近年來，世界很多國家都將智慧城市建設提升為振興經(jīng)濟的國家戰(zhàn)略。在中國，智慧城市已經(jīng)成為“感知中國”的重大實踐行動，已經(jīng)成為新一輪信息技術革命背景下推動國家產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會的頂層戰(zhàn)略。從2012年開始，國家啟動了大規(guī)模智慧城市試點，目前國家智慧城市試點已達193個。

智慧城市是新一代信息技術支撐、知識社會創(chuàng)新環(huán)境下的城市形態(tài)，需要綜合采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、新一代互聯(lián)網(wǎng)等信息技術，通過綜合集成來實現(xiàn)的全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應用，形成以人為本的社會化智慧創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的城市形態(tài)。 然而，在當前智慧城市的試點建設過程中， 一些城市將智慧城市認為是數(shù)字城市的新標簽，被某些承建商當做簡單集成牟利的新項目。為澄清這些誤區(qū)、減少浪費免走彎路，本文對支撐智慧城城市建設的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等關鍵信息技術的整合應用予以說明，以供建設者參考。

一、智慧城市關鍵支撐技術

智慧城市所需要的關鍵支撐技術主要涉及物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、寬帶互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術。物聯(lián)網(wǎng)提供對城市系統(tǒng)的信息感知和采集，寬帶互聯(lián)網(wǎng)提供感知數(shù)據(jù)的傳輸承載，大數(shù)據(jù)技術提供對采集數(shù)據(jù)的深度綜合分析，云計算技術提供信息應用系統(tǒng)的承載。這幾項關鍵技術需要通過深度整合集成，才能有效支撐智慧城市建設，達到預期的效果。

采用物聯(lián)網(wǎng)技術，可建立城市的神經(jīng)網(wǎng)絡。通過傳感器、圖像識別、語音識別、衛(wèi)星定位、電子標簽等感知技術，構建智能化物體的互聯(lián)感知網(wǎng)絡，感知遍布城市各個角落的信息并通過網(wǎng)絡傳遞給城市數(shù)據(jù)中心。

寬帶互聯(lián)網(wǎng)技術，用來構建高速信息傳送網(wǎng)絡。承載和傳輸城市社會運行和生活的各種數(shù)據(jù)，如城市環(huán)境數(shù)據(jù)、城市運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等等，將這些海量數(shù)據(jù)傳送到城市數(shù)據(jù)中心。

云計算技術，用來建立城市的信息中樞系統(tǒng)運行平臺。各種信息服務和應用架構在云平臺上面，用戶只需要提出自己對信息服務的需求。計算資源和能力被隱藏在云層后面，主要是虛擬化的城市數(shù)據(jù)中心，大量異構的服務器、存儲和平臺被虛擬化成統(tǒng)一的服務資源，信息資源被最大程度地統(tǒng)籌和共享。

大數(shù)據(jù)技術，將建立城市的海量綜合數(shù)據(jù)庫。海量的各類數(shù)據(jù)，如大量城市環(huán)境數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、交通信息、博客信息、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、3D數(shù)據(jù)等等，被采集、存儲、分類、挖掘和分析，對復雜事件做出智慧分析和決策支持。

智慧城市通過新一代信息化技術，提升城市管理者對城市方方面面信息的感知能力、信息的分析和處理能力，從而進一步提供有針對性的新服務和新模式?；诙鄻踊?、高清化、智能化的面向“智慧城市”的應用解決方案將為智慧城市建設的核心技術支撐。

二、關鍵支撐技術的整合應用

在技術路線層面，智慧城市關鍵支撐技術的整合應用和信息化支撐體系的構建，首先要基于智慧城市的頂層架構設計，著眼于整體的城市規(guī)劃、布局，從整體上對城市信息化建設制定一個完整性的規(guī)劃，能夠前瞻性地確定可實施的整體戰(zhàn)略目標，統(tǒng)籌對管理和整體運營設計考慮，設計相關的信息系統(tǒng)整體架構，保障實現(xiàn)整體的最佳效果 。 其次，要制定各系統(tǒng)協(xié)同的標準和規(guī)范支撐體系，使得標準化和開放性得到協(xié)同，從可實現(xiàn)的端到端的標準參考架構和面向應用聚合演進的長期性進行考慮，實現(xiàn)系統(tǒng)的可運營和可管理。

在技術架構層面，智慧城市建設的主要任務是構建智慧化信息支撐體系。利用關鍵支撐技術，實現(xiàn)城市基礎設施智能化、實現(xiàn)各方面信息資源整合、實現(xiàn)社會智慧的匯聚與應用。在城市基礎設施的智能化和應用方面， 重點解決交通、通訊、水電、醫(yī)療、環(huán)境、政務，以及公共安全等重點領域的智能感知問題； 在信息資源整合與智慧匯聚方面，利用云計算和大數(shù)據(jù)技術重點解決整體運行平臺和智慧化分析能力問題。

基于智慧城市信息支撐體統(tǒng)的一個參考整體架構如圖1.

整體技術架構

圖1.所示的智慧城市整體信息化系統(tǒng)是一種開放式立體體系架構，主要分為四個層面 ：從底層向上依次為感知層、網(wǎng)絡層、平臺層和應用層。并且將整個網(wǎng)絡中的智能處理、計算能力分布到四個層面上：包括感知層的網(wǎng)關層面、網(wǎng)絡層的使能控制層面，平臺層大數(shù)據(jù)智能分析與PAAS公共服務層面，以及應用層內(nèi)的智慧處理層面。通過四層的智能分布與相互關聯(lián)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的能力均衡部署，構成一個明確的、標準的、面向未來可自由擴展的開放式的體系架構。并在此架構基礎上提供一個彈性的業(yè)務環(huán)境——可以自由地添加、刪除業(yè)務，業(yè)務之間可以聯(lián)動和協(xié)同。

感知層包括各種感知終端、傳感器、感知網(wǎng)絡、感知網(wǎng)關等。一方面負責將各種感知各種城市環(huán)境中的事物狀態(tài)，并將感知數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡層；另一方面將智慧中心的管理的手段延伸到感知層，從而真正實現(xiàn)整個體系架構從應用到網(wǎng)絡、到終端、到感知對象的完整的端到端的可運營、可管理的系統(tǒng)。

網(wǎng)絡層負責快速、可靠地傳送應用層和感知層之間的數(shù)據(jù)，是整個智慧城市信息系統(tǒng)的承載基礎。

平臺層包括云計算IAAS和PAAS二個層面。IAAS層由一系列服務器、存儲設備、互聯(lián)網(wǎng)絡、云計算操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫組成， 為上面的PAAS層和應用層的各種應用服務系統(tǒng)提供虛擬化運行環(huán)境和資源； PAAS層中包含應用層所需的各種公用服務組件、中間件等，特別是大數(shù)據(jù)處理和智能挖掘分析系統(tǒng)， 這些功能組件向應用層提供服務支持。

應用層面位于云計算架構的SAAS層面，是支撐智慧城市發(fā)揮效用的功能主體，包括城市中經(jīng)常用到的各種應用，可分為三個大類：智慧城市管理與決策領域、智慧公眾服務領域、智慧環(huán)境與安全領域，三者相互關聯(lián)和交叉，實現(xiàn)應用的整體功能。

另外，圖1.中的IAAS層下面有一個數(shù)據(jù)采集模塊，該模塊畫在此處只是為了從視圖上便于理解，該模塊實際上可部署運行PAAS層或SAAS層，也可以部署在云計算架構之外單獨成為一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采集模塊負責采集網(wǎng)絡層傳來的感知數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)整形，數(shù)據(jù)篩檢，數(shù)據(jù)格式整理和目的地存儲等處理，通過標準接口提供標準格式的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊同時負責將應用層的管理手段傳送到感知層。

智慧化實現(xiàn)與大數(shù)據(jù)分析

“深入的智能化”是智慧城市一個特征要求，要特別關注智慧城市建設應如何實現(xiàn)“智慧化”。智慧化的實現(xiàn)涉及到智能傳感、可控傳輸、數(shù)據(jù)分析和應用層各業(yè)務系統(tǒng)內(nèi)部的智能處理多個層面，既有信息化系統(tǒng)中的智能化處理因素，又有基于信息化系統(tǒng)支撐的開放式社會化的智慧聚集。

此處重點強調(diào)智慧城市信息系統(tǒng)本身的大數(shù)據(jù)智能分析功能。大數(shù)據(jù)智能分析是指采用大數(shù)據(jù)處理、大數(shù)據(jù)挖掘和智能關聯(lián)分析等技術，深入分析收集到的數(shù)據(jù)，整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的數(shù)據(jù)和信息，以獲取更加新穎、系統(tǒng)全面的規(guī)律性、關鍵性結果。

對于智慧城市建設， 大數(shù)據(jù)將像血液一樣遍布智慧城市的方方面面，從政府決策與服務，到人們衣食住行的生活方式， 再到城市的產(chǎn)業(yè)布局和規(guī)劃，直到城市的運營和管理方式等。不過，采集到海量數(shù)據(jù)并不代表能挖掘出大數(shù)據(jù)的價值，如何從數(shù)據(jù)海洋中找出最有價值東西，是個不小的挑戰(zhàn)，目前還在深入研究。要實現(xiàn)智慧城市信息系統(tǒng)中高性能的大數(shù)據(jù)分析，還必須廣泛采用當前大數(shù)據(jù)和智能分析的最新研究成果，并根據(jù)當?shù)氐亩鞘刑攸c進行創(chuàng)新應用。

當前智慧城市建設城呈現(xiàn)出幾大特征：（1）數(shù)據(jù)的自動感知與采集.充分利用物聯(lián)網(wǎng)等技術，使城市的信息獲取更加便捷和高效。（2）信息資源的整合和共享。打破部門和行業(yè)間的信息資源壁壘對智慧城市建設至關重要，對城市主體范圍內(nèi)人、組織、土地、能源、經(jīng)濟、環(huán)境等信息資源的整合，能夠保障智慧城市各應用之間的資源共享。（3）智慧開發(fā)與數(shù)據(jù)挖掘?；诳珙I域跨部門整合的信息資源，充分利用知識管理、數(shù)據(jù)挖掘、智能分析等手段，將不斷增強智慧城市數(shù)據(jù)智能化處理的特征，成為各種“智慧應用”的基礎。（4）智慧應用。面向政府、企業(yè)和市民三類主體，實現(xiàn)戰(zhàn)略性技術的深層次、開放式、創(chuàng)新型應用，智慧城市將最終表現(xiàn)為對城市管理運行、經(jīng)濟活動和生活方式的顯著提高。

三、面向應用為主的智慧城市

智慧城市建設的目的在于應用。各種智慧城市的應用需求非常多，比如智慧政府、智慧安全、智慧醫(yī)療、智慧能源、智慧環(huán)保、應急指揮、智能交通、智慧物流等等。 這些應用系統(tǒng)的建設，在某些方面，已經(jīng)為城市的智慧化運行提供了支撐，也為市民的工作、學習和生活帶來了極大的便利。特別是當這些系統(tǒng)充分采用新一代關鍵信息技術成果， 并實現(xiàn)了相互之間信息共享增值和交互的時候，更能產(chǎn)生出許多智慧的創(chuàng)新應用，為整個城市的政府管理與決策、城市高效運行、公共安全、應急指揮、企業(yè)管理、綠色環(huán)保、市民生活等提供了良好的支撐。

智慧城市建設，必須通過更多人的應用參與實現(xiàn)更好地發(fā)展。智慧城市是人的智慧與信息通信技術緊密結合的產(chǎn)物，是信息化向更高階段發(fā)展的表現(xiàn)。因此，它的重要特征主要體現(xiàn)在基于人機互動的應用過程中，進而體現(xiàn)在智慧城市具有更強的集中智慧發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

把握新一輪科技革命的重大機遇，充分利用新一代信息技術成果，整合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、寬帶互聯(lián)網(wǎng)等關鍵就支撐技術，創(chuàng)新性地建設城市發(fā)展的智慧環(huán)境， 加快構建面向未來構建全新的城市形態(tài)，是當前智慧城市建設者的重要歷史使命。