大数据时代中国特色智慧城市架构的研究

杨燕英　聂燕敏　白小曼　黄新蕊

【摘要】在大数据时代，云计算、物联网等技术的支撑下，城市建设基础设施的信息、大数据成为支撑城市信息管理与事务决策的综合平台。在论述智慧城市建设中信息与数据重要性的基础上，设计了大数据背景下具有中国特色的智慧城市架构。

【关键词】大数据；智慧城市；城市架构

Abstract：In cloud computing，networking and other technical support，information about the city infrastructure，the data support the city to become the decision-making information management and affairs of the integrated platform. On the basis of discussing the importance of information and data in the construction of smart city，designed the concept model of smart city architecture under the background of big data.

Key word：ig data；smart city；city architecture

一、序言

智慧城市的概念起源于“智慧地球”理念，是一种通过物联网、云计算等核心技术手段，实时获取城市运行数据和信息，再通过云平台实现物联网信息资源数据的整合与处理，达到提高城市运行效率的城市建设模式。智慧城市是信息技术高度集成、信息应用深度融合的网络化、信息化和智能化的城市，具有很强的集中智慧发现问题、解决问题能力和创新发展能力是以突出智慧为重要内容的城市发展新模式。

城市智慧化是一个艰难且漫长的过程，随着大数据时代的到来，智慧城市的核心已经转变为如何利用大数据技术推动智慧城市向更加智慧、更加科学、更加高效的目标迈进。智慧城市的本质在于信息化与城市化的高度融合，是城市信息化向更高阶段发展的表现。本课题就以保定市博野县为例，研究大数据支持下智慧城市的架构的构建，为我省全面实现智慧城市提供理论基础和技术支持，具有很强的实践意义。

二、智慧城市相关技术

智慧城市主要运用到了云计算、物联网、大数据等技术。其中，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。可以提高资源的利用率，降低单位资源的成本。云计算的优点建设节约型社会，是经济社会可持续发展的物质基础，是保障经济安全和国家安全的重要举措。物联网技术需要用到数据捕获和控制技术。除此而外，还需要管理分布式设备以及基础设备。其中数据捕获和控制技术应该实现集成大量传感器和设备、能够收集和移动数据、执行本地命令等功能。大数据是物联网时代的必然产物，基于云计算，通过智能融合技术的应用实现对海量数据的存储、计算与分析，通过人的“智慧”参与，大大提升决策支持的能力。

三、智慧城市架构模型

根据参考研究河北省城市智慧化进程，我们建立综合考虑各方面的架构，它应该是有一个综合的公共支撑平台。在这个支撑平台下，还应该将平台的具体服务内容分为四个层次，它们分别是感应层，传输层，数据平台层，应用层。为保障系统的正常运行，我们还应该设置两个保障，用于保障信息安全和稳定管理。

四个层次中感知和延伸层通过对城市中现场物理实体及其所处环境的信号感知识别、数据采集处理和自动智能控制，实现对城市动态信息的全面获取与控制。感知和延伸层主要包括数据采集节点、网关、延伸网等实体。

传输层是智慧城市信息传输的基础设施，实现信息上传、下发以及各实体之间的信息交互。计算和存储设施采用云计算等技术，为智慧城市各类平台和上层应用提供动态、可扩展的信息处理基础设施和运行环境。

数据平台层的主要功能为实现数据共享与融合，为各类智慧城市业务和应用提供通用数据和能力支撑。数据和平台层的主要实体包括公共支撑平台、基础数据库和行业数据库。其中，公共支撑平台是信息系统共性支撑平台，基于数据资源服务支撑以及应用能力开放，为智慧城市的各类具体应用提供公共支撑服务。基础数据库包括自然资源和空间地理信息数据库、人口信息数据库、法人单位信息数据库、宏观经济信息数据库等。行业数据库指交通、医疗、物流等城市传统部门建设的专有数据库，属于行业内部资源。智慧城市需要通过公共支撑平台，整合各行业固有资源，实现信息的共享和系统间协同。

应用层基于公共支撑平台汇聚的城市各类数据以及智能处理结果，实现城市智慧化运行和管理。智慧城市应用可分为政府类应用、经济类应用和民生类应用。

两个保障体系中的安全信息体制是整个支撑平台平稳高效运行的保障。安全信息体制建设主要包括可信安全和传统安全两部分，为智慧城市各种智慧应用相关的物理安全、网络安全、主机安全、终端安全、应用安全和数据安全等提供安全保障。对智慧城市进行动态化、智能化的可信安全防御，可信安全体系建设已经成为智慧城市安全建设最核心、最重要的地位，建设安全可信保障平台对智慧城市各类设备、人员、行为等进行可信认证，以及保护数据的私密性、完整性，是智慧城市信息安全保障建设的基础和核心。

四、总结

目前，我国对智慧城市项目进入全面实施阶段，规模越来越大，我省的智慧城市建设也在逐步推进，但是，今后智慧城市发展也将面临着更高的挑战。智慧城市，我们还只是在“智慧”的道路上迈出了第一步，关于“智慧城市”的发展，依旧是今后我们研究的重点课题。我相信经过我们的努力，以高效、节能、环保为主旨的“智慧城市”将彻底的融入到我们的生活中。

河北金融学院大学生科学研究基金资助项目，2015年度河北省社会科学发展研究课题民生调研专项，课题编号：201501113

【参考文献】

[1] 何廷润. 以数据為中心的智慧城市信息体系架构研究[J]. 移动通信， 2013.

[2] 郑爱民， 满青珊， 孙 亭. 一种基于云的智慧城市系统架构[J]. 中国电子科学研究院学报， 2014.

[3] 王静远， 李 超， 等. 以数据为中心的智慧城市研究综述[J]. 计算机研究与发展， 2014.

[4] 顾成城. 中国智慧城市建设现状及空间分析——以上海市为例[D]. 华东师范大学， 2014.