智慧城市構建框架及技術類型探討

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摘要:當前我國城鎮化建設正在不斷推進，各地的城市規模不斷擴大，在經濟、社會、人文取得較大發展的同時，城市環境、資源、交通等多個方面的壓力開始逐步增大，亟待更新現有的城市發展模式來充分改善當前的情況。而隨著科學技術的不斷發展，計算機、網絡、信息技術逐步普及，為建設智慧型城市的提供了良好的技術保障，各國對智慧城市的建設規模也在不斷擴大，智慧城市作為未來發展轉變的重要形式，已經得到了多方認可。但智慧城市構建的框架和技術仍舊需要明確和發展，智慧城市需要將信息技術和城市建設工作進行有機結合。本文就智慧城市構建框架、原則進行簡要論述和分析，并對其涉及的技術進行闡述，以期為智慧城市建設工作提供借鑒。

關鍵詞:智慧城市;構建;框架體系;要素;創新技術

城市規模的不斷擴大，物質、文化、技術的不斷積累，促使人們有越來越多的機會去享受新技術的服務，而智慧城市體系的建立使人們享受這種便利成為可能。當前無論是國家還是政府都非常重視推動智慧城市建設。

1智慧城市簡要介紹

1．1基本概念

所謂智慧城市就是指在城市發展進程中，根據可持續發展戰略及其他科學合理的城市發展理念，在城市基礎設施建設與管理、資源環境控制與保護、社會環境管理與保護、經濟體系建設與管理等多方面的市政管理領域，將信息技術應用當中，建立物聯、互聯、云計算等體系，從而實現城市各個體系間的互聯、處理和協調，使城市形成一個完善的生態體系，為人民群眾提供良好的生產生活環境，構建出高效和諧的社會、經濟、人文城市體系，使城市各系統更完善、更智能、更協調、更發達、更和諧［1］。

1．2基本特征

智慧城市能全面透徹地感知城市中的各個體系，通過各類智能傳感器的識別、分析、處理，從而保障城市體系的正常運行，通過普及寬帶網絡實現全面化的互聯互動，融合云計算、大數據等技術，隨時隨地應用各種軟硬件。并堅持以人為本的可持續創新，創造社會協同的智能化空間。

1．3與“數字城市”的區別與聯系

“智慧城市”是“數字城市”發展歷程中更為高級的形式狀態，在“數字城市”當中應用了計算機、互聯網等技術將城市地理信息融入到其他信息當中，從而實現數據共享和相互操作，更加注重數字化在各個行業的應用，而“智慧城市”基于“數字城市”信息化技術水平，綜合物聯網、云計算、決策分析、智能識別等最新的信息技術形式，實現感知、互聯、融合的城市。“數字城市”當中的信息相互分割、封閉，形成過程中重視信息數據的產生和積累;“智慧城市”中的信息自動、實時，形成過程更為高效、協同，注重數據應用模型的建立［2］。

1．4發展概況

當前城市信息化已經經歷了數字化、網絡化兩個階段，正在逐步向著智慧化發展。在數字化城市建設過程中主要表現為各類城市、服務、個人信息轉換為數字形式的信息資源;網絡化城市建設實現了這些信息的共享，在某個區域當中將各個分散采集的信息進行互聯互通;而智慧化充分融合了云計算、物聯網、大數據等技術，將此類信息的收集、整理、加工、分析集中起來，進行協同工作，是城市信息化發展的高級階段。我國智慧城市從提出概念到規劃建設只用了3年時間，自2009年提出“感知中國”，2010年兩會將物聯網、智慧城市列入政府工作報告，2011年“十二五”規劃提及智慧城市建設，截至2016年6月，我國95%的副省級城市、76%的地級城市，總計超過500個城市，均在政府工作報告或“十三五”規劃中明確提出將要或正在建設智慧城市［3］。

2智慧城市構建框架的組成要素

2．1認知方面

充分認識智慧城市建設的迫切需求，并明確未來發展的重要方向，將智慧城市建設作為創新舉措，不斷推進經濟發展。智慧城市的內涵、特征、要求、框架、遠景、規劃等多個方面都要有專業化的機構和人員進行深入研究，為制定科學合理的決策提供理論和技術支持。同時，加大宣傳力度，讓全社會的力量參與進來，通過不斷宣傳，引導輿論，營造良好的建設氛圍。作為一項專業性強的系統工程的同時，智慧城市也是一件普惠性的公益實事，需要多方支持合力推進，也就離不開適宜的人文環境構建［4］。

2．2技術方面

智慧城市建設過程中需要城市化和新技術的融合，離不開大量關鍵、核心技術的支持，因此需要對各類相關技術的發展前沿進行細致了解，通過加大技術投入，研發出更為先進、實用的技術類型，并不斷應用和推廣。堅持將網絡基礎設施建設放在智能城市建設進程的首位，推進“三網融合”、信息網絡工程、大型數據庫的建設，確保信息能有效集中的同時完善信息安全保障體系，進一步加強信息安全制度建設。

2．3制度方面

智慧城市建設需要研究制訂完備、實用的政策體系，從根本上保障智慧城市建設的政策環境，將政府主推的作用充分發揮出來，確保各類基本性法律法規的保障作用，編制科學合理的發展規劃，明確相應階段劃分，并依照相應的重點和步驟逐步推進智慧城市建設。建設滿足智慧城市建設的體制和機制，制定科學的標準規范體系，將基礎的信息技術標準、信息資源標準、網絡基礎設施標準、信息安全標準、應用標準、管理標準進行規范化［5］。

2．4組織方面

智慧城市建設過程中樹立大科學、大工程理念，明確組織領導體系，以便進行統一組織協調，不斷推進城市建設進程。建設過程中整合信息資源，避免信息孤島的出現，注重智慧城市頂層設計保障，形成系統的綜合性建設方案。結合各地的實際情況，在全國設置智慧城市建設試點，以便起到良好的示范作用，推進重點領域試點工作，加強相互間的合作交流，將先進的做法和經驗推廣出去，促進區域間智慧城市建設優勢互補，從而實現共同發展進步。推進智慧城市建設商業流程再造，形成核心競爭力，將產品、服務推廣至全社會或全球范圍內，實現科學的商業化運作管理模式。

2．5其他方面

智慧城市建設只有在大量、穩定的資金支持下，才能保證順利實施，因此，需要不斷加大財政資金投入，建立以政府投入為導向、企業投入為主體，社會投入為渠道的投資體系。培養城市建設所需的領導人才、技術人才、管理人才，確保智慧基礎設施建設，以及各類重大項目的土地資源保障，緊抓項目的生成、儲備、落地、推進等工作內容［6］。

3智慧城市構建過程中涉及的部分技術類型

3．1智慧型信息系統

當前城市信息化體系包括管線基礎設施、計算機軟硬件、智慧網絡連接等內容，其中管線基礎設施主要是以光纖為主體構成;計算機軟硬件涉及系統固定形式、流程管理、郵件新聞、網絡搜索等多個方面內容;智慧網絡連接主要以物聯網、4G以及正在建設的5G網絡體系為基礎的網絡連接方式。新的信息化基礎設施以無線網絡、無界面計算機和無鍵盤輸入的方式來普及信息網絡，將時間、地點等多個方面的限制逐步排除出去。以3S技術為基礎建設智慧信息系統，包括遙感系統(ＲS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)，可實現遠距離物體識別、收集整理空間地理資料，提供位置服務。城市信息化建設經歷了多年發展，已經可以逐步實現通過數據尋求相應的思想、財富等內容的時期，通過信息分析和數據挖掘，最終為知識發現和系統決策提供穩固的支持。從已有數據中尋找規律，形成數學模型，提供科學的決策支持，輔助相關部門處理事務、制定正常，對城市發展進行宏觀規劃，逐步實現決策智慧化。

3．2市長決策支持系統

市長決策支持系統可以對各方信息進行實時掌握，進而為管理和運營城市提供保證，市長決策支持系統主要包括:1)政府信息中心政府信息中心負責全面收集、整理、上報、發布城市信息。通過匯總各部門信息，城市領導部門可以直接通過政府信息中心隨時隨地了解情況［7］。2)市級數據倉庫將各部門數據統一到一個數據平臺上進行分類，便于查找調用，為有效使用這些數據需要建立數據倉庫存放政府信息中心的原始數據，并保持數據庫的實時連接，同時組建信息分析機構，負責挖掘可用的信息、規律等內容，數據分析是市長決策支持系統的核心，通過對數據的分析挖掘，為建立系統運轉模式和流程，讓計算機實現自動提取、分析，最終形成有效的分析結果供管理人員進行參考。3)智慧報表市長決策支持系統中各級部門間存在大量信息上報和互通需求，智慧報表可以根據數據庫自動生成報表，將常用內容設計成指定格式，然后定期進行自動發送。

3．3智慧交通管理系統

現階段城市交通狀況堪憂，交通堵塞已經成為城市運行過程中非常嚴重的問題之一，實現智慧交通管理是全球各地城市管理者最為關注的問題。智慧交通管理系統將交通信息、通訊、定位等系統獲取的信息，經智能化分析，然后提供最優的交通路線，主要包括交通信息采集、發布，車輛定位、指揮這部分體系內容。

3．4智慧人口、土地資源管理系統

人口、土地等作為城市資源的重要內容，是城市管理工作中的重要管理對象，其中的人口、土地等是城市信息當中最重要的組成部分。及時了解不同地區、時間、人群的流動情況是人口管理的關鍵。可通過擴充社保卡功能，建立融合公安、社保、金融、人口等內容的數據中心，建立人口信息自動采集系統、數據分析挖掘系統、報告和展示系統，通過這些系統對城市人口資源進行系統的管理。對于城市土地資源管理，當前存在的主要問題包括:城市建設發展速度快，頻繁出現大量拆遷，原始地貌、歸屬變化快，需要較為準確的土地使用版本，但是由于多方面原因，仍舊缺乏相應的土地版本數據庫;由于土地類型變化快，部分土地又存在歷史原因，不少土地、房產所有權不明確;部分城市中的文物、珍貴建筑需要保護的非常多，而一個建筑就要對應一個圖像，以及基本的描述數據才能提供良好的考證、修復需要。通過智慧型的土地資源管理信息系統采集、存儲、分析、展示實現土地資源管理智能化。

3．5智慧社區系統

針對社區范圍，利用計算機、通訊與網絡、自控、IC卡等方面相關的技術來完善信息化治安管理工作，這些技術結合有效的網絡傳輸，使基本的信息為社區物業、安防提供良好保障，實現社區服務的快捷高效。為家庭防火、防盜，避免燃氣泄漏，提供緊急救助和醫療保護提供便利。采用動態在線式的巡更方式，嚴格規范巡更工作的同時確保巡更人員安全。還能實現便利的遠程抄表計費，其計量精度高，數據安全性高、完整性好、可靠性高。同時還可提供社區住戶信息、住宅區圖形數據，將各個監控體系與物業管理系統進行整合，建立社區綜合信息服務數據庫，提供需要的交通、服務、購物、商業、生活、教學等多方面的信息服務內容。在城市主要路段、街道設立監控設備，定時將城市情況傳遞給監控中心，及時記錄犯罪經過、人流匯集、異常人群聚集等情況，特別針對大橋、隧道、地鐵等重要建筑和公共設施要全天候監控和保護，設立相應的實時監控、信息采集和預警等信息系統進行識別、記錄、反饋等工作。

4結束語

智慧城市建設作為一項系統性較強的綜合工程，是對數字城市的成果繼承和發展的結果。在智慧城市建設過程中，各地政府充分重視技術、政策、環境、基建等方面因素的影響，對于智慧城市建設投入了大量資金，不少地方將智慧城市與生態城市的建設有機結合，充分借助各種智能化手段來提升城市整體素質和形象，呈現健康、快速的發展態勢。但是仍舊要注意，在智慧城市建設過程中，不少地方政府在管理與組織、治理結構、發動民眾等多個方面存在明顯的缺陷和不足，需要充分認識智慧城市構建框架以及相關技術的重要性，突破智慧城市應用的局限性與技術瓶頸，確保智慧城市的各種建設目標得以順利實現。

參考文獻:

［1］吳掠桅，王芙蓉，孫玉婷．智慧城市多規信息融合可視化系統構建研究與實踐［J］．建設科技，2017(13):26．

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［3］張唯，毛煒青．上海城市高精度DEM空間數據庫建設與應用研究［J］．城市勘測，2017(2):5．

［4］張永民．新型智慧城市“三中心一平臺”的構建和技術框架［J］．中國建設信息化，2016(19):54．

［5］秦笠臏，黃純峰，丁鈺．基于大數據的智慧公交出行云平臺［J］．中國新技術新產品，2016(24):25．

［6］呂欣，韓曉露，李陽，等．智慧城市網絡安全體系框架研究［J］．信息安全研究，2016(9):827．

［7］馬國偉．大數據背景下的智慧城市管理系統的構建［J］．西部財會，2016(4):75．

作者：焦字軍 單位：山東正元數字城市建設有限公司