前言:大數(shù)據(jù)時代的到來打破了數(shù)據(jù)的壟斷，信息源的擴大化和豐富化是大數(shù)據(jù)時代的重要特點。在可以預見的未來，大數(shù)據(jù)將遍布城市各個角落，不管是人們的衣食住行，還是城市的運營管理，都將在大數(shù)據(jù)支撐下走向“智慧化”，而大數(shù)據(jù)將為智慧城市提供“智慧引擎”。

　　■ 文/ 周明耀 厲昕

　　智慧城市推動大數(shù)據(jù)概念

　　據(jù)統(tǒng)計，目前我國常住人口城市化率已達到50%，逐漸形成了以北上廣深等特大城市為中心的，多層次、功能互補的城市群。國際上主流學者認為一個較為理想和穩(wěn)定的城市人口占總?cè)丝诘谋壤龖?5%左右，所以在未來較長時間內(nèi)，中國城市化仍處在大規(guī)模加速過程中，據(jù)估計未來中國城市化進程還將延續(xù)30年。這一趨勢伴隨著城市化進程和城市體系與空間分布的快速變化，此外，社會管理問題也越來越突出，例如候鳥式勞工遷移問題，交通效率快速下降，空氣、淡水、食品安全等問題。如何將日益豐富的各類信息資料，通過處理來積極地影響城市正常運行是一個主要問題。智慧城市結(jié)合大數(shù)據(jù)將是應對上述問題的現(xiàn)階段最佳解決方案。

　　從智慧城市的體系結(jié)構(gòu)來看，由于智慧城市的基礎在于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因此智慧城市體系結(jié)構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)相類似，也可分為感知層、傳輸層、平臺層、應用層。智慧城市相對于數(shù)字城市來說，最大的區(qū)別在于對感知層獲取的信息進行了智慧的處理，因此也可以認為智慧城市是數(shù)字城市的升級版。由城市數(shù)字化到城市智慧化，關鍵是要實現(xiàn)對數(shù)字信息的智慧處理，其核心是引入大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

　　智慧城市與大數(shù)據(jù)實踐經(jīng)驗

　　從國家政策來看，中國“863計劃”智慧城市項目總體技術(shù)體系架構(gòu)在科技部863計劃“智慧城市(一期)”項目的支持下，863計劃智慧城市項目(一期)總體組提出了“六橫兩縱”的智慧城市技術(shù)框架。“六橫”層層遞進，最下層的是城市的感知層，再是傳輸層，再上面依次分別是處理層、支撐服務層、應用服務層，最上面是智慧應用層，貫穿全局的是安全保障體系以及標準與評測。而要真正實現(xiàn)智慧城市，必須引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，主要包含三大方面的需求，通過以下三個方面才能實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的搜集、處理、加工、分析，并真正作用于具體細分行業(yè)：

　　大數(shù)據(jù)融合技術(shù)

　　我國智慧城市建設面臨的重大挑戰(zhàn)之一，是城市系統(tǒng)之間由于標準問題無法有效集成，形成信息孤島。因此，在大數(shù)據(jù)融合技術(shù)領域，一方面要加強大數(shù)據(jù)標準建設，另一方面要加強海量異構(gòu)數(shù)據(jù)建模與融合、海量異構(gòu)數(shù)據(jù)列存儲與索引等關鍵技術(shù)研發(fā)，為給予底層數(shù)據(jù)集成的信息共享提供標準和技術(shù)保障。

　　大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

　　大規(guī)模數(shù)據(jù)在智慧城市系統(tǒng)流動過程中，出于傳輸效率、數(shù)據(jù)質(zhì)量與安全等因素的考慮，需要對大規(guī)模數(shù)據(jù)進行預處理。大數(shù)據(jù)處理技術(shù)往往需要與基于云計算的并行分布式技術(shù)相結(jié)合，這也是目前國際產(chǎn)業(yè)界普遍采用的技術(shù)方案。

　　大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)

　　相比于大數(shù)據(jù)融合和處理技術(shù)，大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)更為復雜，是國際學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界面臨的極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。

　　隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及行業(yè)用戶對大數(shù)據(jù)技術(shù)的需求日益增長，大數(shù)據(jù)行業(yè)應用遍地開花。筆者通過對智慧城市大數(shù)據(jù)應用的探索，分享一些國內(nèi)外的實際案例供讀者借鑒。

　　國內(nèi)的智慧城市

　　2013年3月，北京市的“智慧朝陽服務網(wǎng)”正式上線。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的處理、分析手段，從支撐庫提煉出數(shù)據(jù)后發(fā)送到服務管理系統(tǒng)，然后通過服務門戶，包括微信、微博、移動應用、服務網(wǎng)站、機頂盒等多元化的方式與不同的用戶群體進行溝通。

　　國外的智慧城市

　　瑞典首都斯德哥爾摩市政府在通往市中心的道路上設置了18 個路邊控制站，通過使用RFID 技術(shù)以及利用激光、照相機和先進的自由車流路邊系統(tǒng)，自動識別進入市中心的車輛，自動向在周一至周五(節(jié)假日除外)6 ：30 到18 ：30 之間進出市中心的注冊車輛收稅。通過收取“道路堵塞稅”減少了車流，交通擁堵降低了25%，交通排隊所需的時間下降50%，道路交通廢氣排放量減少了8% - 14%，二氧化碳等溫室氣體排放量下降了40%。

　　智慧醫(yī)療英特爾協(xié)助用友醫(yī)療制定了基于英特爾大數(shù)據(jù)解決方案的區(qū)域衛(wèi)生數(shù)據(jù)中心建設目標，在錦州區(qū)域衛(wèi)生數(shù)據(jù)中心形成了完整的大數(shù)據(jù)解決方案。經(jīng)過反復測試和調(diào)優(yōu)，這一區(qū)域衛(wèi)生大數(shù)據(jù)計算架構(gòu)可以滿足海量數(shù)據(jù)(一億條以上記錄數(shù))的高并發(fā)檢索和實時數(shù)據(jù)分析的性能要求，滿足了“智慧”的大數(shù)據(jù)需求。

　　智慧警務

　　通過充分利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和視頻智慧分析技術(shù)、GIS(地理信息系統(tǒng))、GPS(全球定位系統(tǒng))、移動通信網(wǎng)絡、移動警務智能系統(tǒng)、數(shù)字集成等前沿科技，實現(xiàn)警務工作現(xiàn)代化、智能化、流程化、可視化。

　　智慧交通

　　鄭州建立智能公交系統(tǒng)，使公交車信息就在地圖上顯示出來：如最近的一輛公交車還有5 分鐘到站，滿員;下一輛公交車還有10 分鐘到站，有空座，可以選擇乘坐;下樓2 分鐘，走到站臺1 分鐘，余下7 分鐘，還有時間坐下喝杯熱茶。

　　智慧消防

　　廣州建立智能消防系統(tǒng)，報警人只需撥打119，系統(tǒng)將立刻定位報警人當前位置，并調(diào)用位置所在區(qū)域監(jiān)控攝像頭，確定災情地點和火勢情況。

　　安防行業(yè)的大數(shù)據(jù)如何應用?

　　2012年7月21日，北京遭遇了一場61年不遇的特大暴雨。北京市區(qū)路段嚴重積水、交通中斷、市政水利工程多處受傷、眾多車輛被淹造成人員傷亡。災難過后，城市管理者意識到城市的安防必須長遠規(guī)劃、著眼于長效根本的解決之道，亟待綜合治理。安防行業(yè)由于受到自身業(yè)務特點及行業(yè)內(nèi)廠商研發(fā)方向的限制，大數(shù)據(jù)應用在安防行業(yè)的進展一直不夠深入。但安防行業(yè)與大數(shù)據(jù)的契合度較高，尤其是對視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、智能交通數(shù)據(jù)關注度越來越高。例如?？低晫⒋髷?shù)據(jù)應用于視頻圖像的采集、傳輸、存儲、管理、展示和挖掘等方面，解決了海量數(shù)據(jù)的存儲、調(diào)取和管理難題。

　　在安防與防災領域，通過大數(shù)據(jù)的挖掘，也可以及時發(fā)現(xiàn)人為或自然災害、恐怖事件，提高應急處理能力和安全防范能力等。除了對歷史數(shù)據(jù)的挖掘采集，實時數(shù)據(jù)的挖掘也是未來的一種趨勢。通過對城市地理、氣象等自然信息和經(jīng)濟、社會、文化、人口等人文社會信息的挖掘，可以為城市安防提供強大的決策支持，強化城市管理服務的科學性和前瞻性。?？低晫⒋髷?shù)據(jù)流式計算框架Spark應用于智能分析技術(shù)，極大地提高了實時性分析效率，為安防領域與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合提出了方向。

　　此外，數(shù)據(jù)處理服務通過智慧城市公共支撐平臺對數(shù)據(jù)進行分析，從中挖掘價值，尋找關系。數(shù)據(jù)處理技術(shù)包括機器學習、數(shù)據(jù)挖掘和復雜事件處理等。傳統(tǒng)的機器學習、數(shù)據(jù)挖掘在處理面對海量、異構(gòu)的智慧城市數(shù)據(jù)時效率低下，通過分布式計算框架改進，提升處理速度。根據(jù)數(shù)據(jù)處理要求的實時性與否，可分離線處理和在線處理。應急防災類智慧城市應用具有實時、在線處理的要求，數(shù)據(jù)處理服務要及時預測結(jié)果，為城市管理者提供決策支持。對于離線處理的數(shù)據(jù)，通常保存在分布式數(shù)據(jù)庫和分布式文件系統(tǒng)，均可基于Hadoop MapReduce等分布式計算框架分析該類數(shù)據(jù)，并可通過Apache Mahout等數(shù)據(jù)挖掘工具對數(shù)據(jù)進行深入研究。

　　對于需要在線實時處理的數(shù)據(jù)，如流式數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)處理的方法與離線數(shù)據(jù)區(qū)別很大。多個傳感器按照小周期采集的數(shù)據(jù)、多個攝像頭采集的視頻數(shù)據(jù)等屬于流式數(shù)據(jù)。流式數(shù)據(jù)與離線處理的數(shù)據(jù)最大區(qū)別是數(shù)據(jù)處理要快，數(shù)據(jù)處理要及時。復雜事件處理(Complex Event Processing，CEP)技術(shù)是一種數(shù)據(jù)處理引擎，來捕捉不同來源的各種簡單事件或事件流，根據(jù)預先定義的事件模型，實時、高效地發(fā)現(xiàn)海量事件之間的關系或推斷出更有意義的事件，提供決策依據(jù)。

　　汲取國外經(jīng)驗，加大軟件建設力度

　　歐美發(fā)達國家在智慧城市的建設上非常重視軟件建設，只有掌握了數(shù)據(jù)，才能做出合理的分析，才能總結(jié)出公共安全的客觀規(guī)律，真正提升應急管理能力，進而根除城市安防交通、災害等一系列的問題。近幾年國內(nèi)在智慧城市的建設上只重視硬件建設，而忽視軟件和信息系統(tǒng)建設。智慧城市的建設，需要軟硬結(jié)合，我國應該汲取國外的先進經(jīng)驗，加大軟件建設的力度，真正掌握建設智慧城市的主動權(quán)。

　　大數(shù)據(jù)時代的到來打破了數(shù)據(jù)的壟斷，信息源的擴大化和豐富化是大數(shù)據(jù)時代的重要特點。在可以預見的未來，大數(shù)據(jù)將遍布城市各個角落，不管是人們的衣食住行，還是城市的運營管理，都將在大數(shù)據(jù)支撐下走向“智慧化”，而大數(shù)據(jù)將為智慧城市提供“智慧引擎”。

　　此外，應該明確智慧城市是城鎮(zhèn)化進程的下一個階段，是城市信息化的新高度，是現(xiàn)代城市發(fā)展的遠景。無線城市、數(shù)字城市、平安城市、感知城市是智慧城市的必要條件。誠信城市、綠色城市、健康城市、人文城市是智慧城市應有之意，智慧城市產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)反過來支撐智慧城市。智慧城市與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合一定會有璀璨的明天!

　　(本文作者均任職于杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司)