智慧城市大数据中心功能与架构探讨

智慧城市大数据中心功能与架构探讨

陈伟华

（身份证号码：36242519811122xxxx）

摘要：随着城市信息化与大数据技术的快速发展，智慧城市逐步成为全球未来城市的发展趋势。文章详细阐述了智慧城市的发展现状和国外智慧城市带来的国际经验，研究了建设智慧城市所需的关键技术。最后通过以上分析，设计了符合河北省实际情况的智慧城市架构，为大数据时代智慧城市的建设提供技术支持和理论指导。

关键词：大数据技术；智慧城市架构；关键技术

随着云计算、物联网、新一代移动宽带网络等技术的迅速发展和深入应用，信息化向更高阶段的智慧化发展，智慧城市的概念迅速崛起并快速发展。城市智慧化已成为继工业化、电气化、信息化之后的新一次浪潮，是目前最热门的研究课题之一。智慧城市以地理空间数据为载体，融合专题业务数据，依托互联网为社会公众、政府部门及企事业单位等提供查询、分析、辅助决策等服务。智慧城市的建设能够极大地促进城市数据资源的集成、开发和利用，然而，如何全面高效地组织和存储智慧城市涉及的海量多源异构数据，是建设智慧城市面临的首要问题。

1.智慧城市大数据中心的功能分析

1.1智慧城市大数据中心的职能与利益相关方

综合各地的相关建设规划来看，智慧城市大数据中心的职能主要包括三个方面：支撑与城市综合治理相关的政务活动与服务、支撑面向市民的公共服务、支撑与城市发展密切相关的各项生产经营活动。根据上述职能可以分析得出，智慧城市大数据中心的利益相关方主要有政府部门、从事公共服务与生产经营的企事业单位、广大市民与大数据中心管理机构。在大数据中心的不同职能中，上述利益相关方分别承担了不同角色，如图1所示。

图1大数据中心的活动与角色分析

政府部门通过政务信息系统，提供政务活动与服务，并对公共服务与生产经营活动进行监督管理。企事业单位通过行业应用系统，提供公共服务与生产经营活动，同时接受政府部门的政务活动与服务，并使用别的企事业单位提供的生产经营服务或成果。广大市民通过智慧城市应用门户或APP使用公共服务，同时接受政府部门的政务活动与服务。大数据中心管理机构运营管理大数据中心，为各类政务活动与服务、公共服务和生产经营活动提供支撑。

1.2智慧城市大数据中心的主要功能

智慧城市大数据中心对于政务活动与服务、公共服务与生产经营活动的支撑作用，主要体现为两方面功能。第一，数据服务功能。大数据中心具备对多源、异构、海量数据的归集、共享、整合与处理分析能力，能够为政务活动与服务、公共服务与生产经营活动顺利、有效开展提供多种数据服务。这些数据服务主要被政府部门的政务信息系统与企事业单位的行业应用系统使用。此外，政务信息系统与行业应用系统也是各类重要原始数据的主要来源。第二，智慧城市应用功能。大数据中心运行多种智慧城市应用系统，并通过可以由互联网访问的应用门户、APP等形式，将各种智慧城市应用提供给广大市民。

2.智慧城市建设关键技术介绍

智慧城市的概念强调更透彻的感知、更深度的互联互通、更广泛的智能应用，正是由于物联网、云计算和大数据等新一代技术的飞速发展，才使得智慧城市建设成为可能。智慧城市数据源的采集获取、数据管理与存储、分析功能和业务应用等技术都与传统的信息化城市有所不同。下面简要介绍一下智慧城市建设的关键技术。

2.1物联网技术

物联网这个概念，美国早在1999年就提出来了。物联网的发展给智慧城市的建设提供数据采集支持，它通过RFID、红外感应器等信息传感设备，将智能终端连入互联网，从而为实现智慧交通、智慧医疗、智慧旅游等提供了技术支持，因此有人提出“处处是终端”的说法。物联网使得人、机器之间的互联互通，世界无线研究论坛曾预测，到2017年，地球上将有大约7万亿传感器为人们提供服务。

2.2大数据技术

大数据技术可以对大量的、多源异构数据进行深入的数据分析和挖掘，可以发现一些潜在规律或关系。比如美国有专家利用大数据挖掘技术，通过对超市数据进行分析，得出啤酒和尿布同时出现的概率特别大的规律。同样的，大数据技术也可以为智慧城市的建设提供服务，比如智慧交通、智慧医疗、智慧金融、智慧农业等。智慧城市建设过程中，可以将大数据技术与各个行业业务深度融合，为各领域的分析决策提供支持服务。大数据技术可以帮助智慧城市建设过程中产生的类似多源数据进行关联分析、数据建模、数据仿真、数据报告等服务。在智慧城市中综合各行业和大数据技术，形成趋势预测判断和数据共享等功能，为智慧城市的各行业的互联互通、创新社会高效管理、社会良性竞争与经济可持续发展提供技术支持，大数据分析决策与优化是新型智慧城市的核心，是提升智慧城市“智商”的关键。

3.智慧城市架构

3.1智慧城市架构的重要性

智慧城市信息技术发展到一定阶段的必然产物。智慧城市的建设特别依赖与国家和政府政策支持和顶层设计，只有有了整体的发展规划和蓝图，才能使得各个城市信息化建设实现资源共享，避免出现各个部门各自为政，形成信息孤岛。因此，智慧城市建设必须要从局部走向系统，从参差不齐走向标准化，这就需要设计合理的建设架构。

随着京津冀一体化的大力推进，构建适合河北自身的智慧城市建设的总体架构显得尤为迫切，因此，经过充分的前期调研和分析，构造出河北省智慧城市总体架构，参考前期学者研究成果的基础上，加入了生态环境和可持续发展的发展理念。

3.2大数据应用层

大数据应用层包括多种智慧城市应用系统，主要提供城市政务活动与公共服务方面的多种应用。智慧城市应用系统的服务端运行于智慧城市大数据中心，并具有门户网站、手机/平板APP、微信公众号等多种便于通过互联网、移动互联网访问与使用的客户端，从而将各种智慧城市应用提供给广大市民。与下两层比较，大数据应用层往往具有更强的定制化、个性化特征。不同地区的城市大数据中心根据其城市的经济文化建设特点、政务信息化与公共服务发展现状与实际需求，有针对性地发展符合其智慧城市建设实际需要的应用系统。

3.3应用服务网关

应用服务网关是政务信息系统、行业应用系统调用大数据中心提供的各种大数据服务的统一访问点，并提供服务查询、使用授权等功能。应用服务网关还是广大市民使用各种智慧城市应用的统一访问点，提供单点登录、认证与授权等功能。由于各种大数据服务与智慧城市应用的技术体制不尽相同，涉及的数据量、传输与处理时延、服务接口等也具有较大差异，因此针对不同的大数据服务与智慧城市应用，应用服务网关可以采用不同的、最适应服务或应用自身特点的技术途径来实现。

3.4支撑保障分系统

支撑保障分系统为大数据中心管理机构提供必要的管理与业务运营支撑功能，包括系统运维管理、业务运营管理、安全保障等。系统运维管理主要是为了确保大数据中心的各类硬件设备、软件与数据的正常运转而进行必要的参数配置、状态监控、日志记录、异常预警、故障排查与修复等，包括配置管理、事件管理、故障管理、日志管理等。业务运营管理主要是对大数据中心提供的各类服务与应用的运行状态进行管理，以及对各类用户的档案、状态、业务使用权限等进行管理。安全保障主要是为了确保大数据中心的各种系统安全可靠地运行，以及用户安全可靠地使用大数据中心提供的服务与应用，提供各种必要的真实性、机密性、完整性与可靠性保护。

结论

目前，国内外城市都在积极参与建设智慧城市。但是，我们要在保障民生的前提下，在保护生态环境、可持续发展和信息安全的前提下，实现智慧城市的建设工作，这样不仅能提升城市的经济和政治实力，还可以促进社会和文化的繁荣发展。比之城市发展的其它各种形态，智慧城市是城市发展的更完美的形态。切合实际的智慧城市架构可以帮助城市实现“经济—社会—生态”的全面可持续发展，最终满足居民生活的安全感和幸福感。

参考文献：

［1］赵元，彭玲，池天河，等．智慧城市综合信息分析系统的设计与实现［J］．测绘通报，2014（11）：116-119．

［2］杨丽娜，邵静，彭玲，等．面向智慧城市数据管理和多维决策的时空数据仓库建设［J］．测绘科学，2014，39（8）：44-49．

［3］龚健雅，李小龙，吴华意．实时GIS时空数据模型［J］．测绘学报，2014，43（3）：226-232．