邵偉 遼寧經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學(xué)院
智慧城市建設(shè)中信息技術(shù)研究
邵偉 遼寧經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學(xué)院
智慧城市需要具備全面透徹的感知、智能融合的應(yīng)用能力,智慧城市的實現(xiàn)需要更加完善的信息基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市運營技術(shù)支撐,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算是其中最重要的信息技術(shù)內(nèi)容。
大數(shù)據(jù) 云計算 智慧城市
智慧城市已成為當(dāng)今世界城市發(fā)展的大趨勢,智慧城市的理念正逐漸被政府和民眾接受并普及,目前,智慧城市建設(shè)內(nèi)容擴大到眾多應(yīng)用領(lǐng)域,對信息基礎(chǔ)設(shè)施、電子政務(wù)、社會治安、智能交通、市政管理、智慧醫(yī)療、社區(qū)服務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)注度較高。智慧城市建設(shè),實質(zhì)上是一場以技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)的城市經(jīng)濟社會發(fā)展、生產(chǎn)生活方式的變革,智慧城市反映的是城市發(fā)展既要在技術(shù)上實現(xiàn)透徹感知、互聯(lián)互通和深入智能,更要實現(xiàn)城市經(jīng)濟、生活和管理上的全面智慧。信息技術(shù)作為智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算是最核心的技術(shù)熱點。
全面透徹的感知是智慧城市的特征之一,因此物聯(lián)網(wǎng)是建設(shè)智慧城市必不可少的環(huán)節(jié)。物聯(lián)網(wǎng)通過信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)劃分為三個層次: 感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。感知層由傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)組成。傳感器包括RFID標(biāo)簽、二維碼標(biāo)簽、溫度傳感器、濕度傳感器、攝像頭、GPS等;感知層可以隨時隨地獲取物體的信息,是信息采集的來源。網(wǎng)絡(luò)層,通過各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去;應(yīng)用層,把感知層的得到的信息進(jìn)行計算、處理,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在從多領(lǐng)域的實際應(yīng)用。
目前,物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域拓展迅速。在交通、物流、環(huán)保、醫(yī)療保健、安防、電力等領(lǐng)域開始規(guī)模應(yīng)用,在便利百姓生活的同時,也促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
隨著智慧城市的逐步建設(shè)和應(yīng)用,大數(shù)據(jù)正在高速增長。無所不在的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生越來越多超乎想象、數(shù)據(jù)量不斷擴張的大數(shù)據(jù)。例如單個高清攝像頭每小時產(chǎn)生約3GB數(shù)據(jù),單個病人的CT影像數(shù)據(jù)約幾十GB……。大數(shù)據(jù)的時效性要求較高,數(shù)據(jù)被創(chuàng)建和移動的速度很快。另外,大數(shù)據(jù)除了數(shù)量巨大,數(shù)據(jù)來源和種類更加多樣化,非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)逐漸成為主流。
大數(shù)據(jù)分析對大量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,從中獲得新的價值,具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多、處理要求快等特點,需要大量的存儲設(shè)備和計算資源。
用于大數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)集合主要特點包括,傳統(tǒng)模式的數(shù)據(jù)分析,大多通過采樣方式獲得部分?jǐn)?shù)據(jù)用于分析,大數(shù)據(jù)可以對收集到的所有海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分析用的數(shù)據(jù)源由采樣數(shù)據(jù)擴展至全部數(shù)據(jù)。其次,分析用的數(shù)據(jù)源,從傳統(tǒng)單一領(lǐng)域的數(shù)據(jù)擴展到跨領(lǐng)域數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)可以將不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)組合后進(jìn)行分析。再次,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析更注重于數(shù)據(jù)源與分析結(jié)果間的因果關(guān)系,大數(shù)據(jù)分析時數(shù)據(jù)源與分析結(jié)果間不再只是因果關(guān)系,基于有相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)源同樣可以分析預(yù)測出正確的結(jié)果。
大數(shù)據(jù)分析給數(shù)據(jù)分析及處理技術(shù)帶來了很多挑戰(zhàn),云計算和開源技術(shù)的發(fā)展推動大數(shù)據(jù)落地,分布式存儲、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和并行處理技術(shù)逐漸成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用實施過程中的關(guān)鍵技術(shù)。開源Hadoop為大數(shù)據(jù)提供了各個層面的技術(shù)支持,是目前應(yīng)用最廣關(guān)注度最高的大數(shù)據(jù)項目。Hadoop幾乎成為大數(shù)據(jù)處理的事實標(biāo)準(zhǔn)。
云計算提供基于互聯(lián)網(wǎng)的軟件服務(wù),用戶所使用的軟件,并不需要在自己的電腦里,而是利用互聯(lián)網(wǎng),通過瀏覽器或手機客戶端訪問在外部機器上的軟件完成全部的工作。用戶所使用的軟件由其他人運轉(zhuǎn)和維護(hù),用戶只需要通過互聯(lián)網(wǎng)建立起連接就可以了。用戶的文件和數(shù)據(jù)也儲存在外部機器里。
云計算的體系結(jié)構(gòu)由5部分組成,分別為應(yīng)用層,云平臺層,硬件平臺,用戶訪問層和服務(wù)管理層,其體系結(jié)構(gòu)以服務(wù)為核心。
硬件平臺包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備等所有硬件設(shè)施,硬件平臺具有可擴展性,用戶可以假設(shè)硬件資源無窮多,可以根據(jù)自己的需要,動態(tài)使用這些資源,根據(jù)使用量支付服務(wù)費。云平臺層提供服務(wù)開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)軟件,能夠集成多個應(yīng)用系統(tǒng),是應(yīng)用層的運行平臺,管理數(shù)據(jù)模型、工作流模型,具有統(tǒng)一的安全管理、存儲管理等。應(yīng)用層在互聯(lián)網(wǎng)上使用標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行訪問的軟件服務(wù)。用戶訪問層的服務(wù)目錄是一個服務(wù)列表,用戶可以從中選擇需要使用的云計算服務(wù);用戶訪問層方便用戶使用云計算服務(wù)所需的各種支撐服務(wù),針對每個層次的云計算服務(wù)都提供相應(yīng)的訪問接口。服務(wù)管理層提供對所有層次云計算服務(wù)的管理功能,包括服務(wù)目錄管理、服務(wù)監(jiān)控、安全管理等。
智慧城市建設(shè),能夠優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),壯大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模,同時智慧技術(shù)輻射城市工業(yè)和服務(wù)業(yè),推動傳統(tǒng)企業(yè)技術(shù)、組織和服務(wù)模式的創(chuàng)新。智慧城市的實現(xiàn)需要建設(shè)更加完善的信息基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市運營技術(shù)支撐,才能實現(xiàn)城市智慧式管理和運行,進(jìn)而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活,促進(jìn)城市的和諧、可持續(xù)成長。智慧城市建設(shè)中產(chǎn)生的信息技術(shù)問題,將帶來新的機遇和挑戰(zhàn),也是推進(jìn)智慧城市發(fā)展的源動力,需要有針對性地解決,才能推動和加速智慧服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,讓城市更加科學(xué)、高效、安全地運行。