智慧城市建設(shè)幾大前沿關(guān)鍵技術(shù)

閱讀：3222發(fā)布時間：2014-8-22

　　摘要：智慧城市是釋放城鎮(zhèn)化潛力的有力抓手。在3月印發(fā)的《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》推動新型城市建設(shè)章節(jié)中要求推進智慧城市建設(shè)，實現(xiàn)與城市經(jīng)濟社會發(fā)展深度融合。
　　
　　*電信研究院規(guī)劃設(shè)計研究所總工程師王愛華表示，智慧城市下一階段建設(shè)重點，將是信息資源和服務渠道的整合，業(yè)務系統(tǒng)集約化建設(shè)和面向領(lǐng)域而非行業(yè)開展基礎(chǔ)設(shè)施智能化建設(shè)，而數(shù)字家庭將成為居民體驗智慧城市的直接載體，得到發(fā)展。
　　
　　智慧城市是利用新一代信息技術(shù)來感知、監(jiān)測、分析、整合城市數(shù)字資源，對各種需求做出智能反應，為公眾創(chuàng)造綠色、和諧環(huán)境，提供泛在、便捷、服務的城市形態(tài)。智慧城市是人類社會邁向信息社會的必然產(chǎn)物，是當今世界城市發(fā)展的新理念和新模式，建設(shè)智慧城市已經(jīng)成為當今世界城市發(fā)展的前沿趨勢。
　　
　　發(fā)達國家將智慧城市建作為刺激經(jīng)濟發(fā)展和建立長期競爭優(yōu)勢的重要戰(zhàn)略。2004年韓國、日本先后推出U-Korea、U-Japan的國家戰(zhàn)略規(guī)劃，2010年美國提出加強智慧型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和推進智慧應用項目的經(jīng)濟刺激計劃，歐盟制定了智慧城市框架，中國臺灣地區(qū)提出了建設(shè)“智慧中國臺灣”的發(fā)展戰(zhàn)略，新加坡提出了2015年建成“智慧國”計劃。此外，還有許多特色鮮明的候選城市如韓國的松島新城、美國的迪比克市、瑞典斯德哥爾摩等均有智慧城市特色建設(shè)。
　　
　　韓國：泛在網(wǎng)絡(luò)
　　
　　韓國的智慧城市以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，將醫(yī)療、教育等服務系統(tǒng)統(tǒng)一部署在思科公司的數(shù)據(jù)中心，通過無處不在的網(wǎng)絡(luò)接入，方便的實現(xiàn)遠程的醫(yī)療、遠程的教育等服務。并且通過標準化的方式向企業(yè)開放這些IT基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵企業(yè)開發(fā)新型服務。
　　
　　美國：智能服務
　　
　　美國中西部愛荷華州的迪比克市，用IBM的新技術(shù)將水、油、交通等等都連接到了一起*實現(xiàn)了數(shù)字化，將城市的所有資源都連接起來，智慧的為市民服務，滿足市民的需求。
　　
　瑞典：智慧交通
　　
　　瑞典的智慧城市主要體現(xiàn)在智慧交通系統(tǒng)上的建設(shè)。為解決瑞典首都交通擁擠問題，斯德哥爾摩宣布征收“道路堵塞稅”，瑞典在道路上設(shè)置了十幾個的路邊控制站，通過使用RFID以及激光等高新技術(shù)，自動識別進入市中心的車輛，然后自動的對進出市中心的注冊車輛進行收稅。同時引入了IBM的流計算平臺“InfoSphereStreams”，分析采集的車輛位置信息，實現(xiàn)為城區(qū)同行車輛提供回避擁堵路線的服務。同時通過這些技術(shù)對進出車輛進行收稅后，大量的減少了車流，降低了交通擁堵。
　　
　　國外的專家預計2013年以后智能城市將成為一個龐大的市場，到2016年，用在智能城市技術(shù)的資金將有近400億美元。
　　
　　國內(nèi)智慧城市建設(shè)現(xiàn)況如何？幾大關(guān)鍵技術(shù)來分析眾多國內(nèi)城市把建設(shè)智慧城市作為轉(zhuǎn)型發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。智慧城市建設(shè)成為貫徹落實黨的十八大提出的“四化同步”發(fā)展戰(zhàn)略部署的重要舉措。
　　
　　建設(shè)熱潮興起
　　
　　截至2011年5月份，中國的一級城市提出了“智慧城市”的詳細規(guī)劃，有80%以上的二級城市也明確提出了建設(shè)“智慧城市”。截至2012年9月，全國47個副省級以上地方的規(guī)劃文件中，明確提出智慧城市建設(shè)的有22個，占比46.8%。截止2013年1月，全國已有320個城市投入3000億元建設(shè)智慧城市，預計“十二五”期間用于建設(shè)“智慧城市”各方投資總規(guī)模有望達5000億元。
　　
　　思路各有側(cè)重
　　
　　當前各地智慧城市建設(shè)的關(guān)注重點大致可分為社會應用、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、新一代信息技術(shù)四個方面。如北京提出要實現(xiàn)從數(shù)字北京向智慧北京的全面躍升，加快向世界城市邁進；深圳把建設(shè)智慧深圳作為推進建設(shè)國家創(chuàng)新型城市突破口，打造功能完善的信息通信技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施；寧波提出把智慧城市作為提升科學發(fā)展水平的戰(zhàn)略選擇的動力和方向，重點建設(shè)6大智慧產(chǎn)業(yè)；上海提出云海計劃，為上海的智慧城市建設(shè)所需的云計算提供技術(shù)和產(chǎn)業(yè)支持?？傮w來看，對社會應用和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)注程度較高，在明確提出智慧城市發(fā)展戰(zhàn)略的地方中，優(yōu)先發(fā)展民生、城市管理等社會應用工程和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的有占比72.7%，其他地方以產(chǎn)業(yè)或新一代信息技術(shù)發(fā)展為關(guān)注重點。
　　
　　設(shè)施升級迅速
　　
　　目前我國主要城市的3G網(wǎng)絡(luò)已基本實現(xiàn)全覆蓋，光纖入戶率快速增長，寬帶普及率和接入帶寬全面提高。截至2012年12月份，我國電信用戶規(guī)模持續(xù)擴大，全國用戶總數(shù)達到13.9億戶，同比增長9.4%，其中用戶數(shù)超過11億戶，3G用戶占比達到20%;寬帶普及提速工程實現(xiàn)年度目標，使用4M及以上寬帶產(chǎn)品的用戶比例超過63%，新增光纖到戶覆蓋家庭超過4300萬戶；城市信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平的飛速提升，為智慧城市的建設(shè)與發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。
　　
　　而智慧城市的核心是以一種更智慧的方法通過利用新一代信息技術(shù)來改變城市管理者、居住者相互交互的方式，以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應速度。從整體上看，它至少應該有三層架構(gòu)：感知層、互聯(lián)層、應用層。
　　
　　通過感知層采集城市的信息，通過互聯(lián)層把各個信息系統(tǒng)鏈接起來進行信息的交互與共享，通過應用層采用智能化的技術(shù)，深入分析收集到的數(shù)據(jù)，以獲取更加新穎、系統(tǒng)且全面的洞察來解決特定問題。從技術(shù)的角度具體來看，有以下幾個基礎(chǔ)技術(shù)是作為智慧城市的必要基石。
　　
　　感知技術(shù)
　　
　　這里的感知是更為廣泛的一個概念。具體來說，它是指更為廣泛的感知、測量、采集和傳遞信息的設(shè)備或系統(tǒng)。通過使用這些設(shè)備，從室內(nèi)溫度、濕度、煙霧到路面車輛信息、城市交通狀況等任何信息都可以被快速獲取并進行分析，便于立即采取應對措施和進行長期規(guī)劃。視頻作為一種zui為直觀的感知方式，在城市中大量應用。我們認為在目前及未來的城市應用中，視頻應用方案的發(fā)展方向是多樣化、高清化的，既有針對社會面資源的模擬高清視頻應用方案，又有針對*實戰(zhàn)業(yè)務部分的IP網(wǎng)絡(luò)高清視頻應用方案，還有針對城市重要掌控點位部署的HD-SDI無損高清視頻應用方案。
　　
　　智能技術(shù)
　　
　　“更深入的智能化”是智慧城市另外一個特征與要求，智能化是指深入分析收集到的數(shù)據(jù)，以獲取更加新穎、系統(tǒng)且全面的洞察來解決特定問題。這要求使用先進技術(shù)來處理復雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計算，以便整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的數(shù)據(jù)和信息。
　　
　　視頻智能技術(shù)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了幾個階段，智能技術(shù)主要可分為：視頻行為分析、車牌識別、視頻診斷、智能檢索、人數(shù)統(tǒng)計、圖像復原、人臉識別等幾大類。視頻與圖像的數(shù)據(jù)量是非常大的，它包含有大量的趨勢性、經(jīng)驗性、模糊性的信息，視頻智能的潛力是巨大的。
　　
　　互聯(lián)互通--嵌入式技術(shù)
　　
　　“更全面的互聯(lián)互通”是智慧城市另外一個基本特征與要求。這里的互聯(lián)互通是指將遍布整個城市的各類“感知”設(shè)備收集和儲存的分散的信息及數(shù)據(jù)連接起來，進行交互和多方共享，從而更好地對環(huán)境和業(yè)務狀況進行實時監(jiān)控，從全局的角度分析形勢并實時解決問題，使得工作和任務可以通過多方協(xié)作來得以遠程完成，從而*地改變整個世界的運作方式。
　　
　　要實現(xiàn)“更全面的互聯(lián)互通”，意味著大量的運算資源將以一種小型化、分布式的方式嵌入各類設(shè)備中去，從而形成各類具備采集、運算、傳輸?shù)饶芰Φ囊苿?、互?lián)終端設(shè)備，這些設(shè)備再通過傳輸網(wǎng)絡(luò)，把現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖恕?br />　　
　　在這個過程中，我們看到運用嵌入式技術(shù)開發(fā)的嵌入式設(shè)備，能夠很好的滿足設(shè)備的小型化、多功能化、低功耗等技術(shù)要求。采用嵌入式NVR、DVR、車載DVR、PVR等設(shè)備作為整個系統(tǒng)的底層接入網(wǎng)關(guān)，完成對現(xiàn)場模擬高清視頻、網(wǎng)絡(luò)高清視頻、SDI高清視頻各類視頻信號和溫度數(shù)據(jù)、煙霧、報警等各類傳感器采集信息的匯聚、分析、上傳，以此實現(xiàn)“智慧城市”感知層數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。
　　
　　未來將通過管理應用得到智慧效應
　　
　　城市車輛管理
　　
　　重點包括城市內(nèi)公交車輛、出租車輛、長途運輸車輛，監(jiān)測其運行狀態(tài)、位置實時信息，通過信息數(shù)據(jù)收集分析，來實現(xiàn)調(diào)度、應急指揮等功能。車輛管理可以實現(xiàn)對車輛運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集和位置信息的采集，及車輛運行時車內(nèi)、外的環(huán)境情況數(shù)據(jù)記錄。數(shù)據(jù)上傳至綜合管理平臺，進行數(shù)據(jù)分析，可以通過這些數(shù)據(jù)進行城市道路情況分析、城市公共交通調(diào)度、重大突發(fā)事件應對等應用。
　　
　　城市道路管理
　　
　　車輛在城市中不僅僅是交通工具，城市生活離不開車輛，它是承載人們城市生活的重要組成部分。無論是從城市管理角度、公共服務角度還是從公共安全角度來說，都非常有必要對城市車輛進行數(shù)據(jù)采集，然后據(jù)此進行數(shù)據(jù)挖掘、分析與應用。“智慧城市”對車輛信息的采集與應用，提出了更高的要求。
　　
　　路面控制站用攝像、微波和各種傳感器技術(shù)，通過高清視頻智能分析技術(shù)可以實現(xiàn)人流、車流、車型的統(tǒng)計，同時采集各種道路綜合信息，發(fā)布各種控制信號，按照不同時段不同費率收費、獲知實時交通流量、獲知車輛違章信息。
　　
　　利用智能交通各種模型及算法，可以為交通管理部門和人員及時、準確地提供交通信息，從而使交通管理控制系統(tǒng)有效地適應各種交通狀況，在相對宏觀的層面高度合理疏導或調(diào)配運力。
　　
　　該模型算法還可以為管理者和出行者隨時提供各種交通信息，幫助道路使用者合理選擇行車路線，避開交通擁擠，減少交通事故，從而極大增強了路網(wǎng)系統(tǒng)的有效使用潛力和通行能力，提高了整個交通系統(tǒng)的機動性、便利性、安全性和舒適性，整個交通系統(tǒng)的運輸效率和經(jīng)濟效益隨之增加，同時降低了交通系統(tǒng)對環(huán)境的負面影響。
　　
　　城市重要場所管理
　　
　　視頻圖像提供了重要建筑和城市核心設(shè)備的直觀狀態(tài)情況和環(huán)境信息，是zui主要的信息獲取手段和監(jiān)控手段；通過對重要建筑和城市核心設(shè)備相關(guān)視頻的智能分析，可產(chǎn)生趨勢預警，比如對各類禁區(qū)的入侵檢測告警，建筑物周圍可疑人員的徘徊檢測以及人員聚集檢測等；在視頻智能分析結(jié)果超過警戒值時，即可觸發(fā)相關(guān)的報警信息到監(jiān)控中心，提醒相關(guān)人員進行處理，同時可以上報到相關(guān)的部門通知預警。
　　
　　通過使用綜合感知設(shè)備，可以對建筑物的傳感器感應信息進行匯集，如振動感應，溫度感應，煙霧感應等，在各類感應信息觸發(fā)后，即可匯集，綜合相關(guān)的信息統(tǒng)一上報到監(jiān)控中心，比如將告警點周圍的視頻圖像調(diào)出，通知出入口管理系統(tǒng)，上報上級管理系統(tǒng)封鎖建筑物周圍交通路口等等；通過對人員值班監(jiān)測信息的記錄，保證重點防護設(shè)備和建筑物隨時有人員進行監(jiān)管，避免出現(xiàn)管理和監(jiān)控漏洞。
　　
　　城市能源管理
　　
　　針對儲油儲氣站監(jiān)測、加油加氣站監(jiān)測、危險品車，實現(xiàn)出入口的智能控制，比如通過車牌識別結(jié)果聯(lián)動，RFID車輛出入管理等。在緊急情況時，對出入口進行告警聯(lián)動下的緊急控制，強制關(guān)閉或開放某些出入口，進入緊急情況處置程序；視頻智能分析產(chǎn)生的趨勢預警，比如入侵檢測。傳感器感應信息，如溫度信息，壓力信息，靜電報警信息。
　　
　　城市移動*管理
　　
　　傳統(tǒng)的固定點位的布控，往往僅局限于局部的物理位置，而城市人、車、物是不斷運動的，公共安全的需求也更加復雜，僅有固定點位的布控往往無法做到的覆蓋，因此就需要通過移動點位更加靈活的布控方式來滿足城市多樣化的公共安全的需求。
　　
　　移動車載*系統(tǒng)與單兵*系統(tǒng)，是對固定點位有效的補充，另外通過這類便攜式移動設(shè)備，還能夠更加直觀的了解到城市的警力部署情況，為接出警策略、突發(fā)事件處理策略等上層應用提供更好的數(shù)據(jù)支撐。

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