物联网技术与智慧城市市需要哪些技术支撑?

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智慧城市建设中“智慧”面临哪些挑战?
  从提出智慧地球和智慧城市的概念以来,我们一直在思考,是什么让城市区别于以往的城市?不可否认的是,如今的城市管理者们借助信息科技的力量,拥有了过去想象不到的能力,使得我们的城市变得更加智慧。从科技层面看,这其中有3个重要的促进因素,第一个是物联网(Instrumented),通过传感器和现场采集设备,让我们采集到城市各方面原始的数据;第二个是互联化(Interconnected),通过互联网让数据实现传输和共享;第三个是智能化(Intelligent),通过对数据的挖掘和分析,让城市的管理者制定更好的决策并执行。这三个赋予了城市新的运转方式、新的智慧。
  目前智慧城市的建设如火如荼,国内在建设过程中也面临一些挑战,集中体现在:第一,缺乏长期有效规划和稳定持续的发展思路。地方对信息化全局的工作缺乏有效的规划,导致部分重复建设。城市缺乏自己的特色以及执行力面临着很多不足。第二,信息孤岛的现象比较严重,各个部门、各个行业信息化建设分散,不能把信息化数据系统更好地连接起来,发挥综合效应。第三,缺乏完整、统一的城市信息化的标准体系,不同的部门、组织制定的信息化标准之间不协调。第四,缺乏合适的投资和运行管理的模式。长期以来,重视建设而忽视利用和运营,缺乏适合不同类型城市使用的、有特色的建设与运行模式。
  面对这些挑战,应该如何制定智慧城市的发展策略与路线?怎样验证智慧城市项目可行性和其真实的社会价值?这些项目能否支持城市未来几十年的发展?以及在项目落地的过程中,能不能借鉴和利用一些好的方法和工具?这些都是我们思考的问题。
  需要全面综合的架构规划
  智慧城市要有全面的战略规划、要搭建智能运行中心、要挖掘利用行业的解决方案、要建造IT基础架构。
  城市管理者通过评估,可以迅速发现“热点”或迫切需要解决的问题,以便快速展开智慧城市之旅。结合上述提到的挑战和问题,以下五个方面需要给予重点的考虑。
  第一是智慧城市建设要有一个全面的、综合的战略和架构规划。“城市建设,规划先行”,规划已被各级政府高度重视,大家普遍认识到成为智慧的城市是一次漫长旅行,并非一朝一夕之事。好的规划不是流于形式,而是能围绕着城市的自身优势,同时基于科学的方法论,对现状、发展目标进行详细分析,制定出具体路线图,并对项目实施进行监控评估,适时进行调整优化,并为下一步规划打下基础,做到结果可控。为了搭建和优化城市信息化的架构,我们需要对城市进行多角度、多层次的分析和建模。譬如,研究需要收集什么数据来进行主动预测以及如何更合理地分配资源来提高城市的运营效率。智慧城市规划针对不同城市发展状况有不同做法,有老城区智慧功能改造升级,有新区建设,更有以产业园为代表的特殊城市区域规划。规划可以以一个城市、一个区域进行规划,也可以以现代城市的六大核心系统(人、商业、运输、通信、水、能源)中的某一功能部门进行规划。
  第二是搭建城市的智能运行中心。通常,关键信息往往被埋藏在各个城市机构的独立部门的不同系统中,城市管理者无法获得管理所需的清晰视图,很难整体协调各机构的工作。如果没有对事件、事故或潜在危机的整合性单一视图,就无法快速分享信息,无法持续提供城市服务、保护市民,更不能推动未来经济增长。
  IBM的智能运行中心(IOC)整合了全球不同城市可重复的最佳实践模式,提供整合的数据虚拟化、实时的协作和深入的分析,帮助城市机构为解决潜在问题做好准备,协调和管理危机响应及处理工作,并持续提高城市的运营效率。它的优点一是可以充分利用跨机构和部门的信息,帮助城市的领导制定智慧的决策;二是预见问题,使异常终端对城市服务和运营造成的影响最小化;三是协调跨机构的资源快速有效提供应急响应。
  第三是充分挖掘、利用行业的解决方案。智慧城市所涉及的领域非常多。譬如谈到智慧交通,如何优化对现有交通资源的使用,使人和物能够有效地“流动”。我们不仅需要红绿灯来管控交叉路口的车辆通行,保证安全,还需要掌握道路上车流的密度、速度等数据,优化路段或区域的车流量,提升道路的通行能力。这是“智能交通”概念产生之初的核心目标之一。智能交通系统就是对利用传感、通信和信息处理技术提高交通运输效率和安全性的各种应用系统的总称。基于我们之前提到的3个“I”,一个完整的智能交通应用系统需要包含3个部分:一是各种数据采集设备,可能是安装在路端的线圈或摄像头、微波探测器等,也可能是安装在车船上的卫星定位装置,还可能是移动终端如IC卡或手机,甚至收费系统数据;二是将数据由采集点传输到管理控制中心的通信网络;三是对数据进行整合分析,将其转化为交通业务智能的信息处理和服务系统。其中前两部分属于智能交通的基础设施,第三部分信息处理分析,则是实现数据向智慧转化的核心,是实现智能交通“智慧”的关键所在。
  再譬如谈到智慧的公共安全。首先,公共安全管理机关需要采用先进的数据采集手段来采集各方面的信息,通过这些新技术提供准确的事态感知。其次,公共安全管理机关需要利用先进的数学模型和计算机模拟来研究公共安全事件的规律和特点,洞察事件发生的可能性。最后,在很多突发事件之间存在着内在的关联性,需要多部门协同处理。公共安全管理机关需要对这些突发事件的快速响应和多部门之间进行有效协作。所有这些需求都需要智慧的城市公共安全解决方案,再进一步挖掘细分,可以包括城市应急指挥解决方案、智能化视频监控解决方案、犯罪预测和预防解决方案等等。
  第四是建造智慧城市的IT基础架构。智慧城市关键技术支撑就是数据中心,它既可以对城市的智慧功能提供支持,也可以对城市产业提供支持。从业务支持,到业务驱动,再到业务创新,数据中心、特别是智慧的云数据中心和云管理平台已经成为数据中心发展的方向。在这种情况下,数据处理需要通过基于云计算模式的优化系统来实现大规模的数据挖掘与分析。
  当前,不同的数据中心可能处于不同发展阶段,有需要建设一个全新的数据中心;也有需要发掘现有数据中心的潜力,优化IT成本结构;或者需要引入云计算等新的技术和管理模式;或者正在努力使数据中心更加节能环保。智慧数据中心应具备云计算能力,拥有灵活性、成本效益以及主动监控和管理,并不断改进的特性。
  最后是投资和运营管理。从投资的角度看,智慧城市的项目投入是非常巨大的,而且这么多的项目,如何平衡和决策?我们可以从投资主体、运营主体,以及收益的模式上多进行一些思考。对政府来讲,除了自建自营,还可以考虑BOT模式,即考虑让企业先行投资垫付,项目建设完成后政府回购。以及考虑资金分期支付的方式,譬如利用IBM的融资租赁,在减少资金压力的同时,翘动金融杠杆。
  为了达到更好的社会和经济效益,我们可以多借助市场的力量进行运营和运维。
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城市规划师论坛Please note that JavaScript and style sheet are used in this website,Due to unadaptability of the style sheet with the browser used in your computer, pages may not look as original.Even in such a case, however, the contents can be used safely.支撑智慧城市的5大技术支撑智慧城市的5大技术NEC的优势即在于、灵活运用传感、认证、监测、控制及云计算5大技术,用以实现智慧城市的构筑。传感通过广泛覆盖从宇宙到地面/海底的利用RFID和无线技术的先进传感器及映像识别技术,提供高可靠性认证数据。例如:实现城市整体的地震预测、通过光纤传感器监测高速公路、以及通过影像技术提供更高精度的生物识别数据。认证通过传感识别的数据,通常是对所在/状态的有效性进行确认的认证。而物联网中则要对城市中庞大的数据进行认证,要采用提高实时性处理的高端认证技术,以实现高效、快捷、准确的认证。监测在监测传感、认证、控制等状态是否正确的同时,在监测出异常的情况下有必要发出实时通告。比如,发生异常时,实时地将影像等信息通知相关部门,实施防灾/防犯、防止事故发生等措施。控制对监测数据进行实时分析,并通过判断发送出最佳控制信息。比如,通过建筑物内位置信息的活用,可实现小范围内的空调控制,根据人员的移动而划分成不同的环境。云计算可不必考虑硬件及数据所在而取其所需,实现附加超强防灾备份功能。此外,随着情况的变化和时间的推移,可提供迅速灵活的服务对应。例如,可根据不同的城镇提供不同的居民服务、以及需要大量处理时可灵活地对应提供相应的资源等。  智慧城市是在数字城市建立的基础框架上,通过物联网将现实世界与数字世界进行有效融合,自动和实时地感知现实世界中人和物的各" />
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智慧城市:概念、支撑技术与应用
2013年5期目录
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  智慧城市是在数字城市建立的基础框架上,通过物联网将现实世界与数字世界进行有效融合,自动和实时地感知现实世界中人和物的各种状态和变化,由云计算中心处理其中海量和复杂的计算与控制,为城市管理和公众提供各种智能化的服务。智慧城市是智慧地球的重要组成部分,智慧城市一数字城市+物联网+云计算。 中国论文网 /1/view-5630012.htm  从1993年美国总统克林顿提出“信息高速公路”,标志着城市信息化建设的开始,到2008年IBM提出了“智慧城市”新理念,标志着城市信息化开始迈向“智慧城市”建设新阶段。智慧城市的发展和早期的信息基础设施及“数字城市”的建设一脉相承,但更要注重信息资源的整合集成,强调城市管理的协调统筹,是信息化城市和数字城市建设的更高级阶段。   1.智慧城市的支撑技术   按照以上定义,智慧城市的支撑技术有三个:   一、数字城市相关技术,包括天、空、地一体化的空间信息快速获取技术(当前天、空、地对地观测的在轨卫星,美国有160多颗,中国有60颗,预计2020年中国将有120-140颗;无人机、飞艇、气球等日益增多;地面传感器在本世纪将达到上百万个)、海量空间数据调度与管理技术(见图1、图2)、空间信息可视化技术(见图3)、空间信息分析与挖掘技术、网络服务技术。   二、物联网技术,能够实现人与人、人与机器、机器与机器的互联互通。物联网技术除了要做传感网以外,还要造能联网的机器,比如能联网的汽车、机器、电器等。这就是新的技术,能增加全球GDP产值的技术。国际权威机构预测,到2017年,全世界将有七万亿个无线传感网,而到那时世界人口是70亿,无线传感网人均获得率为10个/人。   三、云计算技术,是一种基于互联网的大众参与的计算模式,其计算资源(包括计算能力、存储能力、交互能力等)是动态、可伸缩、被虚拟化的,而且以服务的方式提供。云计算支撑信息服务。社会化、集约化和专业化的云计算中心通过软件的重用和柔性重组,进行服务流程的优化与重构,提高利用率。云计算促进了软件开发商之间的资源聚合、信息共享和协同工作,形成面向服务的计算,为智慧城市时代的机器增加了可以思考的大脑。   2.智慧城市的特性   智慧城市建立在数字城市的基础框架上。智慧城市需要依托数字城市建立起来的地理坐标和城市中的各种信息(自然、人文、社会等)的内在有机联系和关系,并在此基础上增加实时传感、控制以及分析处理的功能。   智慧城市包含物联网和云计算。智慧城市不等于数字城市,智慧城市包含无线传感网和云计算,其中包括智能传感网、云计算智能处理、智能控制网、智能安全网。   智慧城市面向应用和服务。采集数据并交由云计算进行实时分析和处理,获得详尽而准确的数据和决策信息,并将其实时推送给需要这些信息的用户。它不是以计算机为中心,也不是以网络为中心,而是以用户的服务为中心。   智慧城市与现实城市融为一体。智慧城市不是一个简单的信息世界,也不是简单的电子世界,而是电子世界与现实世界的有序集成。随着传感器和控制器种类和数量的不断增加,将与电子世界的纽带直接融入到现实城市的基础设施中,自动地控制相应城市基础设施,自动监控城市的空气质量,交通状况等。   智慧城市能实现自主组网和自维护。网络应具备维护动态路由的功能,保证整个网络不会因为某些节点出现故障而导致整个网络瘫痪。   3.智慧城市时代的空间基础设施   3.1位置云   位置云就是将手机接收到的导航卫星信号与其他定位相关的传感器信息传输到云计算中心,通过实时解算,实现室内外高精度的手机连续位置定位(分米级精度)。地理国情监测员、灾情报告员、森林调查员、地质勘测队员、土地调查员、城管员、公安交警人员等国家公务员和广大手机用户,都是数据的收集者,都能利用云计算,把导航信号传到数据中心,再通过实时解算技术对数据进行处理,再传回。当我们都把手机作为传感器,我们就拥有13亿传感器,所产生的数据价值足够形成一个规模产业,一个资源池(见图4)。   3.2遥感云   遥感云是将海量遥感数据,复杂的遥感处理与分析方法放在远程的云计算平台中,利用云计算平台弹性的计算能力,用户无需搭建专用环境,只需要选择数据和算法后即可获取最终结果(见图5)。   3.3视频与GIS集成   武汉市的“智慧之眼”,将武汉市25万多个视频传感器与GIS平台进行融合,在监控中心就可以在地图上选择重点街道进行视频巡逻,同时视频传感器捕捉到的视频信息实时更新,并与GIS分析功能结合。支持在场所平面图、矢量图、图片等载体上建立案发现场各监控点之间时、空及逃逸速度等关联关系,便于案件监控点数据关系建立与管理。   3.4空天地一体化传感网与GIS集成   天空传感器众多,要跟网络的GIS集成,就需要我们由被动接受数据变成主动的接受数据。即被动的接收数据――分析数据――使用数据为用户需求――分析数据所需观测平台及参数――主动观测获取数据,按照用户需求制定卫星轨道及观测角度等,从而快速响应用户不同需求。   3.5室内与地下导航定位   室内与地下空间等无卫星信号覆盖区域的定位,可以利用射频、蓝牙、蜂窝基站等无线信号,以及陀螺仪、加速度计、电子罗盘等传感器进行室内与地下的导航定位。   3.6将智能手机开发为传感器   智能手机作为广泛接入的传感器,可以使得人人也成为移动的传感器,配合开发相应的软件,人们可以随时随地移动地、多方位地采集实时信息,包括位置、影像、声音、视频、移动方向及速度,重力加速度等。   3.7空间数据与视频数据挖掘   城市中数十万个视频传感器,海量的实时影像和视频信息,对重点地区,重点人群,重点事件进行实时监控,设置例如徘徊、逗留、遗留物等规则实时预警,在保护隐私的前提下提高安全等级和数据的智能应用,并将大量的无用数据及时删除。
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ICP网站备案:渝ICP备号智慧城市技术支撑:云计算与物联网
  中国安防展览网讯 智慧城市的概念虽然很大,但通过各种智能感知、信息处理和网络传输手段,能让整个城市的运营实现更协同、更高效、更和谐。具体看,智慧城市是指充分借助物联网、云计算技术,全面聚合和处理各类信息,形成随时、随地、随心和随需城市信息智慧共享服务。因此,智慧城市的两大支柱技术是物联网(包括传感网、传送网络特别是移动互联网等)、云计算,物联网和云计算是建设智慧城市的基础设施,是智慧城市的信息来源和处理中心。    智慧城市两大支柱:物联网与云计算    智慧城市要求按照科学的城市发展理念即基于泛在化的网络和信息技术、智能的感知技术和信息安全基础设施,透明并充分地获取城市管理、产业和公众的海量数据,为城市运营管理及公众生活提供信息服务,打造智慧政府、智慧产业、智慧生活的城市全信息化服务。同时具备可持续发展原动力的智慧城市形态,达到强政、兴业和惠民的目标。    物联网是智慧城市的网络能力基础,是智慧城市的触角和搬运工,是简单按既定规则的执行者。云计算是智慧城市海量信息存储、异构信息分析处理的大脑。在构建智慧城市时,基本上是将物联网放在前面,因为没有全面感知(当然,未来的智慧城市需要感知更多,还包括社会情绪的感知等)是无法实现智慧的,同时通信网络也将是智慧城市的基础,这是美国IBM公司提出物联网就是智慧地球的原因所在。    物联网    物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是&TheInternetofthings&。由此,顾名思义,&物联网就是物物相连的互联网&。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。    关键技术在物联网应用中有三项关键技术:    1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。    2、RFID标签也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。    3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。    云计算    美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。&云计算&概念被大量运用到生产环境中,国内的&阿里云&与云谷公司的XenSystem,以及在国外已经非常成熟的Intel和IBM,各种&云计算&的应服务范围正日渐扩大,影响力也无可估量。    云计算(cloudcomputing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网,后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关,也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。    通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。    好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉。最大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。
(来源:中国安防展览网整理)
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