基于大數據背景下的智慧城市建設研究

魏劍源　陳煌　吳志濤

【摘 要】隨著城市化進程的快速發展，城市人口的不斷增加，“城市病”成為了城市急需解決的問題。在此背景下，智慧城市的建設越來越重要。通過對大數據在智慧城市建設過程中的理論分析以及案例分析，探討了大數據在智慧城市建設中的重要性，同時對當前智慧城市建設過程中的不足，提出了幾點建議。

【關鍵詞】大數據；智慧城市；智能化

Research on the Construction of Smart City Based on the Big Data Background

WEI Jian-yuan CHEN Huang WU Zhi-tao

（Institute of Computer and Communication， Lanzhou University of Technology， Lanzhou Gansu 730000， China）

【Abstract】With the rapid development of the process of urbanization，and the number of urban population is increasing， urban disease has become an urgent problem to be solved in the city .Under this background， the construction of smart city is becoming more and more important.Through the theoretical analysis and case analysis in the process of smart city construction ，the importance of big data in the construction of smart city is discussed.At the same time，as for the shortcomings during the smart city construction，I put forward some suggestions.

【Key words】Big data； Smart city； Intelligent

0 前言

隨著國內經濟的快速發展，城市化進程也日漸加快。根據國家統計局2015年發布的國民經濟運行情況數據顯示，城鎮化人口占總人口比重的56.1%。城市化的快速發展，促進了城市的經濟和社會的發展，但是，城市化的發展帶來城市經濟的同時，也產生了一系列的城市問題，如城市資源日益緊張，城市環境日趨惡劣，城市民生問題變得越來越復雜。促進生活和諧，提高生活質量是每一個人的愿望，基于此，智慧城市被看作是治療“城市病”的一劑“良藥”[1-2]。

智慧城市起源于IBM公司“智慧地球”的理念。自2008年“智慧地球”這一理念被提出之后，智慧城市建設的熱潮便不斷高漲。但是，目前關于“智慧城市”的定義，學術界尚未有同一的定論。根據IBM公司在《智慧的城市在中國》的白皮書中講述，“智慧城市”被定義為：能夠充分運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能的響應，為人類創造更美好的城市生活[3]。

如何實現對各需求做出準確、高效的智能響應，是智慧城市實現的最高目標。在智慧城市的運行過程中，會產生大量的數據，如地理空間數據、行業數據、普查數據、傳感器檢測數據等[4]。如何對大量數據的采集、存儲以及分析，正是大數據理論的研究范疇。因此大數據在智慧城市建設中的實現，大致需要3個步驟：1）數據的采集，即通過傳感器設備、視頻監控設備等一系列設備，采集智慧城市運行過程中的狀態；2）數據的存儲，即如何將大量的數據，安全、有效以及低成本的保存在存儲設備上；3）數據的分析，即將存儲的數據利用大數據的相關理論，進行分析，得出數據的分布以及數據的相關規律，用于實現智慧城市建設的智能化。所以，大數據是實現智慧城市建設的基石，是實現智能響應的重要元素。

1 大數據支撐智慧城市的發展

根據2016年1月發布的《中國互聯網絡發展狀況統計報告》顯示，截止2015年12月，中國的網民數量已經達到了6.88億，超過了中國總人口的一半。較2014年底，2015年的網民數量增長了2.4個百分點。在網絡快速發展的時代，越來越多的人使用互聯網，通過互聯網進行溝通、娛樂、工作、購物等等。龐大的用戶群體，使互聯網的日數據量從TB級擴大到PB級?；ヂ摼W的數據量隨著網絡后期的不斷普及，也會越來越龐大。根據《中國智慧城市惠民發展評價指數報告（2015版）》顯示，互聯網與移動互聯網將成為智慧城市建設中惠民發展的一個重要形式。

在智慧城市建設中，智慧交通、智慧物流、智慧醫療、智慧旅游等各項的社會業務和民生工程都將會產生大數據。如在智慧交通中，交通流量、車速、交通密度等車輛運行過程中的狀態數據，以及人們出行時間、行程、路線等群眾的出行情況數據等，都將會產生大量的數據，它是智慧交通建設中智能響應的基礎，是提高交通主管部門對交通運輸的管理效率以及減少突發事件的概率、緩解交通壓力和減少環境污染，保證交通安全，提高運輸效率的保障。在保證市民出行效率的同時，有效的緩解了“行車難、停車難”的城市通病問題，為城市交通的良性運轉提供了科學的決策依據[5]。在智慧醫療中，電子病歷數據、住院臨床數據、藥品管理數據、遠程掛號數據等，都是大數據產生的來源。通過對這些數據的分析，可以有效的解決各個醫院在醫療資源的分配、醫療信息的不暢以及醫療資源兩極化等問題，并能夠縮短患者就醫流程，提高醫院的看病效率。在智慧旅游中，旅游資源、旅游交通、游客數量、游客消費項目等旅游信息的相關數據，以及行業管理、景區公共安全管理和景區環境監測等相關的數據，都是大數據，在智慧旅游建設過程中通過對這些數據的分析，景區的管理者能夠預測景區的旅游旺季以及景點的歡迎程度等，為其在管理上提高了效率。同時企業或其他商戶可在游客密集的景區，提供廣告投放或商品銷售等業務，為景區增加經濟收入。通過相關的數據，還可以顯示景區的不足以及相關的安全隱患，為及時排除和完善提供了可能。在智慧物流中，物流業務交易的相關數據、物流配送的相關數據、公共信息管理等等的相關數據，在保障客人利益的同時，實現物流信息的有效管理，進一步降低物流成本，為創建更加便捷的智慧城市提供了支持[5]。除了交通、物流、醫療、旅游領域是大數據的來源之外，在智慧社區、智慧教育、智慧建筑、智慧環保等和城市任何息息相關的一切人文活動和社會活動都是大數據的來源，同時也為智慧城市在城市的各個領域的應用提供了可能。因此，大數據在智慧城市的建設過程中無處不在，它是智慧城市建設的主要元素，是智慧城市的動力源泉。

2 大數據在智慧城市建設中的案例分析

2.1 智慧上海

隨著汽車保有量的增加，城市交通問題日益突出。過多的汽車量，使得道路網的承載力日益下降，因此，交通阻塞越來越嚴重，交通事故也越發頻繁。面對高漲的交通需求，上海市政府積極采用先進的交通管理技術和手段，開發智能交通系統，努力保障城市交通的暢通[3]。

自20世紀80年代中期，上海市在交通控制方面，從澳大利亞引進了SCATS交通信號控制系統以來，上海智能交通系統逐漸發展，現已建成了一系列的交通信息服務系統和交通管理服務系統等。在交通信息服務方面，上海市最先打造了“上海廣播電臺交通臺”，及時的發布道路路況信息、交通擁堵指數等，引導司機改變路線，避免堵車，同時，還建設了“上海交通網站”，為市民的出行提供了交通地圖的智能查詢、交通出行的指南以及交通實時動態信息的查看等，使市民能夠享受到“一網在手、交通全有”的智能化信息化的服務。在交通收費方面，上海市實行了“金卡”工程，全面升級上海市交通收費的方式。在交通管理系統方面，通過對交通流量的調查，進行交通流量的預測以及擁堵屬性的分析，智能的進行交通擁堵路段疏導決策以及對突發事件的指揮決策等[3]。

從信息的智能服務到交通管理的智能決策，大數據在智慧上海的建設過程中起到了不可替代的作用，加快推動了上海市的智慧交通的發展。

2.2 新加坡的智慧

2006年6月新加坡推出了“智慧2015”規劃，它是一個為期10年、政府投資40億新元的信息通信發展的藍圖，目標是建成一個信息化和智能化的國度，甚至是全球化的都市。

2011-2015年，新加坡推出電子政務總體規劃，目標是建立一個以全民參與，政府、企業共同合作的電子政府體系。目前，新加坡已建成了1600多項的電子政府服務，為新加坡市民的生活和企業的運行提供了極大的方便。新加坡市民可以在線辦理任何的政府業務，以及企業可以在線和政府機關進行交流溝通。新加坡除了在電子政府方面實現了智能化外，還建立了智能交通，智能醫療，智能教育等一系列的便民服務的工程。新加坡在智能交通中，實現了交通監控系統、信息發布系統、電子收費系統、交通誘導系統以及智能地圖系統，提升了新加坡的交通信息化和智能的。在智慧醫療領域，新加坡建立了綜合醫療信息平臺，實現了電子健康病例、臨床管理、個人健康記錄等等，方便了就醫者的就醫與醫院的管理。在智慧教育方面，新加坡推出了“未來學?！庇媱?，希望打造一個信息化、多技術融合的智能互動教室。

“智慧國2015”的規劃的實施不僅為新加坡智慧城市的發展起到了快速推進的作用，也為新加坡帶來了巨大的經濟效益。2011年較2010年的經濟增長了13.4%，并且計算機普及率以及寬帶普及率幾乎全面覆蓋全國。

3 大數據時代對智慧城市發展的建議

3.1 加強數據收集，提高智能水平

對于構建智慧城市而言，城市是否智能化，是其評價智慧城市的關鍵。而城市的智能化體現在，需要通過數據分析，對用戶的需求進行相應的響應。在智慧交通領域，目前，由于道路網路的復雜性，傳感器的節點分布很難做到合理，并且由于無線網絡未全面覆蓋城市的各個角落，因此，數據的采集、傳輸遠遠低于實際的需求。由于市民在交通過程中的隨意性，以及不確定性，對于市民在交通方面的數據也很難準確采集，因此，目前國內大部分城市的智慧交通的智能化水平還處于中級階段。

3.2 實現數據共享，打破信息孤島

目前，我國智慧城市建設過程中遇到了一個瓶頸就是“信息孤島”，由于各企業、各部門之間的利益關系，以及各行業的標準不同，導致了信息之間不能夠很好的融合，使得數據之間相互獨立開來，對于智慧城市的發展無疑帶來巨大的障礙。如何打破“信息孤島”的局面，對于城市的發展是一個重要的問題。首先，政府部門之間應該起帶頭作用，以城市建設利益為主，相互協調，實現互利共贏。其次，政府作為一個城市的領導集體，應該積極的調動企業在城市建設中的積極性，并合理協調各企業間的利益關系，實現和諧的發展。

信息化時代催生了大數據，大數據推動信息化的發展。因此，在大數據時代，只有實現數據的共享，才能做到共同發展，實現社會進步。

3.3 注重人才培養，發展挖掘產業

智慧城市的建設必然催生大數據的進步[5]。2011年12月，工信部發布的物聯網十二五規劃上，把信息處理技術作為4項關鍵技術創新工程之一被提出來，其中包括了海量數據存儲、數據挖掘、圖像視頻智能分析，這都是大數據的重要組成部分[6]。由于國內對大數據的研究起步相對較晚，對于大數據的處理、分析能力相對較弱。因此，在智慧城市建設過程中，要以政府為主導，整合企業和高校的人才資源，積極培育大數據方面的相關人才，并積極探索，主動學習國外先進的理論知識。政府部門或企業要積極引進國外先進技術和招攬人才，為智慧城市建設提供有力的技術保障。

4 總結

隨著“城市病”的越發嚴重，智慧城市的建設無疑是解決城市問題的一副良藥。而在智慧城市的建設中，大數據遍布于城市的方方面面，從政府決策與服務到市民生活的方方面面，從城市產業布局和規劃到城市的運營和管理方式，都將在大數據的支撐下走向“智慧化”[7]。大數據是智慧城市的重要技術[8]，大數據的挖掘對智慧城市的經濟發展和社會管理是無形的生產資料[9]，但是，由于國內在大數據理論的研究起步較晚，且數據采集的難度系數較大，因此，國內在智慧城市的建設過程中還有很長的一段路需要走。

【參考文獻】

[1]王輝，吳越，章建強，裘加林，溫曉岳.智慧城市[M].北京：清華大學出版社，2012： 4-26.

[2]嚴波，孫斌.大數據背景下智慧城市建設探析[J].前言，2015，12（12）：19-22.

[3]李賢毅.智慧城市開啟未來生活——科學規劃和建設[M].北京：人民郵電出版社，2012：2-3.

[4]朱亞杰，李琦，馮逍.基于大數據的智慧城市技術體系架構研究[J].測繪科學，2014，08（08）：71.

[5]王楓云，陳亞楠.大數據時代的智慧城市建設與發展困局化解[J].上海城市管理，2016，03（02）：33.

[6]陳穎.大數據發展歷程綜述[J].當代經濟，2015，03（08）：15.

[7]李小玲，高文杰，張舵.大數據與智慧城市建設[C]//城鄉治理與規劃改革——2014中國城市規劃年會論文集（04城市規劃新技術應用），2014.

[8]陶旭駿.大數據背景下的智慧城市[J].移動通信，2014，11（21）：18.

[9]鄔賀銓.智慧城市產生大數據 大數據支撐智慧城市[J].計算機光盤軟件與應用，2013（22）：16.