大數(shù)據(jù)在智慧城市中的作用分析

趙振營 耿方方

(河南中醫(yī)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息中心，河南鄭州 450000)

智慧城市最早源于2008年IBM提出的“智慧的地球”理念。2010年IBM又提出了“智慧的城市”的愿景，希望為世界和中國城市的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量?，F(xiàn)階段，我國正大力發(fā)展工業(yè)化與信息化，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和信息化程度已為智慧城市建設(shè)奠定了基礎(chǔ)［1］。事實(shí)上，截至2013年10月，我國已在近200個城市開展智慧城市試點(diǎn)，第三批試點(diǎn)城市的啟動已成為各地的期望，智慧城市的建設(shè)已悄然來到中國。然而，在智慧城市的建設(shè)與運(yùn)轉(zhuǎn)中，一定會產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，例如人口流數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)都能夠很好地反映城市問題，在城市管理過程中起著舉足輕重的作用。

一、智慧城市與大數(shù)據(jù)概述

(一)智慧城市

智慧城市是把信息技術(shù)充分運(yùn)用在城市的各行各業(yè)之中的基于知識社會創(chuàng)新的城市信息化高級形態(tài)。智慧城市基于互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)以及大數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應(yīng)用，營造有利于創(chuàng)新涌現(xiàn)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。

另外，歐盟從六個指標(biāo)對智慧城市進(jìn)行評價，即智慧經(jīng)濟(jì)、智慧運(yùn)輸業(yè)、智慧環(huán)境、智慧居民、智慧生活和智慧管理。

(二)大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)或稱巨量資料，指的是無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)軟件工具對其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合［2］121。

大數(shù)據(jù)的四個特點(diǎn)為:數(shù)據(jù)量大(Volume)，達(dá)PB級以上;數(shù)據(jù)類型多樣(Variety)，如文本、圖片、音頻、視頻等;處理速度快(Velocity)，數(shù)據(jù)處理遵循“1秒定律”，可以從各種類型的數(shù)據(jù)中歸納快速獲得高價值的信息;價值密度低(Value)，大量的數(shù)據(jù)中，可能有用的數(shù)據(jù)僅占一小部分。

二、智慧城市與大數(shù)據(jù)的關(guān)系

(一)智慧城市產(chǎn)生大數(shù)據(jù)

在智慧城市的建設(shè)和應(yīng)用中，將產(chǎn)生從TB到PB級越來越多的數(shù)據(jù)，隨之進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代［3］。智慧城市中大數(shù)據(jù)來源如圖1所示，總結(jié)起來，這些數(shù)據(jù)首先來源于不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫中存貯的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以及文本、圖片、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。其次是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從傳感器和各種終端收集來的實(shí)時和準(zhǔn)實(shí)時數(shù)據(jù)，比如交通領(lǐng)域的車檢器，每隔五分鐘會發(fā)送車輛的信息。第三部分就是移動數(shù)據(jù)，比如手機(jī)短信、語音電話等數(shù)據(jù)。

圖1 大數(shù)據(jù)來源

在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，小米網(wǎng)在米粉節(jié)一天創(chuàng)收15億，新浪微博晚上有100萬以上的響應(yīng)請求。再如醫(yī)療，到醫(yī)院看病需要CT，一天一百個病人做CT，那么數(shù)據(jù)量就能達(dá)到幾十個GB，一個患者的數(shù)據(jù)通常需要保留50年以上。在交通行業(yè)中，通過攝像頭拍攝視頻來監(jiān)控路況。因此，從以上幾個行業(yè)中可以看出，數(shù)據(jù)包括文本、圖片、視頻等類型，其數(shù)據(jù)量滿足大數(shù)據(jù)的特征，我們能夠通過分析大數(shù)據(jù)的方法分析這些數(shù)據(jù)，從而為智慧城市的管理提供支持。

(二)大數(shù)據(jù)是智慧城市的核心要素

智慧城市的建設(shè)與應(yīng)用帶來數(shù)據(jù)量的急速增大，而大數(shù)據(jù)無處不在，遍布智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧生活等智慧城市的各個領(lǐng)域［4］。對大數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、分類、重組分析、再利用等一系列的智能化處理后，將其結(jié)果為決策者提供參考。智慧城市的管理也從傳統(tǒng)的“經(jīng)驗治理”向“科學(xué)治理”轉(zhuǎn)變。

由上述可以看出，智慧城市產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)遍布智慧城市的方方面面，同時大數(shù)據(jù)為政府決策提供了依據(jù)。兩者的關(guān)系如圖2所示。

圖2 智慧城市與大數(shù)據(jù)的關(guān)系

三、大數(shù)據(jù)在智慧城市中的作用

大數(shù)據(jù)遍布智慧城市的不同領(lǐng)域，關(guān)乎每個人的生活。歸根結(jié)底，大數(shù)據(jù)在智慧城市中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在為社會各個領(lǐng)域提供服務(wù)。在此，結(jié)合歐盟的六個指標(biāo)體系介紹大數(shù)據(jù)在智慧城市中的作用。

(一)在智慧經(jīng)濟(jì)方面，大數(shù)據(jù)為營銷、管理等提供決策支持

隨著計算機(jī)的普及以及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，足不出戶的消費(fèi)方式逐漸成為主流，例如網(wǎng)購圖書、網(wǎng)購衣物、水電費(fèi)繳付、電話繳費(fèi)等。在商業(yè)上，用它可以分析用戶的購物行為、如何搭配商品、品牌的市場狀況、消費(fèi)者行為情況、如何將適合的營銷信息推送給消費(fèi)者等，并據(jù)此作出經(jīng)營決策。

無紙化付費(fèi)也成為時尚潮流，例如各種銀聯(lián)卡的使用極大地方便了用戶的生活。通過分析用戶信用卡的消費(fèi)記錄，可以得出該消費(fèi)者的個人信用評分，從而推斷出客戶支付意向與支付能力，發(fā)現(xiàn)潛在的欺詐。

另外，利用大數(shù)據(jù)分析還能夠?qū)崿F(xiàn)對庫存量的合理管理，可以依據(jù)求職網(wǎng)站崗位數(shù)量推斷就業(yè)率等。

可以看出，只要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的活動，都涉及數(shù)據(jù)的存貯，通過對大數(shù)據(jù)的分析與運(yùn)用均能為決策提供參考。

(二)在智慧運(yùn)輸業(yè)方面，大數(shù)據(jù)緩解了交通及物流方面的問題

運(yùn)輸業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中專門從事運(yùn)送貨物和旅客的社會生產(chǎn)部門，包括鐵路、公路、水運(yùn)、航空、管道運(yùn)輸?shù)冗\(yùn)輸部門。這里將智慧運(yùn)輸業(yè)簡單概括為智慧交通與智慧物流。

大數(shù)據(jù)下的智慧交通，主要是指融合傳感器、監(jiān)控視頻和GPS等設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，提供最佳的出行方式、路線等。例如，制造商可以通過大數(shù)據(jù)了解汽車的運(yùn)行狀況，在適當(dāng)時機(jī)通知車主更換零件，降低維修成本。這樣，制造商不僅是硬件生產(chǎn)者，更是貼近人心的服務(wù)者。同時，通過對以往大數(shù)據(jù)的分析，我們還可以了解到往年景點(diǎn)旅客數(shù)量、線路情況等，從而設(shè)計合適的旅游線路。

另外，大數(shù)據(jù)的可預(yù)測性能提升交通的預(yù)測水平。利用大數(shù)據(jù)，管理者可以模擬交通運(yùn)行狀態(tài)，驗證技術(shù)方案的可行性。在交通管理上，通過研究實(shí)時交通數(shù)據(jù)，可以有效緩解交通堵塞，并快速應(yīng)對突發(fā)狀況，為交通良好運(yùn)轉(zhuǎn)提供依據(jù)。

傳統(tǒng)物流由于信息化程度不高，物流信息系統(tǒng)不夠完善等問題，經(jīng)常出現(xiàn)物品丟失、損壞等現(xiàn)象，對企業(yè)產(chǎn)生了一定的損失及影響。實(shí)際上，在物流這一領(lǐng)域中，收集的數(shù)據(jù)量是非常大的，例如集裝箱移動的信息、人工處理的信息等。通過對大數(shù)據(jù)分析，我們就能知道如何改變部署，還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，降低行業(yè)成本;同時，通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合，還能更好地進(jìn)行集裝箱運(yùn)輸能力的預(yù)測。

(三)在智慧環(huán)境方面，大數(shù)據(jù)支持預(yù)測并能快速響應(yīng)災(zāi)害

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)將遍布城市的各個角落，大數(shù)據(jù)的價值也將進(jìn)一步被挖掘出來。利用大數(shù)據(jù)對大量實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)的挖掘、評測與關(guān)聯(lián)性分析，深度獲取相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)，可以幫助環(huán)保部門準(zhǔn)確判斷環(huán)境變化趨勢。另外，對環(huán)保事件的預(yù)警、態(tài)勢分析、聯(lián)動和應(yīng)急指揮決策輔助組合為一體，提供準(zhǔn)確的分析，挖掘掌握水、氣、土壤等多項生態(tài)環(huán)境變遷和關(guān)聯(lián)性的規(guī)律，對完善環(huán)境法律、環(huán)保行業(yè)檢測規(guī)程與環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略的規(guī)劃等提供了充分的科學(xué)依據(jù)。

(四)在智慧居民方面，智慧居民管理使用大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用能夠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。當(dāng)前，信息技術(shù)、計算機(jī)和電子產(chǎn)品、制造業(yè)等眾多領(lǐng)域越來越多的基于大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用結(jié)果進(jìn)行決策。另外，大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用推動了社會進(jìn)一步的發(fā)展，對智慧居民管理工作發(fā)揮了重要作用。大數(shù)據(jù)研究實(shí)驗顯示出驚人的預(yù)測能力，未來大數(shù)據(jù)預(yù)測技術(shù)將會對人們的決策過程和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

(五)在智慧生活方面，大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)居民衣食住行智能化

大數(shù)據(jù)遍布居民生活的方方面面，同時增加了生活的智能性。例如智慧旅游，通過對往年游客數(shù)目的存貯，就可以使用現(xiàn)代信息檢索引擎，根據(jù)相關(guān)旅游地區(qū)、旅游景點(diǎn)、旅游文化關(guān)鍵詞的搜索頻次來預(yù)測哪些景點(diǎn)是最受歡迎的，以作為旅游出行的參考。另外，通過對旅游景點(diǎn)、文化等文字、圖片和音視頻信息進(jìn)行篩選處理，可以使其成為可視化信息，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行展示，挖掘城市旅游文化資源，為居民提供方便。

再如在醫(yī)療方面，看病難成為各大城市的難題。現(xiàn)代很多醫(yī)院依托大數(shù)據(jù)分析等創(chuàng)新技術(shù)，加快了醫(yī)院信息化平臺的建設(shè)和應(yīng)用，使用網(wǎng)上自助掛號、自助就診、自助取藥、自助繳費(fèi)等措施，簡化了患者的就診流程，減少了排隊等待的時間，為群眾提供了安全、有效、方便、價廉的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)。

(六)在智慧管理方面，大數(shù)據(jù)支撐并推動城市的管理

大數(shù)據(jù)是智慧城市的智慧之源，使數(shù)據(jù)共享成為可能。大數(shù)據(jù)的價值源源不斷地推動智慧城市向更加智慧、更加科學(xué)、更加高效的目標(biāo)邁進(jìn)。例如在政府管理層面，有了數(shù)據(jù)庫作為支撐，可以實(shí)現(xiàn)高效的互聯(lián)互通，極大地提高政府各部門之間的協(xié)同辦公能力，提高了為民辦事的效率，降低了政府的管理成本，最重要的是為政府決策提供了有力的支撐。再如，在城市規(guī)劃方面，通過對城市地理、氣象等自然信息和經(jīng)濟(jì)、社會、文化、人口等人文社會信息的挖掘，可以為城市規(guī)劃提供強(qiáng)大的決策支持，提升城市管理服務(wù)的科學(xué)性和前瞻性。

［1］鄒國偉，成建波．大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用［J］．電信網(wǎng)技術(shù)，2013(4)．

［2］楊正洪．智慧城市——大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算之應(yīng)用［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2014．

［3］謝然．智慧城市的大數(shù)據(jù)猜想［J］．互聯(lián)網(wǎng)周刊，2013(15)．

［4］鄔賀銓．大數(shù)據(jù)支持智慧城市［J］．中國經(jīng)濟(jì)和信息化，2013(2)．