智慧城的技術(shù)體系

智慧城市的技術(shù)體系從技術(shù)角度而言，智慧城市是一個(gè)多層次結(jié)構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)，它是以一個(gè)中心平臺(tái)為基礎(chǔ)，以及之上的多個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)組成的復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)。1.1智慧城市頂層設(shè)計(jì)的要求智慧城市是由多領(lǐng)域、多類(lèi)別、多級(jí)系統(tǒng)構(gòu)成的龐大系統(tǒng)。它需要處理不同領(lǐng)域、不同系統(tǒng)、不同類(lèi)型的海量數(shù)據(jù)。它具有新老系統(tǒng)配合使用、技術(shù)發(fā)展快速、外部鏈接關(guān)系多、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、科研和建設(shè)周期長(zhǎng)、需要為其他系統(tǒng)提供廣泛的信息支持和服務(wù)等特點(diǎn)。因此做好智慧城市的體系架構(gòu)的頂層設(shè)計(jì)是非常重要的。智慧城市的體系架構(gòu)要具備以下特性：（1）可擴(kuò)展性包括：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性、系統(tǒng)容量的可擴(kuò)展性以及網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。智慧城市是一個(gè)建設(shè)周期很長(zhǎng)的項(xiàng)目，在建設(shè)和維護(hù)整個(gè)生命周期內(nèi)，隨著技術(shù)不斷的發(fā)展可能會(huì)有不同的技術(shù)和系統(tǒng)需要接入到智慧城市平臺(tái)中，因此智慧城市平臺(tái)必須具有非常好的可擴(kuò)展性。（2）兼容性包括：對(duì)原有系統(tǒng)的兼容性和對(duì)不同行業(yè)、不同領(lǐng)域系統(tǒng)的兼容性。我國(guó)城市的信息化建設(shè)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)?shù)乃?，?dāng)前已經(jīng)存在有很多的信息系統(tǒng)。在智慧城市建設(shè)中不可能將原有系統(tǒng)推到重來(lái)，因此智慧城市平臺(tái)對(duì)原有系統(tǒng)必須具有兼容性。同時(shí)智慧城市是一個(gè)包含多領(lǐng)域和多行業(yè)的系統(tǒng)，因此必須具有對(duì)不同系統(tǒng)和不同格式數(shù)據(jù)的兼容性。（3）安全性智慧城市中的安全性包括平臺(tái)本身的安全性、數(shù)據(jù)的安全性以及通信的安全性。智慧城市平臺(tái)對(duì)于城市的日常運(yùn)行、應(yīng)急處理等起著至關(guān)重要的作用，如果平臺(tái)受到病毒和黑客的侵?jǐn)_那么后果是不堪設(shè)想的。因此智慧城市平臺(tái)的安全性至關(guān)重要，它直接影響到智慧城市的發(fā)展和運(yùn)行。智慧城市中數(shù)據(jù)的安全性也非常重要。智慧城市平臺(tái)中存儲(chǔ)著政府、企業(yè)、行業(yè)以及個(gè)人等海量的信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)涉及到很多的國(guó)家機(jī)密、商業(yè)機(jī)密以及個(gè)人隱私。因此智慧城市平臺(tái)必須有足夠的安全措施保證數(shù)據(jù)在傳送、存儲(chǔ)等各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性，保證不會(huì)被不法分子竊取。（4）可靠性智慧城市平臺(tái)必須具備很高的可靠性，這是在異常和危險(xiǎn)情況下系統(tǒng)生存的關(guān)鍵。智慧城市平臺(tái)本身是一個(gè)復(fù)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(wǎng)絡(luò)的可靠性。（5）可管理性智慧城市平臺(tái)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，涉及到很多的子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，因此易操作和易管理的特性是智慧城市平臺(tái)的關(guān)鍵特性之一。智慧城市平臺(tái)應(yīng)能提供業(yè)務(wù)管理、配置管理、故障檢測(cè)和性能監(jiān)視等基本的功能。使系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)能盡快的得以診斷和修復(fù)。系統(tǒng)要易于操

作，以便于降低運(yùn)行維護(hù)成本。智慧城市體系架構(gòu)智慧城市的體系架構(gòu)自下而上分為：感知層、通信層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層；以及完善的標(biāo)準(zhǔn)體系和安全體系。體系架構(gòu)如下圖所示：智慧產(chǎn)業(yè) 智雅管理 智能民生智凝制造業(yè)智掾物流應(yīng)用層智慧城市標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)層通信層感知層光纖、IP、智慧產(chǎn)業(yè) 智雅管理 智能民生智凝制造業(yè)智掾物流應(yīng)用層智慧城市標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)層通信層感知層光纖、IP、3G\LTE\Wi-Fi.Internet,專(zhuān)網(wǎng)線(xiàn)曲攝像頭GPS雷達(dá)德波傳感器手機(jī)城市基設(shè)設(shè)施二道跖.橋梁、樓宇、車(chē)輛 智慧城市安全體系圖1智慧城市體系架構(gòu)感知層是智慧城市實(shí)現(xiàn)其“智慧”的基本條件。感知層具有超強(qiáng)的環(huán)境感知能力和智能性，通過(guò)RFID、傳感器、傳感網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市范圍內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境、建筑、安全等的監(jiān)測(cè)和控制，為個(gè)人和社會(huì)提供無(wú)處不在的、無(wú)所不能的信息服務(wù)和應(yīng)用。通信層是智慧城市中的信息高速公路，是未來(lái)智慧城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施。未來(lái)城市的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是由大容量、高帶寬、高可靠的光網(wǎng)絡(luò)和全城覆蓋的無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)所組成，為實(shí)現(xiàn)城市的智慧化奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，讓市民“隨時(shí)、隨地、隨需”都可以寬帶上網(wǎng)，而且可以享受網(wǎng)絡(luò)電視、高清電視、高清視頻通話(huà)等寬帶業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)層的核心目的是讓城市更加“智慧”，在未來(lái)的智慧城市中，數(shù)據(jù)是非常重要的戰(zhàn)略性資源，因此構(gòu)建智慧城市的數(shù)據(jù)層是智慧城市建設(shè)中非常重要的一環(huán)。數(shù)據(jù)層主要的目的是通過(guò)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)活化等技術(shù)解決數(shù)據(jù)割裂、無(wú)法共享等問(wèn)題。數(shù)據(jù)層包含各行業(yè)、各部門(mén)、各企業(yè)的數(shù)據(jù)中心以及為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)活化等建立的市一級(jí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等。應(yīng)用層主要是指在感知層、通信層、數(shù)據(jù)層基礎(chǔ)上建立的各種應(yīng)用系統(tǒng)。智慧產(chǎn)業(yè)、智慧管理和智慧民生構(gòu)成的智慧應(yīng)用層，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)發(fā)展、功能提升、民生幸?！钡闹腔鄢鞘?。市民可以通過(guò)各種終端訪(fǎng)問(wèn)這些系統(tǒng)，市民可以親自體驗(yàn)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(duì)象子層、感知單元、傳感網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)關(guān)子層。井蓋路燈但第、精梁、隧道接入到行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)接入到私痼網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)接入到井蓋路燈但第、精梁、隧道接入到行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)接入到私痼網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)接入到我LTE/GPR5網(wǎng)絡(luò)圖2智慧城市感知層感知對(duì)象子層感知對(duì)象主要是指物理世界中的“物”，比如需要監(jiān)測(cè)的設(shè)施和設(shè)備、在智慧交通中的車(chē)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(cè)繪中的地球表面空間都是被感知對(duì)象。感知單元感知單元是指具有數(shù)據(jù)采集功能的，用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)。采集的數(shù)據(jù)可以包括各類(lèi)物理量、標(biāo)識(shí)、音頻、視頻數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)采集設(shè)備涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實(shí)時(shí)定位設(shè)備等。傳感網(wǎng)絡(luò)由傳感設(shè)備組成的傳感網(wǎng)，包括通過(guò)近距離無(wú)線(xiàn)通信方式組成的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)以及其它的傳感網(wǎng)。在智慧城市體系中要求每個(gè)感知設(shè)備都能夠?qū)ぶ?，都可以通信，都可以被控制。接入網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)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(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等工作，這取決于感知層和網(wǎng)絡(luò)層采用的技術(shù)。（2）通信層智慧城市的通信層是以“寬帶、無(wú)線(xiàn)、泛在、融合”為特征的智慧一體化網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)面向未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)的融合，滿(mǎn)足智慧城市發(fā)展要求。未來(lái)網(wǎng)絡(luò)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(jī)器（或物體）間以及機(jī)器到機(jī)器間通信，最終形成智慧一體化的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

我國(guó)的通信事業(yè)經(jīng)過(guò)十余年的快速發(fā)展，移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟，基本能夠滿(mǎn)足智慧城市中數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。通信層是智慧城市體系架構(gòu)中發(fā)展最好、也較為完善的一部分。智慧城市體系架構(gòu)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(shù)據(jù)層城市本身是典型的數(shù)據(jù)密集環(huán)境，城市的運(yùn)行涵蓋環(huán)境檢測(cè)、城市交通、公共服務(wù)、居家生活、經(jīng)濟(jì)商務(wù)、健康管理、公共安全等諸多方面，海量的數(shù)據(jù)在不斷被生產(chǎn)出來(lái)。更充分、更智能地發(fā)揮數(shù)據(jù)的作用是智慧城市未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此智慧城市的數(shù)據(jù)層是智慧城市體系架構(gòu)中的核心。智能決策云平臺(tái)服務(wù)陰喉數(shù)交數(shù)據(jù)融合智能決策云平臺(tái)觸將城市基人口庫(kù)其它行業(yè)基秋陣政務(wù)數(shù)智能決策云平臺(tái)服務(wù)陰喉數(shù)交數(shù)據(jù)融合智能決策云平臺(tái)觸將城市基人口庫(kù)其它行業(yè)基秋陣政務(wù)數(shù)據(jù)中心 行業(yè)數(shù)據(jù)中心 公共數(shù)據(jù)中心據(jù)慢數(shù)交城市云服第空間地理 宏觀經(jīng)濟(jì)信息庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)圖4智慧城市數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層采用云計(jì)算的架構(gòu)模式。數(shù)據(jù)層體系結(jié)構(gòu)主要分為3層：城市數(shù)據(jù)中心、城市基礎(chǔ)庫(kù)和城市的云服務(wù)。城市數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心作為未來(lái)智慧城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，主要包括計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件等物理資源。數(shù)據(jù)中心利用虛擬化和云計(jì)算技術(shù)將大量相同類(lèi)型的資源構(gòu)成同構(gòu)或接近同構(gòu)的資源池。資源的虛擬化避免了硬件異構(gòu)的特性，并被動(dòng)態(tài)分配和動(dòng)態(tài)調(diào)整。城市基礎(chǔ)庫(kù)：城市基礎(chǔ)庫(kù)是智慧城市中的基礎(chǔ)的信息資源，是其他應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。智慧城市中經(jīng)過(guò)授權(quán)的用戶(hù)可以訪(fǎng)問(wèn)和共享這些數(shù)據(jù)。城市云服務(wù)：主要為智慧城市的各級(jí)用戶(hù)提供包括政務(wù)云、行業(yè)云和公共云在內(nèi)的云服務(wù)。城市云服務(wù)將以服務(wù)的形式為用戶(hù)提供軟件、應(yīng)用和計(jì)算資源等，用戶(hù)不再關(guān)心軟件的購(gòu)買(mǎi)、安裝和升級(jí)維護(hù)，根據(jù)租用服務(wù)的實(shí)際使用情況進(jìn)行付費(fèi)。（4）應(yīng)用層智慧城市應(yīng)用層由智慧產(chǎn)業(yè)型應(yīng)用、智慧管理型應(yīng)用和智慧民生型應(yīng)用構(gòu)成，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)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(chǎn)業(yè) 智楚省理圖5智慧城市應(yīng)用層智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系為了推進(jìn)智慧城市相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展，必須有統(tǒng)一的技術(shù)和接口標(biāo)準(zhǔn)。智慧城市不僅涉及一些基礎(chǔ)性的關(guān)鍵技術(shù)而且與應(yīng)用密切相關(guān)，因此，智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)體系中分為技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)部分。智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系圖6智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)于在智慧城市中已有的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)我們盡可能的進(jìn)行引用，比如通信層所涉及的電信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)相對(duì)的完善和成熟，我們將直接引用不在制定。制定標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中，堅(jiān)持以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)為-8-核心，廣泛聽(tīng)取各方意見(jiàn)，形成大家認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)體系，使標(biāo)準(zhǔn)真正起到推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用。（1）技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)中的名詞術(shù)語(yǔ)、體系架構(gòu)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(dòng)態(tài)感知層的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要涉及到傳感器接口、組網(wǎng)協(xié)議、接入標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一標(biāo)識(shí)和安全標(biāo)準(zhǔn)等。通信層部分通信層是智慧城市中標(biāo)準(zhǔn)較為完善和發(fā)展最好的一個(gè)部分，有大量的國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。在智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系中，這部分主要是引用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，不再重新制定。數(shù)據(jù)層部分?jǐn)?shù)據(jù)層部分涉及的標(biāo)準(zhǔn)主要有云計(jì)算本身、信息描述、信息存儲(chǔ)和云安全的標(biāo)準(zhǔn)。接口部分接口部分包括：網(wǎng)絡(luò)接口、數(shù)據(jù)接口、中間件接口和用戶(hù)接口。測(cè)試規(guī)范部分測(cè)試規(guī)范包括系統(tǒng)的系統(tǒng)測(cè)試、一致性測(cè)試、互操作測(cè)試。（2）應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)部分主要涵蓋的是各行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。智慧城市涉及到很多

行業(yè)的應(yīng)用，各行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定情況各不相同，有的已經(jīng)有大量的標(biāo)準(zhǔn)存在，有的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較少；另外在智慧城市中還要考慮跨專(zhuān)業(yè)、跨單位和跨地域的多域協(xié)同運(yùn)行和管理的情況。因此，在制定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，我們會(huì)堅(jiān)持盡量引用和修改現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有涉及到的技術(shù)再重新制定新的標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)跨地域、跨單位的多域協(xié)同運(yùn)行時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)制定。智慧城市信息安全體系智慧城市安全基礎(chǔ)設(shè)施安全管理中心智慧城市安全基礎(chǔ)設(shè)施安全管理中心圖7智慧城市安全體系架構(gòu)智慧城市信息安全體系在安全基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，從技術(shù)和管理雙方面為智慧城市提供安全保障。在技術(shù)層面上，從物理與環(huán)境安全、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)與應(yīng)用安全四個(gè)方向建立全面的安全防護(hù)—10―

體系。并針對(duì)智慧城市的感知層、通信層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層上各自特有的安全隱患分別實(shí)施相應(yīng)的解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧城市的層層防控。借此保護(hù)包括智慧城市整體建設(shè)體系，保障智慧城市的安全。（2）智慧城市信息安全基礎(chǔ)設(shè)施智慧城市信息安全基礎(chǔ)設(shè)施二］智慧城市信息安全基礎(chǔ)設(shè)施身份認(rèn)證察覺(jué)二:圖8智慧城市信息安全基礎(chǔ)設(shè)施智慧城市安全基礎(chǔ)設(shè)施是整個(gè)體系的技術(shù)基礎(chǔ)，提供了各種智慧應(yīng)用場(chǎng)景下普遍、大量需要用到的安全技術(shù)，包括容災(zāi)體系、密鑰管理、數(shù)字證書(shū)、等級(jí)保護(hù)體系等，是其他各維度的基礎(chǔ)。智慧城市安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以整合提升現(xiàn)有資源為主要方式，建立邏輯上統(tǒng)一的容災(zāi)恢復(fù)中心、監(jiān)控應(yīng)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(píng)測(cè)中心等六大安全中心。（3）智慧城市信息安全技術(shù)防護(hù)信息安全技術(shù)防護(hù)包括物理域環(huán)境的安全，系統(tǒng)的安全，網(wǎng)絡(luò)的安全、以及數(shù)據(jù)與應(yīng)用的安全。物理與環(huán)境安全包括：環(huán)境安全、設(shè)備安全、災(zāi)難恢復(fù)預(yù)防幾個(gè)方面?！?1―系統(tǒng)安全主要包括：防病毒技術(shù)、主機(jī)安全加固、操作系統(tǒng)安全三個(gè)方面。網(wǎng)絡(luò)安全包括：網(wǎng)關(guān)殺毒、防火墻、入侵檢測(cè)幾個(gè)方面。數(shù)據(jù)與應(yīng)用安全：包含數(shù)據(jù)庫(kù)加密和數(shù)據(jù)庫(kù)備份等技術(shù)。（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(huì)的積極配合以及各職能部門(mén)的相互協(xié)調(diào)。有必要建立或健全安全管理體系和組織體系，完善安全運(yùn)行管理機(jī)制，明確各職能部門(mén)的職責(zé)和分工，從技術(shù)、管理和法律等多方面保證智慧城市的正常運(yùn)行。完善信息安全組織體系成立以政府職能部門(mén)為主的“智慧城市”安全管理機(jī)構(gòu)，強(qiáng)化和明確其職責(zé)；在健全信息安全組織體系的基礎(chǔ)上，切實(shí)落實(shí)安全管理責(zé)任制。明確各級(jí)、各部門(mén)作為信息安全保障工作的責(zé)任人；技術(shù)部門(mén)主管或項(xiàng)目負(fù)責(zé)人作為信