基于大数据技术的新型智慧城市架构探讨

张红涛

（数字重庆信息技术服务有限公司，重庆 401121）

新时代的城市发展迅猛，人口规模庞大，可持续发展需要依赖智能技术提升城市进程。未来城市在发展过程中会遇到发展难题，借助新型科学技术和信息技术能帮助城市解决难题，有大数据技术、云计算技术的支持，城市逐渐发展成为智慧城市，能够为城市中生活的人们提供更多高质量的服务。

1 新型智慧城市的体系架构及特性

新型的智慧城市架构体系属于立体架构，整个体系架构被分为4层，从上到下依次为应用层、数据层、网络层、感知层，层与层之间是紧密联系必不可分的关系，在创建智慧城市的过程中要严格按照规范标准进行创建，同时在创建的过程中还要重视安全保障。

智慧城市总体架构如图1所示。

图1 智慧城市总体架构

1.1 应用层

应用层属于智能化创新应用，面向数字服务、数字经济、城市治理、数字社会和生态文明等五大板块，全面提升大数据智能化应用水平。围绕经济社会各领域发展需求，聚焦数字服务、数字经济、城市治理、数字社会和生态文明等重点，充分依托基础设施和四大支撑体系，推进大数据智能化应用建设。应用层依托数据层进行数据方面的分析，通过数据分析进行重的决策，充分发挥人的创造力实现创新，智慧城市在发展中要坚持以人为本的管理理念，带领人们走创新之路[1]。

1.2 数据层

数据层主要负责数据的采集，借助大数据技术能获取海量的数据信息，通过大数据分析解决智慧城市发展中遇到的问题，帮助决策人员进行重大决策。

通过公共数据资源管理平台，实现城市公共资源数据汇聚、存储、治理、开发、共享、安全等，对数据全生命周期进行管理，统一管理城市公共数据资源与数据资产，集约化提供给各部门使用，提升数据加工效率，提升数据管理与数据运营能力。数据治理则是对各类公共数据资源的采集、清洗、加工、异常数据处理、主数据管理、元数据管理、入库存储等进行管理，强化数据连接、加工、建模、分析和共享的能力，实现各类数据快速精准定位、智能搜索和自助式可视化分析，逐步形成“用数据说话、用数据管理、用数据决策、用数据创新”的新型智慧城市治理模式。

1.3 网络层

网络层是依据互联网等进行数据之间的传输和共享，通过网络为智慧城市构建架构体系。

1.4 感知层

感知层是运用传感技术感知城市各类信息，借助采集感知设备感知城市在发展过程中的状态，获取大量的状态信息，实现对智慧城市全方位的感知。各层之间相互关联，都需要借助网络技术和大数据技术实现信息之间的共享和传递，智慧城市的体系架构能为城市发展创建决策平台。

2 架构设计

2.1 业务与应用架构

智慧城市在组建过程中需要对城市发展中的各类数据信息进行全面整合，整个过程中主要针对事件、部件、基础等相关的数据信息资料进行全面整合，通过大数据技术为智慧城市创建新的专题模板，有效地推动城市管理行为，促使城市管理行为向综合协同管理方向进行转变，实现跨区域、跨部门、跨层级的统筹协同管理。建设智慧城市架构主要是更好地实现多方面的合作，运用智能化的方式为企业和人们提供更多的便利服务，借助数字化技术、云计算技术、大数据技术对智慧城市的组织架构建设进行统筹规划[2]。在进行智慧城市架构创建的过程中，要重点突出相关部门的协同性，整个架构要从“惠民、治政、优政、兴业”的角度出发，更好地促进各企业的发展，更了解人们的需求，为人们提供智慧医疗、教育、社区等服务。针对智慧城市在发展过程中遇到的难题，可以通过搭建智慧平台高效治理城市，提升智慧城市的现代化水平。

2.2 数据架构

在构建智慧城市组织架构时，资源能力赋能促使智慧城市构建成本得到有效降低，运行效率也大幅度提升。对操作系统进行全面统筹规划，能够实现信息之间的互通共享，在搭建智慧城市架构时，要将各类数据信息进行全面整合，同时要完善各类数据库，借助大数据技术、云计算技术、人工智能技术将数据进行全面融合，发挥最大的价值[3]。

2.2.1 数据资源共享体系

以公共数据资源统筹管理、共享利用为目标，以省级数据资源共享系统为核心，形成新型智慧城市公共数据资源共享体系架构[4]。省级公共数据资源共享系统向上与国家数据共享交换平台对接，向下与市级数据资源共享系统节点对接，横向归集各省级部门可共享的数据资源，整合形成全省统一的基础数据库、主题数据库，构建“国家—省级—市级”三级共享交换网络。

数据资源共享体系架构如图2所示。

图2 数据资源共享体系架构

2.2.2 数据治理架构

数据治理架构如图3所示。

图3 数据治理架构

各部门要对本系统内业务系统、数据资源进行全面梳理，按照统一的编制规范要求形成部门数据资源目录清单，同时提出需要其他部门提供的数据资源需求清单[5]。数据主管部门对各部门报送的数据资源目录清单和需求清单进行审核，汇总形成数据资源目录，依据职能职责分解形成各部门的数据资源责任清单。各部门根据政务数据资源责任清单，按照统一的标准规范对原始数据进行筛选、清洗、治理，形成可共享交换的部门数据资源池（即部门共享库）。相关部门按统一要求，完善自然人、法人、自然资源和空间地理、电子证照等基础数据库，以应用为导向建设若干主题数据库。治理后的数据可为本部门各业务系统提供数据分析支撑，也可为其他部门数据共享、交换使用。

2.2.3 城市公共基础数据库

公共基础数据库包括人口、法人、宏观经济、城市基础地理信息和电子证照等五大城市公共数据库。以城市信息中心为载体，建立信息更新维护与安全保障机制，对各类公共基础数据进行梳理，实现数据增量的采集、更新、关联等操作，完成城市基础数据、人口基础数据等数据采集、应用、分析，为上层应用系统建设提供数据支撑和保障[6]。

城市公共基础数据库如图4所示。

图4 城市公共基础数据库

随着智慧城市的建设，城市在发展过程中会产生大量数据，各种新型的数据类型也会层出不穷。应建设大型的数据存储空间，存储多种类型的数据信息，针对不同类型的数据进行精准分析，通过分布式视频结构化能力精准地对视频和图片中的具体信息进行准确分析。智慧城市在发展中离不开时空数据的支撑，物联数据和基础信息数据都是智慧城市架构中能提供相应数据支持的保障。智慧城市发展过程中应重视基础信息数据，基础信息数据能将分散的各类信息进行全面整合[7]。在智慧城市建设过程中，要确保每个个体都拥有独立的基础档案信息，为城市智慧应用提供数据支持。

2.3 基础设施架构

在进行智慧城市建设时，需要具备基础设施作为先决条件，在进行智慧城市建设时，如果仅依靠财政的资金投入远远不够。在建设过程中，要按照一体化、集约化的理念开展建设工作，同时对现有的资源进行合理配置和优化，减少重复投资，在建设智慧城市的过程中要重点建设具有城市特色的基础设施建设。例如建设智慧城市时要实现感知层、应用层、网络层、数据层的层次架构，更好地为建设智慧城市提供存储、计算、网络、资源等服务，智慧城市架构中应将传统通信技术和新兴技术相结合，还要将有线网络和无线网络结合起来，组合固定和移动应用。在运用融合通信技术的过程中，应确保信息的安全性和可靠性，融合各类数据、语音、视频、图像支撑城市工作的运行，构建能实现人与人、人与物、人与机器进行沟通的泛在网络架构[8]。泛在网络架构是在原本的物联感知体系基础上，以网格化方式创建的物联感知网络，能统一接入感知网络和设备，在实际应用过程中能感知到数据是否符合标准化，对数据进行有效处理和反馈，同时还能感知到网络是否安全。物联感知层在实际应用过程中能够借助传感设备采集各类图像、视频相关信息，感知环境情况、气象情况、管网情况，通过感知收集大量的数据信息，同时对设备进行合理控制，借助网间连接器和网络相关联进行数据的传输。

3 结语

智慧城市建设工程复杂，在具体建设过程中要严格按照前期规划开展。开展智慧城市建设要根据当地的具体情况进行全面统筹规划，采用分类施策的方式建设具有地方特色的智慧城市。大数据技术能够为智慧城市建设提供有力的参考数据，为确保新型智慧城市实现智慧化、科学化的管理，应保证数据信息在安全的情况下实现传输和共享。