云技术在海南智慧城市建设中的应用研究

王兆庆+贺勇+孙超雄

摘 要：云计算可为智慧城市建设提供技术和管理保障，为智慧城市数据中心的建设提供一条必经之路。智慧城市是将高速、智能、高科技融合为一体的，以多应用、多行业、复杂系统组成的综合体，是城市发展的必然趋势。智慧城市建设在海南省已启动，文中主要介绍了云计算的概念与特点，并针对云计算技术在智慧城市建设中的应用进行了分析，探讨了海南万宁市智慧城市建设的解决方案。

关键词：智慧城市；云计算；网络平台；解决方案

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）10-00-02

0 引 言

目前，全世界有300多个城市在建设智慧化城市，智慧城市被普遍认为是在物联网、云计算、大数据等新一代信息技术的支撑下，形成全面透彻感知、宽带互联、智能融合的应用和大众创新、开放、协同为特征的一种新型信息化的城市形态。作为探索新型城镇化发展的重要举措，2012年11月我国开始进行智慧城市试点建设。在2013年1月住建部启动首批90个国家智慧城市试点工作之后，8月又公布第二批103个智慧城市试点名单，这意味着中国智慧城市试点数量增至193个。在首批智慧城市试点名单中，万宁是海南唯一入选的试点城市。

万宁市在智慧城市建设中已确定了未来发展理念：打造“一张网”、构建“两片云”、服务“三种人”。“一张网”指的是物联网，充分利用互联网+数据大平台，打造渗透到社会各个角落的网络架构；“两片云”意在构建服务于社会各个层面的云计算中心，以保护并开发良好的生态环境的蓝天白云；服务“三种人”是云技术功能的实现，为常住居民、商务人士、休旅人员提供“贴心、顺心、安心”的服务。在推进智慧城市建设中，万宁市遵循“政府主导、社会投入、产业先行、基础保障、4G体验、WiFi优先”的实施路线图，最终使之成为国内通信质量、网络带宽和综合服务最具竞争力的地区之一。云计算中心可以聚合多个应用平台，提高资源利用率，智慧城市云的建设以最优方案提供高效的信息资源服务，选择云计算技术平台将助力万宁智慧城市建设的发展[1]。

1 云计算技术

自2006年“云计算”（cloud computing）概念提出至今，在短短几年中，已完成了技术名词到技术应用的快速发展，“云计算”通过借助网络空间，将分散在不同区域的计算机资源虚拟化，进行重新配置，具有按需获取、超强计算能力和巨大存储空间超级网络特点，资源云涵盖了分布式计算、并行计算和网络存储等计算机及网络技术，为用户提供软件和服务。

在云计算环境下，用户的使用观念也会发生彻底的变化：从“购买产品”到“购买服务”转变，因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件，而是最终的服务。在服务方面，主要以提供用户基于云的各种服务为主，共包含三个层次：其一是SaaS软件，即服务，这层的作用是将应用主要以基于 Web 的方式提供给客户；其二是PaaS平台，即服务，这层的作用是将一个应用的开发和部署平台作为服务提供给用户；其三是IaaS基础设施，即服务，这层的作用是将各种底层的计算（比如虚拟机）和存储等资源作为服务提供给用户， 云计算的体系结构如图1所示。

图1 云计算的体系结构图

从用户角度而言，这三层服务之间的关系是独立的，因为它们提供的服务是完全不同的，而且面对的用户也不尽相同。但从技术角度而言，云服务这三层之间的关系并不是独立的，而是有一定依赖关系的，比如一个 SaaS 层的产品和服务不仅需要使用到 SaaS 层本身的技术，而且还依赖 PaaS 层所提供的开发和部署平台或者直接部署于 IaaS 层所提供的计算资源上，此外，PaaS 层的产品和服务也很有可能构建于 IaaS 层服务之上[2]。云计算的“云”就是存在于互联网上的服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、CPU等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等），本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源并将结果返回到本地计算机，这样，本地计算机几乎不需要做什么，所有的处理都由云计算提供商所提供的计算机群来完成。

云计算为智慧城市建设提供技术和管理的保障。通过架构即服务（Iaas）的构建模式，将传统数据中心不同架构、不同品牌、不同型号的服务器进行整合，通过云操作系统的调度，向应用系统提供一个统一的运行支撑平台。同时，借助于云计算平台的虚拟化基础架构，可以有效的进行资源切割、资源调配和资源整合，按照应用需求来合理分配计算、存储资源，最优化效能比例。云计算数据中心的突出特点，是具备大量的基础软硬件资源，实现了基础资源的规模化，提高资源的利用率，降低单位资源的成本。另外，云计算数据中心，实现了资源的多租户应用。通过业务的历史统计信息，配合业务和资源调度管理，可以有效提高资源的利用率[3]。

2 云技术在海南万宁智慧城市建设中的应用研究

智慧城市是以多应用、多行业、复杂系统组成的综合体。多个应用系统之间存在信息共享、交互的需求。各不同的应用系统需要共同抽取数据综合计算和呈现综合结果。如此众多繁复的系统需要多个强大的信息处理中心进行各种信息的处理。要从根本上支撑庞大系统的安全运行，需要考虑基于云计算的网络架构，建设智慧城市云计算数据中心。万宁市在智慧城市建设时同样需要有一个以云计算技术支持的数据控制平台，统一调配各类资源， 实现随需应变动态伸缩的能力。

网络是连接所有数据中心IT组件的唯一通用实体，构建坚实的网络基础设施将为数据中心业务永续、管理与运维提供保障。通常来讲，用户的业务可分为多个子系统，彼此之间会有数据共享、业务互访、数据访问控制与隔离的需求，根据业务相关性和流程需要，采用模块化设计，实现低耦合、高内聚，保证系统和数据的安全性、可靠性、灵活扩展性、易于管理。因此，在网络基础建设方面，万宁市加大了基础建设，到2017年底，基本实现无线城市和宽带城市。届时光纤到户百兆接入，宽带全覆盖（家庭平均接入带宽达到20 Mb/s，出口带宽国际和国内分别达到1 Tb/s、 5 Tb/s），完成无线宽带覆盖城镇化，构建层次多样、覆盖纵横、热点数众多的无线宽带网络，全面完成国家三网融合试点任务，提供按需接入的宽带服务。根据智慧城市建设规划，万宁的重点推出3大类、17个子项目进行招商，涵盖智慧城市建设基础设施建设、智慧管理、智慧民生、智慧产业4个领域。同时，提出万宁建设智慧城市的七大示范区：以万城+滨海新区、兴隆、神州半岛、石梅湾、日月湾、山钦湾、奥特莱斯（万宁芭蕾雨）为智慧城市建设示范区，按照国家标准，根据各区域的特点，将这7个区域建设成为有特色的智慧城市示范区。万宁这7个示范区也通过信息网络实现无缝对接[4]。

考虑基于云计算IaaS架构进行设计，海南万宁市的智慧城市建设以云计算数据中心为核心，打造独立于多个应用系统的公共云，如设定政务云、交通云、教育云、安全云、社区云、旅游云、医疗云、生态云等，为各类下层应用提供支持，通过云数据平台对七大示范区资源进行统一的调配和管理，未来在示范区成功经验数据的基础上，云网覆盖全市，新功能的云又增加到云平台中，其架构能后续扩展支持其它云，云计算智慧城市架构如图2所示。

图2 云计算智慧城市架构图

3 海南建设智慧城市的思考

海南建设智慧城市要从解决民生问题为中心，从创新的视角，以提升经济发展水平、改善环境、提高能源和资源利用率等为主。同时还要围绕智能化基础设施建设，传统产业智慧改造，新兴智慧产业的培育，智慧政府建设，智慧化城市生活环境和管理，智能化公共服务体系等战略重点领域，构建城市公共信息平台、网络平台、应用平台等信息化基础设施。另外，海南与全国一样仍然存在资源透支、环境污染、交通拥堵、就业困难、社会管理薄弱等问题，构建智慧城市将成为应对城市社会问题的重要途径。

海南智慧城市建设，首先海南政府在信息化发展战略上要有清晰的愿景和战略眼光。同时，要有长期建设发展的执著，政府坚持统筹规划，持续克服各种阻力。其次，加大政务平台和商务平台的建设，政府身体力行，引导信息化在各个领域内的应用。再次，对现有资源整合统筹安排，统一才是有效解决互联互通的办法。

万宁有海南最长的海岸线，美丽的港湾，众多岛屿，多彩的小海，特别是国家级的保护区大洲岛，两个风光迷人、物产丰富的小海，如何做到既保护又能合理开发这宝贵的资源考验着顶层设计者，低碳和生态智慧城市是万宁市优先考虑的战略级智慧城市建设规划，万宁进行智慧城市建设的探索如果成功，将有效解决在建设国际旅游岛大的背景之下，海南城镇化建设问题、土地流转问题、旅游服务问题、智慧民生问题。

海南是全中国的后花园，智慧城市建设决不能以牺牲生态为代价，必须以低炭环保为目标，进行数字生态城市建设。

参考文献

[1]万宁创建智慧城市，探索城镇化发展新模式.[EB/OL].http：//news.qq.com/a/20130221/000916.htm

[2]王戬.云计算关键技术及其发展的分析[J]科技创新与应用，2013（28）：74.

[3]云计算的关键技术[EB/OL].http：//www.chinacloud.cn/show.aspx？id=9087&cid=22

[4]万宁创建智慧城市式[EB/OL].http：//news.focus.cn/hn/2013-10-13/4124760.html