智慧城市关键支撑技术及实践分析

2021-03-30李海燕王金龙

智能建筑与智慧城市 2021年6期

关键词：架构智慧资源

李海燕，王金龙

（1.临沂市不动产登记交易中心；2.临沂市自然资源和规划局）

1 引言

智慧城市是一种全新的城市形态，需要新一代技术作为支撑，例如，云计算、大数据等，有助于完善城市环境，提升居民生活品质。在构建智慧城市的过程中，核心是关键支撑技术，因此要加强对关键支撑技术的研究，并和城市实际情况相结合，实现有效运用。

2 智慧城市的概述和特点

2.1 智慧城市的概述

在科学技术推动下，出现了更多新技术，例如物联网、云计算、大数据等，将其应用在城市建设中，通过对技术整合实现智能化目标，形成以人为本的社会化智慧创新和可持续发展的城市形态。近几年，智慧城市成为人们关注的焦点，很多学者都展开了研究，并得出了重要结论，对于今后发展具有重要意义。智慧城市由智慧地球理念发展而来，是将现代技术与城市相融合形成的新兴产业。关于智慧城市的定义，很多学者和机构都提出了自己的看法，其中IBM认为，智慧城市可以有效利用新技术，准确掌握城市运转状态，并且对城市中的民生、教育、医疗等需求作出智能响应，创建出美好城市环境，进一步提升居民生活品质[1]。

很多人容易将数字城市和智慧城市混淆，其实二者有着本质区别。数字城市以城市为对象，以数字化、虚拟化为目标，通过信息技术，将城市的整体情况进行数字模拟，并直观展现在人们面前。智慧城市则是将城市中的各项活动看作为一个生态系统，具有可调节、灵活性等特点。智慧城市运用各种先进设备将城市的人口、交通等信息录入系统对象中，并快速、准确获得城市各要素信息。通过分析后，构建出各类模型，以模型为指导，为城市各类建设活动的开展提供参考依据，实现预期发展目标。目前，智慧城市正在快速发展，我国关于智慧城市建设，制定了详细计划，并在稳步推进。智慧城市最大特点就是智慧，为居民创建出智慧生活条件，改善城市生态环境[2]。

2.2 智慧城市的特点

全面覆盖的信息感知网络，这是智慧城市的基础。在城市发展过程中，每天都会产生大量信息，为了及时真实地了解城市现状，要及时、全面获取信息，对城市情况作出准确判断，从而有效应对。智慧城市的信息感知网络要覆盖城市的时间、空间等多个维度，可以收集不同类型、性质的信息，在物联网技术的支持下，大大提升了智慧城市信息收集质量[3]。

多种网络的融合。在智慧城市中，包含了大量的网络，例如互联网、移动通信网等，要将其连接起来，形成一个覆盖全城市的巨型网络。通过网络之间的连接，可以实现信息的传递、共享。不同网络之间处于相对独立的状态，一定程度上限制了其作用的发挥。形成互联互通的大网，可以提升信息资源的利用价值，并形成强大驱动力。

多种资源体系协同共享。以往城市中的信息资源广泛分布于各个行业中，呈现出零散的特点。在智慧城市中，可以实现对信息资源的整合、集成，形成具有统一性的城市资源体系。在协同共享的智慧城市中，任何一个应用环节都可以在授权后启动相关联的应用，并进行操作，对各类资源优化配置，不断提升利用价值。在共同目标的指引下，各项资源可以实现协调统一调配，彰显出更高的价值。

海量信息的智能处理。智慧城市信息体系是非常复杂的，是决策制定的参考依据，智慧城市需要对海量信息进行智能处理。系统要对不同需求及时做出反应，根据实际情况做出判断，保证决策的科学合理性。从宏观角度来看，智能处理是对信息资源进行挖掘，提升其利用价值的有效方式。信息经过系统内部处理后，形态会发生改变，应用更加便捷，价值更高。

3 智慧城市关键支撑技术及实践

3.1 关键支撑技术

3.1.1 物联网技术

可以建立起城市的神经网络，充分利用传感器、图像识别等感知技术，构建出智能化物体的互联感知网络，感知实现了城市的全覆盖，通过网络将信息传输到数据中心。

3.1.2 宽带互联网技术

用来构建高速信息传送网络，作为信息的载体，可以将城市产生的数据信息传输到数据中心。在现代城市发展中，信息资源是非常重要的，因此要及时收集并利用，为发展策略的制定提供科学依据。

3.1.3 云计算技术

构建出城市的信息中枢系统运行平台，平台上有很多信息服务，可以满足用户对信息的需求，为居民提供了便利。计算资源和能力隐藏在云层后，城市数据中心是虚拟化的，将大量服务器、平台进行虚拟操作，通过共享提升利用率[4]。

3.1.4 大数据技术

建立起城市综合数据库，其中包含各种数据。例如，城市环境数据、运行数据等，内容非常丰富，对这些数据资源进行收集、整理、分析，挖掘出其中的潜在价值，为城市发展策略的制定提供参考依据。智慧城市建设要加强新一代信息化技术的应用，提高对城市中各种信息的感知、处理能力，从而为人们提供优质服务，体现出智慧化特点。智慧城市建设离不开关键技术的支撑，因此要不断创新技术，保证技术运用的先进性，不断提升智慧城市建设水平。

3.2 技术实践

技术路线层面。先设计出智慧城市顶层架构，从城市整体出发进行规划，保证可以实现预期目标，综合考虑各种信息，设计出信息系统整体架构，保证达到最佳效果。制定各系统协同的标准，协同好标准化和开放性，从端到端的标准架构和面向应用聚合演进的长期性进行考虑，保证系统可以正常运行。技术架构层面。有效运用关键支撑技术，提升城市基础设施智能化水平，对各种信息资源进行整合、应用。对城市基础设施智能化而言，要将重点放在交通、通信等领域。

智慧城市整体信息化系统可以分为四个层面：感知层、网络层、平台层及应用层。各个层面都有智能处理能力，可以有效满足实际需求。四个层面之间是相互联系的，系统有能力进行合理部署，通过相互协作构成可自由扩展的开放式的体系架构。对架构上的业务可以进行添加、删除的操作。感知层包括了很多感知设备，例如，感知终端、传感器等。对城市中的事物进行感知并将数据信息传送到网络层，增强感知层的管理性，实现对整个架构的管理。网络层的主要作用是传送应用层和感知层之间的信息，在智慧城市信息系统中占据着重要位置。平台层包括云计算IAAS和PAAS两个层面，其中IAAS层构成比较复杂，为PAAS层的应用服务系统提供资源。应用层处于云计算架构的SAAS层面，在智慧城市信息系统中发挥着不可忽视的作用[5]。

IAAS层下有一个数据采集模块，可以部署运行PAAS层，也可以是单独的数据采集系统。数据采集模块主要采集感知数据，对数据进行整理、筛选、分析等，利用标准接口提供标准格式的数据。另外，数据采集模块还可以将应用层的管理手段传送到感知层。大数据智能分析具有综合性特点，包括多项技术，通过对收集到的数据进行深入分析，可以提高其利用价值，从而形成正确认识。大数据技术在智慧城市建设中是必不可少的，渗透到城市的各个方面。

在智慧城市建设过程中，产生的信息会很多，传统技术在收集这些信息中可能会出现遗漏情况，无法保证信息的全面性和准确性。为了适应发展需求，要利用物联网等新一代信息化技术，为信息质量提供可靠保障。以往，不同领域的信息资源是相对独立的，为了提升资源利用率要打破这种局面，对各种资源进行整合，才可以发挥出更大作用。重视数据资源的开发，利用知识管理、数据挖掘等方式，挖掘出数据资源中的价值，有助于提升智慧城市建设水平。智慧应用要面向政府、企业和市民，实现战略性技术的深层次应用。建设智慧城市的根本目的是改善城市环境，创造出更大经济效益。抓住智慧城市建设的重点，加强关键支撑技术的应用，体现出智能化特征，不断提升城市发展水平[6]。