云計算與智慧城市.doc

. 智慧城市建設方案第一部分 云計算與智慧城市目錄前言41、 智慧城市概述41.1智慧城市發(fā)展背景41.2智慧城市理念概述42、 云計算應用于智慧城市的優(yōu)勢52.1平臺層的統(tǒng)一和高效能52.2大規(guī)?；A軟硬件管理52.3業(yè)務/資源調度管理52.4 安全控制管理52.5節(jié)能降耗管理63、智慧城市云的關鍵技術架構64、智慧城市云的行業(yè)應用74.1智慧政務84.1.1城市綜合管理平臺84.1.2智慧城管84.2智慧產業(yè)94.2.1智慧交通94.2.2智慧物流94.2.3智慧能源94.2.4智慧環(huán)境104.3智慧民生104.3.1智慧家居104.3.2智慧醫(yī)療104.3.3智慧教育115、 應用云計算建設智慧城市的意義115.1促進現(xiàn)代服務業(yè)的發(fā)展115.2推動區(qū)域社會和經濟更快發(fā)展115.3降低區(qū)域信息化的總體成本125.4為數(shù)據(jù)安全提供保障12小結12前言在科學技術突飛猛進的今天，利用新一代信息技術促進城市規(guī)劃和建設，打造“智慧城市”的呼聲日趨高漲。建設智慧城市的核心是整合城市資源的同時以高效智能化的系統(tǒng)進行感知互聯(lián)和協(xié)同處理。近年來，云計算作為一次新興產業(yè)的革命，其服務的本質是以基于網絡的支持異構設施和資源流轉的服務供給模型，提供給客戶可自治的服務。云計算對資源的按需分配、按量計費，有利于降低投資成本，提高資源利用和信息化運作效率。智慧城市建設與云計算發(fā)展相輔相成，智慧城市的構想將推動云計算機制落地，反之，云計算的超級計算能力也將給城市化進程插上“智慧”的翅膀。1、 智慧城市概述1.1智慧城市發(fā)展背景城市化的腳步越來越快。據(jù)統(tǒng)計，2050年將有70%的居民居住在城市。城市越來越大，人口數(shù)量激增，交通每況愈下，環(huán)境嚴重污染，能源消耗驚人，醫(yī)療資源緊缺，生活成本上調。一個匯集多應用，針對多行業(yè)的系統(tǒng)化平臺呼之欲出，以解決資源與需求之間的矛盾。面對系統(tǒng)復雜和計算資源有限之間的矛盾，云計算在信息化大潮中應運而生，并成為建設智慧城市數(shù)據(jù)中心的一條必經之路。1.2智慧城市理念概述智慧城市是新一代信息技術支撐下的創(chuàng)新城市環(huán)境形態(tài)。智慧城市基于物聯(lián)網、云計算等新一代信息技術以及維基、社交網絡、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應用，營造有利于創(chuàng)新涌現(xiàn)的生態(tài)，實現(xiàn)全面透徹的感知和互聯(lián)，實現(xiàn)城市化在資源動態(tài)伸縮下的可持續(xù)發(fā)展。智慧城市的核心理念，一方面是以人為本，另一方面在于不斷的創(chuàng)新。2、 云計算應用于智慧城市的優(yōu)勢2.1平臺層的統(tǒng)一和高效能云計算的一大特點是支持異構設施的協(xié)同工作。基于云計算的數(shù)據(jù)中心，是通過基礎設施即服務(Iaas)的構建模式，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心不同架構、不同品牌、不同型號的服務器進行整合，通過云操作系統(tǒng)的調度，形成一個統(tǒng)一的運行平臺，并按照應用需求來合理分配計算、存儲資源，優(yōu)化效率和能源運作比例。2.2大規(guī)?；A軟硬件管理基礎軟硬件管理是云計算中心操作系統(tǒng)資源管理的基礎，可以實現(xiàn)基礎硬件的狀態(tài)和性能監(jiān)控；能夠對緊急異常情況發(fā)出預警信號。它是維護數(shù)據(jù)中心正常運轉的必要手段，也是對高層次資源調配提供決策的依據(jù)。2.3業(yè)務/資源調度管理云計算數(shù)據(jù)中心的突出特點，是具備大量的基礎軟硬件資源。業(yè)務/資源調度管理的作用是自動將資源調度到需要的地方，保障海量資源的負載均衡。從而可以實現(xiàn)資源的廣泛共享，有效提高資源的利用率，為開展綠色節(jié)能業(yè)務提供技術支撐。2.4 安全控制管理數(shù)據(jù)安全是當下智慧城市建設的一大核心競爭力，是企業(yè)和個人用戶考慮的首要問題。遷移到數(shù)據(jù)中心的資源，用戶可以借助云數(shù)據(jù)中心的安全機制實現(xiàn)業(yè)務的安全性，主要包括從基礎軟硬件安全設計、云計算中心操作系統(tǒng)架構、策略、認證、加密等多方面進行綜合防控，從而節(jié)省用戶個人方面過多的資源和精力。2.5節(jié)能降耗管理建設節(jié)約型社會，是經濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質基礎，是保障經濟安全和國家安全的重要舉措。采用節(jié)能技術的云計算數(shù)據(jù)中心，可以將資源負載提高到80%。如此舉措極大程度上規(guī)避了當前業(yè)界普遍的設備高負載狀況，最大程度上實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色、低碳的節(jié)能運營。3、智慧城市云的關鍵技術架構智慧城市的技術架構分為四層，分別為感知層、網絡層、平臺層和應用層，四層之間實現(xiàn)全面的互聯(lián)互通。感知層部署著一系列數(shù)字終端，包括PC、手機、攝像頭、傳感器網絡、呼叫中心等等，全面感知外部環(huán)境，對于表面現(xiàn)象第一時間做出反應。網絡層通過各種網絡設備、網絡（包括互聯(lián)網、移動網、物聯(lián)網）與感知層的各種設備進行連接，將設備獲取的信息實時傳輸?shù)綐I(yè)務平臺，實現(xiàn)各架構層之間的互聯(lián)，為業(yè)務的互通奠定基礎。平臺層通過運營管理設計統(tǒng)一的平臺，在業(yè)務層面解決業(yè)務和資源運營管理的問題；在網絡層面解決網絡的抽象和資源的管理等問題。平臺基于云計算數(shù)據(jù)中心，以虛擬化技術整合資源，開發(fā)構建一系列智慧城市業(yè)務云平臺。智慧城市的數(shù)據(jù)中心以節(jié)約占地面積、減少能源浪費和提高運作效率為宗旨，在基礎設施的選擇上考慮高密度低能耗的服務器，如云創(chuàng)存儲cStor云存儲系統(tǒng)，可以滿足一線大城市的PB級高性價比服務器部署需求。應用層運用感知層獲得的數(shù)據(jù)構建對應的業(yè)務系統(tǒng)，具體利用基于云計算的數(shù)據(jù)存儲、處理等能力，開發(fā)不同行業(yè)領域的城市應用，實現(xiàn)各行業(yè)、產業(yè)的智能化服務。4、智慧城市云的行業(yè)應用以云計算數(shù)據(jù)中心為核心，打造獨立于多個應用系統(tǒng)的云平臺，如市政云、交通云、教育云、安防云、物流云、醫(yī)療云等，為各類上層應用提供支持，將城市的各行各業(yè)的信息化平臺統(tǒng)稱為“智慧城市云”。4.1智慧政務4.1.1城市綜合管理平臺城市政務云即構建基于云計算的城市綜合管理平臺。平臺將為政府辦公提供提供移動辦公、移動執(zhí)法、視頻監(jiān)控、公眾服務等業(yè)務的移動通信網絡的接入通道服務，集成包括3G移動寬帶、短信、彩信、位置服務等移動通信資源，對委辦各局的應用接入進行統(tǒng)一管理，并負責移動智能政務的網絡安全、身份認證、運行監(jiān)控。平臺提供的業(yè)務內容包括移動智能政務接入管理、智能政務訪問門戶、智能政務安全認證、政務無線網關、城市綜合多媒體信息系統(tǒng)等。4.1.2智慧城管城市區(qū)域的擴大和人口流動性的增長為安防管理帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。一直以來，視頻監(jiān)控是建設平安城市的重要部署方案，面對早期城市監(jiān)控系統(tǒng)分布窄、視角局限、清晰度差等問題，基于云計算的智慧城市理念成為全球城市安防管理的迫切需求?；谠朴嬎愕闹腔鄢鞘斜O(jiān)控系統(tǒng)，以云存儲系統(tǒng)為基礎架構，整合云視頻監(jiān)控系統(tǒng)。例如云創(chuàng)存儲cVideo云視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的綜合調度和云端轉碼可以滿足超大規(guī)模高清視頻監(jiān)控、海量數(shù)據(jù)存儲、以及遠距離監(jiān)控的要求。同時監(jiān)控平臺上構建的預警系統(tǒng)，將第一時間與公安部數(shù)據(jù)中心交換信息，對緊急情況及時反映，縮短危機反應時間，提高安全防護效率。在視頻內容方面，結合大規(guī)模分布式cProc云處理進行智能圖像識別，對城市海量視頻數(shù)據(jù)秒級整合和索引，分析出有效數(shù)據(jù)協(xié)助警力偵破案件。4.2智慧產業(yè)4.2.1智慧交通交通擁擠造成了巨大的時間浪費，并加劇了城市環(huán)境污染。當前，傳統(tǒng)的交通技術和手段已不適應經濟社會發(fā)展的要求，智慧交通系統(tǒng)將是交通事業(yè)發(fā)展的必然選擇。云計算的出現(xiàn)，讓高效處理交通數(shù)據(jù)的設想成為現(xiàn)實。以cProc并行計算處理架構搭建交通信令處理平臺，公共交通的調度指揮和道路突發(fā)情況預警由系統(tǒng)第一時間反饋，并作出海量數(shù)據(jù)的實時分析，疏導交通狀況，即使對緊急情況進行處理。4.2.2智慧物流城市智慧物流的構架理念是將感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中形成系統(tǒng)的連接，形成所謂物聯(lián)網，然后將物聯(lián)網與現(xiàn)有的互聯(lián)網整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。期間，數(shù)據(jù)中心的計算機集群將倚賴云計算的高效計算能力整合資源，對系統(tǒng)網絡內部的人員、機器、設備實施實時的管理和控制，提高資源利用率和生產力水平，達成更貼近自然、以人為本、智慧和諧的生活方式。4.2.3智慧能源據(jù)美國能源部的研究結果，由于電網效率低下而造成的電能損失高達總電能的67%。資源告急和能源浪費的緊迫現(xiàn)狀下，以智能電網為架構的能源方案被納入城市建設的重要考慮。智慧城市的能源方案可以配備新型數(shù)字式電網，利用云計算的資源調配和管理能力對能源系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。這不僅有助于他們更迅速地修復供電故障，而且有助于他們更“智慧”地獲取和分配電力。智慧能源能夠降低市民的能源消費，提高能源可靠性，并有助于旁敲側擊的鼓勵新能源的開發(fā)利用。4.2.4智慧環(huán)境隨著城市建設步伐的加速，廢氣、廢水、生活和建筑垃圾等污染物不斷滋生，成為城市化進程一大矛盾。相應智慧城市的建設號召，著手打造“智慧環(huán)境”。各級環(huán)保部門部署環(huán)境自動監(jiān)控儀器，依照國家有關技術規(guī)范和環(huán)境信息行業(yè)技術標準，建設高水平的、覆蓋全面的、系統(tǒng)集成統(tǒng)一的在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)基于云計算的分布式計算能力，可以有效對于海量數(shù)據(jù)進行高效并行計算，大幅提升處理能力。cProc云處理的機制充分利用分布式網絡能力，讓相關部門和單位對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行共享，及時利用監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析決策，加強監(jiān)管準確力和數(shù)據(jù)處理能力。4.3智慧民生4.3.1智慧家居智能家居是以城市居民住宅為單位，以環(huán)保、安全、舒適為核心理念，運用云計算、分布式網絡等技術實現(xiàn)各家各戶的安全防范、設施集成、自動控制等功能，形成一個構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)。智慧家居的構建可以戶型為單位，配備云存儲平臺，為每戶的家居數(shù)據(jù)建立私有云進行管理，在保障用戶個人隱私的基礎上開發(fā)應用，滿足不同職業(yè)、背景和家庭的需求。4.3.2智慧醫(yī)療在中國新醫(yī)改的大背景下，智慧醫(yī)療正在走進尋常百姓的生活。智慧醫(yī)療通過打造區(qū)域醫(yī)療海量信息平臺，利用最先進的云計算技術，構建各醫(yī)療機構和部門信息系統(tǒng)的協(xié)作、互通和共享，使醫(yī)務人員隨時掌握每個病人的病案信息和最新診療報告，隨時隨地的快速制定診療方案，提高人民生活和健康水平。4.3.3智慧教育好的教學課要打破時間、空間的限制，并且能進行實時的互動、交流，以較快提升整個城市的教育水平。智慧城市需要更多的智慧教室，而智慧教育的上空應該是一朵“云”的構架。在數(shù)字智慧課堂上，同學們將擺脫沉重的書包，利用各種便捷的移動互聯(lián)網終端學習功課。海量的教程數(shù)據(jù)被云存儲機制保存在云端，隨時進行查詢獲取，輕松完成課程。老師們也可以通過云端信息管理智能化的進行教學?？荚?、作業(yè)等都可以在線完成和提交，構建一個跨越地域局限性的開放、靈活、優(yōu)質、統(tǒng)一的教育資源公共服務平臺。 5、 應用云計算建設智慧城市的意義5.1促進現(xiàn)代服務業(yè)的發(fā)展云計算既屬于現(xiàn)在服務業(yè)的范疇，又可以為傳統(tǒng)產業(yè)提供轉型變革的條件，帶動區(qū)域產業(yè)結構調整。云計算作為高性價比的技術機制，其宗旨是為IT服務節(jié)省更多成本。智慧城市云的建設以最優(yōu)方案使市民享受到最高效的信息資源服務，促進現(xiàn)代服務業(yè)健康高速發(fā)展。5.2推動區(qū)域社會和經濟更快發(fā)展云計算中心可以聚合多個應用平臺，開發(fā)更大規(guī)模的應用，處理更大規(guī)模的數(shù)據(jù)，并且能夠對數(shù)據(jù)進行深度挖掘，從而為政府決策、企業(yè)發(fā)展、公眾服務提供更好的平臺。中小企業(yè)在數(shù)據(jù)中心的支撐下按需獲取資源，更大程度上降低風險，創(chuàng)造更高經濟效益。5.3降低區(qū)域信息化的總體成本云計算通過其負載均衡機制可以提高IT物理資源利用率，有效降低設備投資規(guī)模成本，從而降低能源浪費。其對資源的集中管理，能節(jié)省人力資源開支，降低維護成本。資源的高效流轉中，信息化門檻降低，進程必然加快5.4