浅析智慧城市关键技术与实现路径研究

姜江

[摘 要]近些年来，市场经济的发展促进了城市化进程的不断加快，在城市规模不断扩大的同时，城市自身的功能在社会和经济发展中的作用也显得日益重要，并且已经成为社会和人文发展的基础领域。然而，随着城市规模的不断增加，其所面临的能源与资源的压力越来越大，新的城市发展模式已经成为一种必然的趋势。因此，智慧城市理念已经成为现代城市发展的根本指导思想。本文主要针对智慧城市关键技术以及其实现路径等问题进行简单的分析。

[关键词]智慧城市；关键技术；实现途径

[中图分类号]F299.2 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2014）16-0123-02

城市的发展伴随着科技的进步与文化的积累，当这种推动力逐渐演变成一种智慧的成果，便为智慧城市的发展创造了基本的理论支撑。在智慧城市的理论指导下，普通群众对于社会发展以及技术创新所带来的服务和产品能够实现不间断的体验，而且智慧城市的发展也已经受到了政府越来越多的重视，关于智慧城市的研究工作也日渐深入。智慧城市的建设与发展要以现今的技术为依托，本文对智慧城市关键技术以及其实现途径进行了阐述。

1 智慧城市的内涵

智慧城市是指根据科学合理的城市发展理念，根据最新一代的信息技术，在互联网和信息全面感知的基础上，实现人、物、城市功能系统之间无缝连接与协同联动的智能自感知、自优化，从而对民生、环保、公共安全、城市功能、商务活动等多种城市需求做出智能的响应，形成具备可持续内生动力的安全、便捷、高校、绿色的城市形态。可以看出，智慧城市的形成与发展是以技术革命为根本指导，通过高新技术的运用，实现城市居民在生产和生活方式上的巨大变革。智慧城市的发展是城市化进程中的一个高级阶段，其建立在数字化城市的基础上，实现了信息化、工业化和城镇化的有机融合。另外，智慧城市的发展也需要以不断完善的市场经济体制为基础，这也是新时期城市发展的必然趋势，是实现城市可持续发展的保障。

2 智慧城市关键技术

智慧城市的建设是人类社会发展的一个必经阶段，也是现代科学技术进步的重要体现，其充分展现了人类对城市信息的认知与利用，这也是我国城市持续发展的基本保障。在智慧城市建设过程中，需要以先进的科学技术做支撑，其中关键技术包括以下几点：

2.1 网络通信技术

智慧城市的建设需要以大量的数据存储作为依托，同时需要各个不同部门的协调维护，才能实现数据的共享，而这一系列的操作必须要依靠计算机信息技术来完成，只有具备先进的网络通信技术，才能实现一个大规模的、统一的数据库，为智慧城市的建设提供数据资源。从宏观上看，智慧城市可以看成一个空间基础信息框架，在该框架下将各种社会信息、网络信息以及与城市发展相关的环境信息进行有效的整合，从而向各个信息使用者提供全面和准确的数据信息。而实现信息传递与共享的基础，就是以无线化和数字化为主要标志的网络通信技术的发展与应用，其也是实现物联网和互联网链接的关键技术手段，是支撑智慧城市建设的核心技术。

2.2 物联网技术

智慧城市的建设以互联性和智能性作为基本的特征，而互联网技术的引入与应用则是智慧城市建设与发展中最为关键的技术。物联网技术是利用感知设备和技术，通过对信息的识别、定位、传递等操作，实现物体与信息网络之间的连接，同时实现信息交换和自动控制，以此实现对物体的智能化识别与定位。从某种意义上说，物联网技术的应用实现了人与物体、物体与物体、人与人之间的智能化连接，这对于现代城市建设来说，具有非常重要的意义。随着科学技术的不断进步，物联网技术已经能够有效的实现人、物体以及设备之间的有机结合，并且通过信息技术的应用不断创新运行模式，进而实现了跨领域、跨系统、跨应用的巨大信息网络，从根本上促进了计算机系统的信息采集和处理能力，也实现了智慧城市由宏观向微观的跨越，并且促进了宏观和微观的有机结合。

2.3 云计算技术

随着智慧城市建设的节奏不断加快，其所面临的数据存储和处理压力也越来越大，这对于信息处理能力提出了更高的要求，在这种情况下，云计算技术作为一种全面解决方案，被引入到智慧城市建设过程中。云计算技术主要是通过网格计算、分布式计算、并行计算等方式，将传统的计算机技术与网络技术相结合，从而达到更高水平的运算能力。对信息进行高效的计算和存储，是云计算技术的核心思想，其具有数据安全性高、客户端运行要求低、数据共享无障碍等特点。利用云计算技术建立的云计算平台应用到智慧城市的建设与发展，能够及时处理各种突发问题，对智慧城市发展过程中产生的大量数据和信息进行合理的分配，从而确保每个信息使用者都能够及时获得准确的、全面的信息数据。

2.4 “3S”一体化数据采集技术

全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感技术（RS）是建立数字城市的三大支柱技术。3S技术将卫星定位、传感器基础、计算机通信技术等多个科学领域的技术进行有效的整合，实现了更高空间领域中的信息采集与处理，同时也实现了对信息的传播与共享。GPS技术对传统测量技术来说，是一个巨大的飞跃，其具有较强的抗干扰性，而且定位速度较快、精度较准，这是传统的测量技术无法比拟的。GIS技术是智慧城市数据库管理的关键基础，其能够实现空间信息的直观表达，从而给予信息使用者更加直接的感受，有利于形成科学的整体观念。RS技术是智慧城市建设的空间数据基础，也是实现整个一体化数据采集的基本载体，通过现代科学设备和技术的应用，在不需要与测量目标直接接触的情况下，便可以通过电磁波分析的方法实现远距离测量。

2.5 数据挖掘技术

智慧城市中的数据大多包含空间数据，存储在空间数据库中，比一般的关系数据库和事务数据库具有更丰富、复杂的语义信息。利用空间数据挖掘可从空间数据库中提取出用户感兴趣的空间模式与特征，空间与非空间的普遍关系及其他一些隐含在数据库中的普遍的数据特征，可提高智慧城市的智能化水平，使智慧城市真正成为智能化的空间咨询和决策支持系统，从而更加智能和科学地为社会管理、企业决策和个人生活服务。

3 智慧城市实现路径

智慧城市的实现，需要以现代通信技术的应用与渗透为基础，具体可以从以下三个方面分析：

3.1 物联化

在城市的发展过程中，可以将任何周围的环境因素植入到其感知器中，并且通过感知器的运转将这些静态的环境因素进行动态的反映。对于智慧城市来说，其感知系统往往体现在城市的公共建筑、交通系统建设、水资源等各个领域中，在空气、水、道路、车辆、医院、工厂等多个以往无法有效实现数据信息收集的数据系统中实现了数据收集。在智慧城市的感知系统中，需要依靠各种相关的技术和设备对数据信息进行收集与处理，才能实现整个智慧城市感知系统的稳定运行。在信息的收集和处理过程中，需要根据不同的数据使用需求，构建不同类型的数据存储机构和网络系统，通过无线设备实现数据的传递，以此来完成网络传感。

3.2 互联化

互联是将原本不处在同一时空或领域中的复杂的信息流和知识流进行连接与处理，从而实现对信息的优化。在智慧城市的建设过程中，必须要借助相应的互联模型和互联软件，根据不同的领域，按照智慧性和广域性的特征进行分类处理。智慧城市所使用的事件处理软件通过传感器中输入的业务和数据信息，便可以通过集成软件将这些数据深入到不同的环境和情景中，以此实现对系统实际运行情况的全面掌握。通过有效的信息互联化，能够将每个单独的信息系统中的数据进行连接，形成一个整体的城市信息事件，并且最终形成一个能够关注到每个单独事件的数据库，利用其中丰富的数据资源实现对问题的改进。通过互联化实现智慧城市的关键在于对各项数据和事件的处理，其中包括事件和流处理、数据识别聚集和关联；数据建模和集成，包括针对域的信息模型、可互操作的信息框架与现有数据集成、联合数据管理；流程整合，包括扩展现有系统并启用新的业务流程、监控业务流程等。

3.3 智能化

智慧城市的实现必须要依靠先进的科学技术对数据和事件进行处理，才能将城市中跨行业、跨部门的数据和信息进行有效整合，并且利用不同专业的数据信息解决相应的问题。智慧城市系统中包含着很多特定的行业和部门，同时也涉及各种特定的技术和解决方案，智能化的应用便能够有效地满足不同特定信息处理的需要。智能化应用一方面体现出较强的普遍性，无论在任何时间、任何地点都能够实现数据处理服务；另一方面也存在着很强的敏捷性和综合性，其能够在解决普遍问题的同时，根据决策会员的指示，实现不同特定信息的处理，以此提供各种最优化解决方案。在智慧城市建设中应用较为广泛的智能化设备如计算机终端、移动电话、电视机等。

4 结 论

智慧型城市建设是现代城市发展的一个必然趋势，其本身是一个漫长的过程，需要以不断发展和创新的科学技术作为基本的技术支撑，同时通过物联化、互联化和智能化三个途径，将智慧城市的遥感信息扩展到城市建设的各个领域中，将传统城市建设中无法实现的数据流进行全面的处理和传输，借助科学的算法和工具对其进行计算和汇总，通过结果预测和场景模拟的方法，实现城市建设决策的科学性和广泛性。总之，智慧城市建设与实现，不仅是我国城市发展的必经之路，也是实现我国市场经济持续发展的基本保障。

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