云計算與智慧城市

1、 智慧城市建設(shè)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(yīng)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(chǔ)軟硬件管理52.3業(yè)務(wù)/資源調(diào)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(guān)鍵技術(shù)架構(gòu)64、智慧城市云的行業(yè)應(yīng)用74.1智慧政務(wù)8城市綜合管理平臺8智慧城管84.2智慧產(chǎn)業(yè)9智慧交通9智慧物流9智慧能源9智慧環(huán)境104.3智慧民生10智慧家居10智慧醫(yī)療10智慧教育115、 應(yīng)用云計算建設(shè)智慧城市的意義115.1促進(jìn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展115.2推動區(qū)域社會和經(jīng)濟(jì)更快發(fā)展115.

2、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(jié)12前言在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，利用新一代信息技術(shù)促進(jìn)城市規(guī)劃和建設(shè)，打造“智慧城市”的呼聲日趨高漲。建設(shè)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(jìn)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(chǎn)業(yè)的革命，其服務(wù)的本質(zhì)是以基于網(wǎng)絡(luò)的支持異構(gòu)設(shè)施和資源流轉(zhuǎn)的服務(wù)供給模型，提供給客戶可自治的服務(wù)。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(shè)與云計算發(fā)展相輔相成，智慧城市的構(gòu)想將推動云計算機(jī)制落地，反之，云計算的超級計算能力也將給城市化進(jìn)程插上“智慧”的翅膀。1、 智慧城

3、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(yán)重污染，能源消耗驚人，醫(yī)療資源緊缺，生活成本上調(diào)。一個匯集多應(yīng)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(fù)雜和計算資源有限之間的矛盾，云計算在信息化大潮中應(yīng)運而生，并成為建設(shè)智慧城市數(shù)據(jù)中心的一條必經(jīng)之路。1.2智慧城市理念概述智慧城市是新一代信息技術(shù)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(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)以及維基、社交網(wǎng)絡(luò)、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應(yīng)用，營造有利于創(chuàng)新涌現(xiàn)

4、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(yīng)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(gòu)設(shè)施的協(xié)同工作?；谠朴嬎愕臄?shù)據(jù)中心，是通過基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Iaas)的構(gòu)建模式，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心不同架構(gòu)、不同品牌、不同型號的服務(wù)器進(jìn)行整合，通過云操作系統(tǒng)的調(diào)度，形成一個統(tǒng)一的運行平臺，并按照應(yīng)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(chǔ)軟硬件管理基礎(chǔ)軟硬件管理是云計算中心操作系統(tǒng)資源管理的基礎(chǔ)，可以實現(xiàn)基礎(chǔ)硬件的狀態(tài)和性能監(jiān)控；能夠?qū)o急異常情況

5、發(fā)出預(yù)警信號。它是維護(hù)數(shù)據(jù)中心正常運轉(zhuǎn)的必要手段，也是對高層次資源調(diào)配提供決策的依據(jù)。2.3業(yè)務(wù)/資源調(diào)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(chǔ)軟硬件資源。業(yè)務(wù)/資源調(diào)度管理的作用是自動將資源調(diào)度到需要的地方，保障海量資源的負(fù)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(wù)提供技術(shù)支撐。2.4 安全控制管理數(shù)據(jù)安全是當(dāng)下智慧城市建設(shè)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(jī)制實現(xiàn)業(yè)務(wù)的安全性，主要包括從基礎(chǔ)軟硬件安全設(shè)計、云計算中心操作系統(tǒng)架構(gòu)、策略、認(rèn)證、加密等多方面進(jìn)行綜合防控，從而節(jié)省用戶個人

6、方面過多的資源和精力。2.5節(jié)能降耗管理建設(shè)節(jié)約型社會，是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是保障經(jīng)濟(jì)安全和國家安全的重要舉措。采用節(jié)能技術(shù)的云計算數(shù)據(jù)中心，可以將資源負(fù)載提高到80%。如此舉措極大程度上規(guī)避了當(dāng)前業(yè)界普遍的設(shè)備高負(fù)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(guān)鍵技術(shù)架構(gòu)智慧城市的技術(shù)架構(gòu)分為四層，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)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(jī)、攝像頭、傳感器網(wǎng)絡(luò)、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(yīng)。網(wǎng)絡(luò)層通過各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)（包括互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)）與感知層的各種

7、設(shè)備進(jìn)行連接，將設(shè)備獲取的信息實時傳輸?shù)綐I(yè)務(wù)平臺，實現(xiàn)各架構(gòu)層之間的互聯(lián)，為業(yè)務(wù)的互通奠定基礎(chǔ)。平臺層通過運營管理設(shè)計統(tǒng)一的平臺，在業(yè)務(wù)層面解決業(yè)務(wù)和資源運營管理的問題；在網(wǎng)絡(luò)層面解決網(wǎng)絡(luò)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(shù)整合資源，開發(fā)構(gòu)建一系列智慧城市業(yè)務(wù)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(chǔ)設(shè)施的選擇上考慮高密度低能耗的服務(wù)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(wù)器部署需求。應(yīng)用層運用感知層獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建對應(yīng)的業(yè)務(wù)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(lǐng)域的城市應(yīng)

8、用，實現(xiàn)各行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的智能化服務(wù)。4、智慧城市云的行業(yè)應(yīng)用以云計算數(shù)據(jù)中心為核心，打造獨立于多個應(yīng)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(yīng)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(wù)4.1.1城市綜合管理平臺城市政務(wù)云即構(gòu)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(wù)等業(yè)務(wù)的移動通信網(wǎng)絡(luò)的接入通道服務(wù)，集成包括3G移動寬帶、短信、彩信、位置服務(wù)等移動通信資源，對委辦各局的應(yīng)用接入進(jìn)行統(tǒng)一管理，并負(fù)責(zé)移動智能政務(wù)的網(wǎng)絡(luò)安全、身份認(rèn)證、運行監(jiān)控。平臺提供的業(yè)務(wù)內(nèi)容包括移動智能政務(wù)

9、接入管理、智能政務(wù)訪問門戶、智能政務(wù)安全認(rèn)證、政務(wù)無線網(wǎng)關(guān)、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(kuò)大和人口流動性的增長為安防管理帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一直以來，視頻監(jiān)控是建設(shè)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。基于云計算的智慧城市監(jiān)控系統(tǒng)，以云存儲系統(tǒng)為基礎(chǔ)架構(gòu)，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(diào)度和云端轉(zhuǎn)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(yuǎn)距離監(jiān)控的要求。同時監(jiān)控平臺上構(gòu)建的預(yù)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

10、及時反映，縮短危機(jī)反應(yīng)時間，提高安全防護(hù)效率。在視頻內(nèi)容方面，結(jié)合大規(guī)模分布式cProc云處理進(jìn)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(chǎn)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(dāng)前，傳統(tǒng)的交通技術(shù)和手段已不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)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(shè)想成為現(xiàn)實。以cProc并行計算處理架構(gòu)搭建交通信令處理平臺，公共交通的調(diào)度指揮和道路突發(fā)情況預(yù)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(dǎo)交通狀況，即使對緊急情況進(jìn)行處理。4.2.2智慧物流城市智慧

11、物流的構(gòu)架理念是將感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、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(wǎng)"，然后將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)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(jī)集群將倚賴云計算的高效計算能力整合資源，對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的人員、機(jī)器、設(shè)備實施實時的管理和控制，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，達(dá)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(jié)果，由于電網(wǎng)效率低下而造成的電能損失高達(dá)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(wǎng)為架構(gòu)的能源方案被納入城市建設(shè)的重要考慮。智

12、慧城市的能源方案可以配備新型數(shù)字式電網(wǎng)，利用云計算的資源調(diào)配和管理能力對能源系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測。這不僅有助于他們更迅速地修復(fù)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(cè)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(shè)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(jìn)程一大矛盾。相應(yīng)智慧城市的建設(shè)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(guān)技術(shù)規(guī)范和環(huán)境信息行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)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

13、量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效并行計算，大幅提升處理能力。cProc云處理的機(jī)制充分利用分布式網(wǎng)絡(luò)能力，讓相關(guān)部門和單位對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，及時利用監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析決策，加強(qiáng)監(jiān)管準(zhǔn)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(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實現(xiàn)各家各戶的安全防范、設(shè)施集成、自動控制等功能，形成一個構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)。智慧家居的構(gòu)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(jìn)行管理，在保障用戶個人隱私的基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)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，

14、智慧醫(yī)療正在走進(jìn)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(jìn)的云計算技術(shù)，構(gòu)建各醫(yī)療機(jī)構(gòu)和部門信息系統(tǒng)的協(xié)作、互通和共享，使醫(yī)務(wù)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(xué)課要打破時間、空間的限制，并且能進(jìn)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(yīng)該是一朵“云”的構(gòu)架。在數(shù)字智慧課堂上，同學(xué)們將擺脫沉重的書包，利用各種便捷的移動互聯(lián)網(wǎng)終端學(xué)習(xí)功課。海量的教程數(shù)據(jù)被云存儲機(jī)制保存在云端，隨時進(jìn)行查詢獲取，輕松完成課程。老師們也可以通過云端信息管

15、理智能化的進(jìn)行教學(xué)?？荚?、作業(yè)等都可以在線完成和提交，構(gòu)建一個跨越地域局限性的開放、靈活、優(yōu)質(zhì)、統(tǒng)一的教育資源公共服務(wù)平臺。 5、 應(yīng)用云計算建設(shè)智慧城市的意義5.1促進(jìn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展云計算既屬于現(xiàn)在服務(wù)業(yè)的范疇，又可以為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提供轉(zhuǎn)型變革的條件，帶動區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。云計算作為高性價比的技術(shù)機(jī)制，其宗旨是為IT服務(wù)節(jié)省更多成本。智慧城市云的建設(shè)以最優(yōu)方案使市民享受到最高效的信息資源服務(wù)，促進(jìn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)健康高速發(fā)展。5.2推動區(qū)域社會和經(jīng)濟(jì)更快發(fā)展云計算中心可以聚合多個應(yīng)用平臺，開發(fā)更大規(guī)模的應(yīng)用，處理更大規(guī)模的數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，從而為政府決策、企業(yè)發(fā)展、公眾服務(wù)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(fēng)險，創(chuàng)造更高經(jīng)濟(jì)效益。5.3降低區(qū)域信息化的總體成本云計算通過其負(fù)載均衡機(jī)制可以提高IT物理資源利用率，有效降低設(shè)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(hù)成本。資源的高效流轉(zhuǎn)中，信息化門檻降低，進(jìn)程必然加快5.4