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关键词:智慧城市;大数据;物联网;新常态;路径
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)16-0034-02
1 智慧城市概述
当前我国已进入经济发展新常态,城镇化发展进程中积累了一些突出的矛盾和问题,如交通拥堵、资源短缺、城乡基本公共服务不均衡,城市管理水平不高等问题。建设智慧城市是主动适应经济新常态,提升城市综合承载能力,促进经济提质增效的重要手段,是运用新一代信息技术创新城市治理方式、完善城市管理模式的重要方式,也是走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化道路的必然选择。
智慧城市是运用物联网、云计算、大数据等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式,是新一代信息技术应用创新和城市转型发展深度融合的产物[1],体现了城市走向绿色、低碳、可持续发展的本质需求。
2 河南省智慧城市建设基本情况
河南省政府高度历来重视智慧城市建设,加强顶层设计,出台了一系列工作实施方案。河南移动、河南联通等企业积极参与,务实推动智慧城市建设工作。建设成效显著,截止目前河南省共有11个城市入选国家智慧城市试点名单,多个城市的一些智慧应用系统已经投入使用。
2.1 政府高度重视,绘就智慧城市建设蓝图
2015年8月河南省人民政府办公厅出台了《河南省促进智慧城市健康发展工作方案(2015―2017年)》,明确了未来三年智慧城市建设的目标和任务,从开展信息惠民试点示范、实施“宽带中原”战略、推进智慧交通应用到发展智慧旅游、推进智慧养老应用、发展电子商务等方面共推出18条措施,加快推进河南智慧城市建设。
2.2 企业积极参与,务实推动智慧城市建设工作
河南移动、河南联通等企业积极参与河南省智慧城市的建设工作。为推动河南省信息化的快速发展,2011年河南省政府和河南联通签订了“智慧中原”战略合作协议,“智慧中原”由全省18个“智慧城市”组成。到2014年,河南联通相继与18个省辖市政府签订“智慧城市”建设协议,加快网络基础设施建设,不断提高城市的智慧化水平。河南移动充分发挥基础信息网络的优势,构建了“一个平台三层架构”的智慧城市建设模式,与南阳、安阳、开封等地方政府合作共建智慧城市,政企双方达成了“政府主导、移动建设、购买服务”的共识,智慧城市多个智慧应用系统初见成效。
2.3 建设成效显著,成功入选国家智慧城市试点城市
河南省大力加强智慧城市建设,加强顶层设计,各省辖市相继出台了智慧城市建设发展规划、实施方案等,同时进一步完善宽带网络基础设施建设。各试点智慧城市把城市公共信息平台和公共基础数据库作为重要的支撑点和切入点,着力加强智慧政务、智慧交通等智慧应用系统的建设。
在国家智慧城市试点方面,2012年至今,住房和城乡建设部先后开展了三批次国家智慧城市试点工作,河南省共有11个城市入选国家智慧城市试点名单,如表1所示。
3 河南省智慧城市创建路径选择
智慧城市建设是一个复杂庞大的工程,河南省智慧城市建设可以着重从加强顶层设计、公共服务平台建设、典型智慧应用示范带动、关键技术研发和应用、加强信息安全保障能力建设、确定合理的投资建设模式等六个方面来推动。
3.1 统筹规划,加强顶层设计
智慧城市建设是一个应用多样化的复杂巨系统,应从政策规划层面、技术实施层面加强顶层设计[2]。智慧城市建设要坚持战略引领、需求驱动、问题导向,避免技术导向、项目驱动。要要科学布局,统筹规划,因地制宜,充分结合城市的地理位置、历史文化、资源禀赋等实际,科学制定智慧城市的建设目标和实施方案,避免盲目建设,重复建设,也不能只追求最新的技术、最先进的设备,而忽视了智慧城市建设的战略目标和实际效果,造成智慧城市建设的“空心化”[3]。
3.2 加强信息基础设施和公共服务平台建设
信息基础设施是智慧城市建设的基础。加快推进第四代移动通信网络、城市公共区域无线网络建设和下一代互联网建设,加强大数据、云计算等基础设施建设,构建高速、稳定、安全、先进的信息基础设施体系[4]。同时,面向基本公共服务均等化的需求,建设河南特色的公共服务平台,打破各部门信息独立的局面,整合公安、医疗、教育、交通、市政等信息,建设信息共享的云计算数据中心。
3.3 加强示范带动,推进典型智慧应用系统建设
加快郑州、鹤壁、济源等11个城市国家智慧城市试点建设。推动郑州、洛阳、济源信息惠民国家试点城市建设,充分发挥其示范带动作用,有点到面,从而带动河南省智慧城市建设。智慧城市建设要根据城市建设发展中的突出问题和关键领域,分步骤、分类别、有重点地推进。重点建设智慧公安、智慧交通、智慧城建、智慧人社、智慧养老、智慧旅游、智慧医疗、智慧校园、智慧地理等智慧应用系统。
3.4 加强关键技术研发和应用推广
智慧城市建设离开不先进的技术研发和应用支撑。围绕智慧城市建设,加强物联网技术、云计算技术、大数据技术、空间信息技术、数据仓库技术等关键技术的研发和推广应用,构建对应的技术创新体系,加快相关技术的科技创新步伐,大力推动科技成果转化。以郑洛新国家自主创新示范区成功获批为契机,在智慧交通、智慧医疗等领域组织实施一批重大科技专项,大力推进技术转移和开放合作,力争在关键技术领域突破一批主导产业核心技术。
3.5 加强智慧城市信息安全保障能力建设
智慧城市的核心价值在于能够实现各种信息资源的充分汇聚和共享,而信息汇聚的程度越高,潜在的信息安全风险越高。智慧城市中信息基础设施的高度集约化、接入终端的多样化、大数据的高度共享性等都导致智慧城市面临着严重的安全威胁,传统的局部防御和被动防御手段无法适应智慧城市信息安全保障的需要,需要寻求一种新的信息安全解决方案。在全面网络安全观背景下,建立健全信息安全动态监测和预警机制,提高信息安全管控能力,完善信息安全基础设施建设,从组织架构、管理体系、人才资源、技术研发、系统平台等方面出发,建立健全智能化、系统化的智慧城市信息安全支撑体系[5]。
3.6 确定合理的投资建设模式
智慧城市建设仅仅依靠政府或者企业都不是理想的情况,需要开放协作,探索多渠道、多元化、多层级的投资建设模式。“政府+社会资本”模式(即PPP模式)是目前国内外通行的一种投资模式。所谓的PPP模式,就是指政府和企业为了合作共建城市基础设施项目,或者是为了提供某种公共服务,以特许权协议为基础,彼此之间形成一种“利益共享、风险共担、全程合作”的伙伴式的合作关系,并通过签署合同来进一步明确双方在智慧城市建设中的权利和义务。这种模式能够破解智慧城市建设中政府资金缺口问题,也降低了企业的投资风险,达到互惠共赢的目的[6]。在智慧城市建设中,PPP的常见运作方式是,由政府和企业签订合同,合作共建投资平台,合资成立智慧城市运营公司,在合同约定的特殊经营权期间的项目运营取得回报。
4 结束语
智慧城市建设是城镇化发展进程的必然选择。与发达国家相比,我国的智慧城市建设还处于起步探索阶段,今后还有很长的道路。要按照集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化发展道理的总体要求,做到理性推进、有序推进、协同推进河南省智慧城市建设。结合不同城市的发展需求和目标定位,统筹规划,合理配置资源,构建政府引导,市场主导,社会各方广泛参与的运行机制,共同推进河南省智慧城市建设进程。
参考文献:
[1] 单志广.我国智慧城市健康发展面临的挑战[J].国家治理,2015.
[2] 仇保兴.智慧城市建设的内容与路径研究[J].中国市场,2016.
[3] 万碧玉,李君兰.智慧城市创建实践[J].电信网技术,2014.
[4] 张新刚.河南省信息化发展水平评估及发展对策研究[J].网络安全技术与应用,2014.
医疗信息化的三个阶段
银江认为,医疗信息化有三个阶段:
一是数字化阶段,这个阶段本质上是人对机器的操作,如医护人员把临床业务数据或财务数据录入于电脑;
二是智能化阶段,本质上是通过对机器的操作,获得机器对人的服务。比如医院移动护理等系统的应用;
三是智慧化阶段,这个阶段的本质是人不用对机器进行操作,便可实现机器对人的主动服务,真正实现‘以人为本’的管理。“智慧化”是利用物联网、云计算等前沿技术,实现数据的自动采集和汇总,并通过决策分析与反馈,帮助医护人员、病人等实现工作和行为的指导和指引。
银江的“智慧”
基于对这三个阶段的理解,银江始终致力于第三阶段――智慧化阶段的研发和创新。
银江的智慧医疗解决方案于2005年在浙江大学附属邵逸夫医院率先尝试,当时主要应用于移动护理和婴儿防盗系统。和其他医疗子系统一样,这两个系统也要对接医院各数据库,不断进行需求更改和接口开发。为杜绝医院的“信息孤岛”和“信息烟囱”,银江在2009年提出了智慧医疗整体解决方案――通过数据集成平台融合医院各业务系统和数据,实现统一管理、统一操作。
当时业界有很多医院和同行都很质疑“信息化总包”的方式,其原因是质疑它的最终结果无法实现“交钥匙”工程,但现在这种方案越来越成为主流。在邵逸夫医院,银江用一年多的时间,率先实现了以集成管控平台为总线、以数据仓库为“大脑”、以电子病历应用为核心的智慧医疗整体解决方案,大大加强了医院信息化的集成化水平。
通过多年的发展和创新,银江已经能够在数字医院和信息化总包、移动医疗物联网、区域医疗和公共卫生等领域提供领先的智慧医疗整体解决方案。
“智慧医疗”服务大众
现在医院的信息化绝大多数都是服务于医疗工作人员的,真正为老百姓服务的系统凤毛麟角。随着社会化程度的进一步发展,人类健康的管理将成为一个矛盾的聚焦点,这表现为医疗信息化行业产品的更专业,同时,医疗信息化产业也将向健康信息服务产业进化,相当一部分医疗信息化供应商将从“卖产品”模式转变为“提供服务”模式。而这其中,物联网技术是实现智慧医院的关键技术。
银江从2012年开始关注健康物联网,在调研和基础技术开发方面投入大量工作,目前,很多技术和应用已取得初步成果,如定位、跌倒检测、生命体征采集、温湿度传感、物联网中间件等。
“健康中国”是银江医疗的口号,而“智慧健康”服务则是要以最新的无线技术、物联网技术、个人健康管理等打造基于互联网的“智慧健康”服务,向公众提供有关疾病预防和治疗、药物、营养及保健等最全面最可靠的科学信息,同时汇集一流医学专家,为公众提供突破时空限制的权威信息与指导,实施一体化的网上网下健康服务,为基层医院、社区医院和老百姓提供方便、快捷、专业的高质量的专家医疗服务,为解决老百姓看专家“难、贵、烦”的问题尽一份力,并在此基础上建立个人健康管理云平台,为居民提供个性化的健康管理和信息化就医服务。
全面铺开“智慧路”
在产品方面,目前银江正在整合医疗信息化资源以建成“智慧健康网”,希望通过资源整合可以为老百姓提供全面的导医服务;实现体检信息的机构共享和个人体检信息在线查询;由特需人群服务、孕产妇健康管理和老人健康管理项目开始试点运行,帮助特殊人群(如慢性病、重大病患的院后管理、需特需服务的人群等)安装家庭可视远程诊疗和健康管理系统及装备,使他们足不出户即可实现与专家的“面对面”咨询和诊断。
提起“智慧家庭”这个词,很多人的第一印象就是科幻、高科技、昂贵、奢华。其实,没有这么夸张,可以用智能路由器,用几个智能家居配件对接,就能做成个简单的智慧家庭。正式来说,智慧家庭应该是人们在数字化、网络化、信息化、智能化的时代,用来维系家庭生活的基本生活方式,就和阳光、空气和水一样,是每个人不可缺少的生活常态。
智慧家庭是利用新一代信息技术,创造出的更高效、舒适、安全、便捷的个性化家居生活状态。可以提供各类智能娱乐服务,可以提供连接监控、门磁、烟感等安防监控服务,可以提供远程或自动的智能家电服务,可以实现远程医疗和健康监控医疗服务,以及低碳环保,更人性化的节能服务等等。可见,智慧家庭的应用与服务,通过提供更贴心、丰富和方便自由的服务,让人们的家庭生活方式能更加随心畅享。
智慧家庭正是围绕着家庭生活的基本职能展开的,而要实现智慧家庭,方便迅速的网络联接是基础,同时加上一个包括运算处理的中心、信息和内容存储分发的中心、感知和控制的中心等等在内的家庭智能中心,并且能随时与远程服务和智能无缝结合起来。
可以看出,智慧家庭解决方案是一个复杂的系统工程,要实现这一复杂的过程,必须要靠多学科的技术手段,并合理有效的交叉运用。2015年,中国智慧家庭解决方案日趋成熟,从芯片、设备到平台应用,众多企业纷纷解决方案,并进入实用阶段。
天津泰达有线电视网络有限公司和同方股份有限公司共同打造智能家庭中心,十余家省级广电网络公司共同发起的“家庭智能网关产业联盟”等,都可算智慧家庭解决方案。
全球领先的家电厂商海尔,连续六年蝉联全球大型家用电器第一品牌,多年前就提前布局智慧家庭,打造海尔智慧生活平台,真正实现了智能安防、视频监控、可视对讲、智能门锁联动等各大子系统之间的互联互通、无缝对接,将家中的所有设备通过一个智能化平台管理起来,提供了一个解决方案。
最值得一提的是华为。华为智慧家庭领域发展迅速,全球服务超过2800万用户。提供了包括分布式云数据中心服务(DCaaS)、eLTE宽带集群接入解决方案、敏捷网络等关键技术条造的智慧业务,已经服务于20多个国家60多个智慧城市,已和1100多家业界厂商建立了面向智慧城市解决方案的合作关系。华为还在不断利用技术创新,让智慧家庭的解决方案更加成熟。
IC芯片创“兴”
QUESTEL报告以ORBIT专利数据库收录的99个国家及组织的专利数据为数据源,检索截至2016年4月6日的数据。报告显示,全球芯片专利数量在过去18年里实现了6倍的惊人增长。中国芯片专利申请量在过去18年里则实现了23倍的惊人增长。数量上中国已成为芯片专利申请第一大国,这也与中国的专利申请总量连续5年蝉联全球第一大环境相符。据报告统计,中国芯片专利申请量从2001年之后出现稳定增长,自2010年后申请节奏显著加快,技术创新越来越活跃,整体水平越来越高,对芯片行业的知识产权保护更加重视,到2012年超过30000件大关。
IC芯片领域专利实力在国内属于领先地位的中兴通讯,是持有专利最多的中国企业。报告指出,中兴通讯芯片专利在全球各个主要市场上均有广泛覆盖:包括中国、印度、巴西、澳大利亚、韩国、法国、丹麦、日本、美国等,不仅在发达国家,而且在金砖国家中的覆盖率也很高,具有较高的地理价值。
在专利有效性和所有权方面,报告指出“中兴通讯的专利组合与这个市场中现有技术相比,要年轻得多,有效的专利权期限较长,这是一个显著的优势”。尤其在高端路由器芯片领域,中兴通讯已实现软件和核心芯片全面自主研发,成为全球范围量产高端路由器芯片的极少数企业之一。
在专利技术和使用度量方面,报告显示“中兴通讯专利组合普遍性指数高于平均值,被引用次数超过总引用次数的30%或15%,表明中兴通讯技术对于其他行业的应用具有相关性和广泛性,在该行业是一些企业的参考标准,这在对外许可方面提供了更多的机会”。业内人士认为,随着中兴通讯M-ICT战略启动,其芯片领域布局将进一步强化。通过立足管道、拓展终端,布局大数据、云、物联网和可穿戴市场,中兴通讯已建立起全方位芯片竞争优势。
经过多年的技术积累和专利积累,以中兴通讯为代表的国内企业已经初步具备了和国际领先企业竞争合作的技术基础和知识产权基础。
随着以中兴通讯为首的通信科技企业正在大幅提高国产芯片的自给率,以及与信息安全相关的芯片产业成为国家重点扶持谋求突破的产业,比如国家产业战略基金在2015年以24亿元战略入股中兴微电子。报告指出,相信中国芯片产业未来五到十年将走向新的快车道。
五大创“兴”领域
近六年,中兴通讯研发投入超过500亿元,仅2015年研发投入超过100亿元,截至2015年底,中兴通讯拥有6.6万余件全球专利资产、已授权专利超过2.4万件。中兴通讯除了芯片领域在国内处于领先地位,在5G与Pre5G、智慧城市、VR&AR、终端都有优异表现。
中兴通讯从2009年开始启动5G研究,是中国IMT-2020(5G)推进组的核心成员。截止到2015年底,中兴通讯已经有近千件涉及5G关键技术的相关专利布局。在此前刚刚结束的2016年世界移动通信大会上,中兴通讯凭借Pre5G Massive MIMO基站荣获全球移动大奖“最佳移动技术突破奖”及“CTO选择奖”双料奖。由GSM协会评选出的全球移动大奖是目前被业界认可的最高荣誉,素有通信业奥斯卡之称,Pre5G Massive MIMO利用最实用的5G核心技术,为用户提供接近5G的接入体验,中兴通讯目前已经在该产品上布局有500余件专利。在5G关键技术研究方面,其多天线技术、高频通信等5G重要领域,中兴通讯分别有200余件专利布局。
作为全球范围内智慧城市建设的重要参与者和推动者,中兴通讯智慧城市项目已经遍布全球40个国家,主导参与了140多个城市的智慧城市建设。目前中兴通讯拥有智慧城市相关的专利储备超过1500件,包括智能医疗、智慧城市、云存储、大数据等关键技术领域。
中兴通讯从2009年开始就AR/VR相关技术进行研究,截至2015年底已经有百余件专利的储备。在AR领域,中兴通讯积极与开放移动联盟(OMA)合作,作为正式成员之一,中兴通讯致力于推动AR行业的标准建设,助力AR行业的快速发展。
首先,智慧城市建设是我国“信息化”、电子政务、三网融合、物联网、低碳生活不断向纵深发展的下一个目标。
随着近期城市化和全球化步伐的进一步加快,城市的经济增长和结构调整正面临一些难以克服的障碍,需要跨越式地提高城市发展的创新性、有序性和持续性。未来若干年,人们的物质和文化生活需求规格、档次将在互联网上达到一个新的高度。这些都呼唤“智慧城市”的出现,这使得它同时成为信息化、电子政务、三网融合、物联网、低碳生活建设的下一个目标。
第二,战略性新兴产业是我国经济持续增长的突破口,是转变增长方式、提高国家综合竞争力的战略选择。
把智慧城市建设这一主题列为培育和发展国家战略性新兴产业的研究范畴,将会使国家和民众都受益,堪称“一把钥匙开多把锁”。对于宏观经济而言,将促进产业链升级和提高获利能力,催生出智慧社区、智慧家庭、智慧交通、智慧物流、智慧医疗、智慧银行、智慧电网、智慧政府、智慧学校、智慧农业、智慧环保、智慧建筑和跨行业智慧等对国民经济和社会发展具有直接拉动作用的、可持续发展的新兴产业。在后金融危机时代,对于扩大内需、拉动出口增长堪称是一匹黑马。据有关专家预测,相关产业可带动至少1万亿的消费,为我国GDP带来新的增长点。
关键词 情境感知服务 物联网 云计算 面向服务的架构
一、引言
情景感知服务如今广泛应用与现代服务的各个行业中,如智能家居、智慧城市、智能交通、智能旅游等,为人类的生产生活及工作带来便利,实现生活和工作智能化和智慧化。本文选取了情景感知服务的几个方面:体系架构、关键技术和面向服务的架构等进行了深入的探讨与分析。
二、情境感知的概念及定义
(一) 情境定义
情境是指能够表征一个实体的活动的信息[1]。情境信息包括与系统功能和用户行为密切相关的各种信息,例如用户的基本资料、位置、时间、自然环境、计算环境等。通过情境信息可以对当前所进行的活动给出一个综合判断。
(二)情境感知服务定义
根据服务对象所处情境的变化来为其提供准确的服务。过程包括:(1)通过传感器采集/感知被服务对象的情境信息;(2)根据情境信息分析判断被服务对象当前的状况;(3)选择并提供适当的业务服务。
三、情境感知体系架构
情境感知服务体系结构通常由:传感器层、情境感知引擎、存储库和业务服务层四个部分组成的:
(一)传感器层
在传感层中,一般包含了各种的情境信息组织。这些情境信息的来源可以是硬件和软件系统,也可以是指人(信息的使用者)。
(二)情境感知引擎
是情境感知引擎框架的核心,包括设备信息访问接口、轮询器、推理引擎、调用控制器和安全质量管理。
(三)存储库
它用于存储情境感知引擎所使到的情境信息模型、推理规则、配置模型和业务服务接口。
(四)业务服务层
在框架的这层中,它可以为信息使用者提供各种业务服务。它可以是万维网可以是万维网服务构成的,还可以是现实生活中的实体服务,如报警、医疗服务等。情境感知服务系统的执行步骤通常经过三个阶段来完成:对情境信息的采集、对情境信息的推理和进行业务服务的调用。
四、关键技术
如上文所述,一个情境感知服务通常先要获取情境信息(情境信息的采集),然后对信息进行处理(即情境信息的推理),最后为其再提供相应的服务(即进行业务服务的调用)。然而,要实现这些功能的要求,需要其它相关技术的支撑,这些技术包括:物联网、云计算和面向服务的体系架构。
(一)物联网技术
利用物联网技术可以把现实和信息世界进行整合,利用信息为现实世界服务,为信息采集、传递和服务决策提供强有力的技术支撑。有了这个基础,情境感知服务系统便可以通过实时获取到的情境感知信息进行相应的处理。系统根据这些信息,做出综合判断,触发由软件系统主动地为信息使用者提供所需要的信息服务 [1,2]。利用物联网的技术进行情境感知服务,可以给人们的生活带来很大的便利。通过情境感知服务系统,可以感知参加会议的与会代表和工作人员进入和离开会议室的情景变化,手机可以自动感知到地点和环境的变化,自己在正常模式和会议模式之间进行自动切换。
(二)云计算与云服务
云计算技术也是情境感知服务系统的一个关键的技术。它与物联网有所不同,它是一种通过互联网将共享的软硬件资源信息按需提供给计算机和其他设备进行计算的方式。云计算平台中,用户随时随地地借助于互联网获取“云”提供的服务,使用这些服务的时候,并不需要了解云计算是怎么工作的,也不需要知道云服务的过程。实际上,云计算中的“云”,它是一个比喻的说法。它是有无数台互联的计算机组成的,这些分散的计算机经过统一的资源管理和调度形成一个云平台,在这个平台中,用户可以利用网络在不同时间和不同地理位置上使用这个云平台的服务。通俗的说,对于用户来说,用户在使用云平台提供的服务就像使用水电样,不需要了解具体细节,只要按需使用即可。云计算平台上,提供了三个虚拟化的服务,分别是:基础设施即服务、平台即服务和软件即服务。
(三)面向服务的架构
在情境感知服务系统框架中,信息服务的提供商可以单独为用户提供服务需要,而系统这时所要做的就是根据实际情境变化去调用服务。这种环境就要求系统的架构是比较松散的(松耦合的),而要构建这种环境,则通常采用面向服务的架构技术来构建情境感知服务系统[3]。因此,面向服务的架构是情境感知服务系统的重要的一项关键技术,它可以提供自包含、松耦合、可重用的服务。我们可以利用S0A思想,将异构的传感器封装为标准的情境感知服务,以屏蔽不同传感器的异构性;还可以对情境推理出来的服务进行组装,支持在情境变化时动态地为客户提供所需的业务服务。
五、 总 结
情境感知服务如今已广泛应用到了人们的生活、工作和学习中。它不仅为人们提供了一种智慧的生活方式包括家庭、社区、工作场所、旅行等各个方面,还给人们的生活带来便利和享受。
参考文献:
[1] Gu T, Wang XH, Pung HK, Zhang DQ. An ontologybased context model in intelligent environments In: Proceedings of Communication Networks and Distributed Systems Modeling and Simulation Conference, San Diego, CA, USA 2004: 270~275
赛迪信息最新的《中国智慧城市产业战略研究(2012)》显示,到2012年,我国明确提出规划,并已经启动建设的智慧城市数量已有40个左右,密布在环渤海、长三角、珠三角等地区。我国的智慧城市建设已初步形成沿海地区聚集分布、中西部地区热点涌现的总体分布格局。
一个向好的趋势是,在全国各地的智慧城市建设热潮中,大家不再仅仅关注硬件和网络层面的系统建设,不再满足于城市的各个部门建设自己的垂直系统,而是在智慧城市整体系统的顶层设计、数据共享、应用便捷等方面投入更多精力。
数据层和应用层是核心
中国工程院院士邬贺铨认为,信息技术的发展,特别是数字化、IP化、网络化、Web化、宽带化、移动化、智能化、云化、社交化、泛在化等为智慧城市的建设打下基础,无线城市、数字城市、物联网城市是智慧城市的必要条件。智慧城市是城镇化进程的下一个阶段,是城市信息化的新高度,低碳城市、绿色城市、幸福城市、创新城市是智慧城市的应有之义。
显然,物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的不断成熟,为智慧城市建设提供了坚实的技术保障,也是智慧城市能够在2012年如火如荼地发展起来的最重要因素之一。
以前,很多城市的工商、公安、税务、社保等管理部门也曾先后建起一些信息化系统,但这些系统往往互相割裂,形成了一个个信息孤岛。智慧城市作为城市信息化的高级阶段,就是要实现对城市及时、互动、整合的信息感知、传递和处理,面向政府、企业和个人,提高人民生活幸福感、企业竞争力和城市的可持续发展能力。
一般来说,智慧城市的总体架构分为基础设施层、数据层和应用层。虽然基础设施层不可或缺,但人们越来越认识到,智慧城市的建设,不是各种计算设备、存储设备、网络设备的堆砌,而是必须在数据层和应用层多下功夫,帮助政府部门在提升管理水平的同时,更好地为企业和市民服务,让城市管理摆脱旧有体系的羁绊,加速政府由管理型政府向服务型政府转变。
一体化成发展趋势
近年来,中国经济飞速发展,信息基础设施不断完善,互联网和移动通信的覆盖率逐步提升,城市化和信息化都进入发展的快车道。有关研究表明,我国城市化程度每提升1个百分点,带来的年投资需求将增加6.5万亿元。信息化建设是城市化的重要组成部分。例如,物联网正在广泛应用于智能交通、环境保护、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、个人健康等领域,物联网及其相关产业的蓬勃发展将带来一个万亿元级的高科技市场。
智慧城市复杂的应用为产业发展提供了巨大的市场空间。在“十二五”期间,宁波将投资407亿元打造“智慧之城”,淮安将投入100亿元打造“智慧淮安”……
围绕智慧城市建设的产业链正在逐步形成。应用终端、数据传输、计算与存储、通用软件都是智慧城市建设必不可少的基础产品,这些新需求给众多的硬件产品提供商带来了新的希望。包括高速网络、大型数据中心、物联网在内的智能基础设施、城市信息资源中心、跨领域的应用解决方案,吸引了来自神州数码、太极股份等众多系统集成商和解决方案提供商。针对智慧城市的IT基础设施、信息资源、日常应用等系统的运营虽然还处于探索阶段,但已经被认为将催生多种产业模式创新。
相关产业政策不断出台,地方政府日益重视,越来越多的企业加速布局,这些都将推动智慧城市产业高速成长。未来十年,我国的智慧城市建设将从规划期迈入大规模建设期。从需求的角度看,越来越多的城市青睐那些有智慧城市建设经验、能够提供从基础设施到垂直应用一揽子解决方案的厂商。
智慧城市建设是一个复杂的系统工程,产品、网络、应用、服务等产业各环节的关系日益紧密,各种技术不断融合渗透,产业一体化的趋势越来越明显。各大厂商都在不断拓展业务领域。在智慧城市市场中,厂商的竞争正从单一产品和单项服务的竞争,逐步转向全产业链综合实力的比拼。
相关链接
参与智慧城市建设的主要企业
神州数码
目前,智慧城市已经成为神州数码第三个“五年计划”的核心战略,其目标就是成为“中国智慧城市专家”。截至2012年9月30日,神州数码已经在69个城市布局智慧城市战略,并与14个省市级政府签订了智慧城市战略合作框架协议,这些城市包括扬州、无锡、张家港、镇江、桂林、武汉等。12月6日、12月20日,神州数码又先后在福州和佛山市民融合服务平台,这标志着神州数码在智慧城市建设方面实现了新的突破。
太极股份
目前,太极计算机股份有限公司已经将智慧城市列为公司的战略性创新工作重点,成立专门的智慧城市事业部,支撑相关业务落地。在智慧城市建设中,太极股份锁定公共安全、智慧医疗、智慧政务、智慧交通、智慧环保和社会保障等方面,它的优势是可提供综合解决方案。太极股份的智慧城市业务采用以北京为主,向其他城市推进的策略。借助“智慧北京”、“祥云计划”等大型项目,太极股份承担了北京物联网平台建设,参与策划了北京市政务云服务,并开发了部分支撑解决方案落地的软件工具。
东软集团
东软集团已经对自身在智慧城市中的发展做出了战略规划和定位,其跨越多行业的技术实力和分布广泛的地域优势为其发展奠定了基础。在产品方面,东软拥有自有品牌的医疗产品和信息安全产品;在建设环节,东软的行业解决方案涵盖了电信、能源、金融、政府、制造、商贸流通、医疗卫生、教育、交通等众多领域;此外,东软还提供IT基础设施服务、应用维护、业务流程外包服务等一系列业务。东软曾成功帮助唐山市建设健康城市项目。
足不出户,只需手指一点,就可以轻松参与和办理公共事务。出门在外,只需触动手指,就可看到实时路况照片,避开拥堵的路段,制定最合理的出行线路图。事实上,你只需小小一张卡,就能办理社会保险、医疗卫生、住房公积金、老年人优待、图书借阅、金融等多个业务,省掉“周身卡”的烦恼。一份电子病历可以跟踪一个人一生的健康状态,而通过预约挂号和远程医疗服务,“看病难、看病贵”或许将不再是令人烦恼的问题。以上事例并非夸张,这些都是近年来广州市在推进智慧城市建设过程中取得的成果。
作为未来城市的发展方向,提升城市综合承载力和市民生活品质的重要支撑,智慧城市建设正被国内越来越多的城市所重视。广州市作为中国第三大城市,拥有毗邻中国港澳的独特地缘区位优势,更有“千年商都”形成的商贸优势,以及敢为人先、海纳百川的人文优势。改革开放以来,广州经济社会发展迅猛。当前,广州市已进入工业化中后期和城市化成熟阶段,经济发展将从依靠要素投入为主向创新驱动转变,广州迫切需要通过信息化手段提高城市运行效率,创新社会管理服务,促进产业转型升级,实现绿色、智能、可持续发展。
为顺应世界新一代信息技术革命和新型城市发展趋势,广州市委市政府提出了“智慧广州”的战略决策。广州市科技和信息化局副局长吴奇泽在接受《中国经济和信息化》记者专访时表示,智慧城市建设已经上升至引领城市发展的核心战略,目前广州市的智慧城市建设才刚刚起步,智慧城市建设是一个长期而艰巨的工程,还需不断深化和努力。而未来广州智慧城市的建设目标是,至2015年,初步形成智慧城市运行体系,实现信息网络广泛覆盖、智能技术高度集中、智能经济高端发展、智能服务高效便民,成为中国智慧城市建设先行示范市。
打造智慧城市之树
事实上,作为全国唯一一个坐拥三个国家级经济技术开发区的城市,广州在智慧城市建设方面,有着良好的信息化基础。
广州市的互联网国际出口带宽占全国一半以上,互联网普及率为72.9%,达到发达国家和地区水平。第三代移动通信技术(3G)网络实现城区全覆盖,无线局域网接入点16万个,政府通过购买服务的方式在重要公共场所为市民提供免费无线上网服务。目前,广州信息化综合发展指数达到0.946,跨入全球中高水平城市行列,信息化基础设施在国内处于领先水平,信息化应用水平较高。
与国内一些城市推进智慧城市建设所不同的是,由于在信息化基础设施方面的优势,广州市并不是以发展信息技术或者产业智能化等某一方面为特点来推进智慧城市建设,而是更加注重从整体布局,将城市生活中的各个方面都考虑进了智慧城市建设项目中,绘制出了智慧城市建设发展的“树形”结构图。
在智慧城市“树形”框架中,智慧新设施是“树根”、智慧新技术为“树干”、智慧新产业为“树枝”、智慧新应用新生活为“树叶”。通过学习吸收国内外先进城市的先进理念,结合广州市实际情况,广州市委市政府提出了建设智慧广州新设施、推进智慧广州新应用、发展智慧广州新产业、发展智慧广州新技术、创造智慧广州新生活“五个新”的工作任务。
“要植好智慧城市‘树根’,就要建设一批智慧新设施;要养好智慧城市‘树干’,则要突破一批智慧新技术;通过发展一批智慧新产业,壮大智慧城市‘树枝’;推进一批智慧新应用,从而丰满智慧城市‘树叶’;通过创造智慧新生活,结出智慧城市‘果实’。”吴奇泽说。
为植好“树根”,广州市近年来大力推进智慧型信息基础设施建设,建设了国家级超级计算中心、城市大数据信息资源库、一批国际云计算中心和数据中心,推进了光纤到户、无线城市、新一代宽带移动通信网络等宽带网络工程,提升了广州信息通信枢纽功能。
在智慧新技术方面,广州市的目标是通过在物联网、云计算、新一代通信网络、移动互联网、高端软件、智能终端、大数据、高性能计算等前沿领域突破一批核心共性技术,拥有一批国际水平的自主知识产权,从而实现成果转化应用,提升自主创新能力。
在智慧产业方面,广州市希望通过培育发展新一代信息技术产业和名牌智能产品,以实现生产制造全流程智能化和节能环保应用和传统优势产业的智能化。
在智慧新应用方面,广州市通过建设政府智能化办公决策平台,建设城市智能化管控中心和智能化视频监控体系,实施公共安全智能化工程,推进城市规划和地下管线管网智能化,建立了管理、执法、监督和社会公众参与“四位一体”的城市综合管理体系,丰满了智慧城市“树叶”。
在创造智慧新生活方面,广州市重点推进了智慧人文教育、智慧医疗、智慧社保、智慧人才等民生服务工程,通过建设生态环境感知监控、智能家居、智慧社区等工程,营造了智能化生活环境。
突出人的主体地位
3月18日,在位于广州市天河区中山大道西的联通3G体验中心内,工作人员正耐心地向前来咨询智慧应用的市民作讲解。尽管不是周末,前来3G体验中心咨询和体验的市民依旧络绎不绝。在这个面积足有500多平米的中心内,展示着联通与第三方合作伙伴合作开发以及自身独立开发的18款应用软件,产品种类从智慧交通到智慧金融,智慧能源等覆盖齐全。
智慧广州办公室徐玲向《中国经济和信息化》的记者介绍说,在智慧应用方面,体验中心共分了政务、制造业、交通业、教育业、金融业、医疗、传媒和快消连锁等行业进行展示。“我们以这个八个行业的重点项目为切入点,利用联通本身在移动信息化应用方面的优势,与智慧城市项目合作,形成了一系列产品,推动城市的智能发展。”
体验中心的工作人员李先生拿起展示台上的一部手机,向前来咨询的市民说:“以行讯通为例,安装了这个软件后,用户不仅可以免费获得实时路况及公交车到站信息,还可以获得包括停车泊位、地铁服务、实时飞机火车信息查询等共计11项智能交通信息服务。”
记者随即体验了一下行讯通的“实时公交”内容,通过在“实时交通”模块内的“线路查询”方框中输入“11路”公交车编码,手机屏幕上很快显示出该线路公交车辆在全程各站停靠的实时情况,并能选择自动更新最新停站位置。方便还不仅于此,工作人员李先生介绍说:“人们还可以在软件上设置闹钟,如我下班的时间为6点,我设置闹钟时间为5点59分,软件到时会自动提醒我所乘坐的公交车到站台的距离,方便我做好乘车准备。”
“我们很强调百姓,智慧城市就是要以人为本,要充分考虑老百姓的需求,为他提供方便。”吴奇泽说。在他看来,不管一个人愿不愿意,都要接受信息技术的使用和应用。信息技术从产生发展到现在,深刻地改变着我们的生活,推动着社会的发展,所以每个人都要去了解、去学习、去掌握、去享受它。
目前,广州市推进的智慧应用主要有智能交通、电子政务、城市综合管理、智慧医疗、智慧社保卡等内容,着力突出人在智慧城市建设中的主体地位。
以发展最为成熟的智能交通为例,广州城市轨道列车在途监测与安全预警关键技术列入科技部863计划;手机“行讯通”为市民免费提供路况信息、实时公交、停车服务、的士查询、出行规划等信息服务;在全国大城市公安机关中首创推出的手机“警民通”,则为市民免费提供全市路况地图、交通信息、交通违法查询、出入境办理等智能化服务。
张师傅是一位在广州开了20多年出租车的老司机,他告诉记者,即使到现在,在广州仍有许多路他不知道该怎么开,“但是有了行讯通就方便了”。张师傅向记者点开行讯通应用的“出行规划”功能模块,使用者只要在方框内输入自己所在的位置,或者想要出发的起始地点,并在另外一个方框内输入自己的目的地,系统就会自动告诉他有两条路可以走――一条是里程最短的路,另一条则是时间最短的路。
对于自驾车一族的车主而言,有了行讯通,可以避开堵车路段。点击行讯通的“路况信息”功能模块,手机屏幕上便显示出一张广州中心城区的路网交通地图。与一般手机导航地图不同的是,在这张地图上,全市各主要交通干道,以及每条主干道的不同路段,都被标注了绿色、橙色以及红色、灰色等不同颜色的色块。地图主页面上的注释信息还标明了绿色代表畅通,橙色代表缓慢,红色代表拥堵,而灰色的路段则暂无数据显示。车主据此就可以根据车行前方路段的色彩信息,判断哪条路比较堵,提前绕行。
而在2013年1月中旬推出的手机软件 “警民通”,在全国大城市公安机关中属首创,它最大的亮点是可以实时浏览交通监控照片,直观了解路况。通过此软件,全市路况监控照片每3分钟更新一次。除了实时路况信息,这款软件还具备网上车管所的手机应用功能,包括补、换领机动车行驶证、变更机动车或驾驶人联系方式,以及机动车、驾驶证信息查询、网上办理进度查询和交通违法信息查询等22项业务,大大提高了市民的办事效率。
除了智能交通,在电子政务方面,广州市也是颇有特色。为深入推进政府服务网上办理,广州市创新性地提出“以网办为原则、不网办为例外”的建设要求。
2012年12月,广州市网上办事大厅正式开通,571项政务实现网上办理,广州基本实现了政府网上办公,建成了覆盖市、区、街、社区的电子政务网络。截至2012年底共有41个单位的571项政府服务实现网上办理,累计网上业务办理量超过4433万笔,减少市民和企业上门办事次数超过4126万次,节省时间超过1.2亿小时,节约社会成本超过1.6亿元。
在智慧医疗方面,广州市统一全市医疗机构诊疗卡,推进建立全市医疗机构的集约式预约诊疗服务等应用,全市共建立居民电子健康档案超过1000万份。吴奇泽说:“以前去医院看病,都要分别办理医疗卡,非常麻烦。现在有了一个统一的诊疗卡,在三甲医院都可以看病,目前在尝试开放市民服务门户,在手机智慧医疗方面,也会有进一步推进。”
在智慧社区建设上,广州市初步建成华新智慧社区等试点,越秀社区管理网格化系统、番禺智慧社区电子巡更等投入试运行。智慧社区主要分为便民服务和政务两个方面。广州市在社区推动光纤到户,便民自助终端,社区电子商务等一系列便民服务。广州市通过在试点社区建立政务服务平台,将市民办理的信息通过平台分发给后台的各个部门审核,然后再将处理结果发回服务平台,市民就可直接在服务中心取结果。“我们希望市民在社区的服务中心就可以把事项都办理好,服务就在家门口。” 吴奇泽说。
智慧点亮未来
2013年是广州市智慧城市正式启动试点的阶段。在这一阶段,广州市的智慧城市建设重点是在智能交通、智能港口、政府网上行政审批、智慧教育、智慧医疗、智慧环保等领域启动试点应用建设,同时在其他领域开展应用规划,年底前完成政府投资建设项目的立项,落实建设资金。而2014-2015年上半年则为广州市智慧城市建设的全面推进阶段。广州市将全面启动和推进方案所涉及领域的试点应用建设,以规模化应用推动自主的智慧城市核心技术产业化,形成应用与产业的互动机制。2015年下半年为广州市智慧城市的验收阶段。智慧城市示范应用使城市管理和服务水平将得到显著提升,掌握一批具有自主知识产权的智慧城市核心技术,以新一代信息技术为主导的信息技术产业迈上新台阶。
“智慧广州建设注重以人为本,立足便民高效,能让市民实时感受触手可及的便捷、实时协调的高效、和谐健康的绿色和可感可视的安全。”吴奇泽说,通过推进智慧城市的建设,广州市的城市运转效率逐步提高,未来市民的生活将会更加便利,生活质量也会更高。
首先,广州市市民可以随时随地享受到高速便捷、低价优质的网络服务。到2015年,广州互联网普及率达到80%以上,企业平均接入带宽达到100Mb/s,家庭平均接入带宽达到30Mb/s,无线局域网接入点突破30万个,90%以上的市民将通过网络享受工作、生活、学习等服务,市民信息素质明显提高。
其次,市民可以足不出户参与和办理公共事务。市民可通过政府门户网站、网络问政平台、社会保障卡、市民网页等载体,以及电话热线、自助终端、移动终端和数字电视终端等渠道参与公共事务。
通过推进智慧城市建设,市民饮食将更放心、出行更便捷、就医更方便、学习更轻松。例如,通过安装在食品上的电子标签,实现食品从源头到餐桌的全程安全监控。智能交通使人们借助于智能手机终端,预知出行道路情况,避开拥堵的路段,制定最合理的出行线路图。智慧医疗能让居民健康档案和电子病历跟踪个人一生健康状态,预约挂号和远程医疗服务将有效缓解“看病难、看病贵”难题。智慧教育将建成市民综合学习平台,整合共享全市优质教育信息资源,为市民提供公平的教育机会。智慧金融通过金融综合管理系统,实现资金的无障碍全区域安全流动。数字家庭通过信息技术与家庭电器的进一步结合,创造出智能化的家庭环境,让人们通过手机远程控制家里的灯光、家电等。
近年来,随着智慧地球、智慧城市、智能家居等热点话题的兴起,物联网产业逐渐成熟,正在从科研单位的实验室走进了普通居民的生活。物联网被认为是信息产业在计算机和互联网的高度发展之后的第三次革命浪潮。我国当前物联网产业发展迅速,了解物联网的关键技术,将会对它的发展有更深入的认识。
【关键词】物联网 互联网
1 物联网概述
物联网作为未来网络发展的主要驱动力,其概念的提出已经很久,最近几年由于和大数据的结合,已经成为下一代网络的整合部分,是在当前互联网基础上的功能和范围的延伸。物联网技术主要通过统一编码物品和制作通讯协议,将传感技术结合通信、控制技术按照标准将任何物品之间、以及物品与互联网之间相连,进行信息的共享和管理。2005年在信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)正式在其的《ITU互联网报告2005:物联网》中给出了“物联网”的概念。作为信息化浪潮下下一个振兴经济的关键点,在许多国家物联网已经上升到了国家战略的高度。美国权威咨询机构FORRESTER预测在未来五年内,物联网将达到一个万亿级的通信业务,产业容量将达到30倍于人与人之间的通信需求产生的经济拉动力。基于这种原因,全球各国都在大力发展物联网。
近年来,物联网已经在人们的生活、工作中起到了巨大的作用。在销售业、智慧交通和智能家居中的使用最为广泛。这种新技术的使用大大降低了劳动时长,带了了巨大的经济效益。随着物联网技术的通信协议规范得到逐渐的统一化,它的发展不断走向成熟,而同时大量新型传感器的使用,是的它的适用范围得到了很大的增加,在农业、制造业、建筑业甚至是防恐中都得到体现。其中以美国、中国、日本和欧盟等多个国家和地区的不断努力,使得一个开放、透明的物联网标准开始逐渐形成,确保了行业的健康发展。我国近年科技实力不断加强,科研资金投入逐年加大,同时由于较早就对物联网技术开始了研究,并从国家发展战略的高度予以重视,现在保持了较高的实力,技术积累优势明显,是国际物联网标准制定的主导国之一。
2 物联网的关键技术
物联网虽然是物物互联,但是其基础还是互联网。以互联网通信为核心,依靠传感器、射频识别(RFID)、红外感应器(Infrared Sensors)、智能IC卡、GPS系统、无线通讯装置等信息传感和通信设备,按约定的协议,实现对接入互联网的物体进行监控和管理[2]。
物联网的关键技术从单一模块分,可以区分为射频识别技术、传感器技术和无线通信技术的结合使用。
2.1 射频识别技术
射频识别技术(Radio Frequency Identifi-cation,缩写RFID)是一种利用RF信号及其空间耦合传输特性对物体进行自动身份信息识别的技术。RFID系统的组成有主机、传输天线、电子标签和读写器组成。
2.2 无线网络技术
无线网络技术是物联网功能构成的主要部分。特别是短距离的无线通讯技术,是物联网中进行信息交换和识别活动最活跃的部分。目前常用的技术主要有NFC、Bluetooth、Z-wave、ZigBee、UWB、WI-FI、RFID等。
NFC近场通讯技术在标签识别和数据传输中运用广泛,是下一代智能移动设备的标配。 它的通讯频率固定在13.56MHz,是对RFID技术的改进,能快速匹配设备和连接。
ZigBee主要面向低速率无线个人区域网,适用于家庭监控、远程控制、工业监控、安全系统、传感器网络和玩具等领域。在生物医学领域,这项技术在许多的产品上都得到使用,包括迈瑞等公司的多种型号的血糖仪、家庭监护仪均采用了这种通信方式。
Bluetooth使用的工作频率为2.4G-2.5G之间,具有低成本、低功率、近距离无线连接简单安全的特点。可以实现10m全双工通信。
“UWB”(ultra wideband)是一种使用1GHz以上带宽的超宽带无线技术。
Wi-Fi属于无线局域网的一种,可以实现各种设备的高速互联。在部署物联网之时,考虑到设备成本和易用度,WLAN都是十分方便的。国内厂商小米、TP-Link等公司最近在智能路由器领域的新产品,都是以物联网的家庭流量入口为重点。
2.3 传感器技术
传感器是物联网中实现自动检测和自动控制的首要环节。它能够感受并处理被测量信息,使其变为系统可以辨识的信号。传感器的发展是物联网拓宽应用范围的关键所在。高精度传感器技术一直被国外所掌握。目前,国内的高端传感器市场研发还处于空白期。在工业、家庭、医疗卫生领域,传感器的精度和稳定性是其性能研发的难点。
宏观角度下,物联网产业的布局和生态如果从整体来看,则可以分为平台服务和终端接入技术两大块:
(1)平台服务技术。平台服务技术关系到这个物联网产业的生态圈的建立。一个适合未来发展的物联网应用体系,应该具有强适应能力和通用的数据平台,兼容行业内大部分使用者的需求,可以实现业务流程定制、各种设备的冗余自修复、数据集中管理、平台间物件的通信管理等。
(2)终端接入技术。物联网系统的庞大要求了它的终端种类的繁杂,各个终端设备的互联互通是物联网接入技术的关键。根据现阶段的发展状况,通信模块、物联网网关和智能终端是目前物联网终端接入所关注的重点内容。制定统一的国家(国际)标准,是打通物联网产业不同方向、拓展不同领域进行信息交流的重中之重。
3 结束语
物联网的发展前景已经得到了世界的认可,无线传感器网络的铺设和通信技术的应用是物联网技术的关键,借助软硬件的结合实现智能感知是基础,良好的识别技术是保障。在当前大数据和云计算的背景下,物联网与新技术的结合,对智慧地球的建设起到了越来越大的作用。很明显,它将成为网络技术的下一个爆发点。对物联网关键技术的了解,将对以后的学习工作起到一定的指导作用。
参考文献
[1]姚旭东.国内外物联网技术发展的比较研究[D].西南交通大学,2012.
[2]闵真.基于物联网技术的交通信息采集系统[D].南昌大学,2012.
[3]陈丹辉.基于物联网技术的企业制造执行系统研究[D].河南科技大学,2012.
[4]程曼,王让会.物联网技术的研究与应用[J].地理信息世界,2010,05:22-28.