胡功林

摘 要 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云計算技術(shù)的不斷成熟，實現(xiàn)了城市數(shù)據(jù)信息的高效傳遞和智能響應(yīng)，從而推動了城市智慧化進(jìn)程。智慧城市建設(shè)需要以信息基礎(chǔ)設(shè)施為根本，通過數(shù)據(jù)分析及處理系統(tǒng)完成對大數(shù)據(jù)的篩選和活化處理，并借助于豐富而又完善的應(yīng)用體系讓人們享受到智慧城市帶來的便捷生活。本文從智慧城市關(guān)鍵技術(shù)出發(fā)，通過分析云計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等一些關(guān)鍵性技術(shù)，提出了智慧城市建設(shè)方案，最后對武漢智慧城市建設(shè)成績進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù)；智慧城市建設(shè)；云計算；物聯(lián)網(wǎng)；武漢

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）181-0070-03

1 智慧城市關(guān)鍵技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的日漸普及和信息技術(shù)的發(fā)展，全球開始步入基于大數(shù)據(jù)的信息化時代，依托日新月異的云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，為未來城市建設(shè)提供了更廣闊的發(fā)展空間。

1.1 云計算技術(shù)

云計算技術(shù)同樣是基于互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)，通過將計算分布在大量的分布式計算機(jī)上，把強(qiáng)大的計算供能以及應(yīng)用服務(wù)像普通商品一樣提供給大眾，是一類新興的服務(wù)于商業(yè)的計算形式。云計算的核心技術(shù)在于編程模型、海量數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)及管理技術(shù)、虛擬化技術(shù)和云計算平臺管理技術(shù)，其典型代表有Google的云計算平臺和IBM藍(lán)云計算平臺。云計算技術(shù)解決了由于硬件原因?qū)е碌挠嬎銠C(jī)計算能力的絕對性，使用戶可以通過配置較低的計算機(jī)就可以具有強(qiáng)大的計算能力，而智慧城市建設(shè)需要處理大量的數(shù)據(jù)信息，要求強(qiáng)大的計算能力作為系統(tǒng)支撐，面對采集到的動態(tài)海量數(shù)據(jù)信息，如果僅僅依靠傳統(tǒng)的計算技術(shù)，則需要建設(shè)龐大的計算機(jī)組，對硬件配置要求很高，同時也增加了硬件維護(hù)的成本，云計算則解決了次難題，通過分散在不同地區(qū)的大量的服務(wù)器集群，實現(xiàn)對海量信息的計算。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

借助于GPS定位或北斗系統(tǒng)、RFID等數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)，通過事先約定好的協(xié)議將現(xiàn)實中的任一物品和網(wǎng)絡(luò)相互連通，從而實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)信息的實時傳遞與交換，以達(dá)到智慧化定位和識別等目的。其核心技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)，詳細(xì)來講，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過RFID和信息通訊技術(shù)，構(gòu)建成一張物物相連的關(guān)系網(wǎng)，而處于該網(wǎng)絡(luò)中的任何物品都可以進(jìn)行自動識別和信息共享，實現(xiàn)真正意義上的互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為城市智能化提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中信息識別、傳遞和轉(zhuǎn)換的過程正是智慧城市的底層技術(shù)，是支撐整個智慧城市建設(shè)的中堅力量。

1.3 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

大數(shù)據(jù)背景的典型特征即是海量數(shù)據(jù)信息的云處理，包括數(shù)據(jù)的采集、存儲和處理等環(huán)節(jié)，而基于互聯(lián)網(wǎng)的云技術(shù)必然帶來嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全問題。由于云技術(shù)中包含有大量的用戶，隱私問題是不可避免的。為了提升云技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全，國家一方面要在技術(shù)層次提升安全能力，另一方面也要不斷完善互聯(lián)網(wǎng)法律法規(guī)，通過雙重保障實現(xiàn)對用戶隱私的有效保護(hù)。其中，在技術(shù)層面，可以通過研發(fā)更為先進(jìn)的加密技術(shù)和安全協(xié)議，強(qiáng)化關(guān)鍵服務(wù)器的部署和管理等，來確保云技術(shù)的先進(jìn)性；在法律法規(guī)層面，現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)制度還存在部分漏洞，再加之互聯(lián)網(wǎng)高度的開放性，不僅為網(wǎng)絡(luò)犯罪提供了便利，同時也增加了法律執(zhí)行的難度，因此，國家要注重互聯(lián)網(wǎng)法制法規(guī)的完善工作。

2 智慧城市建設(shè)方案

2.1 信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

智慧城市的實現(xiàn)離不開硬件設(shè)施的支撐，主要包括有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、感知設(shè)施、云計算設(shè)施和地理空間信息設(shè)施。

2.1.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)施

網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是智慧城市實現(xiàn)內(nèi)部互聯(lián)的基本要求，因此智慧城市建設(shè)要從基礎(chǔ)寬帶、無線網(wǎng)和手機(jī)網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，重點完善城市網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量及覆蓋率。首先是基礎(chǔ)寬帶面，一方面要解決寬帶質(zhì)量問題，主要對原始寬帶進(jìn)行提速，提高光纖寬帶接入率，使城市寬帶上升至百兆級別；另一方面要解決寬帶覆蓋率問題，在城市寬帶實現(xiàn)提速的基礎(chǔ)上，推進(jìn)光纖寬帶的大規(guī)模普及，從而將城市中各組成要素實現(xiàn)互聯(lián)互通的高速化，以加快智慧城市網(wǎng)絡(luò)信息響應(yīng)速度，提升城市智慧化水平。其次是無線網(wǎng)絡(luò)方面，隨著以智能手機(jī)為代表的移動終端設(shè)備的高速普及，在改變了人們生活方式的同時，也使日常生活更加便捷化和高效化，而智慧化城市建設(shè)的初衷即為改善民生，因此城市基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施建設(shè)要配合人們生活習(xí)慣，并借助于不斷革新的高科技技術(shù)，為市民提供更為貼心、便捷和智能化的服務(wù)，由于智能手機(jī)和平板電腦的日漸普及，人們對無線網(wǎng)絡(luò)的需求不斷提升，而智慧城市建設(shè)同樣需要無線網(wǎng)絡(luò)的支持，因此，加快公益WiFi熱點建設(shè)同樣是智慧化城市建設(shè)的基本保障。最后是手機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，當(dāng)前我國手機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商有中國移動、中國電信和中國聯(lián)通，隨著智能手機(jī)制造技術(shù)和移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國在手機(jī)移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面成效顯著，現(xiàn)已實現(xiàn)移動4G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模性普及，從而助力我國城市智慧化建設(shè)。

2.1.2 感知設(shè)施

城市中無所不在的數(shù)據(jù)信息是城市實現(xiàn)智慧化的前提，而要獲得數(shù)據(jù)信息，就必須依托各式各樣的感知設(shè)備，如廣泛分布于城市大街小巷的攝像頭、定位系統(tǒng)（GPS、北斗導(dǎo)航等）以及各種傳感器等。眾多的感知設(shè)備是智慧城市的感官系統(tǒng)，在城市的日常運(yùn)轉(zhuǎn)中，時刻監(jiān)測著各項數(shù)據(jù)信息，并通過不斷完善的邏輯判斷及數(shù)據(jù)處理能力，成為了保障城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)不可或缺的重要組成元素。因此，智慧化城市建設(shè)同樣要加快各種感知設(shè)施的建設(shè)，不斷提升城市大數(shù)據(jù)的來源，為城市實現(xiàn)智慧化提供充足的數(shù)據(jù)信息。

2.1.3 地理空間信息設(shè)施

地理空間信息設(shè)施主要用于城市空間數(shù)據(jù)采集，包括交通數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)等，與GPS和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)不同，導(dǎo)航系統(tǒng)通過二維坐標(biāo)確定物體的位置，而地理空間信息系統(tǒng)則是從三維層面對檢測物體實現(xiàn)全方位的立體監(jiān)測。地理空間信息系統(tǒng)可以采集到物體的空間位置、形態(tài)以及分布等空間信息，并能夠在已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對空間信息進(jìn)行分析加工和建立模型，從而實現(xiàn)對城市的三維立體檢測?？梢?，在智慧化城市建設(shè)中，定位系統(tǒng)與地理空間信息系統(tǒng)相輔相成，通過定位系統(tǒng)實現(xiàn)二維平面定位，通過地理空間信息系統(tǒng)實現(xiàn)三維空間定位，并對空間特征信息以及屬性特征信息進(jìn)行檢測分析，兩者配合相得益彰，共同服務(wù)于智慧化城市建設(shè)。因此，智慧城市建設(shè)為提升服務(wù)水平和質(zhì)量，必需要加快地理空間信息設(shè)施的建設(shè)步伐，使城市可以實現(xiàn)對特定物體的實時立體監(jiān)測，從而提供全方位的服務(wù)。

2.2 數(shù)據(jù)分析及處理系統(tǒng)建設(shè)

智慧城市通過傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取城市數(shù)據(jù)信息，而智慧化的核心功能在于數(shù)據(jù)的后期加工，即信息分析和處理環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)管理是智慧城市的底層結(jié)構(gòu)，是實現(xiàn)城市智慧管理的基礎(chǔ)。

首先是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，城市中實時采集的大數(shù)據(jù)信息，具有動態(tài)性、多樣性和海量性的特點，如果不加以篩選，將很難為具體的應(yīng)用服務(wù)。為使大數(shù)據(jù)環(huán)繞的智慧城市實現(xiàn)對特定服務(wù)所需數(shù)據(jù)的有效供給，需要國家加快對數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研發(fā)工作，確保對大數(shù)據(jù)的科學(xué)管理，提升數(shù)據(jù)處理的效率。

其次是數(shù)據(jù)活化技術(shù)，數(shù)據(jù)活化首次由熊璋教授提出，并經(jīng)過幾年發(fā)展已開始服務(wù)于智慧城市建設(shè)、企業(yè)信息管理等信息量高度密集化的場合，數(shù)據(jù)活化技術(shù)通過賦予數(shù)據(jù)生命，將原本被隔離、限制的數(shù)據(jù)恢復(fù)一體化的關(guān)聯(lián)性，同時打破城市數(shù)據(jù)利用的局限性，從而使數(shù)據(jù)使用更加便捷、高效，數(shù)據(jù)活化技術(shù)的基本單位為活化細(xì)胞，活化細(xì)胞兼具兩方面供能，即存儲數(shù)據(jù)和計算能力，具體來講，活化細(xì)胞在執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲時，也可以對應(yīng)用行為進(jìn)行分析和學(xué)習(xí)，同時根據(jù)應(yīng)用行為進(jìn)行數(shù)據(jù)重組，從而讓城市中大數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)更為人性化的服務(wù)。

可見，數(shù)據(jù)分析處理是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)技術(shù)，在信息高度集成化的今天，面對大量的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，需要城市建設(shè)者將側(cè)重點放在數(shù)據(jù)處理技術(shù)上面，通過加大對數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及數(shù)據(jù)活化技術(shù)的研發(fā)力度，不斷對建設(shè)需求提供創(chuàng)新化技術(shù)，從而實現(xiàn)對城市智慧化進(jìn)程的有力推動。

2.3 應(yīng)用體系建設(shè)

智慧城市需要提供智慧服務(wù)，而智慧服務(wù)則體現(xiàn)在用戶的實際體驗上。城市的智慧化程度主要通過與民生緊密相關(guān)服務(wù)的服務(wù)水平，如日常出行、生活繳費(fèi)和醫(yī)療等。硬件設(shè)施的完善的城市智慧化的根本，而應(yīng)用體系則直接服務(wù)于用戶日常生活，可見應(yīng)用體系建設(shè)是用戶可以直觀感受到城市智慧化服務(wù)的環(huán)節(jié)。應(yīng)用體系建設(shè)主要包含兩方面內(nèi)容，即應(yīng)用平臺建設(shè)和應(yīng)用軟件建設(shè)，應(yīng)用平臺主要指企業(yè)或機(jī)構(gòu)服務(wù)平臺，如醫(yī)院醫(yī)療管理平臺等，平臺建設(shè)的合理化程度直接關(guān)系到用戶的使用體驗，是人們感知城市智慧化水平的重要來源。應(yīng)用軟件主要指企業(yè)或機(jī)構(gòu)為擴(kuò)大市場、提升社會影響力而自主開發(fā)或者委托第三方開發(fā)的服務(wù)軟件，包括電腦系統(tǒng)軟件和移動系統(tǒng)軟件。隨著移動終端技術(shù)的提升和智能手機(jī)的大規(guī)模普及，人們?nèi)粘Ｉ铋_始從以往的固定式生活、工作走出來，逐漸過渡為以智能手機(jī)等可移動設(shè)備為主的生活和工作方式，而智能手機(jī)也已經(jīng)成為當(dāng)下人們?nèi)粘Ｉ钍褂寐首罡叩闹悄茉O(shè)備，雖然現(xiàn)階段工作主要還是依賴于傳統(tǒng)電腦，但智能手機(jī)的出現(xiàn)和大面積普及在很大程度上為人們工作提供了便利，是人們?nèi)粘９ぷ髯罴训妮o助設(shè)備。面對人們生活和工作方式的轉(zhuǎn)變，城市要實現(xiàn)智慧化就必須以人們需求為導(dǎo)向，不斷提升服務(wù)水平，一方面要做好傳統(tǒng)電腦軟件的開發(fā)工作，做到功能的與時俱進(jìn)，同時更重要的是提升移動系統(tǒng)軟件的開發(fā)速度，因此，政府部門要加快城市公益應(yīng)用軟件的研發(fā)工作，如智慧交通服務(wù)軟件等，而作為企業(yè)和機(jī)構(gòu)管理層，面對激烈的市場競爭，同樣需要重視應(yīng)用軟件的開發(fā)和服務(wù)。

3 武漢智慧城市建設(shè)成績

武漢是我國中部地區(qū)戰(zhàn)略核心城市，并憑借其在智慧城市方面強(qiáng)大的研究實力，于2011年與深圳一起成為我國“863智慧城市主題項目”首批智慧城市試點城市，在我國“863智慧城市主題項目”確定的8家技術(shù)支持單位中，武漢占有2家（武漢郵科院和武漢大學(xué)），武漢在智慧城市研究方面的優(yōu)勢不言而喻。從2011年成為國家首批智慧城市試點城市以后，武漢憑借其得天獨(dú)厚的智慧城市研發(fā)實力，以“大智武漢、信息通衢”為目標(biāo)，在不斷摸索實踐中尋求創(chuàng)新，現(xiàn)已做成武漢城市的三維模型，實現(xiàn)了武漢城區(qū)街景的全方位覆蓋，智慧城市建設(shè)成效顯著。

1）交通方面。解決交通難題是武漢智慧城市建設(shè)的重點之一。首先是智能化公交系統(tǒng)，乘客可通過電子站牌獲取公交到站時間、車輛與車站距離等信息，通過GPS定位自動報站改革，一改傳統(tǒng)司機(jī)按鍵報站的方式，降低了漏報或錯報等現(xiàn)象發(fā)生，同時可根據(jù)實時監(jiān)測車輛運(yùn)行情況，通過分析和處理數(shù)據(jù)，提供最優(yōu)化的調(diào)度方案。其次是智慧停車系統(tǒng)，2016年開始武漢開始試行智慧停車系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于車位檢測技術(shù)和ETC技術(shù)，并結(jié)合武漢停車App實現(xiàn)智慧出行，而未來還將與交管部門現(xiàn)有管理系統(tǒng)（違法處理系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、易行江城App等）實現(xiàn)對接。最后是公共自行車智能服務(wù)平臺，為響應(yīng)國家節(jié)能減排和低碳出行的政策，武漢率先啟動公共自行車項目，并建設(shè)智能服務(wù)平臺，通過江城易單車App用戶可是實現(xiàn)輕松租車。

2）醫(yī)療方面。武漢于2013年全面啟動智慧醫(yī)療建設(shè)，采用局域和廣域融合的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了醫(yī)護(hù)人員的移動查房；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了對診療的全程監(jiān)管；通過RFID條碼技術(shù)實現(xiàn)了患者身份和醫(yī)療信息的識別；通過將醫(yī)院系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、醫(yī)保系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化融合，實現(xiàn)了全程一體化服務(wù)；另外，武漢開發(fā)出了OA辦公、藥品管理等移動App，實現(xiàn)了網(wǎng)上掛號與遠(yuǎn)程診療。

3）生活方面。武漢于2016年在國內(nèi)首次推出電子身份卡，可在線辦理多項公安業(yè)務(wù)，并能網(wǎng)上預(yù)約辦理身份證等證件。而且，為方便市民出行，武漢開始試行電子港澳通行證自助續(xù)簽機(jī)，并與支付寶等合作，實現(xiàn)ETC網(wǎng)上繳費(fèi)服務(wù)。

4）政務(wù)方面。在2016年由螞蟻金服研究院等聯(lián)合中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會發(fā)布的智慧城市排行榜中，武漢綜合排名全國第四，其中“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)”全國排名第一，可見武漢在政務(wù)方面的智慧化程度。同時，在稅務(wù)方面，武漢國稅已經(jīng)實現(xiàn)“漢十條”智慧稅務(wù)服務(wù)，并在2020年實現(xiàn)納稅人辦稅的全部網(wǎng)絡(luò)化。

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