面向智慧城市的信息技术剖析

戎有祺

摘要：电子信息技术的发展与电子产品的使用正在改变人们的生活方式，本文结合对身边信息技术的兴趣与信息化发展趋势，针对近期的热点问题——智慧城市的理解，阐述了智慧城市的概念与信息化功能，并从信息技术角度阐述了智慧城市信息系统原理与技术，为充分了解智慧城市技术奠定基础。

关键词：智慧城市;信息技术;信息感知;信息处理

1.引言

信息化已经逐步渗入到人们的生产生活实践之中，在某些方面已经彻底改变了传统的方式，比如日常出行、就餐购物等，同时也引领生活向智能化、智慧化方向迈进。正是以电子信息产品为代表的信息技术应用，使得当前人们生活发生了翻天覆地的变化，尤其是城市生活，人们可以足不出户就可以获取想要的商品和服务。城市作为今后人们的主要栖息场所，将会充分借助信息化技术实现城市的智慧化发展。从信息技术角度来看，智慧城市[1][2]的发展是基于城市信息系统之上，是数字化城市发展的高级阶段。

彻底的智慧城市虽然还没有完全实现，但是城市目前已有的信息系统已经融合人们生活的方方面面。本文结合对信息技术与信息系统的理解，对当前的热点领域——智慧城市概念及其使用的信息技术进行调研、分析与总结，为后续进一步学习并掌握信息技术奠定基础。

2.智慧城市概况

2.1智慧城市概念

首次提出智慧城市概念是在20世纪90年代由美国的IBM公司提出，其主要核心思想是借助先进智能的信息技术为基础，将物联网技术、移动网络技术、大数据技术、云技术（云存储与云计算）应用于城市信息管理系统[3][4]，为对城市生活环境与状态的感知、采集、监测、整合与分析，为更加合理地实现城市资源配置提供有利技术保障。如实现城市商业、城市交通、城市环境、城市医疗、城市安全等城市管理的优化运作，典型的智慧城市总貌。

智慧城市是实现城市可持续发展的智能管理平台，是当前城市发展升级的新思路与新模式，旨在改善人们的生活模式和城市的管理模式。对我国来说，智慧城市的发展是新时代信息技术的发展需要，将为我国信息产业发展提供了前所未有的机遇。

2.2智慧城市信息化功能分析

智慧城市作为典型的计算机信息管理系统，是采用智能信息技术城市关键信息进行全面感知、智能分析与智慧决策，本文主要从信息技术与系统角度阐述智慧城市的信息化功能[3][5]。

（1）信息的全面感知能力

智慧城市是一个复杂的庞大系统，从信息论角度来说，一个信息系统输入的信息量越多，得到的分析结果也会更接近真实情况，因此智慧城市必须借助遍布城市的各种信息感知设备，实现对城市各个状态的实时感知。如人们挂号信息、交通信号、道路监控、环境监测等都是智慧城市对城市全面感知的末端神经。

（2）海量的数据处理能力

庞大的数据信息量是智慧城市信息系统的一个显著特点，这些数据具有多样性，传统的数据处理软件根本无法满足要求，首先必须借助云平台实现对数据存储，并利用相应的标准化处理程序实现数据的预处理，最后在大数据处理的支持下，实现智慧城市数据分析处理，为后续进行决策提供高质量的处理结果。

（3）智能的分析决策能力

信息处理结果如何使用依赖于专业的分析与决策平台，通常情况下，智慧城市信息系统会按照专业领域分设各个子平台，以供专业部门分析决策使用。如建立智慧交通公共平台提高出行效率、智慧医疗就诊平台改善就医方式、智慧公安管理平台提升城市安全水平等。

3.信息技术在智慧城市中的应用分析

智慧城市是基于城市已有基础设施（包含工程性与社会性两方面）之上，增加对城市信息的感知、交互等功能，借助信息技术升级现有城市的软基础设施。一个典型的智慧城市信息模型[5]。

以往城市的信息化基础设施是以通信网络为核心的，而智慧城市的泛在基础则转化为以信息为核心，因此依托现有通信网络，智慧城市在信息层面可以分为：數据信息的感知、数据信息的传输、数据信息的处理与数据信息的交互，四个基本过程是实现智慧城市各类丰富应用的具体实现。下面将进行相应的信息技术应用分析。

3.1数据信息的感知技术

以信息为核心的智慧城市的基本特征是对环境状态的全面感知，其中感知层是利用各种信息监测设备、各种传感装置等对过程与状态信息的获取，如城市监控、环境监测、安全消防等。

精确地、适时地掌握公共空间的信息成为智慧城中信息交互设计的第一步。对于信息的采集可以通过普通市民已经惯常使用的信息工具，如智能手机。也可以通过为采集信息而专门设计的智能设备，最终实现对自然的、人为的环境进行全面的信息采集。信息采集的目的是要进行信息整合并进行传输，通过多种技术的通信网络进行互联互通，并且进行数据的深度整合与共享，达到高效且准确的信息资源。

智慧城市信息系统中典型的感知层器件有：各类传感器、摄像头、RFID标签、二维码标签、GPS、GIS等，涉及的核心技术有射频识别技术、无线传感器网络技术等。

3.2数据信息的传输技术

在感知层获取到有效的城市数据之后，就要对数据信息进行传输，即通过宽带无线连接、移动互联网、物联网等方式[5][6]，在确保信息安全的前提下，实现城市数据的互联互通。

宽带无线连接：利用电磁波信号实现的通信方式。目前常用的宽带无线技术有WLAN、3G、4G，以及5G等通信技术，是智慧城市信息传输的主要传输途径。

移动互联网：以宽带为技术核心的基础通信网络，融合移动通信与互联网技术，并应用到城市生活的各个方面，如手机支付，定位服务等，深刻改变了信息时代的社会生活，实现了城市的“智慧化”。

物联网：即物物相连的互联网，通过互联网将城市物体中的传感器连接起来，实现城市中物体间的相互通信。物联网为城市的医疗，政务，民生，交通，安全等方面提供无所不在的应用和服务，使城市变成了真正的智慧城市。

3.3数据信息的处理技术

智慧城市[5][6]是通过无处不在的感知设备在物联网技术的支持下，实现物物、物人、人人的互联互通，海量的感知设备采集到海量的数据信息需要经过存储与处理，才能加以使用，为城市管理提供智慧决策依据。

对智慧城市的大数据进行处理分析是智慧城市的核心，通常建立完整的数据中心实现对数据价值的挖掘，具体过程包括数据前端的感知获取与预处理、数据实时传送到数据平台或数据中心进行数据分析与价值挖掘，整个数据处理过程需要借助已有的经验对数据本身和数据处理过程进行标准化，建立对应的规则，进而实现数据的快速处理，充分挖掘数据的隐含价值，智慧城市数据处理的一般流程如图3所示。

3.4数据信息的交互技术

数据信息的价值体现依赖于最终的表示与交互，决定了人们对数据处理结果的认可程度。信息整合通过对信息的分析与处理形成智慧化的信息服务和信息管理。它主要由“公共综合应用平台、为政府服务的应用系统、为行业应用服务的系统以及为公众服务的信息平台等。”在智慧城市的复杂系统[5][6]中，信息的交互成效直接决定了智慧城市建设的水平，智慧城市信息交互实现了生活中人与物的对接与交流，它表现在城市的各个角落，例如：医院、学校、街道等，最终为城市居民、城市企业和城市管理提供各种智慧应用与智慧服务智慧社区、智慧医疗、智慧企业、智慧商业、智慧公安、智慧政务等。

4.结论

作为智能信息技术的典型代表，智慧城市正在影响并将改变城市人们的生活方式，可以相信，在智慧城市信息系统的推动下，未来城市居民将会体验到信息技术带来的智能化与智慧化，科技感与幸福感，实现城市居民、城市环境、城市生活的全面感知、互联互通、交互融合的智慧场景。

參考文献：

[1]巫细波，杨再高.智慧城市理念与未来城市发展[J].城市发展研究，2010，17 （11）：56-60.

[2]陈柳钦.智慧城市：全球城市发展新热点[J].青岛科技大学学报（社会科学版），2011，26 （1）：8-16.

[3]李德仁，姚远，邵振峰.智慧城市的概念、支撑技术及应用[J].工程研究-跨学科视野中的工程，2012，4 （4）：313-323.

[4]王兆庆，贺勇.基于智慧城市建设关键技术的应用研究[J].物联网技术，2016，6 （11）：69-73.

[5]段淑敏.智慧城市关键技术研究[J].电子世界，2013 （21）：82-83.

[6]王庆光.智慧城市及其关键技术研究[J].科技资讯，2017，15 （20）：25-27.