智慧生活——物聯網技術在智慧城市建設中的融合運用

王旭紅?申志華?劉亞萍

摘要：智慧城市的建設和發展以物聯網、云計算等技術為基礎，但智慧城市的建設和發展絕不僅僅是技術的應用和升級，其應是技術發展和經濟社會發展的融合產物，缺一不可，否則就會顧此失彼，發展失衡，人們的生活狀態也不會因為技術應用狀態的轉變發生良性變化。基于這種發展觀，在對物聯網技術進行升級、發展和應用時，我們需要緊緊圍繞城市的經濟發展建設工作，設置與城市的經濟發展建設一致的目標，在技術層面對物聯網、云計算等技術進行正向的引導，促使其發揮出正確的、準確的、科學的技術應用服務性功能。物聯網技術可以將物聯網基礎設施、云計算基礎設施以及地理空間基礎設施等一系列的基礎設施關聯起來，并在各類網絡媒體技術和新型數據算法的加持下，構建萬物互聯的城市發展格局，創造以萬物互聯為基礎形式的智慧生活。基于此，本文首先分析了物聯網技術特征；其次，分析了物聯網技術在智慧城市建設中的應用問題；最后，結合此類問題，分析了物聯網技術在智慧城市建設中的融合運用方法。

關鍵詞：物聯網技術；智慧城市；應用問題；方法分析

物聯網技術在其發展路徑上已經積累了較多的技術應用經驗，在新時期超高速移動網絡技術的支持下發揮出了更為明顯的效用和價值。現階段，物聯網技術的應用范疇靈活性較強，其可以成為一個城市技術應用和發展的底層，從而實施與基礎設施、公共衛生、醫療教育等相關的技術應用方案，也可成為一個個體應用技術改變其生活狀態的媒介，其中包括手機、汽車以及各類智能化家用電器等。在這個過程中，若想充分發揮物聯網技術在智慧城市建設中的作用，就需要將個體性的技術應用需要與城市化的技術應用需求對接起來，從小處著手，關注物聯網技術在個體應用層面的實效性。同時，以此為檢驗標準，逐漸拓展物聯網技術在智慧城市建設中的應用范疇，這樣才能形成有效、合理、科學的技術應用與發展脈絡，并可為智慧城市的建設與發展創造有效的、有利的技術應用條件。

一、物聯網技術特征分析

（一）整體感知

整體感知基于具備感知功能的物聯網基礎設備，此類設備的形態多樣，發揮整體感知功能的形式也較為豐富。一般而言，具備射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設備的基礎設施或者電子設備均具備整體感知的功能，通過感知信息，進而獲取信息[1]。從此類信息的內容角度分析，其往往是一種動態化的信息，可以與城市建設和日常管理運營的各個方面結合起來，形成信息層面的互聯互通結構。此時，物聯網技術的主要作用層級為信息的輸入端，主要的功能實現特征為智能化的信息識別[2]。需要注意的是，不同類別的基礎設施或者說不同的發展領域，對智能識別的技術應用要求不同，其整體感知的深度也具備明顯的差異性。

（二）可靠傳輸

可靠傳輸是物聯網技術的顯著特征，而信息傳輸本身也是物聯網技術實現技術應用功能的基本途徑和必要條件[3]。在數據傳輸過程中，需基于整體感知，并在感知到具體的數據信息后，借助互聯網或者無線網，將信息準確無誤地、及時有效地傳輸到特定的數據接收端。這個過程實際上也是數據的交流和分享過程。智慧城市建設可以通過物聯網技術對特定場景或者特定事物上的信息進行收集，從而以具體的信息應用目的為目標，將信息數據進行再分配、再升級、再處理、再應用。此間，數據的可靠性尤為關鍵，這種數據的可靠性可以理解為數據的真實性，但不是數據本身的真實性，而是傳輸過程的真實性，即在數據傳輸的過程中，是否會出現數據丟失以及數據失真的情況[4]。現階段，5G等超高速移動網絡為物聯網技術的應用提供了有效支持，其可以為物聯網技術提供高效的數據傳輸網絡環境，并可確保數據在傳輸過程中不會出現丟失以及失真的情況。這一方面在于超高速信息傳輸網絡的數據解碼能級較高，數據的包裹性良好；另一方面，則在于其數據本身的傳輸速度，在超高速的狀態下，網絡暫存壓力降低，數據堆棧的復雜程度降低，從而可以減弱數據外溢以及層級混淆的情況。

（三）智能處理

智能處理面對的處理內容為整體感知和可靠傳輸的數據，這種智能處理的過程更像是一種智能決策的過程。在智慧城市的建設和發展過程中，建設以自動化為特征的基礎設施，并且逐漸拓展此類自動化設備的應用范疇，將其應用到教育、醫療、公共衛生以及建筑、航海和航空等領域中[5]。智能處理是自動化設備運行的底層保障，其需要在應急狀態下，結合具體的感知信息，結合當下的實際情況，做出合理有效的智慧響應。這種響應并非人工的，而是基于數據感知的、智能化的響應行為。實際上，此種技術已經在無人機設備、智能汽車、飛機自動駕駛系統等系統和設備上實現了系統化的、結構化的應用。

而從智慧城市建設的角度，則需要汲取物聯網技術的應用經驗，將此類技術拓展應用到智慧城市的建設領域，部署到基礎設施的建設的過程中。另外，智能處理的過程也是一種數據信息的反饋過程，而有效的反饋調節是智慧城市高效運行的關鍵所在[6]。這種反饋調節的過程以具體的技術應用閉環結構為基礎，具備自主調節和自主適應的功能特性。在數據集中應用期間，例如疫情防控期，可及時地對數據處理通道進行再部署、再選擇，從而適應不同時期的數據處理和反饋需求。

二、物聯網技術在智慧城市建設中的應用問題

（一）頂層設計不足，缺少通用接口

智慧城市的建設和發展需要頂層設計，這種頂層設計基于城市不同區域的關系，需結合城市不同區域的情況，多層次、多維度應用物聯網技術，并建立通用性的數據接口，從而在針對城市進行整體治理和運營時，可形成一種統一的、層次化的物聯網結構。但是，在現階段城市中發生重大突發事件時，明顯可以看出其城市發展的“智慧性”并沒有給城市的運營和管理帶來明顯的改變。雖然在日常運營和管理中，其智慧化的管理運營方式可促使城市發展與建設數據化、數字化、便捷化。但是，在突發事件發生之后，依舊會出現相對混亂的城市管理狀態。

究其根本原因，一方面，在于缺乏智慧城市頂層設計，其全局性不突出，更多的只是關注當下，并沒有立足長遠；另一方面，則與通用性的數據結構缺失相關。跨系統、跨領域的物聯網技術應用環境才是有效的，但其基于跨系統的、跨領域的統一的數據交互語言。但是，這種數據交互語言在現階段依舊不夠“智慧”，依舊需要頂層設計的支持。

（二）生態建設不明顯，存在技術應用盲目性

物聯網技術的應用過程不是技術設施的建設過程，其還需要關聯軟件系統的部署以及人們真實需求的調查等工作，智慧城市的建設過程更不是盲目應用技術的過程，如果只是盲目地擴建基礎設施，只重視硬件設施的升級，不注重軟件環境的優化與體驗，則會脫離以人為本的智慧城市建設思想，人們不會在這個過程中感到幸福，這種智慧城市的建設結果自然是失敗的，也是可悲的。“規模”“速度”并不是智慧城市的建設目標，其不應是“面子工程”“形象工程”，而應切實深入到城市居民的日常生活中，與居民的日常生活關聯起來，考慮大家的需求，提升公共服務的效能，并從整體上優化物聯網技術、云計算技術、地理空間感知技術等技術的應用布局。這樣才能促使智慧城市的建設過程呈現出一種生態化特征，并可切實提升物聯網技術的應用效能。

（三）運營管理反饋性差，數據治理能力弱

物聯網技術的應用基于數據的收集、傳輸、處理和反饋，其中，反饋尤為關鍵，其可對物聯網技術的應用直接產生影響。現階段，在智慧城市的發展和建設過程中，不難發現，其數據治理能力依舊不強，不能結合物聯網技術，及時地實現高效的互聯互動。雖然在相對較小的區域內可實現物聯網層面的數據交流，但是一旦需要對整個體系進行調度時，其萬物互聯的數據處理效能就會跟不上，不能形成體系化的物聯網技術應用結構。尤其是在出現一些突發性的問題時，其應急保障能力也有待提升。

例如，在疫情階段，物聯網技術、云計算等技術，維持疫情防護的正常運行，同時，更要保護居民的個人隱私。但是，在疫情防控期間，與系統崩潰、個人隱私泄露等相關的問題時有發生，并且后續的應急保障不能及時跟上，導致城市的整體智慧化運行流程混亂，從而不能形成有效的技術應用反饋信息，更不利于智慧城市物聯網技術應用反饋機制的建立。

三、物聯網技術在智慧城市建設中的融合運用方法

（一）完善物聯網基礎設施，提升整體感知深度

基于物聯網技術的應用特征，考慮到新時期物聯網技術的應用現狀，若想將物聯網技術與智慧城市建設工作深度融合起來，就需要以完善物聯網基礎設施為基本手段，多途徑提升整體感知深度。

首先，城市管理部門需要根據城市運行和管理的基本需要，從基礎設施類型、基礎設施功能特征等角度，對城市現階段基礎設施的建設狀態進行全局性分析，關聯教育、醫療、公共衛生、市政服務、城市交通等多個領域，分析其具體的需求，踐行以人為本的城市發展思想，形成以需求為導向的城市發展現狀以及物聯網技術設施建設現狀報告。

其次，城市管理部門需要從提升物聯網技術整體感知深度的角度，拓展其技術感知途徑。一般而言，應將網絡媒體技術加入其中，引入基于軟件的社交媒體、電商平臺以及智慧交通等多方面的技術應用內容，從而橫向拓展物聯網技術應用數據的感知平臺。與此同時，則需結合人們生活的真實需求，結合突發事件的應急響應需求，深化數據處理問題，做好應急保障工作。

（二）構建協同性物聯網結構，優化跨區域反饋效能

智慧城市的發展和建設需要以具體的區域為著力點，但是各“點”之間必須建立有效的聯系，借助物聯網等技術設施，以此為媒介，構建協同性物聯網結構，從而借此優化跨區域反饋效能，留存通用性的數據信息處理和反饋接口。

首先，城市需要根據自身發展需求和智慧城市的建設進度，對物聯網協同結構的建設工作進行分級。此時的分級應自下而上，以基本的服務性需求的基本層級，引導此層級的數據在不同的區域中自下而上地進行流通和匯總。此時，借助物聯網技術的數據傳輸和數據處理功能，對此層級的數據進行匯總、篩選和優化，從而形成可以參與物聯網技術智慧運營的頂層數據結構。

其次，在此數據結構的支持下，則需要自上而下地協同調動各數據處理平臺，引導形成指導性的物聯網技術應用流程，并從數據協議的角度，聯系不同區域的物聯網技術應用反饋信息，統籌兼顧城市發展和建設的主體，并對可能出現的問題以及在突發事件中可能面對的威脅進行模擬仿真，以此優化跨區域反饋效能。

（三）明確物聯網技術發展規律，分析市場化應用成本

技術的應用過程離不開大量的資源和資金的投入，在建設智慧城市的過程中，城市運營管理部門應明確其技術投入與產出的實際狀態，其不能出現成本過高的情況，但又不能在成本的限制下畏首畏尾。

首先，在應用物聯網技術時，需先從技術應用成本的角度，對基礎設施的建設成本進行分析。此時的基礎設施建設成本一方面包括基礎性的物聯網硬件設備，另一方面則是與物聯網技術應用過程中數據處理和反饋信息收集等相關的軟件系統。其中，在城市建設和發展的層面，應用物聯網技術的基礎硬件設備往往具有公共服務性，包括一些自動化的城市交通智能感知設備、智能化的醫療輔助設備以及與公共衛生監測、公共安全監視相關的監測設備等。在計算此類設備的應用成本時，應結合市場發展規律，形成動態的成本預估。

其次，在對與此類硬件設施相對應的軟件系統成本進行規劃時，則需考慮與設備檢修、系統維護相關的人力資源成本。更為關鍵的是，應思考是否具備專業化的物聯網技術運營團隊，可以對硬件基礎設施與軟件系統進行聯合維護。為此，還需在此方面視情況引進與物聯網相關的技術人才，這也是技術應用創新的基礎條件之一。

（四）重視物聯網技術數據共享，強化數據開放性

數據是物聯網技術的應用性資源，更是優化物聯網技術應用效能的主要參考，為此，應做好數據的分享與交流，共享數據，收集數據，強化數據開放性。

首先，政府結構應從頂層設計的角度，秉持數據分享和開放性，將收集到的數據，以公共服務的形式，應用到物聯網技術實踐領域中。在此領域中，一般包括一些公共服務事業單位以及一些互聯網企業等。

其次，在收集到此類信息之后，應將此類信息作為物聯網技術的應用反饋信息，從其技術應用目標的層面，對數據進行分流，從而對物聯網技術的不同應用形式和應用領域形成針對性的反饋與指導。此時，與公共數據相關的數據信息即可從集中處理、不可感知的形態，轉化為專項應用、可感可知的狀態，從而切實將此類數據應用起來，促使物聯網技術的應用過程更合理，實際的應用效能也會更高。

四、結束語

總之，在智慧城市的建設過程中，物聯網技術的融合形式依舊具備一定的靈活性，但這種靈活性并不會為城市的發展提供更多的、可以試錯的可能。限于智慧城市的建設成本，智慧城市建設應統籌兼顧智慧城市的建設需求與人們生活的個體需求，結合物聯網技術的應用特征，關注物聯網技術應用過程中存在的問題，從而對物聯網技術的應用形式和應用要求形成具象化的、科學性的概念，并以此為基礎構建物聯網應用體系。這樣才能切實提升物聯網技術應用效能，為智慧城市的建設提供有效的技術支持。

作者單位：王旭紅 申志華 劉亞萍 邯鄲開放大學

參? 考? 文? 獻

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