王琳

【摘 要】在城市信息化浪潮與數(shù)據(jù)科學(xué)崛起的共同推動(dòng)下，智慧城市開(kāi)始在全球范圍內(nèi)成為未來(lái)城市發(fā)展的新理念與新實(shí)踐。大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)活化、數(shù)據(jù)挖掘等數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用與分析技術(shù)在智慧城市建設(shè)當(dāng)中具有核心作用.站在信息科學(xué)的視角之上，圍繞以數(shù)據(jù)為中心這一主題，對(duì)當(dāng)前智慧城市進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】智慧城市；信令；大數(shù)據(jù)；研究

【Abstract】Motivated by sustainable development requirements of global environment and modern cities，the concept of the Smart City has been introduced as a strategic device of future urbanization on a global scale. On the other hand，modern cities have built up developed information infrastructure and gathered massive city running data，and therefore are ready to face the coming of the Smart City concept，technologies and applications. An important peculiarity of Smart City is that the technology system is data—centric. The data science and technologies，such as big data，data Vitalization，and data mining， play pivotal roles in Smart City related technologies. In this paper， we provide a research of the most recent research activities in data—centric Smart City.

【Key words】Smart City； Signaling； Big data； Research

0 前言

從20世紀(jì)中期開(kāi)始，伴隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而出現(xiàn)的城市問(wèn)題日益加劇，包括環(huán)境污染、資源匱乏、人口膨脹、交通堵塞等，在這種大環(huán)境下，智慧城市的理念應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)智慧城市建設(shè)相當(dāng)迅速，智慧北京、智慧杭州、i-Shanghai、云上貴州、智慧廣州等等已家喻戶(hù)曉。然而，在這場(chǎng)持續(xù)升溫的智慧城市建設(shè)中，需要我們關(guān)注的就是以大數(shù)據(jù)為中心這個(gè)重點(diǎn)。

1 城市數(shù)據(jù)

手機(jī)作為我們不能缺少的交互工具，我國(guó)手機(jī)用戶(hù)數(shù)達(dá)13.06億戶(hù)，手機(jī)用戶(hù)普及率達(dá)95.5部/百人。隨著移動(dòng)終端數(shù)量的快速增長(zhǎng)以及處理能力的加強(qiáng)，用戶(hù)大量使用各種手機(jī)業(yè)務(wù)，要想獲得使用這些手機(jī)業(yè)務(wù)的移動(dòng)用戶(hù)的相關(guān)信息，就需要對(duì)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的建模，通過(guò)研究手機(jī)用戶(hù)的信令特征，設(shè)計(jì)Hadoop集群基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的智慧城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)，從海量的數(shù)據(jù)中分析出用戶(hù)的共性和個(gè)性，相關(guān)移動(dòng)用戶(hù)信息可以為很多應(yīng)用提供精確的信息，也可以為挖掘用戶(hù)行為提供最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源。利用大數(shù)據(jù)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)手機(jī)用戶(hù)推算人口流動(dòng)的規(guī)律。預(yù)測(cè)各區(qū)域人口流動(dòng)，探討合理分配社會(huì)資源和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為政府決策提供數(shù)據(jù)支撐，具有較好的執(zhí)行效率和可擴(kuò)展性。

2 智慧城市大數(shù)據(jù)平臺(tái)

2.1 采集數(shù)據(jù)

要通過(guò)手機(jī)用戶(hù)信令實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析。必然需要提取移動(dòng)手機(jī)用戶(hù)的信令數(shù)據(jù)，采用軟硬采結(jié)合的方式提取移動(dòng)核心網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)側(cè)的信令數(shù)據(jù)，可以有效覆蓋全量的手機(jī)用戶(hù)。

用戶(hù)的信令各式各樣，復(fù)雜度非常高。在這方面，并沒(méi)有一個(gè)公開(kāi)的采集標(biāo)準(zhǔn)。在通過(guò)不同方式的采集模擬后，本項(xiàng)目擬準(zhǔn)備實(shí)行軟硬采相結(jié)合的方式，且對(duì)2/3/4G數(shù)據(jù)分別采集后進(jìn)行匯聚。以4G采集數(shù)據(jù)為例，如圖1：

在核心網(wǎng)側(cè)，采用分光或鏡像的傳統(tǒng)硬采方式，在無(wú)線(xiàn)側(cè)（UU/X2）采用軟采的方式。通過(guò)軟硬采向結(jié)合提取全量手機(jī)用戶(hù)信令。

2.2 共享數(shù)據(jù)--Hadoop數(shù)據(jù)處理平臺(tái)搭建

數(shù)據(jù)共享層主要是對(duì)各接口信令數(shù)據(jù)的聚集處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一載入、分類(lèi)、處理以及存儲(chǔ)。采用hadoop架構(gòu)實(shí)施。Hadoop源自Google自身的GFS和MapReduce框架，這2個(gè)技術(shù)本身在Google內(nèi)部被廣泛使用，因而可用性不成問(wèn)題。其次，由于Hadoop只需要PC服務(wù)器和本地硬盤(pán)，硬件成本只有傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的1/8至1/10，軟件上使用的又是免費(fèi)的開(kāi)源軟件。再次，Hadoop并不僅僅是一款單一的平臺(tái)軟件，而是一個(gè)完整的生態(tài)圈，涵蓋了數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、算法、流計(jì)算等相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域?？梢杂行Ы档烷_(kāi)發(fā)成本，并形成一體化應(yīng)用開(kāi)發(fā)，具備很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。

2.3 數(shù)據(jù)建模及算法研究

完成采集和數(shù)據(jù)共享后，依照不同的需求內(nèi)容，開(kāi)展如區(qū)域人口計(jì)算，熱點(diǎn)區(qū)域人口計(jì)算，實(shí)時(shí)道路車(chē)速計(jì)算等等方面的算法建模工作，數(shù)據(jù)建模和算法研究，主要是基于提取到的全量手機(jī)用戶(hù)信令，通過(guò)字段關(guān)聯(lián)，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘工作。對(duì)比hadoop MapReduce， Spark能更好地適用于數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)等需要迭代的MapReduce的算法，且上手容易，運(yùn)行速度快捷。

3 總結(jié)

智慧城市是一個(gè)多學(xué)科交叉、多領(lǐng)域融合的綜合性學(xué)科，相關(guān)工作涉及的內(nèi)涵和外延都非常廣.本文將綜述視角放在信息科學(xué)領(lǐng)域，內(nèi)容緊密?chē)@以數(shù)據(jù)為中心這一主題，分析相關(guān)研究工作的整體結(jié)構(gòu)與脈絡(luò).移動(dòng)用戶(hù)信令的大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的區(qū)別在于，移動(dòng)用戶(hù)大數(shù)據(jù)是中間管道、而互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)是云端，因而，信令大數(shù)據(jù)實(shí)際上也有搜索、社交、交易等數(shù)據(jù)類(lèi)型，信令大數(shù)據(jù)的最大優(yōu)勢(shì)是具有極其準(zhǔn)確的用戶(hù)位置信息。在這個(gè)方面也是本文研究的核心技術(shù)，也是互聯(lián)網(wǎng)公司尚不具備的大數(shù)據(jù)特點(diǎn)。當(dāng)然由于是管道數(shù)據(jù)，也融合了不同互聯(lián)網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)。 以浙江移動(dòng)為例，目前浙江移動(dòng)已經(jīng)成立專(zhuān)門(mén)的對(duì)外開(kāi)展大數(shù)據(jù)應(yīng)用合作開(kāi)發(fā)的部門(mén)—能力開(kāi)放工作室，并與各地政府部門(mén)對(duì)接，了解合作需求和合作意向。大數(shù)據(jù)時(shí)代將會(huì)給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大變化，幫助人們提升社會(huì)生產(chǎn)效率，了解事物真相，認(rèn)識(shí)客觀(guān)規(guī)律?？梢詭椭推髽I(yè)進(jìn)行科學(xué)決策，降低決策風(fēng)險(xiǎn)，加快進(jìn)入智慧城市。

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