李爽 撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院 寧嘉 遼寧省公安廳

大數(shù)據(jù)在創(chuàng)建智慧城市中的作用

李爽 撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院 寧嘉 遼寧省公安廳

現(xiàn)階段，全國各地在積極推動(dòng)智慧城市建設(shè)，智慧城市的發(fā)展涉及到的城市居民生活的衣食住行。本文從多方面剖析了在建設(shè)智慧城市中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)角度分析了大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的優(yōu)勢與不足，同時(shí)也分析了這些數(shù)據(jù)對智慧城市的建設(shè)起到了巨大的作用。

大數(shù)據(jù) 數(shù)字城市 智慧城市

在2008年IBM提出的“智慧的地球”理念，其中，首次定義了智慧城市這個(gè)概念。目前，我國各級城市大力發(fā)展工業(yè)化建設(shè)與信息化建設(shè)，已經(jīng)發(fā)展具有一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和信息化程度，這些為智慧城市建設(shè)的奠定基礎(chǔ)。近些年，全國已經(jīng)建成了200個(gè)智慧城市試點(diǎn)城市，還有很多城市也都想加入到智慧城市的建設(shè)中來。然而，建設(shè)智慧城市，維護(hù)智慧城市運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，一定會(huì)產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量，也就是大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)看似無章可循，但是加以有效利用卻能夠很好地反映城市的問題，在城市管理與建設(shè)方面起著至關(guān)重要的作用。

1 大數(shù)據(jù)與智慧城市的概述

1.1 大數(shù)據(jù)

維基百科是這樣給大數(shù)據(jù)下的定義：大數(shù)據(jù)或稱巨量資料，指的是無法在一定時(shí)間內(nèi)用常規(guī)軟件工具對其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。從概念上分析，大數(shù)據(jù)有4V特征：Volume、Variety、Velocity、Value即數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型多樣，數(shù)據(jù)增長與處理速度快，價(jià)值密度低的特點(diǎn)。如文本、圖片、音頻、視頻等結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化海量數(shù)據(jù)利用相關(guān)手段在1秒內(nèi)完成數(shù)據(jù)的處理且可以從各類數(shù)據(jù)中歸納有價(jià)值的信息。從中我們也可以看出在大數(shù)據(jù)中有價(jià)值的數(shù)據(jù)僅占很小的部分。

1.2 智慧城市

智慧城市的前身是數(shù)字城市，智慧城市是建立在數(shù)字城市的基礎(chǔ)框架上，通過運(yùn)用到城市的各行各業(yè)中的現(xiàn)代信息技術(shù)手段，實(shí)時(shí)的獲取到海量數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算、分析、決策，最終實(shí)現(xiàn)按照各種分析決策的結(jié)果對各種設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)化控制?？梢哉f智慧城市的發(fā)展得益于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新的信息技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)利用各種智能化應(yīng)用手段，將大數(shù)據(jù)技術(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的方式應(yīng)用到智慧城市的建設(shè)當(dāng)中去。這使城市基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)作效率，城市運(yùn)行管理和公共服務(wù)水平得以全面的提高，讓生活在城市中的人們享受更加美好的生活。

2 智慧城市中大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生

智慧城市與大數(shù)據(jù)是倆者互相依托、互相促進(jìn)、共同發(fā)展的關(guān)系。智慧城市中大數(shù)據(jù)來源于城市運(yùn)轉(zhuǎn)中的方方面面，獲得的數(shù)據(jù)形式也是多樣的，即有數(shù)據(jù)庫中存貯的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也有文本、圖片、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。如網(wǎng)絡(luò)搜索、微信在線用戶、城市的高清攝像、醫(yī)院的醫(yī)療數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)量非常的巨大，從TB、PB到EB級別，而大量的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過存儲(chǔ)、處理、查詢和分析后才能被智慧城市充分利用，實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值。

3 大數(shù)據(jù)在智慧城市建設(shè)中的作用

智慧城市建設(shè)會(huì)中產(chǎn)生的非常廣泛的大數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的價(jià)值也就在于對社會(huì)建設(shè)有參考的決策信息服務(wù)的作用，大致分為智慧運(yùn)輸和交通兩個(gè)方面。

3.1 智慧運(yùn)輸

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)代的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)十分發(fā)達(dá)，鐵路、公路、水運(yùn)、航空、管道等運(yùn)輸方式組成了我國現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)，智慧運(yùn)輸是促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)可持續(xù)發(fā)展的突破口，正在引領(lǐng)智慧城市的建設(shè)，并日趨進(jìn)入大眾的視野，主要包括智慧交通與智慧物流。

智慧交通是匯聚監(jiān)控視頻和GPS等交通設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)綜合分析，能夠?qū)煌〒矶虑闆r、出行方式、路線等提供精準(zhǔn)預(yù)測，有效緩解了日常城市交通堵塞，提升了應(yīng)急響應(yīng)速度，為交通平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)提供了價(jià)值參考。例如高德地圖手機(jī)APP，在上下班高峰時(shí)間段推送擁堵路段提示及給使用者規(guī)劃較優(yōu)路線。同時(shí)，通過對前期獲得的大數(shù)據(jù)資源進(jìn)行分析，我們還可以獲得到主要節(jié)假日的人流高峰時(shí)間、旅客數(shù)量、人流集中線路情況等信息，從而幫助人們在假日合理安排出行時(shí)間。

智慧物流是將集成智能化技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的物流系統(tǒng)的過程，主要目的使物流系統(tǒng)具有人工智能形式，可以具有自身的思維、感知、學(xué)習(xí)、推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。智慧物流體系的建立能極大降低企業(yè)成本，為企業(yè)生產(chǎn)、采購和銷售系統(tǒng)的智能融合打下基礎(chǔ)，也能幫助消費(fèi)者節(jié)約成本，輕松、放心的購物。隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，智慧物流時(shí)代，即實(shí)現(xiàn)智能化、透明化、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化，將逐步走向前臺(tái)。

3.2 智慧醫(yī)療

智慧醫(yī)療是綜合應(yīng)用醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)融合、云計(jì)算等技術(shù)，緊密聯(lián)系起患者、醫(yī)生、醫(yī)療保險(xiǎn)公司、醫(yī)療研究人員，最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的高度統(tǒng)一，最大化社會(huì)、機(jī)構(gòu)、個(gè)人的效益。同時(shí)，利用現(xiàn)代移動(dòng)通信等技術(shù)，將在線掛號、在線咨詢、在線診斷等醫(yī)療服務(wù)推送到每個(gè)人的手中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療。例如，現(xiàn)在許多大醫(yī)院提供手機(jī)掛號，手機(jī)預(yù)約就診服務(wù)，極大的節(jié)省了患者排隊(duì)等號的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)就醫(yī)人員分流，合理利用醫(yī)療資源。同時(shí)，智慧醫(yī)療還能實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)診、電子病歷、電子健康檔案，遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)、移動(dòng)醫(yī)療等多元化醫(yī)療，這種改變勢必會(huì)對人民健康產(chǎn)生巨大影響。

3.3 智慧民生

智慧民生是充分運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以數(shù)字化的方式，將“人”與“公共服務(wù)”進(jìn)行全面連接，使社會(huì)公眾可以更加便捷地獲取各種公共服務(wù)，極大提升了社會(huì)整體服務(wù)效率和水平，實(shí)現(xiàn)了智慧民生。如人們使用手機(jī)等智能終端設(shè)備就能方便的查詢政務(wù)信息、水電費(fèi)用、交通情況，天氣情況等。智慧民生不僅便捷了居民的生活，還在很大程度上解決了政府部門信息孤島的問題。過去政府部門開展信息化建設(shè)，擁有大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，但是由于沒有直接互聯(lián)，利用率較低，現(xiàn)在通過移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，很好的解決了各個(gè)部門之間的數(shù)據(jù)共享，將涉及群眾生活的方方面面都加入其中，極大程度上方便了市民的生活。

3.4 智慧環(huán)保

智慧環(huán)保是當(dāng)下比較流行的數(shù)字環(huán)保概念的發(fā)展和延伸，其基本的技術(shù)是借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在各種環(huán)境監(jiān)控對象中嵌入傳感器等感應(yīng)裝備，通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將各種設(shè)備進(jìn)行整合，最終可以整合出環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)服務(wù)人類社會(huì)，各種技術(shù)的應(yīng)用確保以精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式為環(huán)境管理和智慧的決策。

通過監(jiān)控對象獲得的環(huán)保數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)挖掘、評測與關(guān)聯(lián)性分析，得出重要結(jié)論數(shù)據(jù)，這可以給環(huán)保部門做出應(yīng)急決策提供指導(dǎo)性意見。此外，環(huán)保部門通過建立環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)時(shí)獲取各種污染源數(shù)據(jù)、如水環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、空氣環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)、噪聲數(shù)據(jù)等環(huán)境信息，第一時(shí)間掌握環(huán)境變化動(dòng)向。

另一方面，智慧環(huán)?？梢詭椭髽I(yè)實(shí)現(xiàn)智能管理，對企業(yè)因?yàn)楫a(chǎn)生廢水、廢氣、殘?jiān)瘸瑯?biāo)問題進(jìn)行預(yù)警及準(zhǔn)確掌控，幫助企業(yè)避免因排放超標(biāo)或不合格所面臨的環(huán)保罰單，重要的是樹立企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型企業(yè)建設(shè)。同時(shí)智慧環(huán)保的實(shí)時(shí)性最大程度上滿足大眾對所處環(huán)境狀況的知情權(quán)與參與權(quán)，通過智慧環(huán)保相關(guān)平臺(tái)，了解當(dāng)前環(huán)境的各種檢查指標(biāo)的同時(shí)，公眾也可以向環(huán)保部門提出投訴與舉報(bào)。促使環(huán)保部門建立更有效的監(jiān)督體系，讓人民參與環(huán)保，好的環(huán)境才能回報(bào)人民。

4 大數(shù)據(jù)為智慧城市發(fā)展帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

在智慧城市中，遍布城區(qū)的海量傳感器組成龐大的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)是雜亂無序的，需要經(jīng)過后期的存儲(chǔ)、處理、挖掘后才能為智慧城市建設(shè)提供智慧的服務(wù)，在這個(gè)過程中，大數(shù)據(jù)的處理時(shí)效性要求高，這也就給智慧城市的建設(shè)帶來了很大的挑戰(zhàn)。

4.1 存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)需要成本高

由于數(shù)據(jù)量增長的過快，而現(xiàn)今的存儲(chǔ)技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足數(shù)據(jù)量增長的需求，存儲(chǔ)和長期保存能力在很大程度上制約了智慧城市建設(shè)的發(fā)展。以天津安防系統(tǒng)為例，按理想狀況進(jìn)行建設(shè)4．6EB的存儲(chǔ)能力，成本高達(dá)500多億，這只是一個(gè)基礎(chǔ)建設(shè)系統(tǒng)，就需要消耗大量的財(cái)力，會(huì)給城市財(cái)政帶來很大壓力，制約城市發(fā)展。目前，我國大部分城市采用數(shù)據(jù)短期存儲(chǔ)方式來節(jié)約成本，但是這種做法也會(huì)降低視頻數(shù)據(jù)的可追溯性及辨識價(jià)值。

4.2 使用大數(shù)據(jù)自動(dòng)化程度低

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，由于空間、視頻等圖像格式的廣泛使用，產(chǎn)生了巨大的數(shù)據(jù)量，而傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)只能對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的采集、存儲(chǔ)，缺乏有效的數(shù)據(jù)提取、分析能力。如城市數(shù)據(jù)采集量達(dá)到EB級別，在這些視頻數(shù)據(jù)中，蘊(yùn)含人和物的多種行為，在這些行為信息中高效識別出犯罪進(jìn)行前的行為，如能高效的通過識別及檢索等自動(dòng)化提取技術(shù)對事件作出預(yù)警、預(yù)防及掌控，這對處理城市突發(fā)事件，保證人民群眾財(cái)產(chǎn)安全及維持日常生產(chǎn)生活秩序都有重要的作用。

4.3 挖掘大數(shù)據(jù)中的價(jià)值信息難

大數(shù)據(jù)中不僅蘊(yùn)含大量的數(shù)據(jù)和信息，同時(shí)也包含豐富的知識規(guī)律，需要深度的數(shù)據(jù)挖掘與分析，才能把雜亂的數(shù)據(jù)變成有價(jià)值的數(shù)據(jù)。要想進(jìn)行有價(jià)值的挖掘，需要解決數(shù)據(jù)篩選、語義描述、語義理解、不確定性、知識表達(dá)等系列關(guān)鍵技術(shù)。而現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還無法直接面對大數(shù)據(jù)進(jìn)行使用，技術(shù)的短板限制了大數(shù)據(jù)在智慧城市中發(fā)揮作用。

5 結(jié)語

智慧城市是在數(shù)字城市、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算基礎(chǔ)上建立起來的新型城市建設(shè)體系，主要實(shí)現(xiàn)對人和物的感知、控制，并對其提供多種智能服務(wù)，優(yōu)化公眾生活。智慧城市建設(shè)是龐大的城市建設(shè)系統(tǒng)工程，需要全社會(huì)做好各方位的規(guī)劃，設(shè)計(jì)，分步實(shí)施。以最優(yōu)的價(jià)格，為城市運(yùn)營提供高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)是智慧城市建設(shè)的初衷。而在智慧城市建設(shè)中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)處理難題，也必將隨著技術(shù)創(chuàng)新和重點(diǎn)攻關(guān)科研的研究成果而被攻克。未來的智慧城市一定是以更好、更多的智慧應(yīng)用服務(wù)大眾群體，城市也會(huì)以更加科學(xué)、高效、環(huán)保、安全的方式平穩(wěn)運(yùn)行。

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