云技術在海南智慧城市建設中的應用研究

王兆慶+賀勇+孫超雄

摘 要：云計算可為智慧城市建設提供技術和管理保障，為智慧城市數據中心的建設提供一條必經之路。智慧城市是將高速、智能、高科技融合為一體的，以多應用、多行業、復雜系統組成的綜合體，是城市發展的必然趨勢。智慧城市建設在海南省已啟動，文中主要介紹了云計算的概念與特點，并針對云計算技術在智慧城市建設中的應用進行了分析，探討了海南萬寧市智慧城市建設的解決方案。

關鍵詞：智慧城市；云計算；網絡平臺；解決方案

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）10-00-02

0 引 言

目前，全世界有300多個城市在建設智慧化城市，智慧城市被普遍認為是在物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術的支撐下，形成全面透徹感知、寬帶互聯、智能融合的應用和大眾創新、開放、協同為特征的一種新型信息化的城市形態。作為探索新型城鎮化發展的重要舉措，2012年11月我國開始進行智慧城市試點建設。在2013年1月住建部啟動首批90個國家智慧城市試點工作之后，8月又公布第二批103個智慧城市試點名單，這意味著中國智慧城市試點數量增至193個。在首批智慧城市試點名單中，萬寧是海南唯一入選的試點城市。

萬寧市在智慧城市建設中已確定了未來發展理念：打造“一張網”、構建“兩片云”、服務“三種人”。“一張網”指的是物聯網，充分利用互聯網+數據大平臺，打造滲透到社會各個角落的網絡架構；“兩片云”意在構建服務于社會各個層面的云計算中心，以保護并開發良好的生態環境的藍天白云；服務“三種人”是云技術功能的實現，為常住居民、商務人士、休旅人員提供“貼心、順心、安心”的服務。在推進智慧城市建設中，萬寧市遵循“政府主導、社會投入、產業先行、基礎保障、4G體驗、WiFi優先”的實施路線圖，最終使之成為國內通信質量、網絡帶寬和綜合服務最具競爭力的地區之一。云計算中心可以聚合多個應用平臺，提高資源利用率，智慧城市云的建設以最優方案提供高效的信息資源服務，選擇云計算技術平臺將助力萬寧智慧城市建設的發展[1]。

1 云計算技術

自2006年“云計算”（cloud computing）概念提出至今，在短短幾年中，已完成了技術名詞到技術應用的快速發展，“云計算”通過借助網絡空間，將分散在不同區域的計算機資源虛擬化，進行重新配置，具有按需獲取、超強計算能力和巨大存儲空間超級網絡特點，資源云涵蓋了分布式計算、并行計算和網絡存儲等計算機及網絡技術，為用戶提供軟件和服務。

在云計算環境下，用戶的使用觀念也會發生徹底的變化：從“購買產品”到“購買服務”轉變，因為他們直接面對的將不再是復雜的硬件和軟件，而是最終的服務。在服務方面，主要以提供用戶基于云的各種服務為主，共包含三個層次：其一是SaaS軟件，即服務，這層的作用是將應用主要以基于 Web 的方式提供給客戶；其二是PaaS平臺，即服務，這層的作用是將一個應用的開發和部署平臺作為服務提供給用戶；其三是IaaS基礎設施，即服務，這層的作用是將各種底層的計算（比如虛擬機）和存儲等資源作為服務提供給用戶， 云計算的體系結構如圖1所示。

圖1 云計算的體系結構圖

從用戶角度而言，這三層服務之間的關系是獨立的，因為它們提供的服務是完全不同的，而且面對的用戶也不盡相同。但從技術角度而言，云服務這三層之間的關系并不是獨立的，而是有一定依賴關系的，比如一個 SaaS 層的產品和服務不僅需要使用到 SaaS 層本身的技術，而且還依賴 PaaS 層所提供的開發和部署平臺或者直接部署于 IaaS 層所提供的計算資源上，此外，PaaS 層的產品和服務也很有可能構建于 IaaS 層服務之上[2]。云計算的“云”就是存在于互聯網上的服務器集群上的資源，它包括硬件資源（服務器、存儲器、CPU等）和軟件資源（如應用軟件、集成開發環境等），本地計算機只需要通過互聯網發送一個需求信息，遠端就會有成千上萬的計算機為你提供需要的資源并將結果返回到本地計算機，這樣，本地計算機幾乎不需要做什么，所有的處理都由云計算提供商所提供的計算機群來完成。

云計算為智慧城市建設提供技術和管理的保障。通過架構即服務（Iaas）的構建模式，將傳統數據中心不同架構、不同品牌、不同型號的服務器進行整合，通過云操作系統的調度，向應用系統提供一個統一的運行支撐平臺。同時，借助于云計算平臺的虛擬化基礎架構，可以有效的進行資源切割、資源調配和資源整合，按照應用需求來合理分配計算、存儲資源，最優化效能比例。云計算數據中心的突出特點，是具備大量的基礎軟硬件資源，實現了基礎資源的規模化，提高資源的利用率，降低單位資源的成本。另外，云計算數據中心，實現了資源的多租戶應用。通過業務的歷史統計信息，配合業務和資源調度管理，可以有效提高資源的利用率[3]。

2 云技術在海南萬寧智慧城市建設中的應用研究

智慧城市是以多應用、多行業、復雜系統組成的綜合體。多個應用系統之間存在信息共享、交互的需求。各不同的應用系統需要共同抽取數據綜合計算和呈現綜合結果。如此眾多繁復的系統需要多個強大的信息處理中心進行各種信息的處理。要從根本上支撐龐大系統的安全運行，需要考慮基于云計算的網絡架構，建設智慧城市云計算數據中心。萬寧市在智慧城市建設時同樣需要有一個以云計算技術支持的數據控制平臺，統一調配各類資源， 實現隨需應變動態伸縮的能力。

網絡是連接所有數據中心IT組件的唯一通用實體，構建堅實的網絡基礎設施將為數據中心業務永續、管理與運維提供保障。通常來講，用戶的業務可分為多個子系統，彼此之間會有數據共享、業務互訪、數據訪問控制與隔離的需求，根據業務相關性和流程需要，采用模塊化設計，實現低耦合、高內聚，保證系統和數據的安全性、可靠性、靈活擴展性、易于管理。因此，在網絡基礎建設方面，萬寧市加大了基礎建設，到2017年底，基本實現無線城市和寬帶城市。屆時光纖到戶百兆接入，寬帶全覆蓋（家庭平均接入帶寬達到20 Mb/s，出口帶寬國際和國內分別達到1 Tb/s、 5 Tb/s），完成無線寬帶覆蓋城鎮化，構建層次多樣、覆蓋縱橫、熱點數眾多的無線寬帶網絡，全面完成國家三網融合試點任務，提供按需接入的寬帶服務。根據智慧城市建設規劃，萬寧的重點推出3大類、17個子項目進行招商，涵蓋智慧城市建設基礎設施建設、智慧管理、智慧民生、智慧產業4個領域。同時，提出萬寧建設智慧城市的七大示范區：以萬城+濱海新區、興隆、神州半島、石梅灣、日月灣、山欽灣、奧特萊斯（萬寧芭蕾雨）為智慧城市建設示范區，按照國家標準，根據各區域的特點，將這7個區域建設成為有特色的智慧城市示范區。萬寧這7個示范區也通過信息網絡實現無縫對接[4]。

考慮基于云計算IaaS架構進行設計，海南萬寧市的智慧城市建設以云計算數據中心為核心，打造獨立于多個應用系統的公共云，如設定政務云、交通云、教育云、安全云、社區云、旅游云、醫療云、生態云等，為各類下層應用提供支持，通過云數據平臺對七大示范區資源進行統一的調配和管理，未來在示范區成功經驗數據的基礎上，云網覆蓋全市，新功能的云又增加到云平臺中，其架構能后續擴展支持其它云，云計算智慧城市架構如圖2所示。

圖2 云計算智慧城市架構圖

3 海南建設智慧城市的思考

海南建設智慧城市要從解決民生問題為中心，從創新的視角，以提升經濟發展水平、改善環境、提高能源和資源利用率等為主。同時還要圍繞智能化基礎設施建設，傳統產業智慧改造，新興智慧產業的培育，智慧政府建設，智慧化城市生活環境和管理，智能化公共服務體系等戰略重點領域，構建城市公共信息平臺、網絡平臺、應用平臺等信息化基礎設施。另外，海南與全國一樣仍然存在資源透支、環境污染、交通擁堵、就業困難、社會管理薄弱等問題，構建智慧城市將成為應對城市社會問題的重要途徑。

海南智慧城市建設，首先海南政府在信息化發展戰略上要有清晰的愿景和戰略眼光。同時，要有長期建設發展的執著，政府堅持統籌規劃，持續克服各種阻力。其次，加大政務平臺和商務平臺的建設，政府身體力行，引導信息化在各個領域內的應用。再次，對現有資源整合統籌安排，統一才是有效解決互聯互通的辦法。

萬寧有海南最長的海岸線，美麗的港灣，眾多島嶼，多彩的小海，特別是國家級的保護區大洲島，兩個風光迷人、物產豐富的小海，如何做到既保護又能合理開發這寶貴的資源考驗著頂層設計者，低碳和生態智慧城市是萬寧市優先考慮的戰略級智慧城市建設規劃，萬寧進行智慧城市建設的探索如果成功，將有效解決在建設國際旅游島大的背景之下，海南城鎮化建設問題、土地流轉問題、旅游服務問題、智慧民生問題。

海南是全中國的后花園，智慧城市建設決不能以犧牲生態為代價，必須以低炭環保為目標，進行數字生態城市建設。

參考文獻

[1]萬寧創建智慧城市，探索城鎮化發展新模式.[EB/OL].http：//news.qq.com/a/20130221/000916.htm

[2]王戩.云計算關鍵技術及其發展的分析[J]科技創新與應用，2013（28）：74.

[3]云計算的關鍵技術[EB/OL].http：//www.chinacloud.cn/show.aspx？id=9087&cid=22

[4]萬寧創建智慧城市式[EB/OL].http：//news.focus.cn/hn/2013-10-13/4124760.html