轉(zhuǎn)的前提條件。

（1）公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫由人口基礎(chǔ)信息庫、單位基礎(chǔ)信息庫、自然資源和空間地理基礎(chǔ)信息庫、宏觀經(jīng)濟基礎(chǔ)信息庫四大類數(shù)據(jù)庫組成。公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)且變化頻率相對較低的信息資源，公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可由法定管理單位提供。

（2）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。公共業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)庫是基于公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)性擴展數(shù)據(jù)庫。公共業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)由根據(jù)業(yè)務(wù)應用需要而擴展的各類指標構(gòu)成，是一種動態(tài)的、不斷擴充的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模式，指標項來自城市建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、安全保障、經(jīng)濟監(jiān)測、道路監(jiān)管、管網(wǎng)線路等智慧應用的建設(shè)。

（3）公共服務(wù)專題數(shù)據(jù)庫。公共服務(wù)專題數(shù)據(jù)庫由各類專題應用類數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。公共服務(wù)數(shù)據(jù)是通過對公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、公共業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行清洗、挖掘、分析后形成的有特定應用場景的服務(wù)型數(shù)據(jù)集，為各應用單位提供融合后的專題應用資源服務(wù)。

3.大數(shù)據(jù)運營檢測指揮平臺。城市大數(shù)據(jù)運營監(jiān)測指揮平臺是感知智慧城市運行體征的觸角，它依托大數(shù)據(jù)中心，采用電子地圖的展示方式，對城市的各應用領(lǐng)域的海量數(shù)據(jù)進行采集和分析，實時監(jiān)控城市各方面運行狀態(tài)，實現(xiàn)跨部門、跨系統(tǒng)、跨區(qū)域的應急響應和高效協(xié)調(diào)。

一是城市生命線智能監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測燃氣、熱力、供水、排水、電力、交通等維持城市生存功能的供需情況；二是公共服務(wù)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測公共基礎(chǔ)設(shè)施供需情況、行政便民服務(wù)效率、交通出行選擇方案等方面的公共服務(wù)情況；三是經(jīng)濟運行智能監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長、能源消耗等實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)城市運行情況的科學化、精細化、自動化、可視化管理。

（三）應用層

應用層是利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、信息融合、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)分析與挖掘等現(xiàn)代信息技術(shù)手段建立的各種智慧應用和應用整合。應用層的建設(shè)可以有效地促進各行業(yè)的信息化和智慧化發(fā)展，如智慧城管、智慧交通、智慧國土、智慧醫(yī)療、智慧教育等，同時可以帶動現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、商業(yè)的發(fā)展。

三、結(jié)語

智慧城市是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算所建立起來的數(shù)字世界和現(xiàn)實世界的有機結(jié)合，它以構(gòu)建高標準城市環(huán)境、實現(xiàn)高效政府職能、實現(xiàn)便捷民生為目標。現(xiàn)實世界中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)既是智慧城市建設(shè)的難題，同時也是推動智慧城市發(fā)展的源動力。

［1］李德仁，姚遠，邵振峰.智慧城市中的大數(shù)據(jù)［J］.武漢大學學報（信息科學版），2014，39（6）：631.

［2］朱亞杰，李琦，馮逍.基于大數(shù)據(jù)的智慧城市技術(shù)體系架構(gòu)研究［J］.測繪科學，2014，39（8）：70-71.

［3］趙勇，劉娟，李健.智慧城市體系框架淺析［J］.電信網(wǎng)技術(shù)，2013（4）：2-3.

［4］李傳軍.大數(shù)據(jù)技術(shù)與智慧城市建設(shè)［J］.天津行政學院學報，2015（4）：40.

F299.2

A

1674-8883（2016）15-0196-01

郭守團（1978—），男，山東沂南人，碩士，工程師，主要從事測繪地理信息工作。