基于三维城市和云计算的智能城市研究策略探讨

2018-01-24丁盛

智能建筑与智慧城市 2018年1期

丁盛

(华汇工程设计集团股份有限公司)

1 引言

众所周知，当今社会日异月新，无论是经济还是科技都在快速地进步，无可避免地，我国的城市化建设也呈现出一种高速发展的趋势，不仅城市规模日益扩大，城市人口也在与日俱增，城市建设中的很多基础设施都在不断更新和进步。由于每个城市的软硬环境条件不一样，城市人口又往往来源于世界各国区域，加上人们对于当今生活服务质量和效率的要求越来越高，怎样利用现代技术实现精细快捷的城市管理，成为人们关注的焦点。智能城市，是在智能小区和城市综合体后被提出的一种新型服

务体系。利用三维城市和云计算相结合服务于智能城市，是研究探讨的主要内容，希望其能够提高公共服务的质量和效率，为城市的可持续发展贡献自己的力量。

2 智能城市的基本概念

所谓智能城市，在某种意义上说，是指将智能小区以及城市综合体的概念融为一体，前者说的主要是实现住户吃、穿、住、行日常生活方面的物业智能化管理，而后者主要指的是实现城市多种生活功能的统一。智能城市传承了两者的概念以及特点，但是与二者又不完全相同。智能城市服务体系规模较小，整个服务体系复杂性相对较低，实现成本也相对较少。智能城市的目的在于实现城市的智能化管理，并对于城市的交通、建筑、教育等各个方面都实现智能化，从而满足人们的生活需求以及对公共服务的高质量要求[1]。

3 三维城市以及云计算的基本概念

3.1 三维城市的基本概念

三维城市是当今社会数字城市建设、智能城市建设的重要组成部分，所谓三维数字城市是指对城市建筑、城市地理条件、交通环境进行数字化三维模拟。与以往的二维数据比较，三维数字城市在对空间的形容上表现地更为优秀，其所表达的城市结构以及地理空间信息更加显而易见，因此，三维数字城市对于实现城市的信息化管理、实现现代化智能城市担当着不可或缺的重要角色。

在当今社会，随着人们对互联网以及三维城市服务需求的迅速增加，像手机定位功能、地图功能、GPS导航功能，这些功能被人们广泛并且密切使用，因此三维城市服务也遇到了一定问题，其主要体现在两个方面，一方面现有的互联网很难满足数字城市的大规模数据传输，另一方面大规模数据增加了用户获取需求信息的难度。所以怎么样才能使得用户利用三维城市获取其需求信息变成目前急需解决的内容。

3.2 云计算的基本概念

所谓云计算，抽象意义上讲，指的是网络服务的使用、增多以及交互模式，其能够提供快捷方便、按需的网络服务。其特点是：①服务器数量众多因此整个云计算规模较大；②所谓云计算并不是一个实体，其虚拟化特点可以满足用户在任何区域利用任何终端获取网络服务；③与实体电脑相比可靠性更高；④因为云计算提供按需网络服务，这样更能符合用户的需求。总之，云计算可以实现大规模数据或者信息的存储、处理以及管理，满足用户多种服务需求。其智能化识别功能、监控功能、管理功能以及定位功能，能够很好地服务于我们的智能城市建设服务体系中。

当前，无论是三维城市还是云计算，都属于现代社会中被提出的新概念，把二者进行融合，目前可以找到的案例很少，不过把二者进行结合，云计算传输以及处理大规模数据的优势可以很好地解决三维城市目前出现的难题，从而更好地推动智能城市服务体系建设，因此二者结合是智能城市建设的必然趋势[3]。

4 基于三维城市以及云计算的智能城市体系设计

4.1 体系设计目的

三维城市以及云计算相结合实现智能城市体系设计，本着把多种服务功能集中在一起的原则，把三维城市看作实现智能城市的主要平台，借助云计算实现海量数据传输以及处理，从而满足当前社会人们对公共服务质量以及效率上的高标准要求。

4.2 体系应用模式

三维城市目前被人们广泛并且密切使用的功能主要是：手机定位功能、地图功能、GPS导航功能，与三维城市一致的是，智能城市指的主要就是愈来愈多的人与公共服务设备之间的交流互动。智能城市所利用的云计算模式主要是云计算模式中的PaaS以及SaaS模式，结合三维城市目前被使用的主要功能，以下主要对云计算SaaS模式进行阐述。

在智能城市利用云计算SaaS模式时，云计算中心云服务主要提供应用服务以及信息服务。对于应用服务，其可以实现定位功能，包括像一些社会弱势群体走失的情况、重要物品的搜寻以及灾后人员施救，应用服务都可以进行监控管理。应用服务的两个参与者是城市管理者和云服务提供商。按照微软公司的定义，云计算主要是云+客户端，在智能城市服务区部署云计算客户端，云中心像客户端发送E-Service功能。智能城市管理者无需花钱买软件，只需要跟服务提供商租用E-Service功能，最后的收费会根据实际使用量进行收取。当然，智能城市管理者也可以从云中心索要系统补丁、目录管理、软件升级等等服务。除此以外，云中心具备云存储功能，当智能城市管理者想要对某些需求数据进行处理或者备份时，可以定期从云中心提取需求信息或者数据。

对于信息服务，其参与者主要包括城市用户、云服务提供商以及想要获取需求信息的第三方。当智能城市的用户人数较多时，云服务提供商依然可以提供智能城市的用户总体信息。因此，信息服务需求者可以利用云服务查询信息、提取信息、分析信息等等。像地图功能、GPS导航功能，云服务信息服务可以为用户提供有效的信息支持[2]。

4.3 体系架构设计

1）功能表现层

功能表现层应该包含两个方面，一个是管理服务类，一个是应用服务类。前者可以满足用户实现信息的查询和提取，后者主要满足用户使用定位功能。功能表现层直接跟用户相联系，对于服务功能担当最终交付的作用。

2）用户层

智能城市用户是云服务的活动参与者，主要包含5种。①平台应用开发者作为软件平台其中一个角色，在智能城市体系建设中，要对整个体系的功能进行完善工作；②智能城市管理者，负责整个服务平台的应用；③云中心服务提供者，主要担负云服务的日常维护等工作；④智能城市用户无疑是智能城市整个体系的核心部分，其他所有的角色都为满足其需求而服务；⑤除了智能城市用户以外，第三方信息需求者也可以向智能城市服务体系索取信息，因此也是用户层包含的角色之一。

3）安全保障层

因为智能城市服务体系主要服务于用户，其中包含海量用户的个人信息，因此在架构智能城市服务体系时，安全保障体系是其中不可或缺的重要部分，其能够确保网络、数据等等安全地运行。在保证网络安全时，可以设置一些授权认证或者数字签名的方式来对用户实施身份识别，然后利用像网络隔离、访问控制的方法来确保网络传输不会出现问题。对于数据的备份，可以分成两部分，一个是系统的备份，对于智能城市用户信息进行宏观备份，再就是用户方面的备份，满足用户想要备份某些需求数据的要求[4]。