智慧城的技術體系

智慧城市的技術體系從技術角度而言，智慧城市是一個多層次結構的復雜系統(tǒng)，它是以一個中心平臺為基礎，以及之上的多個應用子系統(tǒng)組成的復雜而龐大的系統(tǒng)。1.1智慧城市頂層設計的要求智慧城市是由多領域、多類別、多級系統(tǒng)構成的龐大系統(tǒng)。它需要處理不同領域、不同系統(tǒng)、不同類型的海量數據。它具有新老系統(tǒng)配合使用、技術發(fā)展快速、外部鏈接關系多、內部結構復雜、科研和建設周期長、需要為其他系統(tǒng)提供廣泛的信息支持和服務等特點。因此做好智慧城市的體系架構的頂層設計是非常重要的。智慧城市的體系架構要具備以下特性：（1）可擴展性包括：系統(tǒng)結構的可擴展性、系統(tǒng)容量的可擴展性以及網絡的可擴展性。智慧城市是一個建設周期很長的項目，在建設和維護整個生命周期內，隨著技術不斷的發(fā)展可能會有不同的技術和系統(tǒng)需要接入到智慧城市平臺中，因此智慧城市平臺必須具有非常好的可擴展性。（2）兼容性包括：對原有系統(tǒng)的兼容性和對不同行業(yè)、不同領域系統(tǒng)的兼容性。我國城市的信息化建設已經達到了一個相當的水平，當前已經存在有很多的信息系統(tǒng)。在智慧城市建設中不可能將原有系統(tǒng)推到重來，因此智慧城市平臺對原有系統(tǒng)必須具有兼容性。同時智慧城市是一個包含多領域和多行業(yè)的系統(tǒng)，因此必須具有對不同系統(tǒng)和不同格式數據的兼容性。（3）安全性智慧城市中的安全性包括平臺本身的安全性、數據的安全性以及通信的安全性。智慧城市平臺對于城市的日常運行、應急處理等起著至關重要的作用，如果平臺受到病毒和黑客的侵擾那么后果是不堪設想的。因此智慧城市平臺的安全性至關重要，它直接影響到智慧城市的發(fā)展和運行。智慧城市中數據的安全性也非常重要。智慧城市平臺中存儲著政府、企業(yè)、行業(yè)以及個人等海量的信息數據，這些數據涉及到很多的國家機密、商業(yè)機密以及個人隱私。因此智慧城市平臺必須有足夠的安全措施保證數據在傳送、存儲等各個環(huán)節(jié)的安全性，保證不會被不法分子竊取。（4）可靠性智慧城市平臺必須具備很高的可靠性，這是在異常和危險情況下系統(tǒng)生存的關鍵。智慧城市平臺本身是一個復雜的分布式系統(tǒng)，因此這里的可靠性包括軟件系統(tǒng)的可靠性、硬件的可靠性以及網絡的可靠性。（5）可管理性智慧城市平臺是一個龐大的系統(tǒng)，涉及到很多的子系統(tǒng)和網絡，因此易操作和易管理的特性是智慧城市平臺的關鍵特性之一。智慧城市平臺應能提供業(yè)務管理、配置管理、故障檢測和性能監(jiān)視等基本的功能。使系統(tǒng)在發(fā)生故障時能盡快的得以診斷和修復。系統(tǒng)要易于操

作，以便于降低運行維護成本。智慧城市體系架構智慧城市的體系架構自下而上分為：感知層、通信層、數據層、應用層；以及完善的標準體系和安全體系。體系架構如下圖所示：智慧產業(yè) 智雅管理 智能民生智凝制造業(yè)智掾物流應用層智慧城市標準規(guī)范數據層通信層感知層光纖、IP、智慧產業(yè) 智雅管理 智能民生智凝制造業(yè)智掾物流應用層智慧城市標準規(guī)范數據層通信層感知層光纖、IP、3G\LTE\Wi-Fi.Internet,專網線曲攝像頭GPS雷達德波傳感器手機城市基設設施二道跖.橋梁、樓宇、車輛 智慧城市安全體系圖1智慧城市體系架構感知層是智慧城市實現其“智慧”的基本條件。感知層具有超強的環(huán)境感知能力和智能性，通過RFID、傳感器、傳感網等物聯網技術實現對城市范圍內基礎設施、環(huán)境、建筑、安全等的監(jiān)測和控制，為個人和社會提供無處不在的、無所不能的信息服務和應用。通信層是智慧城市中的信息高速公路，是未來智慧城市的重要基礎設施。未來城市的通信網絡應該是由大容量、高帶寬、高可靠的光網絡和全城覆蓋的無線寬帶網絡所組成，為實現城市的智慧化奠定良好的基礎。同時，讓市民“隨時、隨地、隨需”都可以寬帶上網，而且可以享受網絡電視、高清電視、高清視頻通話等寬帶業(yè)務。數據層的核心目的是讓城市更加“智慧”，在未來的智慧城市中，數據是非常重要的戰(zhàn)略性資源，因此構建智慧城市的數據層是智慧城市建設中非常重要的一環(huán)。數據層主要的目的是通過數據關聯、數據挖掘、數據活化等技術解決數據割裂、無法共享等問題。數據層包含各行業(yè)、各部門、各企業(yè)的數據中心以及為實現數據共享、數據活化等建立的市一級的動態(tài)數據中心、數據倉庫等。應用層主要是指在感知層、通信層、數據層基礎上建立的各種應用系統(tǒng)。智慧產業(yè)、智慧管理和智慧民生構成的智慧應用層，促進實現“產業(yè)發(fā)展、功能提升、民生幸?！钡闹腔鄢鞘小Ｊ忻窨梢酝ㄟ^各種終端訪問這些系統(tǒng)，市民可以親自體驗到城市生活的幸福與和諧。（1）感知層智慧城市中的感知層又可分為感知對象子層、感知單元、傳感網絡、接入網關子層。井蓋路燈但第、精梁、隧道接入到行業(yè)專網接入到私痼網絡接入網關接入到井蓋路燈但第、精梁、隧道接入到行業(yè)專網接入到私痼網絡接入網關接入到我LTE/GPR5網絡圖2智慧城市感知層感知對象子層感知對象主要是指物理世界中的“物”，比如需要監(jiān)測的設施和設備、在智慧交通中的車輛、智慧物流中的物品、在智慧社區(qū)中被監(jiān)控的人，甚至在遙感測繪中的地球表面空間都是被感知對象。感知單元感知單元是指具有數據采集功能的，用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數據的設備和網絡。采集的數據可以包括各類物理量、標識、音頻、視頻數據等。數據采集設備涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實時定位設備等。傳感網絡由傳感設備組成的傳感網，包括通過近距離無線通信方式組成的無線傳感網以及其它的傳感網。在智慧城市體系中要求每個感知設備都能夠尋址，都可以通信，都可以被控制。接入網關接入網關主要負責將感知層接入到智慧城市的通信層中，可能做的處理包括協(xié)議轉換、數據轉換等工作，這取決于感知層和網絡層采用的技術。（2）通信層智慧城市的通信層是以“寬帶、無線、泛在、融合”為特征的智慧一體化網絡。實現高起點、高標準面向未來信息網絡，促進電信網、互聯網、廣播電視網的融合，滿足智慧城市發(fā)展要求。未來網絡的發(fā)展不僅要求更高的寬帶速度、更便捷的接入方式、更深程度的融合還要支持人與機器（或物體）間以及機器到機器間通信，最終形成智慧一體化的網絡基礎設施。

我國的通信事業(yè)經過十余年的快速發(fā)展，移動通信、互聯網等技術已比較成熟，基本能夠滿足智慧城市中數據傳輸的需要。通信層是智慧城市體系架構中發(fā)展最好、也較為完善的一部分。智慧城市體系架構中發(fā)展最好、也較為完善的一部分。圖3智慧城市通信層（3）數據層城市本身是典型的數據密集環(huán)境，城市的運行涵蓋環(huán)境檢測、城市交通、公共服務、居家生活、經濟商務、健康管理、公共安全等諸多方面，海量的數據在不斷被生產出來。更充分、更智能地發(fā)揮數據的作用是智慧城市未來發(fā)展的必然趨勢。因此智慧城市的數據層是智慧城市體系架構中的核心。智能決策云平臺服務陰喉數交數據融合智能決策云平臺觸將城市基人口庫其它行業(yè)基秋陣政務數智能決策云平臺服務陰喉數交數據融合智能決策云平臺觸將城市基人口庫其它行業(yè)基秋陣政務數據中心 行業(yè)數據中心 公共數據中心據慢數交城市云服第空間地理 宏觀經濟信息庫 數據庫圖4智慧城市數據層數據層采用云計算的架構模式。數據層體系結構主要分為3層：城市數據中心、城市基礎庫和城市的云服務。城市數據中心：數據中心作為未來智慧城市的重要基礎設施，主要包括計算機、存儲設備、網絡設施、數據庫和軟件等物理資源。數據中心利用虛擬化和云計算技術將大量相同類型的資源構成同構或接近同構的資源池。資源的虛擬化避免了硬件異構的特性，并被動態(tài)分配和動態(tài)調整。城市基礎庫：城市基礎庫是智慧城市中的基礎的信息資源，是其他應用的基礎數據。智慧城市中經過授權的用戶可以訪問和共享這些數據。城市云服務：主要為智慧城市的各級用戶提供包括政務云、行業(yè)云和公共云在內的云服務。城市云服務將以服務的形式為用戶提供軟件、應用和計算資源等，用戶不再關心軟件的購買、安裝和升級維護，根據租用服務的實際使用情況進行付費。（4）應用層智慧城市應用層由智慧產業(yè)型應用、智慧管理型應用和智慧民生型應用構成，促進實現“產業(yè)發(fā)展、功能提升、民生幸?！钡闹腔鄢鞘?。

日糠密府出懸軾惜智日糠密府出懸軾惜智M交通智裁產業(yè) 智楚省理圖5智慧城市應用層智慧城市標準體系為了推進智慧城市相關產業(yè)的快速、健康發(fā)展，必須有統(tǒng)一的技術和接口標準。智慧城市不僅涉及一些基礎性的關鍵技術而且與應用密切相關，因此，智慧城市的標準體系中分為技術基礎標準和應用標準兩個部分。智慧城市標準體系圖6智慧城市標準體系對于在智慧城市中已有的技術和標準我們盡可能的進行引用，比如通信層所涉及的電信行業(yè)標準已經相對的完善和成熟，我們將直接引用不在制定。制定標準過程中，堅持以擁有自主知識產權的技術為-8-核心，廣泛聽取各方意見，形成大家認可的標準體系，使標準真正起到推動產業(yè)發(fā)展的作用。（1）技術基礎標準體系通用規(guī)范部分通用規(guī)范部分主要定義智慧城市技術中的名詞術語、體系架構以及需求分析等。感知層部分感知層部分主要涉及智慧城市中動態(tài)感知層的相關標準，主要涉及到傳感器接口、組網協(xié)議、接入標準、統(tǒng)一標識和安全標準等。通信層部分通信層是智慧城市中標準較為完善和發(fā)展最好的一個部分，有大量的國際和國內標準。在智慧城市標準體系中，這部分主要是引用現有標準，不再重新制定。數據層部分數據層部分涉及的標準主要有云計算本身、信息描述、信息存儲和云安全的標準。接口部分接口部分包括：網絡接口、數據接口、中間件接口和用戶接口。測試規(guī)范部分測試規(guī)范包括系統(tǒng)的系統(tǒng)測試、一致性測試、互操作測試。（2）應用標準體系應用標準部分主要涵蓋的是各行業(yè)的標準。智慧城市涉及到很多

行業(yè)的應用，各行業(yè)的標準制定情況各不相同，有的已經有大量的標準存在，有的標準相對較少；另外在智慧城市中還要考慮跨專業(yè)、跨單位和跨地域的多域協(xié)同運行和管理的情況。因此，在制定應用標準時，我們會堅持盡量引用和修改現有標準，對于現有標準沒有涉及到的技術再重新制定新的標準，并加強跨地域、跨單位的多域協(xié)同運行時的標準制定。智慧城市信息安全體系智慧城市安全基礎設施安全管理中心智慧城市安全基礎設施安全管理中心圖7智慧城市安全體系架構智慧城市信息安全體系在安全基礎設施的基礎上，從技術和管理雙方面為智慧城市提供安全保障。在技術層面上，從物理與環(huán)境安全、系統(tǒng)安全、網絡安全和數據與應用安全四個方向建立全面的安全防護—10―

體系。并針對智慧城市的感知層、通信層、數據層、應用層上各自特有的安全隱患分別實施相應的解決方案，實現對智慧城市的層層防控。借此保護包括智慧城市整體建設體系，保障智慧城市的安全。（2）智慧城市信息安全基礎設施智慧城市信息安全基礎設施二］智慧城市信息安全基礎設施身份認證察覺二:圖8智慧城市信息安全基礎設施智慧城市安全基礎設施是整個體系的技術基礎，提供了各種智慧應用場景下普遍、大量需要用到的安全技術，包括容災體系、密鑰管理、數字證書、等級保護體系等，是其他各維度的基礎。智慧城市安全基礎設施建設以整合提升現有資源為主要方式，建立邏輯上統(tǒng)一的容災恢復中心、監(jiān)控應急中心、密鑰管理中心、安全管理中心、身份管理中心和安全評測中心等六大安全中心。（3）智慧城市信息安全技術防護信息安全技術防護包括物理域環(huán)境的安全，系統(tǒng)的安全，網絡的安全、以及數據與應用的安全。物理與環(huán)境安全包括：環(huán)境安全、設備安全、災難恢復預防幾個方面。—11―系統(tǒng)安全主要包括：防病毒技術、主機安全加固、操作系統(tǒng)安全三個方面。網絡安全包括：網關殺毒、防火墻、入侵檢測幾個方面。數據與應用安全：包含數據庫加密和數據庫備份等技術。（4）智慧城市信息安全管理體系智慧城市的安全保障體系是全方位的，需要全社會的積極配合以及各職能部門的相互協(xié)調。有必要建立或健全安全管理體系和組織體系，完善安全運行管理機制，明確各職能部門的職責和分工，從技術、管理和法律等多方面保證智慧城市的正常運行。完善信息安全組織體系成立以政府職能部門為主的“智慧城市”安全管理機構，強化和明確其職責；在健全信息安全組織體系的基礎上，切實落實安全管理責任制。明確各級、各部門作為信息安全保障工作的責任人；技術部門主管或項目負責人作為信