佚名

正是“大數(shù)據(jù)時(shí)代”的到來(lái)進(jìn)一步推動(dòng)和支撐了“智慧城市”的發(fā)展，改變了人們對(duì)城市信息化建設(shè)的認(rèn)識(shí)，加速了由“數(shù)字城市”到“智慧城市”的轉(zhuǎn)變。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，任何人都必須用數(shù)據(jù)說(shuō)話，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)的本質(zhì)是要用“大數(shù)據(jù)思維”去發(fā)掘“大數(shù)據(jù)”潛在價(jià)值。

當(dāng)前，最重要的是學(xué)會(huì)駕馭大數(shù)據(jù)，這涉及智能感知技術(shù)、分布式存儲(chǔ)技術(shù)、智能統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、智能化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)及基于網(wǎng)絡(luò)的智能服務(wù)技術(shù)等，而這些也正是“智慧城市”建設(shè)涉及的關(guān)鍵技術(shù)。智慧城市建設(shè)，必然產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用必將推進(jìn)智慧城市建設(shè)，大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)和智慧城市的興起，是全球信息化發(fā)展到高級(jí)階段的必然趨勢(shì)。

智慧城市與城市計(jì)算

正是由于大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下智慧城市建設(shè)的發(fā)展，近年來(lái)城市計(jì)算逐漸成為研究熱點(diǎn)。微軟亞洲研究院主管研究員鄭宇研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，城市計(jì)算是一個(gè)通過(guò)不斷獲取、整合和分析城市中多種異構(gòu)大數(shù)據(jù)來(lái)解決城市所面臨的挑戰(zhàn)（如環(huán)境惡化、交通擁堵、能耗增加、規(guī)劃落后等）的過(guò)程，同時(shí)提出了一個(gè)城市計(jì)算框架。

城市計(jì)算將無(wú)處不在的感知技術(shù)、高效的數(shù)據(jù)管理和分析算法與新穎的可視化技術(shù)相結(jié)合，致力于提高人們的生活品質(zhì)、保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)城市運(yùn)轉(zhuǎn)效率。城市計(jì)算幫助人們理解各種城市現(xiàn)象的本質(zhì)，甚至預(yù)測(cè)城市的未來(lái)。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代下的智慧城市建設(shè)，不是單純地憑經(jīng)驗(yàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)源進(jìn)行簡(jiǎn)單的信息化、數(shù)字化，而是面對(duì)大規(guī)模、異構(gòu)、多源的數(shù)據(jù)，利用有效的技術(shù)手段進(jìn)行智能“計(jì)算”，目的是為了更有效地對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、分析和決策提供支持。

從智能計(jì)算技術(shù)的角度看，智慧城市的總體架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層、應(yīng)用層，這4層一一對(duì)應(yīng)城市計(jì)算中的感知計(jì)算、存儲(chǔ)與管理、分析與挖掘、服務(wù)與應(yīng)用。

城市計(jì)算是智慧城市建設(shè)的必備核心計(jì)算技術(shù)，智慧城市系統(tǒng)是城市計(jì)算技術(shù)實(shí)施的有效載體。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，城市計(jì)算技術(shù)將起到核心作用，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的單一處理技術(shù)已經(jīng)無(wú)法有效處理當(dāng)前的城市數(shù)據(jù)了，二者緊密關(guān)聯(lián)、互為依存。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的智慧城市

技術(shù)支撐

西安交通大學(xué)教授徐宗本指出，實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，必須理性認(rèn)識(shí)大數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確把握其帶來(lái)的機(jī)遇，科學(xué)應(yīng)對(duì)其帶來(lái)的挑戰(zhàn)，用大智慧實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的大價(jià)值。他突出強(qiáng)調(diào)了大數(shù)據(jù)的價(jià)值主要通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。國(guó)內(nèi)外企業(yè)、學(xué)者等都對(duì)大數(shù)據(jù)開源技術(shù)及趨勢(shì)做了相關(guān)研發(fā)。

徐宗本認(rèn)為大數(shù)據(jù)技術(shù)是基礎(chǔ)性信息技術(shù)，它刻畫了新一代信息技術(shù)中機(jī)器與機(jī)器、人與機(jī)器之間信息交換的內(nèi)容特征，構(gòu)成了現(xiàn)代信息技術(shù)的基本信息處理模式。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)入一個(gè)流處理系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)分析，同時(shí)也進(jìn)入Hadoop集群，全量數(shù)據(jù)放在Hadoop中的分布式文件存儲(chǔ)系統(tǒng)（HDFS）里。一是對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，二是對(duì)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，做到兩種數(shù)據(jù)的融合處理，然后應(yīng)用程序利用這個(gè)“大數(shù)據(jù)庫(kù)”做城市中各個(gè)行業(yè)主題庫(kù)（例如各種軌跡大數(shù)據(jù)、交通領(lǐng)域大數(shù)據(jù)、城市居民的消費(fèi)大數(shù)據(jù)、健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)、社交媒體大數(shù)據(jù)、氣象環(huán)境和空氣質(zhì)量大數(shù)據(jù)、城市地圖和地理信息大數(shù)據(jù)、制造業(yè)工業(yè)化大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域）的分析、挖掘、智能計(jì)算和可視化展示等，做到了同時(shí)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)?？v向處理數(shù)據(jù)方式遵循“數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析和挖掘、數(shù)據(jù)可視化及應(yīng)用”的多層次技術(shù)路線。

這種框架既能按照某個(gè)行業(yè)領(lǐng)域主題構(gòu)建智慧城市下的“行業(yè)私有云”大數(shù)據(jù)處理技術(shù)平臺(tái)，又能創(chuàng)建某個(gè)城市多種數(shù)據(jù)源公共大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)。目前筆者更傾向于某個(gè)行業(yè)下的大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)，這樣更有利于行業(yè)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理和垂直主題的挖掘、分析；既能有效保護(hù)行業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)又能提供精細(xì)化、深層次的應(yīng)用服務(wù)。在此，大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧城市技術(shù)框架中的具體技術(shù)細(xì)節(jié)不再闡述，但整個(gè)技術(shù)框架做到了以海量、異構(gòu)、多源大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，先進(jìn)的分布式并行計(jì)算及前沿技術(shù)為支撐，應(yīng)用為導(dǎo)向，監(jiān)測(cè)和安全為保護(hù)手段；同時(shí)也會(huì)考慮標(biāo)準(zhǔn)化的行業(yè)規(guī)范、法律、法規(guī)和有效管理機(jī)制作為保障。

融合計(jì)算技術(shù)

大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下整個(gè)智慧城市建設(shè)中，應(yīng)充分考慮到各個(gè)不同行業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)屬性。例如針對(duì)城市中各種移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)研究，就非常復(fù)雜。

按照城市數(shù)據(jù)類別、對(duì)象分為：各種用戶個(gè)體、城市用戶群體和由城市居民形成的區(qū)域性社會(huì)數(shù)據(jù)等；按照城市數(shù)據(jù)屬性又分為時(shí)間、空間、時(shí)空數(shù)據(jù)或者離散型和連續(xù)型的數(shù)值數(shù)據(jù)等。

針對(duì)不同的城市數(shù)據(jù)類別、對(duì)象和屬性，采用的處理技術(shù)會(huì)有異同，有些應(yīng)用需求強(qiáng)調(diào)“時(shí)效性”。例如針對(duì)支持快速實(shí)時(shí)查詢與處理的智能交通監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，可采取分布式的并行計(jì)算、Spark內(nèi)存計(jì)算和實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)處理模式Spark Streaming等。

面對(duì)城市數(shù)據(jù)源的多元化、異構(gòu)性、弱關(guān)聯(lián)性等特點(diǎn)，需要能夠處理各種數(shù)據(jù)源的融合計(jì)算技術(shù)。例如針對(duì)城市中某地區(qū)環(huán)境污染治理預(yù)測(cè)，不僅要考慮城市中的氣候、氣象數(shù)據(jù)、環(huán)境污染數(shù)據(jù)，同時(shí)也應(yīng)考慮該地區(qū)的建筑構(gòu)成、興趣點(diǎn)（POI）分布、交通工具流量、城市路況、人流量的突變等數(shù)據(jù)融合計(jì)算。面向城市中的各種視頻、音頻及圖形圖像的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，需要更加智能的計(jì)算處理技術(shù)。

在城市大數(shù)據(jù)處理技術(shù)中，也會(huì)遇到一些問題和挑戰(zhàn)。例如：城市中異常現(xiàn)象的檢測(cè)，如何預(yù)防交通擁堵，自然災(zāi)害及公眾事件引起的人流突變及預(yù)測(cè)；如何在高密度公共場(chǎng)所，例如地鐵、廣場(chǎng)，估計(jì)人群數(shù)量和密度，同時(shí)檢測(cè)人群過(guò)密、異常聚集、滯留、逆行、混亂等多種異?，F(xiàn)象。又如：實(shí)現(xiàn)重大活動(dòng)、重要區(qū)域的人流統(tǒng)計(jì)與控制，如何提供實(shí)時(shí)報(bào)警功能；在城市交通視頻、圖形圖像處理過(guò)程中如何適應(yīng)各種光照變化、人群遮擋等復(fù)雜環(huán)境等。這些問題都需要更有效的大數(shù)據(jù)處理及智能化分析計(jì)算技術(shù)作為支撐。

相關(guān)鏈接

建立有效的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的保障機(jī)制

面對(duì)這些城市大數(shù)據(jù)，如何更好地利用、深度挖掘與分析，解決城市中存在的各種社會(huì)問題，同時(shí)為城市發(fā)展及市民提供更加智能化便利生活服務(wù)是政府、城市規(guī)劃者、學(xué)術(shù)界、工業(yè)界及每個(gè)市民值得深思的問題。從智慧城市建設(shè)的全面性角度看，要達(dá)到“人、物、環(huán)境和自然”城市一體化、智慧化共贏的結(jié)果，僅僅依靠技術(shù)支撐還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要社會(huì)化的立法、高效的管理作為有效補(bǔ)充。為了使政府、社會(huì)、企業(yè)和個(gè)人更好地開放和使用數(shù)據(jù)，同時(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)安全和公民隱私等，應(yīng)從單一的“技術(shù)驅(qū)動(dòng)”向多源化的“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)變，利用信息技術(shù)獲取、處理和挖掘分析數(shù)據(jù)，為更好地城市化服務(wù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；從法理性角度明確數(shù)據(jù)界定，尤其是數(shù)據(jù)所有權(quán)、使用權(quán)的歸屬性問題；從管理的視角明確政府、企業(yè)及個(gè)人對(duì)數(shù)據(jù)的政策管理及獎(jiǎng)懲機(jī)制?？傊?，明確政府、企業(yè)及個(gè)人對(duì)數(shù)據(jù)的政策管理及獎(jiǎng)懲措施，形成積極有效的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的保障機(jī)制，目的是為了使政府、社會(huì)、企業(yè)和個(gè)人更好地開放和使用數(shù)據(jù)，同時(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)安全和公民隱私，為政府和管理部門提供高效、科學(xué)的決策支持服務(wù)。endprint