智慧城市背景下的大數據技術集成管理研究*

文/青島理工大學管理工程學院 崔慶宏

青島騰遠設計事務所有限公司 劉 瀟

青島理工大學管理工程學院 武丹丹 闞洪生

大數據是一場革命，將對各行各業發展帶來深刻影響。隨著信息與通訊技術迅速發展，特別是互聯網、數據存儲、分析與處理及人工智能等技術的不斷成熟和應用，高性能硬件存儲設備和介質出現，深度挖掘以指數形式“爆炸性”增長的數據價值成為可能。作為一種新型“自然資源”，智慧城市建設需基于大數據技術的集成管理，并對其進行合理、高效與充分應用，使之發揮更大的作用和價值，成為助力智慧城市建設與發展的重要手段。

1 大數據及其產業現狀

1.1 大數據

1）概念 2011年5月，麥肯錫全球研究院（McKinsey Global Institute）發布的“Big data：the next frontier for innovation，competition and productivity”報告中首次提出“大數據”概念。隨著對大數據認識與研究不斷深入，對其概念界定越來越多樣化，并未達成統一共識。其中，McKinsey公司、國際數據公司與美國國家標準和技術研究院對大數據概念的界定較為權威（見表1）。

國內對大數據概念的界定更強調其數據集與信息資產屬性：大數據是指規模大且復雜以至于很難用現有數據庫管理工具或數據處理應用來進行處理的數據集。大數據是無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合，需利用新處理模式并具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力才能適應的海量、高增長率和多樣化的信息資產。

2）基本特征 基于此，大數據除具有數據集的特征外，還具有以下基本特征：①大量（Volume） 隨著數據的生成和收集，數據規模變得越來越大；②多樣（Variety） 數據類型具有多樣性，既包括半結構化和非結構化的數據，如音頻、視頻、網頁和文本，又包括傳統的結構化數據；③高速（Velocity） 意味著大數據的及時性，特別是數據收集和分析等必須迅速進行，以便最大限度地利用大數據的價值；④價值（Value） 強調價值密度低，即數據量呈指數增長的同時，隱藏在海量數據的有用信息卻未相應增長，反使獲取有用信息的難度加大。

1.2 大數據產業

1）概念 大數據產業是建立在互聯網、物聯網等渠道廣泛、大量數據資源收集基礎上的數據存儲、價值提煉、智能處理和分發的信息服務業。產業范圍包括結構和非結構化數據的提供者、與大數據相關的IT服務提供者及大數據基礎設施生產者，由產業鏈上游的數據源貫穿至產業鏈下游的數據利用。筆者認為大數據產業指以數據生產、采集、存儲、加工、分析、服務為主的相關經濟活動，包括數據資源建設、大數據軟硬件產品的開發銷售、租賃活動及相關信息技術服務。

2）分類 目前對大數據產業的分類并未達成統一共識，但可將其類型總結為2分法、3分法與5分法（見表2）。

3）現狀分析 據中國產業發展研究網數據統計：2014年中國大數據產業市場規模達767億元，預計到2020年產業規模將達8228.82億元（見圖1）。

表1 大數據的重要概念

表2 大數據產業的類型

圖1 2014-2020年大數據產業市場規模及預測

近年來，我國政府對大數據重視程度增加，市場規模猛增，新技術、新應用層出不窮，產業加快發展的基礎和條件具備，應用領域不斷拓展，各行業都致力于深入挖掘大數據的價值，探索并實踐其深度應用，大數據與各行業的深入融合有助于促進產業格局重塑，驅動生產方式與管理模式變革。

2 基于大數據的集成管理

2.1 大數據與BIM技術

BIM技術被視作具有創新性的里程碑式技術，將顛覆建筑業傳統生產方式，引發生產流程和組織模式的變革，同時將極大提高生產效率。它能應用于工程項目的規劃、勘察、設計、施工、運營維護等各階段，實現建筑的全生命期各參與方在同一多維建筑信息模型基礎上的數據共享，為產業鏈貫通提供技術保障。BIM技術強調通過參數化對象（Parametric Objects）表征建筑構件及其活動的相關信息，其創建的信息模型不僅包括建筑構件的幾何尺寸、材料屬性等設計類信息，還集成建筑設施全生命周期的成本、能耗、進度、施工工業等其他數據信息。到2020年末，新立項項目的勘察設計、施工、運營維護中，集成應用BIM的項目將達90%，包括以國有資本投資為主的大中型建筑、申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區等。以某建筑物為例，其建造階段約產生10TB的數據，到運維階段產生數據還會更多。我國每年約有50萬甚至60萬個建筑項目，故建筑業產生的數據具有海量的特點，且在不同階段、不同的利益相關者間進行著流動與應用。隨著BIM技術在建筑業被進一步推廣，其與大數據的集成與融合將成為推動智慧城市建設與發展的重要基礎性手段。

2.2 大數據與智慧社區

智慧社區是通過綜合運用現代科學技術，整合區域的人、地、物、情、事、組織和房屋等信息，統籌公共管理、公共服務和商業服務等資源，以智慧社區綜合信息服務平臺為支撐，依托適度領先的基礎設施建設，提升社區治理和小區管理現代化水平，促進公共服務和便民利民服務智能化的一種社區管理和服務的創新模式，也是實現新型城鎮化發展目標和社區服務體系建設目標的重要舉措之一。大數據在智慧社區的應用主要體現在輔助決策與應急危機預測上，如美國數據研究員通過使用超級計算機處理大數據以幫助監測和預防恐怖事件，并結合GIS等技術定位易受侵擾的街區。大數據的開放與共享可有效避免信息不對稱帶來的問題，更有利于居民參與社區環境構建。使用智能設備可使社區居民提供和共享接近實時及證據支持的數據成為可能，并使之成為拓寬決策數據來源渠道的重要方式。

2.3 大數據與智慧城市

智慧城市是城市發展的新模式，它對自然資源進行精明管理，通過參與式治理對人力與社會資本、傳統運輸、現代通訊基礎設施進行投資，以促進可持續經濟增長并實現高質量城市生活。智慧城市是城市信息化發展的高級形態，是數字城市、物聯網與云計算的有機結合。在智慧城市領域，大數據具有多源異構的特點，包括地理空間、行業、普查、傳感器監測等數據。智慧城市建設離不開大數據，大數據將成為智慧城市的發展引擎，作為智慧城市的核心資源，它與智慧城市建設結合能產生更多價值增量。大數據強調對海量數據的分析、處理與應用，關注對城市動態性變化的分析及預測，旨在為不同人群提供高效的信息與服務，但大數據發展在智慧城市中仍面臨諸多挑戰，如存儲成本、快速檢索和獲取的自動化程度低等。

3 發展對策

3.1 多維度技術集成管理

智慧城市規劃、建設和運營過程中不可避免地涉及各種形態的能量流動，如何有效地對所需數據、信息及知識流進行分析、使用與創新是大數據及其相關產業發展的關鍵，這需從積累的原始數據中汲取經驗，通過分析處理更好地服務于行業發展。深入分析上述問題將回歸最基本的數據處理過程，即“收集（獲取）—傳輸—存儲—分析—處理（加工）—使用”的循環。功能技術的多樣性及互補性需基于大數據的多維度技術集成管理，它為實現不同維度間有機融合提供有力的技術支撐。

3.2 促進大數據技術與相關行業融合

充分認識和深入挖掘大數據技術在智慧城市相關產業鏈中的作用和潛在價值是前期需求分析的關鍵。技術應用與相關行業的融合應與行業發展的具體實際結合，從遇到的問題、要達成的目標及滿足行業發展的具體需求出發。大數據的具體應用要與實際問題及需求緊密結合，通過與其他行業的比較借鑒，對其應用架構及主要功能進行優化，選擇不同的大數據技術切入模式進行試用、評估與推廣，最終形成大數據應用平臺，進一步提升數據共享與開放能力。

3.3 構建數據應用與信息市場

從前期業務需求定義與分析入手，對大數據的應用功能及架構進行規劃設計，深入挖掘大數據在建筑業的具體應用與落地價值。大數據技術的價值除體現在其作為新興市場的經濟潛力，催生新興產業、促進就業及拉動經濟增長外，更突出地表現在與不同行業融合所催生出的新型信息市場，它可帶動數據應用與信息市場的全價值鏈發展，進而產生新的經濟價值。網絡信息環境改變了經濟市場并為新的經濟增長創造機會，且影響了用戶生產和消費等相關行為，它的全價值鏈，即從“實時數據輸入設備”到“信息產品”，具體包括作為新原料的數據輸入，將原始數據開發為信息，通過信息共享與整合等方式最后將其開發為信息產品和服務。