智慧城市中物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術的應用研究

張曉文

（中國人民大學，北京 10000）

1 智慧城市概述

1.1 涵義分析

在物聯(lián)網(wǎng)技術的促進下傳統(tǒng)城市得以向智慧城市的方向發(fā)展，憑借該技術可以對數(shù)據(jù)信息進行大力收集，并實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的有效分析，通過這種方式對公共基礎設施、服務進行改進，從而為人們提供優(yōu)質的公共服務。從目前的情況來看，世界各國正逐漸加大對智慧城市的投資建設力度，物聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)為智慧城市的發(fā)展創(chuàng)造了新的契機。不過智慧城市的建設還存在一定弊端，比如數(shù)據(jù)收集不全面、智慧程度較低等，與新型智慧城市建設目標還存在一定差距，想要有效解決這些問題，必須充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術的優(yōu)勢，合理對智慧城市建設進行引導[1]。

1.2 智慧城市的特點

1.2.1 系統(tǒng)感知環(huán)境

智慧城市有助于實現(xiàn)更加全面的系統(tǒng)感知，幫助城市中的居民實現(xiàn)自我和相互感知，并讓人們在生活、工作中獲得他們想要獲取的各類數(shù)據(jù)資源。

1.2.2 傳遞可靠信息

在智慧城市中，必須建設成熟的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，在這樣的情況下就可以有效對各類信息、數(shù)據(jù)資源的收集、傳輸進行管控，為信息傳輸提供更加有力的支持。

1.2.3 高度智能計算

智慧城市的智能化主要體現(xiàn)在，可以將在城市中收集到的數(shù)據(jù)、信息進行智能化、精準化、高效化處理，便于實現(xiàn)對特定目標的智能化控制。

1.2.4 人性化管理

在建成智慧城市以后，可以為智慧城市中的居民提供更加優(yōu)質的公共服務，且服務逐漸具備人性化特征，讓智慧城市中的各項事物都逐漸朝著智能化、人性化、自動化的方向發(fā)展。

2 物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術的概念及價值分析

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術是一種通過將射頻識別和全球定位技術應用于各種終端設備的技術，如智能設備和傳感設備，根據(jù)事先制定的協(xié)議，使用有線或無線通信網(wǎng)絡傳輸信息并控制設備和設施。它是一個將物理材料與虛擬網(wǎng)絡串聯(lián)起來的信息系統(tǒng)。

2.2 云計算技術

云計算技術主要基于網(wǎng)絡技術。通過虛擬化技術、云存儲、分布式計算等，盡可能滿足客戶對軟硬件、存儲、計算等方面的需求。云計算根據(jù)服務類型可以分為三種類型：LaaS、SaaS 和PaaS，它們可以最大限度地提高數(shù)據(jù)的自由度。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術在智慧城市中的應用意義

物聯(lián)網(wǎng)技術的應用可以發(fā)揮智能識別、移動定位、物品監(jiān)控跟蹤等功能，該技術主要是利用FPRS 系統(tǒng)、GFID 傳感設備、激光掃描器等，實現(xiàn)各項功能的發(fā)展，它屬于一項新的網(wǎng)絡信息化技術，對提高信息傳輸?shù)乃俣取蚀_性有很好的作用。云計算技術是一個按量付費的虛擬化資源使用技術，能夠結合用戶需求，快速、有效為用戶提供網(wǎng)絡服務。

在物聯(lián)網(wǎng)技術與云計算技術的支持下建設智慧城市，通過互聯(lián)網(wǎng)對城市中的各類公共基礎設備設施進行連接，在智慧化傳感器的作用下，便于對城市中人與物技能型全方位感知、交互性感知。從目前的情況來看，我國許多城市在不斷發(fā)展的過程中開始應用物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術，部分城市已經(jīng)搭建了相對完善的網(wǎng)絡架構，進一步推動了智慧城市建設，在醫(yī)療衛(wèi)生、公共安全、科學教育等領域中，物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術發(fā)揮出了強大的優(yōu)勢，各大城市逐漸朝著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，為城市居民的生活、工作創(chuàng)造了巨大便利，進一步提高了城市的現(xiàn)代化水平，對促進國家經(jīng)濟發(fā)展有著非常重要的意義。

3 基于云計算的智慧城市架構

智慧城市的架構主要包括這樣幾個部分，分別包括了應用支撐平臺、網(wǎng)絡層、感知層和智慧應用。在架構當中，感知層主要是利用傳感器、攝像頭等來完成設備的收集，然后將這些信息利用網(wǎng)絡來傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心具備很強的決策能力、管理能力和儲存能力，并有著與多個行業(yè)相關的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，能夠為政務、交通以及環(huán)保等方面的智慧應用帶來足夠的數(shù)據(jù)支持。傳感器終端將獲取的信息輸送給數(shù)據(jù)中心，然后將其進行分析和整合，從而使得智慧城市應用能夠實現(xiàn)智能化。過去的城市架構所具備的硬件服務器，如今已經(jīng)很難符合數(shù)據(jù)管理的需求，在物聯(lián)網(wǎng)的應用和傳輸層中利用云計算技術來為智慧城市提供服務，有效地解決了數(shù)據(jù)計算儲存等方面的問題，并在某種程度上進一步增強了智慧城市系統(tǒng)的運行效率。

建設智慧城市就是為了對數(shù)據(jù)信息進行整合和共享，云計算所具備的特點與智慧城市建設相符，所以智慧城市架構需要以云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎。在在整個系統(tǒng)中，包含了智慧城市運營支撐體系、云服務平臺、門戶層、基礎設施層以及云安全層等等。其中云安全層與智慧城市的各個方面都有著密切的關系，確保其中的應用系統(tǒng)能夠順利的運行。智慧城市運營支撐體系主要是針對智慧城市應用的特性而建立的，確保應用系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。基礎設備層是智慧城市的最底層，是云計算的基本架構，其中包含了基礎資源和智能接入，基礎資源包含了行業(yè)數(shù)據(jù)庫，智慧城市可根據(jù)自身的實際需求來進行存取，從而進一步提升資源利用效率，讓資源能夠達到更好的協(xié)同共享。智能接入包括了通訊網(wǎng)絡和感知設備，確保智慧城市應用能夠順利的完成接入過程。云服務平臺和應用層屬于智慧城市中的中間層，具體是針對智慧城市應用系統(tǒng)來進行設置的，除了能夠促進城市資源共享之外，也能夠將一些應用發(fā)布在其中，另外通過強大的信息整合能力能夠為用戶帶來更好的決策。智慧城市應用系統(tǒng)最具體表現(xiàn)在智慧民生、智慧產(chǎn)業(yè)和智慧城府這幾個領域，通過智慧城市應用所具備的智能化特點來滿足各領域的信息化需求。門戶層主要是將智慧城市所獲得的成果展示給用戶和企業(yè)，且這一層也能夠幫助用戶深入地去感受智慧城市，通過門戶層平臺來讓人們享受到智慧城市應用。

物聯(lián)網(wǎng)技術實際上是對網(wǎng)絡技術的一種延伸，通過物聯(lián)網(wǎng)技術使得網(wǎng)絡進一步實現(xiàn)了互通互聯(lián)，這在智慧城市中占據(jù)著十分重要的地位，通常網(wǎng)絡終端儲存和計算能力不符合要求，而云計算所具備的計算整合能力能夠有效解決這一問題，除了能夠對大量數(shù)據(jù)進行儲存計算之外，也有著很強的安全性。所以智慧城市離不開云計算這一技術的支持，通過云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術的應用使得智慧城市更加的智能化。目前來看智慧城市已經(jīng)逐漸成為了一種城市發(fā)展趨勢，為了確保智慧城市能夠得到更加順利的發(fā)展，就必須對城市資源進行智能化管理，想要實現(xiàn)這一點，就需要重視對云計算技術、物聯(lián)網(wǎng)技術以及互聯(lián)網(wǎng)技術的應用，這樣才能夠真正實現(xiàn)智能化的城市服務管理，讓城市得到真正的智慧化發(fā)展。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術與云計算技術在智慧城市中的應用

4.1 在物流監(jiān)管中的應用

物流是城市經(jīng)濟活動的重要組成部分，但物流事故會對城市發(fā)展造成不同程度的損失，尤其是許多化學品在物流運輸?shù)倪^程中存在較大的安全隱患，會給城市安全管理工作產(chǎn)生嚴重影響。近年來也發(fā)生了多起因物流運輸不當導致危險化學品泄露、爆炸的事故，造成了嚴重的經(jīng)濟、生命財產(chǎn)損失，給城市發(fā)展造成了嚴重的負面影響，導致城市形象遭到破壞。合理應用物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術，可以對危險化學品的物流運輸進行有效監(jiān)管，進一步提高物流運輸?shù)陌踩裕浞职l(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術對智慧城市建設的推動性作用。在智慧城市綜合管理實踐過程中可以電子標識危險化學品運輸車輛，及時備案運輸車輛與運輸物品的信息，針對物流供應鏈進行監(jiān)管的過程中，可以采用物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別技術，對車載GPS進行全天候監(jiān)控，利用GSM 無線通信功能實時獲取車輛位置、狀態(tài)等信息，并通過語音、短信等通道下達調度指令，使用GIS技術快速獲取車輛的移動位置，并實現(xiàn)對車輛的有效調度和管理。當前，網(wǎng)絡貨運已經(jīng)成為智慧城市的重要發(fā)展途徑，網(wǎng)絡貨運實現(xiàn)了貨運和貨車的配對效率，且讓物流運輸全過程更加健全，物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了上中下游企業(yè)、公安、交通、消防、安監(jiān)等各系統(tǒng)之間的資源共享和資源聯(lián)動，讓整體城市需要的貨物得到有效調運，且減少了因為城市內(nèi)部運輸企業(yè)物流協(xié)調所產(chǎn)生的成本[2]。

4.2 在公共服務體系中的應用

智慧城市建設以提高城市品質、優(yōu)化城市治理為目的，以頂層設計為基礎對城市治理進行有效指導，采用數(shù)字化建設的方式打破傳統(tǒng)的城市建設模式，構建新的城市格局，在有效降低城市管理成本的同時，促進城市管理效率提升，保證既可以提高城市管理成本，還可以提高城市的形象與品質。城市基礎設施主要為智慧城市提供公共服務，使得公共關系系統(tǒng)中的各項數(shù)據(jù)信息之間的交互變得更加流暢，管理人員可以更加方便地獲取所需信息，便于為城市居民提供無微不至的公共服務，切實提高智慧城市綜合管理的效率。同時，在建設智慧城市的過程中，憑借數(shù)據(jù)的開放共享特性，還可以進一步提高城市的經(jīng)濟發(fā)展水平，促進智慧城市綜合管理升級[3]。

4.3 在交通系統(tǒng)中的應用

在現(xiàn)代化城市不斷發(fā)展的過程中，交通城市是支撐城市建設的基礎，因此，建設智慧城市必須要有發(fā)達的交通系統(tǒng)支持，充分解決好交通運輸問題，確保交通體系能滿足現(xiàn)有的社會需求，才能夠保障后續(xù)工作的穩(wěn)定開展。在建設智慧城市的過程中，通過有效應用物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術的方式，針對交通問題可以實時進行數(shù)據(jù)采集和智能化處理，可以進一步緩解城市交通部門的工作壓力，對提高城市交通便利程度起到一定的促進作用。比如，利用物聯(lián)網(wǎng)技術，可以隨時獲取不同地區(qū)車輛的數(shù)據(jù)信息，并在云計算技術的支持下，對各地區(qū)的交通情況進行密切、動態(tài)的分析與預測，便于動態(tài)化管理措施的落實。另一方面，也可以為城市交通管理部門提供更加準確的數(shù)據(jù)信息，便于實現(xiàn)對城市交通的智能化管理，切實減少交通堵塞的現(xiàn)象，進一步保證城市道路的暢通，并有效降低發(fā)生交通事故的概率，通過這種方式進一步支持智慧城市建設。技術在交通運輸體系中的應用能讓交通網(wǎng)絡更具“智能化”[4]。

4.4 在醫(yī)療服務中的應用

作為一項重要民生工程的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)也是建設智慧城市所要關注的重要行業(yè)之一。現(xiàn)階段，由于各項主客觀（軟硬件）因素的限制，我國的醫(yī)療服務智能化體系還尚未發(fā)展成熟，亟待進行改革創(chuàng)新。因此，在智慧城市建設過程中要有機結合醫(yī)療體系以及其他相關體系，全面整理、匯總與分析醫(yī)療行業(yè)的相關信息數(shù)據(jù)，幫助醫(yī)療從業(yè)人員能及時、順利地查閱所需要的數(shù)據(jù)信息，切實提升醫(yī)患交流的成效。

5 物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術在智慧城市發(fā)展中的應用策略

5.1 不斷更新新技術，提升技術水平

在實際的管理過程中，應當以過硬的技術為保障，加強整體城市規(guī)劃發(fā)展的前沿性設計，根據(jù)科學技術的變革方向優(yōu)化發(fā)展，制定合理科學的智慧城市建設規(guī)劃。智慧城市的發(fā)展不僅僅是靠技術的發(fā)展這樣簡單，還需要各個技術之間的融合互補，切實促進城市建設的數(shù)據(jù)化、互聯(lián)網(wǎng)化、智慧化。加強人才引進，鼓勵高新技術人才和智慧城市應用人才的引進，積極提升智慧城市專業(yè)化人才的隊伍規(guī)模，讓城市建設有充足的人才支持[5]。

5.2 打造具有地域特色的新城市

智慧城市的發(fā)展要有獨特性和地域性，要有自己的特色，而不能盲目跟風，要結合當?shù)貙嶋H情況，突出區(qū)位優(yōu)勢和歷史文化特色，建設有地域特色和文化傳承的新城市。要實現(xiàn)為人民服務理念的優(yōu)化，在建設中體現(xiàn)建設的惠民價值，切實為群眾提供更舒適、便捷的服務，要以提升本地居民滿足感的目標進行智慧城市建設，優(yōu)化整體的智慧城市建設水平。

6 結語

總而言之，除了以上應用之外，大數(shù)據(jù)和云計算技術還有很多的應用側重點，而基于此，積極發(fā)揮技術的優(yōu)勢，充分認識到技術的進步是智慧城市建設最大的利好條件，才能促進整體智慧城市的有序發(fā)展。在實際的智慧城市建設過程中，要充分抓住各種技術發(fā)展的優(yōu)勢，實現(xiàn)智慧城市整體化管理，切實發(fā)揮技術的效能，穩(wěn)定社會發(fā)展、優(yōu)化信息化發(fā)展效能、加強云計算等技術的開發(fā)和利用，切實促進智慧城市的可持續(xù)發(fā)展。