大数据技术在智慧城市管理中的应用思考

郭思成

(三峡大学法学与公共管理学院，湖北 宜昌 443002)

一、 引言

随着信息技术的发展，大数据的应用日益广泛，成为人们生活中不可缺少的一部分。 在社会经济快速发展的过程中，大数据技术能够给城市管理带来一定的变化，是当前社会发展中不可或缺的重要力量。 大数据技术能够为智慧城市应用提供可靠的数据支撑，智慧城市建设可以利用大数据技术来解决社会中的突出问题，并且能够在城市管理过程中发挥重要作用，进而实现更加高效的管理。

二、 大数据与智慧城市的概述

(一)大数据

大数据是指在信息化基础上形成的，以结构化、非结构化和半实时为特征的数据集，主要是指数字信息在地理空间上不断向外延伸并且经过复杂运算最终形成一种新材料，具有很强的表征能力并能以数据挖掘以及机器学习方法进行预测分析，主要包括数据存储、计算、处理和可视化。 此外，大数据技术还包括数据收集、数据存储、数据处理、数据分析及展示等各环节所需的专业知识和技能。 这些多学科、跨学科交叉的知识技能集成在一起，共同构成大数据技术体系。 大数据是智慧城市的智慧源泉，也是智慧城市发展的动力引擎，在智慧城市建设中，只有不断探索如何盘活已有数据存量，充分利用大数据增量，才能提升智慧城市建设水平。

(二)智慧城市

智慧城市的核心组成部分是一个综合性系统，涵盖智能信息基础设施、智能应用、大数据技术和智能感知等各个方面。 未来随着信息技术在各领域应用的不断深入，人们对美好生活的向往将会越来越强烈，而智慧城市正是实现这种美好生活方式的关键因素。 智慧城市也是一个非常宽泛的概念，它不仅仅是指新技术的运用对城市本身产生的影响，也包括政府管理、百姓生活、社会治安等各方面。 在智慧城市中，“智慧”最能体现其含义，智慧城市的架构可以分为三层:信息采集层、运作操控层、领导决策支持层，它可以通过网络数据通信手段，把来自社会各方面的各类信息转化为计算机能够理解的语言、图形和语音等各种形式的信息，并通过互联网把这些信息传到千家万户的手机上。 据预测，如果一个城市能实现这种网络连接的话，其综合竞争力将大大增强[1]。

三、 大数据技术在智慧城市管理中的重要作用

(一)有利于顺应时代发展要求

大数据分析技术是基于知识、技术和计算的综合信息，能为城市发展提供科学决策依据。 当前，大数据应用已经进入智慧医疗、智慧城市、绿色环保、生态保护等多个领域，以人工智能创新驱动大数据基础设施建设将为人工智能产业发展提供技术支撑。 同时，大数据技术也在加快推进传统产业数字化转型和城市产业现代化进程中发挥着积极作用，可以实现对城市运行的全覆盖、对经济运行的全方位监测与预测，以优化资源配置的方式提升社会管理效率和水平，因此大数据技术运用在智慧城市建设中是顺应时代发展的必然要求。

(二)有利于提高城市管理工作效率

对于城市管理部门来说，可以在工作中融合大数据技术，将传统的城市管理模式升级为“互联网＋城市管理”模式。 大数据技术能为其制定更优化的工作方案提供科学的决策支持，从而有效提升智慧城市管理水平和城市管理质量。 在互联网的辅助下，以大数据技术为基础，整合各种信息资源，建立城市信息系统，实现信息资源的有效整合和有效共享，进而实现智慧城市管理。 由此可见，大数据技术在智慧城市中的应用可以显著提高城市管理的工作效率。

(三)有利于优化城市规划和建设

大数据时代背景下，大数据技术在智慧城市发展中的应用能有效提升智慧城市的规划建设水平。利用大数据从人口分布格局、国土空间开发效率、国土空间交通网络布局和总体规划合理性入手，通过大数据、云计算、人工智能等手段推进城市治理现代化、信息化、智慧化，是建设智慧城市的必由之路，由此可见大数据在城市规划领域的重要性。

四、 基于大数据的智慧城市管理平台构建策略

基于大数据的智慧城市管理平台围绕智能城管、应急指挥、民生服务系统进行搭建，系统的建设要通过设计规划和架构设计两方面来实现。

(一)设计规划

智慧城市管理平台分为城市管理指挥中心、智慧城管指挥中心、城市运行管理中心和综合服务中心四个子系统。 在平台设计规划上分为基础平台及应用服务两部分，其中数据处理及存储与管理是平台系统最重要的组成部分之一。 它能够为用户提供各种基础的数据资源支持，同时也能够为平台的应用软件系统提供丰富扩展空间。 智慧城市建设设计时遵循开放系统、统一标准、整合资源、安全可靠的原则，使各个子系统实现统一控制管理与资源共享；搭建智慧城市管理公共服务平台并支持各个子系统协同运行，可以综合运用多种手段，形成立体化、精细化、智能化的管理模式。 同时以多种手段和方式开展各种形式的应用与服务，实现城市环境的治理效率提升和社会效益显现等目标。

(二)架构设计

随着城市大数据的发展，城市管理系统的数据源呈现多样化，同时系统内部数据的关联性、复杂性也在不断提高，导致系统的整合面临巨大挑战。 对于智慧城市中的大数据分析平台而言，主要涉及大数据分析模型与数据算法、数据存储与处理、数据交互与关联、数据库与系统运行等几个部分。 智慧城市的核心系统可以利用大数据技术获取不同的信息资源，并进行整合、管理。 因此在大数据分析平台的基本架构设计中，首先要确定智慧城市中大数据分析平台的基本架构设计模型。 我们通常将智慧城市中的智慧管理平台整体划分成四大部分:感知层、信息采集层、数据分析层、应用开发层[2]。

结合大数据技术进行建模分析，将智慧城市管理平台的架构设计作为一种高效的城市资源和公共信息收集利用手段，构建一个科学合理的智慧城市管理系统，以提升城市的运行效率，实现对城区内各种数据资源的有效控制和分析处理。 并通过采集各种类型的数据应用于决策模型和监控工具的分析、评价和改进，实现业务数据与公共信息同步融合，并为业务决策提供重要依据。

五、 大数据技术在智慧城市管理中的具体应用策略

(一)大数据技术在智慧城市交通领域的应用

城市的交通网络和环境都会影响城市发展水平以及人们的生活质量。 随着时代的进步发展，智慧城市发展过程中对城市道路与交通进行智能化管理是大势所趋。 运用大数据技术，可以实现对交通领域数据的管理与分析。 通过在城市交通管理中运用大数据技术，能及时发现城市中存在的问题，尽快采取措施对已经出现问题的路段进行控制、修复以及疏导，并在交通管理工作中运用大数据技术来对交通问题进行相应的解决，为广大市民提供更加便捷和高效的服务。 在现代智能化交通与大数据综合管理应用中，还可以运用基于网络的视频监控、智能语音交互、车载终端设备以及自动驾驶系统等新技术实现自动感知道路交通环境并辅助车辆行驶状态的实时监测。

(二)大数据技术在智慧城市规划方面的应用

随着大数据技术在智慧城市规划中的广泛应用，其对城市规划方案形成的影响也日益明显。 首先，自然资源和规划作为智慧城市建设的重要支撑，需要整合自然资源、空间规划、社会经济三大领域的基础数据资源，涵盖了人口、建筑、公共服务、不动产等多个可扩展的数据专题，通过人口空间分布、人口空间集聚、设施可达性分析、设施规模预警等模型，挖掘形成多个模型知识库。 在此基础上，开展人口时空分析、时空房屋分析、不动产分析、公共服务设施承载力分析等专项应用分析和研究工作，可以为规划编制、行政审批提供科学依据，为自然资源量化分析和城市体检评估提供支撑。

其次，智慧交通规划结合城市现有交通网络的空间安排，通过对交通监测数据、社交网络及智能手机记录的居民出行数据的综合分析，具备数据采集、分析、预知、控制、指引等能力，能够合理规划或改造城市交通干线走向，并重点设计城市居民智慧出行系统及停车系统，从而解决城市交通拥堵、环境污染、交通安全等问题[3]。

最后，智慧基础设施规划建设需要构建基础设施数字管理库，规范数据标准，打通数据链条，优化数据资源全生命周期质量管控。 利用数字化技术、北斗高精度地理信息技术、全要素数据模型、大数据与云计算技术、智能感知数据接入与交换技术等，实现各类基础设施数据的采集、融合、建库、共享、交换等功能，以有效支撑数据精准评定评估、养护全流程管理、 监管监测、应急指挥管理和公众信息服务。

(三)大数据技术在智慧城市财务领域的应用

为提升智慧城市财务管理的有效性，我们将大数据技术应用到智慧城市财务领域，实现数据汇集和共享，以“智慧城市”为目标打造数据驱动型、功能集成型、智能化的智慧城市综合服务平台[4]。 通过在财政、金融、税务、投资、预算等部门全面应用该平台，实现财务部门的实时监控、在线监督、分析预警等一系列功能。 通过对平台中的数据进行采集、清洗和分类等处理工作，大数据技术能为智慧城市财务提供可靠技术支撑，因此建立一个基于大数据技术为核心手段且科学合理的信息化系统可以从根本上解决以上问题。

在业务方面:利用大数据技术对平台中的数据进行采集、清洗和分类等处理工作，使财务系统能够快速地对经济运行过程中发生和积累的数据进行分析挖掘，为智慧城市财务提供可靠技术支撑。 既往研究发现:财政资金分配到各个项目是根据其资金分配状况来安排支出资金的，存在着一定的不确定性；对地方政府和金融机构进行财务分析时需要耗费大量人力和物力；各个地区财政能力差异而存在不一致问题；项目的不断增加、资金投入总量变大，也会带来财务方面风险因素的增加，如利息支出可能带来不稳定的因素；资金管理是大而复杂的系统工程；不能完全解决项目资金筹集与管理过程中出现失误引发企业经营风险等。 因此建立一个基于大数据技术为核心手段且科学合理的信息化系统可以从根本上解决以上问题。

(四)大数据技术在智慧城市社区管理领域的应用

社区是人类生活的基本单元，是构建和谐社会的重要基础。 随着我国社会经济的不断发展，居民生活水平不断提高，对公共服务的需求也不断增加，智慧城市建设正在逐渐成为中国社会治理的重要组成部分。 为了更好地满足居民对社区管理服务和社区生活体验等方面的要求，国家在不断创新管理模式和管理手段的基础上，已经将社区的服务管理融入了城市发展规划之中，积极利用大数据技术对社区中存在的各类问题进行深入分析，并为其提供专业化的服务管理方法和措施，同时为社区居民提供必要参考指标。 基于社区的信息化平台，提升社区环境的智能化程度。 在管理层面通过建立“智慧社区”服务管理平台，提高信息采集能力和信息收集效率，同时为居民提供在线问诊、办事指南、便民服务等信息服务。 例如，基于AI、物联网、云计算等技术，北京书院将室内智能照明、智能用水、智能烹饪、智能健康等与室外智能门禁、智能停车、AI 安全等深度融合，全场景智能社区除了可以提供良好的居住体验，还能在设备设施巡查、小区安全动态巡查等方面降低物业服务企业的人力成本，通过大数据解决传统管理难题。 总的来说，大数据技术在社区管理领域的应用可以充分整合社会资源，对社区公共服务资源进行有效管理，有助于实现智慧城市在社区运行中的创新发展理念，实现居民生活质量和国家综合实力的提升。 同时，在未来社区管理及服务的发展趋势上，大数据技术也能够为各个地区和企业解决实际问题提供必要资源支撑和辅助保障。

(五)大数据技术在智慧城市环境保护领域的应用

大数据技术在智慧城市环境保护领域的应用主要涉及三个方面的内容:一是构建基于数据中台系统的环境管理平台，如构建环境管理平台，实现空气质量自动监测、自动预警等功能；二是构建基于“智慧环保”云平台的环境监测、信息发布和应急管理等平台；三是构建基于大数据技术、大数据挖掘、智能分析和可视化的环境信息管理系统。 通过利用大数据技术分析的多源异构数据集，通过在多源环境数据之间建立关联关系，从而建立多源数据融合的模型，并对环境监测数据进行归类、分析和挖掘。 利用物联网、云计算等技术将数据进行整合之后，通过应用数据分析与可视化处理等技术手段对污染源进行精准分析、智能决策以及可追溯性管理，从而达到降低环境污染成本、提升环境质量、改善人居环境的目标，满足人民对美好生活环境的需求。

(六)大数据在智慧城市安全风险管理中的应用

以城市健康监测系统为例，通过安装具有温度补偿功能的应变传感器、裂纹仪等一系列抗干扰能力强的传感器，自动获取桥梁使用中的环境状态、裂纹变化、荷载作用、结构响应等数据，可以实现桥梁结构安全状态和报警的自动评估。 又如，在学校、医院、加油站、广场、商圈等重点区域附近的管网设置燃气在线监测系统，并接入智能城市管理指挥中心，可以实现燃气超标自动报警、自动排气，智能巡检系统可以有效降低管网泄漏导致路面塌陷的安全风险。 AR 智能管网管理系统以供水管网GIS 系统为数据基础，基于5G、AR 等先进技术，可三维立体实时展现地面地下供水设施运行态势，深埋地下的供水管网实时出现在智能手机上，实现供水设施的智能化管理。

六、 结语

综上所述，智慧城市利用新一代信息技术，以整合、系统的方式管理城市的运行，让城市中各个功能彼此协调运作，为城市中的企业提供优质的发展空间，为市民提供更高的生活品质，促进城市逐步走向智慧化、数字化、物联化。 在当前大数据时代，我们必须要更加重视大数据技术的发展与应用工作，不断提升我国大数据技术发展能力与水平，为城市管理带来新的契机，并加强对现代科技知识的学习与应用工作，积极推广普及科学技术知识与应用方法体系，推动我国新型信息技术向更深层次发展。