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隨著信息技術的不斷發展,城市信息化應用水平不斷提升,智慧城市建設應運而生。以物聯網、云計算、移動互聯網為代表的新一代信息技術推動了智慧城市的逐步形成,那么物聯網也就成為了智慧城市信息服務體系的核心技術。
1 物聯網――智慧城市建設的核心技術
1.1 物聯網的定義
關于物聯網的定義眾說紛紜,自1991年,美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授首次提出物聯網的概念以來,到現在為止對物聯網的定義有多種,還缺乏一個清晰的定義,但物聯網的基本概念框架已經形成。目前,能夠被普遍接受的說法是,物聯網是新一代信息技術的重要組成部分,是繼互聯網之后世界信息產業發展的又一次浪潮,主要是運用激光掃描器、全球定位系統、射頻識別(RFID)、紅外感應器等信息設施進行傳感,按照事先有的約定,將物與物相連在互聯網上,進行信息交換和通信,通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術,廣泛應用于網絡的融合中。
1.2 物聯網的關鍵技術
1.2.1 Internet技術
物聯網的英文名稱是“Internet of things(IOT)”。顧名思義,物聯網是物與物相連的互聯網,從本質上說還是個網絡,所以物聯網的核心基礎仍然是Internet技術,它是在Internet技術的基礎上延伸和擴展的網絡。
1.2.2 射頻識別技術
RFID是一種傳感器技術,非接觸的自動識別技術,融合了無線射頻技術和嵌入式技術,是物聯網的信息采集層技術之一,在自動識別、物品物流管理方面有著廣闊的應用前景。RFID分為Passive RFID、Active RFID和半Passive RFID三種。所有的RFID系統都包含附著在設備上的電子標簽、與電子標簽交互的讀寫器以及把讀寫器連接到中心數據庫的后端系統這三個基本組件。
1.2.3 短距離無線通訊技術
物聯網是把RFID標簽里的數據通過無線傳輸技術發送到中心系統中,無線化是控制領域的發展趨勢,尤其是工作于ISM頻段的短距離無線通信得到了廣泛的應用,各種短距離無線通信都有各自合適的使用范圍,物聯網用到的無線傳輸技術主要包括Wi-Fi技術、藍牙技術、ZigBee技術、UWB(ultra Wideband)技術、移動Ad hoc網絡技術及相應的NS2仿真技術等。
1. 2.4 無線傳感網絡技術
無線傳感器網絡是當前信息領域中研究的熱點之一,傳感網絡與RFID系統融合能更好的獲得物體的位置、溫度、移動性等狀態。傳感網絡由一定數量的傳感節點組成,傳感器節點可以連續不斷地進行數據采集、事件檢測、事件標識、位置監測和節點控制,傳感節點的這些特征和無線連接方式使得無線傳感器網絡的應用領域非常廣闊,目前已經廣泛應用于環境、醫療、交通、軍事、工業、商業和航空等諸多領域。
1.2.5 嵌入式技術
物聯網實際上是一種基于互聯網的嵌入式系統,把物理對象相連,嵌入式系統與無線數據傳輸網絡相結合,滿足了局域網的協議要求以及網絡拓撲結構、動態路由的數據傳輸要求,形成了真正的物聯網,做一個形象的比喻,在物聯網中傳感器相當于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官,網絡就是神經系統用來傳遞信息,嵌入式系統則是人的大腦,在接收到信息后要進行分類處理。所以說如果沒有嵌入式技術的支持,就不會有物聯網的進一步擴展。
1.2.6 大數據處理技術
相比傳統的互聯網,在物聯網中,對大數據技術具有更高的要求,物聯網中的數據量更大、數據更加多樣化、數據傳輸速率更高、數據真實性要求更高??梢缘贸觯髷祿幚砑夹g是物聯網中關鍵的必需技術。
1.2.7 云計算技術
云計算的基本形態就是將數據計算從本地轉移到服務器端,本地只是進行數據的傳輸與執行,這與物聯網的整體概念是完全相符的,物聯網借助云計算技術的支持可以更好的提升數據的存儲以及處理能力,從而使自身的技術得到進一步的完善。可以說物聯網對云計算有著很強的依賴性,沒有云計算技術,物聯網就無法提供各種基于海量數據的服務。
2 物聯網技術在智慧城市建設中的應用
智慧城市是一個龐大復雜的工程,不同的城市需要制定符合各自特征的總體規劃,每個城市的資源、發展狀況不同,要充分考慮各個領域之間的關系,全面建設一個智慧城市技術體系。物聯網技術是創建智慧城市的關鍵技術,智慧城市的興起正是源于物聯網技術的突破性進展。物聯網技術的應用體現在智慧城市建設的方方面面,目前智慧城市建設正處在一個快速發展、全面提升的階段,據世界銀行測算,一個百萬人口以上的智慧城市的建成,在投入不變的前提下,實施智慧化管理和服務將能增加城市的發展紅利2.5-3倍,為了搶占智慧城市的至高點,世界各國掀起了智慧城市建設的熱潮,截至2013年明,國家住建部也分兩批公布了193個智慧城市試點城市,目前上海、深圳、南京、寧波、廣州、沈陽、武漢、西安等二十多個城市的智慧城市建設已經駛入快車道。根據我國智慧城市的發展現狀,本文選取比較成熟的建設領域進行闡述。
2.1 智慧交通
智慧交通系統以國家智能交通系統體系框架為指導,通過監控、監測、交通流量分布優化等技術,完善公安、城管、公路等監控體系和信息網絡系統,建立以交通誘導、應急指揮、智能出行、出租車和公交車管理等系統為重點的、統一的智能化城市交通綜合管理和服務系統,實現交通信息的充分共享。在交通信息資源整合的基礎之上,基于全面的數據,建立分析模型,提高交通行業輔助決策能力,全面提升監控力度和智能化管理水平,并對各類交通信息進行綜合處理和,在確保交通運輸安全、暢通的前提下,提高公眾服務水平。
2.2 智能電網
智能電網通過對整個電力供應體系的自動化來提高電網的可靠性及效率,傳感器技術、信息技術與先進的設備技術、先進的控制方法相結合,實現了在可靠性、安全性、經濟性、高效性、環境友好等方面的目標要求。智能電網的建設,讓生活更便捷,可以實現對智能家電的實時控制和遠程控制,還可以為互聯網等提供接入服務。在節能與環境方面,智能電網可以提高能源利用效率,實現節能減排。智能電網的建設強有力的推動智慧城市的發展。
2.3 智慧物流
智慧物流是通過RFID、傳感器、移動通訊技術等讓配送貨物自動化、信息化和網絡化。智慧物流更重視將物聯網、傳感網、互聯網整合起來,通過動態科學的管理,實現物流自動化、可視化、可控化、智能化。智慧物流的發展可以降低物流成本,加速物流產業的發展。隨著物聯網的發展,將企業的物流系統、生產系統、采購系統與銷售系統智能的融合,智慧物流將融入企業的各個環節之中,形成智慧企業。
2.4 智慧醫療
智慧醫療由智慧醫院系統、區域衛生系統、家庭健康系統三部分組成,物聯網技術在智慧醫療的各個領域都有關鍵性的應用,它包括藥品領域、遠程監護和家庭護理、醫療信息化、醫院急救、以及醫療設備和醫療垃圾的監控、血液管理、傳染控制等多個方面。
2.5 智慧家居
智慧家居是利用物聯網技術將家中的各種設備連接在一起,根據用戶的不同需要進行組合,采用模塊化結構,提供家電控制模塊、照明控制模塊、室內外遙控模塊、防盜報警模塊、環境監測模塊、暖通控制模塊、紅外轉發以及可編程定時控制等多種功能模塊。
2.6 智慧環保
智慧環保是借助物聯網技術,把感應器和裝備嵌入到各種環境監控對象中,通過傳感手段實時監測水、大氣、噪音、廢棄物、化學品、輻射等各類關鍵環境要素的狀態,并將監測數據實時傳遞和共享,以更加精細和動態的方式實現環境管理和決策的智慧。
隨著計算機網絡技術的發展,物聯網技術逐漸被應用在社會生活的各個領域中,以物聯網技術為基礎的智慧社區就是應用物聯網技術的典型案例,通過構建該智能社區,改變了社區居民傳統的生活方式,同時也改變了社區的管理方式和服務方式,能夠為社區居民提供多樣性的、智能化的綜合社區服務,是物聯網技術發展和進步的體現。本文將對智慧社區的系統架構以及云系統平臺進行分析,為實現以物聯網技術為基礎的智能社區提供思路和幫助。
【關鍵詞】物聯網技術 智慧社區 應用系統
社區是居民生活的基本單元,也是城市人口管理的重要模式,同時社區也是城市經濟發展成熟的表現。由于受到多種因素的影響作用,目前我國城市的社區建設中還面臨著一系列的問題,例如社區的兼容性和互聯性較差,相關技術及產品的應用率低等,因此我國城市社區仍然未能實現全面的智能化,這與城市經濟發展水平是不相協調的,無法滿足城市居民的生活需求,因此構建以物聯網技術為基礎的智慧社區有利于提高城市社區居民的生活水平,具有重要的社會意義。
1 以物聯網技術為基礎的智慧社區
1.1 智慧社區的系統架構
根據智慧社區中物聯網技術應用的不同特點,可以將智慧社區的系統架構分為設備層、應用層以及增值服務層。其中設備層就是由社區內部的相關電氣設備以及智能化的家居系統中的電氣設備所構成的,包括家庭安全防御設備、社區照明設備、社區攝像頭、報警設備、可視化對講設備、家庭智能終端以及社區停車場的相關管理設備等;而應用層主要包括智能家居及智慧社區兩個不同的系統;而社區的增值系統可以是社區的物業,也可以是專門的服務提供商。
1.2 智慧社區的云系統
通過構建智慧社區的云計算平臺,能夠為社區服務與管理提供計算以及數據存儲等功能,因此可以在很大程度上提高社^管理的智慧化程度。云系統的服務重點是為智慧社區中各個不同的子系統進行相應的技術支撐,同時也是提供數據的來源。云系統計算平臺能夠為智慧社區中的智能家居系統、智慧商務系統以及智慧養老和智慧安全防護系統等提供有效的云計算服務。
2 以物聯網技術為基礎的智慧社區應用層
2.1 智慧家居的管理平臺
智慧社區中的智能家居的管理平臺主要是以社區中的家庭作為管理單位,將居民住宅作為平臺,通過應用相關的物聯網技術實現了家居生活中的相關設備以物聯網技術的有效結合,進而實現了全面的信息交換,可以幫助社區居民更科學合理的進行時間安排與規劃,同時還能夠實現能源的節約利用,在對病人的照顧中也可以發揮巨大的作用,實現的全面化的智能安全防護。智能家居的管理平臺當中主要由家居的安全防護系統、家庭醫療服務系統和智能化家電平臺所構成。
2.2 社區的物聯網管理平臺
社區的物聯網管理平臺是在智慧家居系統的基礎上進行擴展的結果,能夠為社區居民提供更全面的社區服務,滿足社區居民的不同生活需求。
2.2.1 一卡通系統
該系統功能的發揮以社區家庭中現有的寬帶網絡為依托,同時將小區中的門禁系統或者小區中停車場系統的RFID卡作為載體,實現了社區運營、管理與服務的一卡通。社區居民持有該卡能夠享受到社區的各項智能化服務,例如社區中的相關物業服務、社區中的增值服務以及相關加盟商的會員服務等,極大的方便了社區居民的生活。
2.2.2 智能安全防護系統
該防護系統中包括了電子巡查功能、視頻監控系統、智能門禁系統以及智能防盜報警系統等,可以實現對社區居民的全方位安全防護,進而為城市社區居民提供了一個非常安全和舒適的社區環境。該系統還能夠同家居的安全防護系統相聯系,當社區面臨緊急情況時可以立即啟動社區的應急系統,以最快的速度得到相關警力的支援,因此有效的維護了社區居民的安全。
2.2.3 社區智能醫療系統
該系統可以為社區居民建立以家庭為單位或者以個人為單位的健康電子檔案、相應的電子病歷等,并將以上信息納入到數據庫中,這樣就能夠為社區居民提供優質高效的智能化醫療衛生服務。同時將社區及家庭的醫療系統實施有效的結合,因此可以對社區的患者提供遠程的病情監護,進而省去了患者奔波的環節,有效的提高了社區的醫療服務水平。
2.2.4 社區智能物業管理系統
該系統中將遠程智能抄表系統、樓宇間對講系統、報備與保修系統、社區停車場的管理系統以及來訪客的管理系統等進行了有效的融合,因此可以為社區居民提供更全面的物業管理服務,不僅提高了物業服務的水平,同時還降低了物業管理人員的工作強度。
2.3 社區的網絡服務平臺
社區的網絡服務平臺建立在通信網絡和寬帶網絡的基礎之上,實現物業管理、政府機構以及社區居民之間的有效聯系和信息溝通,實現了社區生活的智能化安全管理以及智能化辦公,為社區居民提供了全方位的智能化服務。社區的網絡服務平臺當中將社區的物聯網管理平臺中的相關功能進行了融合與延伸,同時也為社區的商戶提供了相關的智能化服務,有助于社區商戶開展經營活動。
3 結語
本文以物聯網技術為基礎,構建了面向城市社區居民的智慧社區架構。智慧社區是計算機網絡技術發展成熟并應用的必然趨勢,也是未來城市社區的發展趨勢,在智慧社區的建設過程中應該堅持以居民為中西,為社區居民提供智能化服務為目標,構建以物聯網技術為依托的城市智慧社區,滿足城市人民的生活需求,提高社區居民的生活水平,充分發揮物聯網技術的作用。
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作者簡介
樊雨微(1999-),女?,F為陜西省西安中學學生。主要研究方向為環境污染治理。
[摘 要] 為了使社區居民享受高效、便捷的社區醫療服務
>> 基于健康物聯網的社區衛生服務系統設計 基于物聯網的智能社區醫療服務系統設計 社區服務信息終端系統設計 基于物聯網及移動平臺的社區智能精細化服務管理系統建設研究 基于物聯網的校園快遞智慧服務系統設計 物聯網基礎下物流信息系統的設計與實現研究 面向服務的物聯網信息共享技術研究 基于物聯網的智慧景區信息系統設計 物聯網信息采集系統的設計與實現 淺談物聯網模式下的社區火情應急服務系統 社區智能健康醫療服務系統實施研究 物聯網的能源管理系統設計研究 物聯網時代小區智能化系統設計研究 基于物聯網技術的社區幫扶人員管理系統研究與實現 不完全信息下物聯網信息服務定價策略研究 物聯網服務模式設計及應用 物聯網綜合航運信息系統 社區便民服務系統設計與實現研究 物聯網在社區衛生服務中的應用 信息時代下物聯網服務模式設計及應用 常見問題解答 當前所在位置:l.
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[收稿日期]2017-02-24
觸摸醫療 智慧健康
現如今,“看病難,看病貴”已經成為人們關注的重點民生問題。公共醫療水平還遠未滿足人們的期望。醫療行業需要迎接三大挑戰:效率較低的醫療體系、質量欠佳的醫療服務、看病難看病貴的就醫現狀,而這些挑戰背后的根本原因是醫療衛生資源分配不夠均勻。
新醫改政策出臺后,從跨國IT巨頭IBM、微軟、英特爾、惠普、戴爾到本土方案商華為、曙光、東軟、用友、金蝶、神州數碼等,紛紛強勢挺進醫療市場,與以天健科技、西安華海、浙江聯眾、廣州怡捷、中域海量等為代表的專業醫療信息化方案商,紛紛爭搶新醫改帶來的商機。GE通用、西門子、飛利浦等跨國醫療巨頭也紛紛進駐中國基層醫療機構。
IBM推出了一系列智慧醫療解決方案,面向區域醫療衛生和大型綜合性醫院集團,包括區域醫療信息網絡、CHAS臨床科研信息整合平臺、醫療協同平臺、基于云計算網絡環境的智慧醫療等,旨在以信息化推進醫患資源的優化流動,助力新醫改扎實啟程,從而構建“人人享有基本醫療衛生服務”的智慧醫療體系。
華為智慧醫療通過打造居民電子健康檔案、電子病歷的區域醫療信息平臺建設,利用先進的物聯網技術,實現各級醫療衛生機構和相關職能部門業務系統之間的互聯互通、數據共享和聯動協同;同時有效的實現患者、醫生、醫院,以及醫療設備之間的溝通。在中國新醫改的背景之下,華為智慧健康解決方案努力實現讓智慧醫療走入尋常百姓家。
技術為基 完善醫療
智慧醫療的實現需要生命科學技術和信息技術的支撐,其關鍵技術分布于物聯網體系中,涉及到感知層、網絡層和應用層。在感知層,涉及到射頻標識(RFID)技術、定位技術、體征感知技術、視頻識別技術等。智慧醫療的數據主要從醫院和用戶處傳出信息的傳感器獲得,并實現檢測對象數據的準確采集、檢測、識別、控制和定位。在網絡層通過信息互通類技術實現檢測數據的上傳工作,實現用戶和醫療機構、服務機構之間健康信息網絡寫作的數據溝通渠道,并及時給用戶提供必要的響應。在應用層,通過基于大數據和云計算的信息處理技術對數據進行存儲、分析,為監測數據的開放提供做好準備。
智慧醫療一直是大數據和云計算技術最重要的應用之一。醫療作為IBM沃森最早進入的應用領域,2011年8月開始,沃森就開始在美國的一些醫療機構“實習”了。沃森的自然語言處理能力可以直接閱讀醫學文獻和各種醫療文檔。除此之外,沃森還具備學習能力,它可以從醫生看病的活動記錄中學到相應的經驗。由于具備了主動學習知識和獲取經驗的方式,沃森的準確性要遠遠高于過去的醫學專家系統。
醫療行業的數據量大而且類型復雜,其中包含著豐富多樣的信息價值,如果能夠有效地對其存儲、處理、查詢和分析,就可以輔助醫生做出更加科學、準確的診斷和用藥決策,甚至幫助相關研究機構實現醫療方法和藥物的革新。英特爾公司的開放架構大數據平臺是英特爾針對醫療行業用戶開發的。它由雙路至強處理器和英特爾Apache Hadoop發行版軟件組成。英特爾雙路至強處理器能夠實現對存儲子系統的優化,可用于打造存儲服務器,支持橫向可擴展存儲方案。英特爾Apache Hadoop發行版軟件是專門為大數據存儲、管理、處理和查詢需求開發,且針對英特爾至強平臺進行了充分優化。
關注民生 智慧未來
(中國農業大學煙臺研究院,山東 煙臺 264670)
【摘要】智慧城市是物聯網、云計算、大數據等技術的發展和經濟發展的必然產物,是一個通過智能信息技術,可進行深度分析、精細控制的城市。將在城市公共安全、生產制造、環境監控、智能交通、智能家居、公共衛生、金融貿易等多個領域,使社會各種資源的效用發揮到最大化。
關鍵詞 智慧城市;物聯網;云計算;大數據
智慧城市(smarter city)是國家正在大力推進的新型城鎮化建設的方向。其是城市信息化建設的高級階段,本質是融合,通過物聯網、云計算和大數據技術等智能信息技術的運用。將城市里分散的、各自為政的信息化系統整合起來,使各系統之間交融協作,構建政府、企業、市民三大城市主體的數字網絡化交互、共享平臺。使城市公共管理與服務更加便捷、高效、靈活[1]。使社會各種資源的效用發揮到最大化。
1 智慧城市的主要智能信息技術
智慧城市將城市的基礎設施、基礎環境、生產生活相關產業和設施進行多方位的數字化、信息化實時處理與利用,為城市公共管理服務提供了更便捷、高效、靈活的應用與服務模式。是城市公共管理服務模式的創新,與數字城市相比,智慧城市更加智能,它突出強調幾項關鍵的新一代智能信息技術的應用,最典型的就是物聯網、云計算和大數據技術。[2]
物聯網技術。在信息感知技術如傳感器、圖像識別、語音識別、衛星定位、電子標簽等經歷多年的發展之后,已經具備了將用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間,進行信息交換和通信,智能化物體的聯網技術,通過信息感知技術感知遍布城市各個角落的信息并通過網絡傳遞給城市數據中心,實現物與物、人與物之間的信息傳遞與控制。這將建立城市的神經網絡
云計算技術。支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務,計算資源和能力被隱藏在云層后面,用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具置。只需要一臺筆記本或者一個手機,提出自己對信息服務的需求。云后面,是虛擬化的城市數據中心,大量異構的服務器、存儲和平臺被虛擬化成統一的服務資源,信息資源被最大程度地統籌和共享。將建立城市的中樞系統。
大數據技術。是從海量的各種各樣類型的數據中,快速獲得有價值信息的技術能力,利用流處理、并行性、摘要索引和可視化等技術,建立起城市的海量數據庫。海量的各類數據,如大量博客信息、物聯網數據、空間數據、3D數據等等,被采集、存儲、分類、挖掘和分析,對復雜事件做出智慧地決策。
其他技術。影響智慧城市發展的技術還有很多,如3S技術(GIS,gps,RS)、將遙感、衛星定位和地理信息系統緊密結合起來,實現對各種空間信息和環境信息的快速、機動、準確、可靠的收集、處理與更新;HTML5發展使原有的基于FLEX和SilverLigt的RIA(富互聯網應用)統一到HTML5環境;數據和軟件一體化的應用開發平臺技術和Web API技術,使組織機構的服務API化,帶動API經濟的發展;最終用戶開發(Enduser Development)促進開發前移,推動用戶參與開發;室內定位技術將是活動的定位更加微觀和精準等。網絡通信技術、建模仿真技術、元數據技術、人工智能技術和安全問題等也是不可缺少的必要技術。
2 智慧城市的信息技術應用領域
國外的智慧城市發展,將建設的重點集中在六大領域:公共安全、電力、醫療衛生、水資源管理、交通和服務型政府。我國地域差別較大,城市特點各不相同,綜合眾多專家觀點和廠家的報告,涉及到的智慧城市領域主要包括以下領域。
2.1 智能城市綜合管理
通過 “智慧城市”的智能運營中心平臺,對獲得大量的有效信息,實時分析、溝通、協作,對城市管理業務對象和事件進行精細化控制,實施對城市部件的檢查、報警、緊急事件處理、指揮調度、督察督辦等功能。確保公共安全并提供水、電、氣、熱等服務正常運行,如:重要對象(巡檢人員、車輛等)跟蹤、實時事件上報,食品安全追溯、危險品安全處置、災害預警與處理等。
在此方面還需要進行多方面的深入研究,如食品安全追溯方面的條形碼或二維碼的識別技術、多原料產品的問題追溯問題、條形碼信息輸入側的安全追蹤等問題有待進一步研究。
香港政府實施的“tellme@1823”項目已比較成熟,市民可利用智能手機拍照、錄像或錄音的方式,結合手機的定位系統,將突發事件實時舉報??山梃b其模式,突出城市特色,使智能城市綜合管理系統更加便民和人性化。
2.2 智慧電網系統
智慧電網系統是以物理電網為基礎,將現代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。具有響應迅速、計量準確、數據實時采集、服務高效便捷等特點,構建了電力流、信息流、業務流實時互動的新型智能供用電關系。確保電力供應的安全性、可靠性、經濟性和環保約束,充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置,適應電力市場化發展的要求。
我國的智能電網是以特高壓電網為骨干網架,各電壓等級電網協調發展的堅強電網系統,相對于其他行業具有一定的獨立性,國家電網正在進行社區智能用電管理方面的課題研究,屬于電力BI行業的延伸,其內容和性質均屬于智慧電網系統的范疇。說明該我國在該領域已有相關研究和應用。
2.3 智能交通系統
該系統類示與城市交通指揮中心的含義,通過道路收費系統、多功能智能交通卡系統、數字化交通智能信息管理系統等多種模式的數據整合,提供基于交通預測的智能交通燈控制、交通疏導、出行提示、應急事件處理管理平臺。
功能包括:電子收費、車輛監督、停車服務、交通檢測、交通流檢測、交通違法監測。幫助進行城市路網優化分析;為城市規劃決策提供支持。[3]
2.4 智慧醫療
智慧醫療是指利用先進的智能信息技術,打造健康檔案區域醫療信息平臺,實現患者與醫務人員、醫療機構、醫療設備之間的互動,通常由智慧醫院系統、區域衛生系統以及家庭健康系統三部分組成 ??墒贯t療信息、醫療服務、醫療資源延伸至城市各個角落,實現醫療服務的最優化解決。
我國乃至全球的公共醫療水平還遠未達到人們的預期,醫療衛生資源不斷集中到大醫院,出現醫療服務質量欠佳、看病難且貴的就醫現狀。智慧醫療將個體、器械、機構整合為一個整體,將病患人員、醫務人員、保險公司、研究人員等緊密聯系起來,有利于緩解就醫難的問題。鑒于我國的醫療體系,智慧醫療在國內的推廣相對需要作出更多的努力,如需要克服非技術層面的問題。
2.5 智能公園管理
具體功能包括:提供綜合信息顯示、無線上網等服務;建立人流實時檢測機制,精確統計入園人量;發送社區短信提醒游客注意安全。用于提高公園服務質量,避免突發事故生。
2.6 城市環境管理
功能主要包含環境質量在線監測、污染源在線監測、機動車綠標發放與識別、移動環境監察執法等。
2.7 電子政務應用
用于和公開處理政務,提供政務查詢公共服務,建立政府與人民直接溝通的渠道,增加辦事執法的透明度。也用于向城市管理系統的工作人員,提供辦公、辦事、考核和即時通知功能,提高工作人員履職能力和效率。具體應用包括:綜合辦公、事務辦理、政務查詢、績效考核和公共政務應用等功能。
2.8 智能城市照明管理
具體功能應包括:定時檢測路燈工作參數(電壓、流等);建立自動控制和人工遠程兩種開閉模式,實現回路節能或單個燈具智能化控制;建立故障報警與防盜機制。用于節約城市照明能耗,提高設施管養效率。
2.9 其他領域
智慧城市還包括智慧建筑系統、水務領域(水文監測、水質監測、供用水監測、災情監測、水工設施監控、視頻監控等)等領域。
3 總言
綜上所述,智慧城市是物聯網、云計算、大數據等技術的發展和經濟發展的必然產物,是一個通過智能信息技術,可進行深度分析、精細控制的城市。將在城市公共安全、制造生產、環境監控、智能交通、智能家居、公共衛生、健康監測、金融貿易等多個領域,使社會各種資源的效用發揮到最大化,給我們帶來全新的生活感受。[4]
參考文獻
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【關鍵詞】智慧城市;物聯網;角色
1.智慧城市發展現狀
隨著現代科技的飛速發展,智慧城市已成為全球城市發展的戰略首擇。目前國內外智慧城市的發展建設處于發展探索階段,但是不同的城市在發展智慧城市的時候側重點各有不同。新加坡主要側重交通、教育和醫療系統的應用,意在建設一個市民、企業、政府三者合作的電子系統,讓市民成為城市建設的參與者;韓國首都首爾建設智慧城市的側重點為城市安全、設施管理、智能交通和環境四大方面;美國紐約在智慧城市建設過程中主要實施電子健康記錄與服務,啟動紐約市IT基礎設施服務行動計劃,升級政府的E-mail系統,建立智能停車系統等[1]。國內智慧城市建設處于試點建設階段,科技部在2010年確定國家“863”智慧城市項目試點城市為:深圳和武漢;工信部在2011年9月確定全國第一批智慧城市建設試點城市為:揚州、常州;國家測繪地理信息局在2012年12月啟動智慧城市時空信息平臺建設試點,從測繪地理信息應用方面進行智慧城市建設研究[2];國內智慧城市發展也有所成效,近兩年涌現出了“智慧深圳”、“智慧南京”、“數字南昌”、“生態沈陽”等智慧城市建設優秀的城市[3]。
2.物聯網在智慧城市建設中的角色
在智慧城市發展過程中,物聯網技術對城市的未來發展有著深遠的影響,其影響程度是不可估量的, 因此,探討和分析物聯網在智慧城市建設中的角色,尋找智慧城市發展合理、科學的建設對策就顯得十分必要[4]。物聯網在智慧城市建設中的角色研究可以為各個智慧城市的建設與發展提供有效的理論參考。
2.1物聯網技術是智慧城市發展的技術提供者
百度百科給出物聯網的定義如下:“通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術叫做物聯網技術”。在智慧城市發展過程中,物聯網技術應用無處不在。
2.1.1射頻識別(RFID)技術
物聯網技術發展中十大核心技術之一:射頻識別技術,是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作不需要人工的干預,RFID技術的特點有:防磁干擾、防水、耐高溫、識別有效距離大、使用壽命長、數據加密、存儲容量大、存儲信息更改自如等優點[5]。RFID技術主要應用于移動支付、門禁系統、物流包裹跟蹤和識別、產品防偽、運動計時、票證管理、汽車防盜系統、停車場管理等[6]。
2.1.2傳感網絡
傳感器網絡是由分布不同位置上的自動裝置組成的一種計算機網絡,傳感器和這些自動裝置共同監控不同位置的環境狀態,比如花圃濕度狀態監控、樓宇噪音監控等。傳感器網絡主要應用于環境與生態監測、醫療健康監護系統、交通控制系統、家庭電器自動化等[7]。
2.1.3智能技術與云計算
智能技術與云計算是實現物聯網的關鍵技術,這兩種技術影響著物聯網的整體性能,關系著物聯網的可靠性和穩定性。
2.2物聯網技術是智慧城市發展的能源節約機
物聯網技術能夠節約大量能源以及人力,降低了城市信息管理的成本。目前國內外很多城市在建設智慧城市時都是以“低碳”為核心,智能建筑、智能交通、智慧醫療、智慧教育、智慧旅游等都大大的節約的人力成本、物力成本和財力成本。
2.2.1建筑節能
建筑節能是運用建筑智能化技術實現建筑能耗計量及設備能效分析,采用系統集成的手段,構建能耗計量和管理平臺,通過建筑物能效綜合管理,在熱水供應、照明、家電等方面達到較好的節能效果[8]。目前,基于物聯網的建筑能耗監測系統目前還處于發展階段,但是,建筑節能是物聯網技術應用的熱點,是未來物聯網應用市場的主力軍,對促進我國工業、建筑等領域的節能降耗、提高產品質量、改善企業效益等目標的實現起到很好的推動作用。
2.2.2交通節能
智慧城市發展的重點還有智能交通。智能交通是將先進的通信技術有效地集成、運用于整個城市交通管理,從而建立一種大范圍、全方位、實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。智能交通可以有效地利用現有的交通設施、減少交通負荷和環境污染、保證交通安全、提高運輸效率。智能交通系統主要應用于車輛控制系統、交通監控系統、旅行信息系統等[9]。
智能交通能大幅度的降低汽車能耗。通過智能交通控制,可以有效地提高車輛的運行速度,車輛平均車速提高了,就可以減少燃料的消耗和廢氣的排出,這樣每年可節約上億噸汽油的消耗。另外,智能建筑的不斷完善,也會有效緩解交通使堵塞,減少汽車在路上的停滯時間,從而減少尾氣的排放,空氣質量也相對有所改善,從而帶動相關產業的能源節約。
2.3物聯網技術是智慧城市經濟發展的推動者
物聯網被稱為是繼計算機、互聯網之后世界信息產業的第三次革命。專家認為,物聯網除了可以節約成本以外,還可以大大的提高經濟效益。
物聯網主要是人與人間的信息交互,以手機數量(1000部數量級)計算其產業規模,其經濟總量已接近萬億臺,若全國的移動終端來計算,其經濟規模是巨大的。所有關數據顯示,2015年無線傳感器產業年產值達200億??梢娢锫摼W產業對城市經濟發展的影響程度[10]。
3.結束語
智慧型城市是社會發展的必然產物,物聯網在智慧城市的發展中起到了至關重要的作用。目前,我國大部分城市的智慧化建設已經初見成效,但也難免存在一些問題,為了更好的利用物聯網推動智慧城市的發展,政府和有關部門應該加強政策法規的建設。主要包括物聯網發展的法律和保護政策的制定和實施、加強物聯網技術的應用、加強技術革新、加快物聯網的標準體系建設等。通過對物聯網的大力發展和廣泛應用,進一步加快智慧城市建設。
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【關鍵詞】互聯網+ 智慧城市 發展
我國在“十三五”規劃時期,經濟發展進入“新常態”,急需發展新動能。在“互聯網+”、“大數據”、“中國制造2025”、“三網融合”等戰略實施的帶動下,智慧城市作為新型城鎮化和信息化的最佳結合,將會成為地方政府加速科技創新驅動、促進發展方式轉變、推動經濟結構優化升級的有力支撐。在全球新一輪科技革命和產業變革興起的時代背景下,“互聯網+”與智慧城市兩大潮流的融匯,將成為推動我國經濟轉型升級的重要動力。
1智慧城市的特點
2008年,IBM在提出“智慧地球”的概念時,一并提出了“智慧城市”的概念,并將其作為智慧地球的一個重要項目,包括信息化基礎設施、智慧交通、智慧能源、智慧醫療、智慧教育等一系列組成部分。智慧城市的概念很寬泛,它包含政治、經濟、文化與技術等方方面面的內容,服務對象面向城市主體――政府、事業、企業和個人。從廣義來說,智慧城市就是運用現代通信技術感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息,從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動、教育在內的各種需求做出智能響應。其實質是利用先進的信息技術,實現城市智慧化的管理和運行,進而為城市居民創造更加美好、便利的生活,促進城市的和諧和可持續發展。
智慧城市具有以下一些特征,即物聯化、信息化、深度互聯、覆蓋廣泛、智能化、協同共享、開放應用等。智慧城市通過建設寬帶多媒體信息網絡、地理信息系統等基礎設施平臺,整合城市信息資源,建立電子商務、電子政務、勞動社會保險等信息化社區,逐步實現城市國民經濟和社會的信息化,包括智慧的醫療、智慧的交通、智慧的生活、智慧的教育、智慧的養老、智慧的政務、智慧的能源等領域。
2互聯網+下智慧城市行業發展分析
智慧城市是信息化發展到一定階段的必然產物,中央高度重視智慧城市建設,智慧城市建設有利于緩解我國交通擁堵、環境污染、安全隱患、醫療衛生保障能力弱等“城市病,并提升城市功能品質、更好地保障和改善民生。當前形勢下,我國智慧城市的建設需求呈爆發式增長,并且已經成為推進“互聯網+”戰略的突出亮點。概括來講,智慧城市就是從非常簡單的政府與老百姓的投訴反饋機制,延伸到網格化、精細化的管理系統,再通過城市的公共信息平臺,把云計算、大數據、物聯網這三大信息加上去,使得整個城市的智慧管理系統不斷升級,不斷向前發展。
目前,智慧城市的很多項目已經在城市的應用中取得了較好的效果,其原因主要包括三個方面,首先,“互聯網+”構想的提出,讓社會經濟中的許多主體都在思索怎樣通過互聯網在領域中進行改革,并形成了許多優秀的創意;而政府及其他一些投資商、資源開放平臺等也對這些改革的實現提供了資金、基礎設施等支持;其次,互聯網產業經過長期的發展,其信息化的觀念早已深入人心,新成長起來的一代人本身就是對信息化極其依賴的“網絡人”,用“智慧”的方式解決任何問題都是水到渠成之事;另外,政府的改革一直在推進,政府自身、公用事業單位的深度改革是近年改革的目標,包括政府信息公開、醫療分級體系的建立等等,為眾多服務商打開了新的前景之門。
下面列舉一些大家所關注的具有前景的智慧城市應用。
2.1智慧醫療。醫療是跟我們每個人息息相關的,智慧醫療是各互聯網公司關注的領域??床≌叨枷M芟硎鼙憷尼t療,醫院和醫生也都希望能最大程度地滿足患者的需求。目前,智慧醫療的核心是減少患者在醫院的非必要時間,增加醫患接觸的時間?;诖耍哪J绞峭苿臃旨壴\療發展,并由此帶動了智能病歷等解決方案的市場。而阿里、百度等互聯網公司推出的在線掛號、在線支付等方式,將患者在醫院的等候時間盡量留給診療環節,而非排隊等候的時間。與此同時,醫藥類電商推出了在線購藥服務,使患有常見病、慢性病的患者不用前往醫院。
2.2智慧交通。交通是一個城市的“動脈”,一個城市只有交通順暢,才能減少大家出行的時間,以提高工作和生活的效率。智慧交通是指以交通信息中心為核心,連接城市公共汽車系統、城市出租車系統、城市高速公路監控系統、城市電子收費系統、城市成道路信息管理系統、城市交通信號系統、汽車電子系統等的綜合性協同運作,以充分保障城市交通安全、提升交通系統運行效率和管理水平,為公眾的出行提供便利順暢的服務。
2.3智慧教育。社會經濟越發達,教育就會越受到重視,教育是民眾最關心的問題之一,從義務教育到高中教育、大學教育,甚至是成人教育、老年教育,都可以在互聯網的支持下采用智慧化的方式,智慧教育正在實現教育的全方位覆蓋。在學校的課堂教學當中,在城市里已經普及電子化多媒體教學;“家校通”在中小學的普及已經為家校之間的互動提供了便利;各個教育資源平臺正在將學校教育延伸至課外,其在線的互動型教學,為學習者們提供了新的學習方式。這些教學應用覆蓋了各個年齡段、各種學習類型、各種學習時間,真正實現了全面發展的智慧教育。
2.4智慧生活。在智慧城市的應用中,智慧生活無疑是人們生活的重點。近幾年,O2O(Online To Offline)的興起使智慧生活吸引了人們的注意。O2O是指將線下的商務機會與互聯網結合,讓互聯網成為線下交易的平臺,通過打折、提供信息、服務預訂等方式,把線下商店的消息推送給互聯網用戶,從而將他們轉換為自己的線下客戶,這就特別適合必須到店消費的商品和服務,比如餐飲、健身、看電影和演出、美容美發等,“智慧”不再是簡單的信息傳遞,而是服務的直接交付。對消費者而言,O2O提供豐富、全面、及時的商家折扣信息,能夠快捷篩選并訂購適宜的商品或服務,且價格實惠;對服務提供商來說,O2O模式可以帶來大規模的消費者,且本地化程度較高的網站借助O2O模式,還能為商家提供其他增值服務。
2.5智慧養老。養老一向是現代人所關注的話題,當前老齡化問題比較嚴重,對于是獨生子女的80后,現在即將面臨老人贍養問題,工作的繁忙必然面臨居家養老無人照顧的難題,而養老院等機構床位短缺,所以智慧養老是目前政府和各互聯網公司正在積極探索嘗試的新領域。一些城市正在嘗試社區養老模式,即老人們還是居住在自己家里,但周邊建成的服務機構可以隨時上門為老人們服務,老人們與服務機構之間可以依靠智能硬件、智能應用等進行連通。目前,有些城市智慧養老的應用處在試點當中,相信在政府的支持下,不久便可以在多個城市進行推廣和應用。
21世紀的“智慧城市”的創建是一項系統工程,需要各行各業的有效對接和互聯互通、因地制宜、循序漸進,為市民提供宜居的、安全的、綠色的生活環境以及良好的就業機會和創業環境,實現“讓城市更智慧、讓生活更美好”的目標,實現智慧城市的可持續發展,從而對于包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能的響應,為人類創造更美好的城市生活。
參考文獻:
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未來五年,長春市將以“政府智慧運行、產業智慧發展、市民智慧生活”為目標,圍繞城市建設、社會管理、公共交通、生態環境、保障民生等領域,構建“智慧長春”的基礎支撐環境,建立起“智慧長春”的初步框架。
“智慧長春”建設將建立三個中心,搭建三個平臺,啟動六大工程。即建立電子政務管理中心,搭建運維電子政務公共支撐平臺;建立信息資源共享中心,搭建運維信息資源共享交換平臺;建立智慧城市綜合運營指揮中心,搭建城市綜合運營指揮平臺。
提升信息設施建設
長春市將提高城市信息化水平,以提升網絡寬帶化和應用智能化水平為主線,著力構建完善的信息基礎設施體系,便捷高效的信息感知和智能應用體系,全面推進“智慧長春”建設。
加快光網改造及基礎設施建設,搭建信息網絡、信息資源及云計算三大公共平臺。以“下一代互聯網(IPV6)”、“新一代廣播電視網(NGB)”建設及物聯網、云計算等關鍵技術的創新應用為核心,大力推動智慧感知網絡建設、城市寬帶網絡建設、無線城市建設和“三網融合”。
到2017年,長春市將基本建成全面感知、普適計算、融合應用、安全可控的信息網絡設施。實現互聯網城域出口帶寬達到2T以上,互聯網寬帶接入率達到90%以上,3G網絡覆蓋率達100%,無線寬帶網絡覆蓋率達到70%以上,全市有線電視雙向數字化率達100%,住宅小區實現100%光纖接入,行政村實現100%光纖覆蓋。
通過加強信息安全基礎設施建設,實施信息安全關鍵技術創新工程,加強互聯網信息安全管理,提高信息安全防護、監控應急和打擊網絡犯罪的能力,完善信息安全保障體系。
同時,規劃建設應急防范、災難備份等平臺設施,構建與“智慧長春”建設相適應的信息安全體系。
完善智慧旅游城市
長春市正積極建設智慧旅游基礎服務設施。建設智慧旅游城市硬件基礎設施,實現旅游景區、旅游飯店等涉及旅游環境的WiFi全覆蓋。啟動了長春市智慧旅游綜合管理平臺、智慧旅游綜合公共服務平臺建設。選擇重點A級景區、星級飯店等旅游行業單位作為首批智慧旅游建設試點單位,進行智慧旅游改造升級。
2014年10月至2015年12月,長春市全面推進智慧旅游建設。屆時,游客可以通過手機查詢長春旅游信息資源、產品、服務。
建設智慧城市公共平臺
圍繞著市民智慧生活,長春市正在重點建設六個智能應用系統,即市民卡綜合服務系統,智能交通系統,衛生醫療綜合服務系統,智慧教育信息系統,智慧社區綜合服務系統,社會服務管理綜合信息系統。
長春市計劃建成一系列集硬件、軟件、集群設備、網絡基礎設施、數據信息于一體的公共支撐平臺,面向政府運行、產業發展、市民生活等領域提供有效的支持。以應急指揮中心為依托,面向政府構建智慧政務應用支持平臺;通過呼叫中心、智能手機APP應用、社區服務站等多種形式,面向市民建設社保、醫療、教育等領域的公眾服務應用平臺。以電子商務、農業及農品為切入點,面向企業建設智慧產業應用支撐平臺。
還將構建全市統一的政務信息化支撐體系,建立跨部門的信息資源共享及協同辦公體系。政務公開信息網上率100%,政府部門普遍實現網上辦公,90%以上的行政許可、行政處罰事項通過網絡辦理。
長春市將以“市民卡”為載體,整合各類與個人社會事務相關的社保、醫保、公積金等政府部門信息系統,推動教育、醫療、交通、社保、檔案等各領域的智能化服務。讓市民從吃、住、行、教育、醫療、社區生活等方面全面享受智能化服務,城市公共服務更加便捷。
促進智慧產業發展
為實現智慧產業規?;嵘?,促進“兩化”融合,長春市重點培育智慧產業集群;促進信息技術在農業的應用,培育智慧農業示范區;推動傳統商務模式轉變,培育智慧商務示范區;整合文化旅游信息資源,培育智慧文化旅游新業態。
重點發展信息服務業,推動產業發展和智慧型城市建設。近年來,長春市先后獲得了“國家光電信息產業基地”、“國家電子商務示范城市”、“國家火炬計劃軟件園區”等諸多稱號,信息產業涵蓋了光電子、汽車電子、服務外包、軟件開發等廣闊領域,信息產業產值以年均20%以上的速度保持增長,基本形成了重點企業引領、科研院所支撐、園區集聚輻射、政策環境保障的信息產業發展格局。
到2017年,長春市的智慧產業將實現規模化提升,產業規模將達3000億元。傳統制造業中,規模以上企業信息技術的應用率將達到80%以上,重點產業領域新一代信息技術應用比重達到90%,中小企業的互聯網普及率達到90%以上。
長春市正在建立智慧醫療體系,即“智慧醫療云”,以智慧醫療平臺為主體,醫院可以公開其醫療資源、醫療技術方案和醫藥價格。通過這個系統,患者通過網絡、電話和短信多種方式的實名門診預約,醫生可根據患者預約門診時提供的病情和以往檢查結果,進行必要檢查項目的預處置,并根據預約時間排隊。
長春市還實施建設了“1378”衛生信息化建設工程,即建立一個平臺、三個數據庫、融通七個系統、實現功能。未來將建立一個市級區域衛生信息平臺;建立居民健康檔案、電子病歷和公共衛生服務三個數據庫。聯通醫療、疾控、婦幼、血液、急救、衛生監督、衛生行政等七個管理信息系統。
通過互聯互通,改善資源配置、提高資源利用率,提高衛生服務協調與快速應急反應能力,提高為百姓詢醫選醫約醫,獲取健康知識服務能力,提供醫療質量、基本藥物、財務監管服務等八項服務職能。
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智慧城市建設需破解三大問題
國務院發展研究中心李廣乾認為智慧城市從三個維度認識:“兩化”深度融合、戰略性新興產業、新型城鎮化。
我國的智慧城市作為信息化建設的重點主要還是在地方、業務層面,尚未與國家的信息化發展戰略相銜接。在具體實施時并沒有對其進行全面系統的規劃落實。
近年來誕生的物聯網、云計算、大數據技術,共同構成新一輪、更強勁的信息化浪潮。這一輪信息化浪潮對于經濟社會的潛在影響,我們尚難以預料。但是,可以預料的是,當前基于傳統的行政區劃而展開的智慧城市建設不適應技術發展要求。
關鍵詞:智慧城市 信息系統 關鍵能力 物聯網 云計算
中圖分類號:P208 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)11(b)-0031-02
1 城市信息化的發展趨勢
信息化時代瞬息萬變,移動互聯網、物聯網、云計算技術方興未艾,其增長速度超出人們的想象?;ヂ摼W應用從只能讀取內容的Web 1.0時展到人們可以參與共享內容的Web 2.0時代,再到現在已悄然邁進的智能化的Web 3.0時代;管理信息化應用從關注組織內部事務處理到關注組織內部工作流程,又在向組織內外協同處理的訴求發展。人們的信息化生活、生產活動逐漸從封閉、單一走向開放、智能,正邁向協同處理、信息智能的時代。城市作為人們生活和生產的載體,將無可避免地與信息產業技術發展趨勢相結合,從而衍生出具備智能的城市級信息系統。智慧城市信息系統作為信息產業新技術融合的產物,將控制和協同城市居民的生活和生產活動,使之更加便捷、高效、安全、和諧。
可以將城市比作一個有機的生物體,而將其信息系統比作生物體的神經系統。高等生物的神經末梢感受體內、體外環境的信息,通過周圍神經傳遞到中樞神經進行整合加工,再經周圍神經控制、協調生物體內部各系統的功能以及生物體和外部環境的平衡。物聯網感知和控制終端是智慧城市的神經末梢,寬帶通信基礎網絡構成周圍神經系統,而云計算數據中心作為城市智慧的大腦,三者共同構成智慧城市信息系統,以協調城市這個龐大的生物體各系統的運轉,以及城市和自然環境的平衡。城市將愈發依賴于這種高度互聯、高度協同的智慧信息系統。
2 智慧城市的概念和關鍵能力
智慧城市是以智慧技術、智慧產業、智慧人文、智慧服務、智慧管理、智慧生活為特征的城市發展新模式,是信息化向更高階段發展的表現,具有以更強的集中智慧發現問題、解決問題的能力,因而具有更強的創新發展能力。我們認為,智慧城市是物聯網行業應用的綜合性集成,并通過感知數據的統一集中管理、海量信息的智能化處理,形成面向城市管理、控制與服務的應用模式。其建設和發展目標是圍繞城市的可持續發展,提供全面感知的、有效控制的高效管理和優良服務。
智慧城市應具備以下三個信息化關鍵能力:
(1)信息的全面感知能力
城市中布有大量的感知終端,通過傳感器網絡,在運行、服務中捕獲到人們生活、生產以及城市環境的多種信息元數據。
(2)海量的數據處理能力
具備海量的跨部門、跨行業異構數據的存儲能力,能夠對海量異構數據進行高效分析、計算和處理的能力,并且能夠構建基于數據分析和知識管理的智能應用能力。
(3)智能的管理服務能力
在形成支撐智慧城市的行業智能應用的基礎上,建立面向服務的智慧城市綜合應用的統一公共管理平臺,為居民生活和各行業生產提供普適的、智能的應用與服務。
3 物聯網和云計算技術
智慧城市信息系統是一個面向城市管理、控制與服務的體系,它統一集中各行業數據與信息資源,為跨部門、跨行業建立協同處理和智能控制平臺(見圖1)。
對智慧城市關鍵能力的分析可以看到,物聯網和云計算能夠為構建智慧城市信息系統提供技術支撐,它們在寬帶通信基礎網絡的支撐下構成智慧城市信息系統的信息感知端和信息處理端。一方面,物聯網滲透入各行業,提供全面的城市感知和控制網絡。另一方面,云計算數據中心提供面向各個物聯網行業應用的集成,面向用戶和終端提供整體的智慧城市應用服務平臺。兩者之間由普遍覆蓋的寬帶通信網絡在平臺與終端之間提供網絡環境支撐。云計算構架在寬帶通信網之上,物聯網將主要依賴寬帶通信網來實現有效延伸,通過云計算模式可以支撐具有業務一致性的物聯網集約運營。
3.1 物聯網技術在智慧城市中的應用
物聯網是通信網和互聯網的拓展應用和網絡衍生,它利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知、識別,通過網絡傳輸互聯,進行計算、處理和知識挖掘,實現人與物、物與物信息交互和無縫鏈接,達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的。物聯網的網絡架構可以分為三層:感知層、網絡層和應用層。感知層對物理世界感知、識別并控制。網絡層實現信息的傳遞。應用層在對信息計算和處理的基礎上實現在各行業的應用。物聯網的關鍵技術包括傳感與RFID融合技術、識別與環境感知技術、物聯網節點及網關技術、物聯網通信與頻管技術、物聯網接入與組網技術、物聯網軟件與算法、物聯網交互與控制、物聯網計算與服務等。
物聯網的應用滲透智慧城市的方方面面,可以為智慧城市信息系統的感知和控制提供全面支持。這些應用概括起來有:(1)工業,如生產過程控制、供應鏈管理、能耗控制等。(2)農業,如農作物精細灌溉、生長環境監測、農產品流通追溯等。(3)商業,如自動販賣機、POS終端等。(4)金融服務,如“金卡工程”、二代身份證等。(5)交通,如交通流量監控、交通信號控制、電子收費、定位導航、車輛狀況診斷等。(6)電力,如智能變電站、智能用電、配電自動化等。(7)醫療衛生,如遠程診斷、醫療廢物監控等。(8)教育,如圖書信息推送、遠程教育等。(9)家居,如門禁、安防、電氣設備遠程控制等。(10)環境,如有害物質監測、氣候環境監測等。
3.2 云計算技術在智慧城市中的應用
社會經濟和信息化大發展,尤其是移動互聯網和物聯網應用的發展,提出了對海量信息的處理與低成本、普適化、智能化應用的需求。云計算因這些需求快速發展,獲得了顯著的商業成功。云計算是一種新的計算方法和商業模式,即通過虛擬化、分布式存儲和并行計算以及寬帶網絡等技術,按照“即插即用”的方式,自助管理計算、存儲等資源能力,形成高效、彈性的公共信息處理資源,使用者通過公眾通信網絡,以按需分配的服務形式,獲得動態可擴展信息處理能力和應用服務。如果從計算效用的角度來看,云計算通過虛擬化技術形成可管理的彈性的資源池,充分提升機群的CPU和存儲的利用率,又通過分布式存儲技術和并行計算技術,充分利用機群并行處理的強大計算能力和快速響應能力,并通過中間件層對上層應用透明。構建智慧城市一體化智能控制服務平臺,需要處理對城市各方面的生活、生產活動以及環境的感知數據,運用統計學、機器學習、專家系統和自動規劃等多種方法,從原始數據中挖掘相關信息,提煉出信息中蘊涵的知識,發現規律,提供智能的城市管理、控制和服務。對海量信息的快速處理和智能挖掘需要巨大的存儲能力和計算能力,云計算的海量數據分布式存儲和并行處理能力為實現人工智能提供了重要的途徑。
4 智慧城市信息系統的總體框架
智慧城市的總體框架,包括物聯網感知和控制層、云計算數據中心、數字化平臺、管理中心和應用五個層次。
(1)普遍部署的物聯網感知終端對城市系統和環境進行感知與采集,通過寬帶通信網絡對感知信息進行傳送;(2)在云計算數據中心對信息進行匯聚、提取和處理;(3)在數字化平臺實現行業集成的應用接口整合;(4)通過業務管理平臺實現用戶、業務、數據、安全、認證、授權和計費等管理功能;(5)最后實現各行業的應用服務。另外,標準、法規的完善和全局的統籌規范有利于保障整個信息系統的管理和控制,保證智慧城市的建設和運營,使系統真正具有智能運營、交付和服務能力。
5 智慧城市信息系統的網絡拓撲
智慧城市信息系統是智能的開放的系統,其網絡拓撲以城市數據中心為核心,以物聯網終端為觸角,由內而外分為六層。
(1)城市數據中心包括網絡數據中心、業務數據中心和用戶數據中心,共同構成城市數據系統。各種終端、傳感器和網絡捕獲的多種信息元數據匯集到城市數據中心,利用云計算分布式數據存儲和并行計算技術支撐專家系統、機器學習和自動規劃,對數據進行分析和處理,對網絡、業務、終端提供協同和智能的一致性控制、服務和管理支撐,從而構建城市級的人工智能系統,使管理、控制和服務具有智能的特性。(2)云存儲、云計算和云網絡設備構成的云資源系統為城市信息系統提供云計算的能力,使其具有強大的計算能力與共享服務能力。其中,云交換機和云路由器是一種新型可編程、可虛擬化、自適應和智能調度與資源共享構成的精簡架構,即智能交換機和智能路由器,可以支持各種協議,實現接入普適化和控制智能化。(3)能力引擎系統提供資源和支撐能力的開放使用。其中,數據分析能力基于特定的計算規則,對結構化數據和非結構化數據進行計算處理,以期從海量信息中得到規律性的認識。(4)智能接入網關將傳感器終端接入云中,屏蔽不同傳感器終端的差異,進行不同終端接入的智能適配,實現統一接入。由于各種終端擁有的資源不同且動態變化,需要智能接入網關層進行自動發現識別和智能適配。(5)終端指感知和控制,以及應用服務獲取的末端設備,廣義的包括PC、手機、傳感器、云終端以及各類具有計算與通信能力的設備(如:相機、電視機、播放器、冰箱、空調、洗衣機等)。
6 智慧城市發展建議
智慧城市的建設和發展需要現代信息通信技術支撐,需堅持開放合作與自主創新相結合,突破海量數據處理、智能終端系統、智慧化產業支撐平臺等關鍵技術。
另一方面,也需要依靠政府和行業主管部門制定發展規劃和扶持政策以大力推進智慧城市建設,從而構建良好的產業發展環境和配套措施,建設寬帶、普遍部署的通信基礎網絡。同時,需要推動跨行業聯合制定統一的標準體系研究,實現通信、數據、信息、應用、服務的協同。此外,還需要通過立法和監管,實現數據共享,提高信息管理水平,建立數據的隱私保護和信息安全管理機制。有了以上四個方面的共同保障,才具備打造一流的智慧城市服務環境,匯聚規?;漠a業集群,實現規模經濟和現代服務的條件。
參考文獻
[1] 鄒佳佳,馬永俊.智慧城市內涵與智慧城市建設[J].無線互聯科技,2012(4):69-71.