智慧城市信息系统由现代通信技术构建

　　工控摘要：智慧城市是现代信息通信技术发展到一定阶段后出现的一种全新的城市形态，通过将各种感知技术、下一代网络技术、人工智能与自动化技术聚合和集成应用，使人与物智慧对话，进而产生更加智能化、自动化、信息化的生活、产业发展、社会管理方式。
　　
　　物联网感知和控制终端是智慧城市的神经末梢，宽带通信基础网络构成周围神经系统，而云计算数据中心作为城市智慧的大脑，三者共同构成智慧城市信息系统，以协调城市这个庞大的生物体各系统的运转，以及城市和自然环境的平衡。城市将愈发依赖于这种高度互联、高度协同的智慧的信息系统。
　　
　　一、智慧城市的信息化关键能力
　　
　　智慧城市是以智慧技术、智慧产业、智慧人文、智慧服务、智慧管理、智慧生活为特征的城市发展新模式，是信息化向更高阶段发展的表现，是物联网行业应用的综合性集成，并通过感知数据的统一集中管理、海量信息的智能化处理，形成面向城市管理、控制与服务的应用模式。智慧城市应具备以下三个信息化关键能力：
　　
　　（1）信息的全面感知能力
　　
　　城市中布有大量的感知终端，通过传感器网络，在运行、服务中捕获到人们生活、生产以及城市环境的多种信息元数据。
　　
　　（2）海量的数据处理能力
　　
　　具备海量的跨部门、跨行业异构数据的存储能力，能够对海量异构数据进行分析、计算和处理的能力，并且能够构建基于数据分析和知识管理的智能应用能力。
　　
　　（3）智能的管理服务能力
　　
　　在形成支撑智慧城市的行业智能应用的基础上，建立面向服务的智慧城市综合应用的统一公共管理平台，为居民生活和各行业生产提供普适的、智能的应用与服务。
　　
　　二、物联网技术在智慧城市中的应用
　　
　　智慧城市的核心是以一种更智慧的方法利用更*的信息通信技术改变人与人，人与物以及物与物之间的交互方式，以实现“全面感知、可靠传送、智能处理”的zui终目标。物联网的网络架构可以分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层对物理世界感知、识别并控制。网络层实现信息的传递。应用层在对信息计算和处理的基础上实现在各行业的应用。
　　
　　物联网的关键技术包括传感与RFID融合技术、识别与环境感知技术、物联网节点及网关技术、物联网通信与频管技术、物联网接入与组网技术、物联网软件与算法、物联网交互与控制、物联网计算与服务等。物联网的应用渗透智慧城市的方方面面，可以为智慧城市信息系统的感知和控制提供全面支持。这些应用概括起来有：
　　
　　（1）工业，如生产过程控制、供应链管理、能耗控制等。
　　
　　（2）农业，如农作物精细灌溉、生长环境监测、农产品流通追溯等。
　　
　　（3）商业，如自动贩卖机、POS终端等。
　　
　　（4）金融服务，如“金卡工程”、二代身份证等。
　　
　　（5）交通，如交通流量监控、交通信号控制、电子收费、定位导航、车辆状况诊断等。
　　
　　（6）电力，如智能变电站、智能用电、配电自动化等。
　　
　　（7）医疗卫生，如远程诊断、医疗废物监控等。
　　
　　（8）教育，如图书信息推送、远程教育等。
　　
　　（9）家居，如门禁、安防、电气设备远程控制等。
　　
　　（10）环境，如有害物质监测、气候环境监测等。
　　
　　目前物联网的发展存在“信息孤岛”现象，其在各个行业、各个小地域的应用互相隔离，不能形成城市范围的一体化协作平台。究其原因除，社会经济层次上的困难外，主要是标准化程度较低，缺乏统一的中间件接口，以及各部门、各行业应用融合所带来的海量信息存储和计算的压力，而云计算技术为后者提供了很好的解决方案。
　　
　　三、云计算技术在智慧城市中的应用
　　
　　构建智慧城市一体化智能控制服务平台，需要处理对城市各方面的生活、生产活动以及环境的感知数据，运用统计学、机器学习、专家系统和自动规划等多种方法，从原始数据中挖掘相关信息，提炼出信息中蕴涵的知识，发现规律，提供智能的城市管理、控制和服务。对海量信息的快速处理和智能挖掘需要巨大的存储能力和计算能力，云计算的海量数据分布式存储和并行处理能力为实现人工智能提供了重要的途径。
　　
　　云计算模式在显著提高资源利用率的同时，降低了对用户终端的要求。往往一个采用嵌入式芯片的终端就能承担起用户终端的功能，用户可以通过简单的终端来获得服务器端强大的计算、存储和应用程序资源。因此，云端高性能计算的支持可以降低传感器终端的复杂性，减少终端功耗，简化终端计算系统的软件结构，使复杂的协同、上下文感知、自适应策略等功能放在云中实现，从而使终端的智能能够得到显著提高。
　　
　　四、智慧城市信息系统的总体框架
　　
　　智慧城市的总体框架包括物联网感知和控制层，云计算数据中心、数字化平台、管理中心和应用五个层次。
　　
　　（1）普遍部署的物联网感知终端对城市系统和环境进行感知与采集，通过宽带通信网络对感知信息进行传送;
　　
　　（2）在云计算数据中心对信息进行汇聚、提取和处理;
　　
　　（3）在数字化平台实现行业集成的应用接口整合;
　　
　　（4）通过业务管理平台实现用户、业务、数据、安全、认证、*和计费等管理功能;
　　
　　（5）zui后实现各行业的应用服务。另外，标准、法规的完善和全局的统筹规范有利于保障整个信息系统的管理和控制，保证智慧城市的建设和运营，使系统真正具有智能运营、交付和服务能力。
　　
　　五、结语
　　
　　新型城镇化趋势下，投资与改革有望并进。根据行为分析，就业和保增长使得国家高度重视智慧城市建设，政策和资金扶持力度或不断加大，智慧城市对应的物联网传感器和智慧城市信息系统将从中受益。智慧城市中的各应用系统，只有将所收集的数据充分地整合、共享起来，使数据获得意义，变成有价值的信息，使我们获得关于城市运行的一个实时的全图，城市的智慧性才能更高。智慧城市中要打破各行业、地区、部门之间存在的壁垒，充分做到资源整合、共享。