面向智慧城市的信息技術剖析

戎有祺

摘要：電子信息技術的發展與電子產品的使用正在改變人們的生活方式，本文結合對身邊信息技術的興趣與信息化發展趨勢，針對近期的熱點問題——智慧城市的理解，闡述了智慧城市的概念與信息化功能，并從信息技術角度闡述了智慧城市信息系統原理與技術，為充分了解智慧城市技術奠定基礎。

關鍵詞：智慧城市;信息技術;信息感知;信息處理

1.引言

信息化已經逐步滲入到人們的生產生活實踐之中，在某些方面已經徹底改變了傳統的方式，比如日常出行、就餐購物等，同時也引領生活向智能化、智慧化方向邁進。正是以電子信息產品為代表的信息技術應用，使得當前人們生活發生了翻天覆地的變化，尤其是城市生活，人們可以足不出戶就可以獲取想要的商品和服務。城市作為今后人們的主要棲息場所，將會充分借助信息化技術實現城市的智慧化發展。從信息技術角度來看，智慧城市[1][2]的發展是基于城市信息系統之上，是數字化城市發展的高級階段。

徹底的智慧城市雖然還沒有完全實現，但是城市目前已有的信息系統已經融合人們生活的方方面面。本文結合對信息技術與信息系統的理解，對當前的熱點領域——智慧城市概念及其使用的信息技術進行調研、分析與總結，為后續進一步學習并掌握信息技術奠定基礎。

2.智慧城市概況

2.1智慧城市概念

首次提出智慧城市概念是在20世紀90年代由美國的IBM公司提出，其主要核心思想是借助先進智能的信息技術為基礎，將物聯網技術、移動網絡技術、大數據技術、云技術（云存儲與云計算）應用于城市信息管理系統[3][4]，為對城市生活環境與狀態的感知、采集、監測、整合與分析，為更加合理地實現城市資源配置提供有利技術保障。如實現城市商業、城市交通、城市環境、城市醫療、城市安全等城市管理的優化運作，典型的智慧城市總貌。

智慧城市是實現城市可持續發展的智能管理平臺，是當前城市發展升級的新思路與新模式，旨在改善人們的生活模式和城市的管理模式。對我國來說，智慧城市的發展是新時代信息技術的發展需要，將為我國信息產業發展提供了前所未有的機遇。

2.2智慧城市信息化功能分析

智慧城市作為典型的計算機信息管理系統，是采用智能信息技術城市關鍵信息進行全面感知、智能分析與智慧決策，本文主要從信息技術與系統角度闡述智慧城市的信息化功能[3][5]。

（1）信息的全面感知能力

智慧城市是一個復雜的龐大系統，從信息論角度來說，一個信息系統輸入的信息量越多，得到的分析結果也會更接近真實情況，因此智慧城市必須借助遍布城市的各種信息感知設備，實現對城市各個狀態的實時感知。如人們掛號信息、交通信號、道路監控、環境監測等都是智慧城市對城市全面感知的末端神經。

（2）海量的數據處理能力

龐大的數據信息量是智慧城市信息系統的一個顯著特點，這些數據具有多樣性，傳統的數據處理軟件根本無法滿足要求，首先必須借助云平臺實現對數據存儲，并利用相應的標準化處理程序實現數據的預處理，最后在大數據處理的支持下，實現智慧城市數據分析處理，為后續進行決策提供高質量的處理結果。

（3）智能的分析決策能力

信息處理結果如何使用依賴于專業的分析與決策平臺，通常情況下，智慧城市信息系統會按照專業領域分設各個子平臺，以供專業部門分析決策使用。如建立智慧交通公共平臺提高出行效率、智慧醫療就診平臺改善就醫方式、智慧公安管理平臺提升城市安全水平等。

3.信息技術在智慧城市中的應用分析

智慧城市是基于城市已有基礎設施（包含工程性與社會性兩方面）之上，增加對城市信息的感知、交互等功能，借助信息技術升級現有城市的軟基礎設施。一個典型的智慧城市信息模型[5]。

以往城市的信息化基礎設施是以通信網絡為核心的，而智慧城市的泛在基礎則轉化為以信息為核心，因此依托現有通信網絡，智慧城市在信息層面可以分為：數據信息的感知、數據信息的傳輸、數據信息的處理與數據信息的交互，四個基本過程是實現智慧城市各類豐富應用的具體實現。下面將進行相應的信息技術應用分析。

3.1數據信息的感知技術

以信息為核心的智慧城市的基本特征是對環境狀態的全面感知，其中感知層是利用各種信息監測設備、各種傳感裝置等對過程與狀態信息的獲取，如城市監控、環境監測、安全消防等。

精確地、適時地掌握公共空間的信息成為智慧城中信息交互設計的第一步。對于信息的采集可以通過普通市民已經慣常使用的信息工具，如智能手機。也可以通過為采集信息而專門設計的智能設備，最終實現對自然的、人為的環境進行全面的信息采集。信息采集的目的是要進行信息整合并進行傳輸，通過多種技術的通信網絡進行互聯互通，并且進行數據的深度整合與共享，達到高效且準確的信息資源。

智慧城市信息系統中典型的感知層器件有：各類傳感器、攝像頭、RFID標簽、二維碼標簽、GPS、GIS等，涉及的核心技術有射頻識別技術、無線傳感器網絡技術等。

3.2數據信息的傳輸技術

在感知層獲取到有效的城市數據之后，就要對數據信息進行傳輸，即通過寬帶無線連接、移動互聯網、物聯網等方式[5][6]，在確保信息安全的前提下，實現城市數據的互聯互通。

寬帶無線連接：利用電磁波信號實現的通信方式。目前常用的寬帶無線技術有WLAN、3G、4G，以及5G等通信技術，是智慧城市信息傳輸的主要傳輸途徑。

移動互聯網：以寬帶為技術核心的基礎通信網絡，融合移動通信與互聯網技術，并應用到城市生活的各個方面，如手機支付，定位服務等，深刻改變了信息時代的社會生活，實現了城市的“智慧化”。

物聯網：即物物相連的互聯網，通過互聯網將城市物體中的傳感器連接起來，實現城市中物體間的相互通信。物聯網為城市的醫療，政務，民生，交通，安全等方面提供無所不在的應用和服務，使城市變成了真正的智慧城市。

3.3數據信息的處理技術

智慧城市[5][6]是通過無處不在的感知設備在物聯網技術的支持下，實現物物、物人、人人的互聯互通，海量的感知設備采集到海量的數據信息需要經過存儲與處理，才能加以使用，為城市管理提供智慧決策依據。

對智慧城市的大數據進行處理分析是智慧城市的核心，通常建立完整的數據中心實現對數據價值的挖掘，具體過程包括數據前端的感知獲取與預處理、數據實時傳送到數據平臺或數據中心進行數據分析與價值挖掘，整個數據處理過程需要借助已有的經驗對數據本身和數據處理過程進行標準化，建立對應的規則，進而實現數據的快速處理，充分挖掘數據的隱含價值，智慧城市數據處理的一般流程如圖3所示。

3.4數據信息的交互技術

數據信息的價值體現依賴于最終的表示與交互，決定了人們對數據處理結果的認可程度。信息整合通過對信息的分析與處理形成智慧化的信息服務和信息管理。它主要由“公共綜合應用平臺、為政府服務的應用系統、為行業應用服務的系統以及為公眾服務的信息平臺等。”在智慧城市的復雜系統[5][6]中，信息的交互成效直接決定了智慧城市建設的水平，智慧城市信息交互實現了生活中人與物的對接與交流，它表現在城市的各個角落，例如：醫院、學校、街道等，最終為城市居民、城市企業和城市管理提供各種智慧應用與智慧服務智慧社區、智慧醫療、智慧企業、智慧商業、智慧公安、智慧政務等。

4.結論

作為智能信息技術的典型代表，智慧城市正在影響并將改變城市人們的生活方式，可以相信，在智慧城市信息系統的推動下，未來城市居民將會體驗到信息技術帶來的智能化與智慧化，科技感與幸福感，實現城市居民、城市環境、城市生活的全面感知、互聯互通、交互融合的智慧場景。

參考文獻：

[1]巫細波，楊再高.智慧城市理念與未來城市發展[J].城市發展研究，2010，17 （11）：56-60.

[2]陳柳欽.智慧城市：全球城市發展新熱點[J].青島科技大學學報（社會科學版），2011，26 （1）：8-16.

[3]李德仁，姚遠，邵振峰.智慧城市的概念、支撐技術及應用[J].工程研究-跨學科視野中的工程，2012，4 （4）：313-323.

[4]王兆慶，賀勇.基于智慧城市建設關鍵技術的應用研究[J].物聯網技術，2016，6 （11）：69-73.

[5]段淑敏.智慧城市關鍵技術研究[J].電子世界，2013 （21）：82-83.

[6]王慶光.智慧城市及其關鍵技術研究[J].科技資訊，2017，15 （20）：25-27.