智慧城市建設中大數據技術的應用研究

毛平

摘要：隨著經濟、社會的不斷發展，智慧城市是近年來城市建設的熱點，在智慧城市建設過程中涉及到大量的先進技術，大數據技術是其中非常重要的一環，國內各城市在利用大數據、大數據技術建設智慧城市的路徑也不盡相同，如何有效利用大數據技術提升城市智能，大數據技術能應用到哪些方面以及大數據技術應用過程中的注意事項的研究具有重要意義。

關鍵詞：智慧城市 大數據 云計算

中圖分類號：TP391.7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0064-02

1 引言

隨著經濟、社會的不斷發展，城市尤其是大型、特大型城市中居住人口不斷攀升，城市資源變得日益緊張，導致看病難，交通擁堵，環境衛生差等“城市病”日益凸顯，成為世界各國亟待解決的問題。2008年，IBM率先提出“智慧地球”的概念，繪制了一幅全球全面感知、互聯互通的藍圖，從此，與“智慧”有關的各種概念不斷出現，“智慧城市”便是在此環境下產生并蓬勃發展，成為各國政府希望改善“城市病”的有效解決方案。

我國住建部于2013年1月29日公布第一批國家智慧城市試點名單，共包含90個城市（區、縣、鎮），2013年8月1日，公布第二批試點城市（區、縣、鎮）103個，2015年4月，公布第三批國家智慧城市試點名單，確定了84個城市（區、縣、鎮）為國家智慧城市新增試點，河北省石家莊市、正定縣等13個城市（區、縣）為擴大范圍試點，以及41個專項試點，截至目前由住建部公布的國家智慧城市試點已達290多個。

2 智慧城市建設內涵

總結對比分析國內外智慧城市建設的理念以及建設的現狀，本文認為智慧城市建設框架體系應包含如圖1所示的6大方面。

2.1 全面感知的感知網絡的構建

主要是在城市內廣泛使用地磁傳感器、路面傳感器、氣象傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、濃度傳感器、速度傳感器、噪音傳感器、電子車標、攝像頭、探頭、GPS、RFID等傳感器以及電子識別技術，對城市運行的系統實時感測，獲取城市運行中各種數據，實現城市內的全面感知。

2.2 廣泛聯通的互聯網絡的構建

建設內容為光纖寬帶通信網、下一代廣播電視網（NGB）、第三代移動通信（3G）和第四代通信（4G）網絡，公共場所無線局域網（WLAN），以及物聯網等網絡的覆蓋以及融合，實現城市內全面的互聯互通，從而能保證數據的快速傳輸。

2.3 城市公共信息平臺和公共基礎數據庫的構建

建設規范統一的城市公共信息平臺和公共基礎數據庫，包括數字人口、土地、環境、交通、管線、地理、經濟等數據，建設數據庫交換平臺、專題信息資源庫，從而保證數據的有效存儲，同時各部門之間數據、信息應能實現公開與跨部門的共享。

2.4 智能應用的構建

建設構建于城市公共信息平臺及各種公共基礎數據庫之上的智慧應用實踐項目，即通過對所獲得的海量數據，采用OLAP，數據挖掘等技術進行分析和利用，從而真正意義上實現城市智能。目前從國際智慧城市的實踐情況來看可以將智能應用劃分為五大類型：①公共服務類，包含智慧政務、智慧醫療、智慧教育等。②社會管理類，包括智慧社區、智慧公共安全、智慧食品安全、智慧藥品安全等。③產業發展類，包括智慧產業、智慧物流、電子商務、智慧旅游等。④資源環境類，包括智慧環保、智慧節能。⑤市政設施類，包括智慧交通、智慧城管等[1]。

2.5 網絡信息安全保障制度、體系的構建

伴隨著利用城市產生數據的分析利用，不可回避的是網絡信息安全、尤其是個人隱私數據安全保障的問題，即便是非常注重個人隱私的英國在智慧城市的建設過程中便遇到類似問題，因此在建設智慧城市的過程中需未雨綢繆，提前考慮網絡信息安全保障制度體系。

2.6 標準、規范體系的構建

建設智慧城市的評價標準、規范體系。用以衡量城市的智慧程度，明確建設方向與改進方向。目前國內外已有多家單位及部門編撰了相關標準、規范體系，但各地應根據自身情況，合理選擇構建保準、規范體系。

3 智慧城市建設核心技術

3.1 物聯網

物聯網技術的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡系統。不難發現物聯網技術在智慧城市構建框架體系中處于基礎支撐作用，沒有物聯網技術就難以獲得用于智能分析應用的大量數據，物聯網是實現智慧城市全面感知的技術基礎。

3.2 云計算、云存儲

美國國家標準與技術研究院（NIST）對于云計算的定義是：一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互[2]。

云存儲是在云計算概念上延伸出來的一個概念，它是一種新興的網絡存儲技術，指通過集群應用、網絡技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。

云存儲技術解決了海量大數據的存儲問題，云計算為海量大數據的分析處理提供了計算能力的支撐，通過云計算技術甚至可以讓用戶獲得每秒10萬億次以上的強大的計算能力，此種計算能力足以模擬核爆炸、預測氣候變化和市場發展趨勢。

3.3 大數據

大數據也被稱為巨量數據、海量數據等，是指所涉及的數據量規模巨大，以至于無法在合理時間內通過人工截取、管理、處理并整理成為人類所能解讀的信息，此種數據可以來自各個方面，如傳感器采集的氣候信息、網站上的帖子、數字照片和視頻、購物交易記錄、手機GPS信號等。一般大數據具有四個特征：（1）數據量大，大數據的起始計量單位至少是P（1000T）、E（100萬T）或Z（10億T）；（2）數據類型繁多，包括網絡日志、音頻、視頻、圖片、地理位置信息等等，因而對數據的處理能力提出了更高的要求；（3）價值密度相對低，數據量大但完成數據的價值“提純”難度較大；（4）巨大的數據價值，包括商業價值、社會價值、科研價值等[3]。

4 大數據技術應用框架

大數據應用技術框架如圖2所示，①使用底層ICT設施對數據進行采集；②統一接入數據；③對數據實現清洗（抽取、轉換、加載）；④對數據進行緩存重用或冷備；⑤對數據進行離線計算或實時計算支持數據應用。

5 應用中需注意問題

5.1 數據統一規劃

智慧城市是龐大的系統工程，收集的數據往往應用于城市的方方面面，容易出現各自為政，各做一塊的局面，不利于數據的集成，因此數據建設必須統一規劃。

5.2 數據的有效共享

此問題目前主要出現于已經進行了部分信息化建設的政府部門，因行政部門的條塊化分割也使得數據出現了條塊化分割，且部門間缺少共享數據的愿望和動力，導致目前數據共享程度較低，然而數據共享是很重要的能有效避免重復建設以及相互協同。

5.3 數據標準的統一

采集的海量數據來自于不同的設備和渠道，數據格式的設計上往往可能存在很大差異，如字段長度、字段類型等，為避免數據格式不統一帶來的麻煩作為智慧城市整體規劃時需考慮數據采集格式、采集標準等的統一。

參考文獻

[1]陳桂香.國外智慧城市建設概覽[J].中國安防，2011，10：100-104.

[2]巫細波，楊在高.智慧城市理念與未來城市發展[J].城市管理，2010，11：56-60.

[3]張永民，杜忠潮.我國智慧城市建設的現狀和思考[J].中國信息界，2011，12：28-32.