智慧城市-1任永坚博士

智慧城市-1任永坚博士第一页，共28页。智慧城市发展背景智慧城市大数据服务平台的技术挑战X市智慧城市大数据服务平台方案第二页，共28页。世界城市与中国城市的发展城市化是当今世界发展的一个重要主题联合国统计，城市在20世纪扩张了10倍以上联合国预测，到2050年，全世界人口将超过90亿，城市居民将超过60亿。改革开放以来，我国城市化进程明显提速2010年,中国大陆常住人口超100万的特大城市共62个2012年，我国首次城镇人口超过农村人口城镇居民51.27%农村居民48.73%2012年国家统计局发布数据，我国城镇人口首次超过农村人口第三页，共28页。农业文明工业文明后工业文明中国利用40年的时间，走过了西方发达国家花了200~400年的工业化之路测算和研究表明：目前1个城镇居民的消费水平大体相当于3个农民的消费，如果城市化提高1个百分点就会有1300万人从农村进入城市，居民消费总额将增加1200亿元城市化每提高1个百分点，带来的年投资需求就是6.5万亿元中国城镇化率中国超常规的城市化发展带来的挑战第四页，共28页。截止至2010年年末，北京市机动车保有量480.9万辆，较2005年年末增长86.2%2010年，北京日生产垃圾量1.8万吨2011年春运，北京到、发旅客总数达960万人次，创历史新高超常规城市化带来交通拥堵大量的生活、工业垃圾使城市不堪重负大规模人口流动不断考验着运输系统中国超常规的城市化发展带来的挑战第五页，共28页。智慧城市在中国兴起的主要驱动力1应对“城市病”挑战的需要2提升城市竞争力的需要当政府、企业、社区更加依靠信息化应对快速城市化带来的挑战时，城市则会更加智慧——Forrester3发展新一代信息技术产业的需要巨大的市场空间第六页，共28页。智慧城市对我国新型城镇化和产业布局具有重大意义

智慧城市不仅对我国600多个城市、19000多个城镇的发展将产生重大影响，而且将成为我国未来十年到二十年信息化需求的最大来源、信息化投资的主要方向、布局新一代信息技术产业的重大机遇、新型城镇化进程的重要引领力量。智慧产业智慧管理智慧民生转型模式运行效率生活质量影响决定关乎智慧城市第七页，共28页。2006新加坡2010欧盟金融危机之后，美国提出“国家宽带计划”和“智慧地球”目标，奥巴马政府将其作为刺激经济复苏的举措，更视为“重塑国家竞争力”的新战略。2006年，新加坡提出“智慧国家、全球城市”（iN2015），“智慧城市”的理念首次受到关注。欧盟提出“欧洲2020”，明确新世纪要走“智慧增长、包容增长、可持续增长”道路，在数个城市部署了智慧城市试点。中国2008美国2007韩国首尔、釜山、仁川等6个地区成为U-City示范区，致力于将市民与周围环境运用无所不在的技术连接起来。中国智慧城市建设已从概念与技术探索阶段逐步过渡到规划设计与项目建设的具体实施阶段，已有200多个城市明确提出了智慧城市发展规划。智慧城市的兴起第八页，共28页。业务驱动的智慧城市建设智慧城市智慧的交通智慧的医疗智慧的教育与科技智慧的公共事业智慧的市民服务智慧的公共安全全面感知充分整合激励创新协同运作自动收费票务管理运输信息管理电子病历家庭健康服务医疗费用管理犯罪信息仓库突发事件响应数字监控系统高速宽带网路智慧的电力建筑能耗评估监测水处理/水资源管理开放式学习先进教室智慧的科技园区失业保险金管理就业服务家庭服务住宅信息管理第九页，共28页。智慧城市发展背景智慧城市大数据服务平台的技术挑战X市智慧城市大数据服务平台方案第十页，共28页。11智慧城市建设总体架构信息资源服务平台资源信息服务平台在智慧城市架构中的位置第十一页，共28页。智慧城市建设的组成部分保障和运维：安全，标准体系，运维；信息资源平台：云资源平台，数据交换平台，公共数据库应用层：智慧交通，智慧医疗，智慧社区，智慧民生，等等网络层：互联网，移动网络，广电网；感知层：传感器，摄像头，各种探测设备等；第十二页，共28页。智慧城市大数据平台建设的特点服务对象–面向所有的智慧城市应用；受众面广，服务访问量大；服务内容–

数据量大，存在大量个性需求；重点是市民工作、生活方方 面面服务组织–

以人为中心，服务聚集和融合;服务方式–

硬件，软件和数据；多网融合、个人移动设备普及和多样化， 要求多种方式访问服务第十三页，共28页。智慧城市大数据服务平台的挑战高可用、可伸缩的运行支撑快速、高效的开发部署环境自动偏好发现与实时情境感知多源异构信息资源聚集基于偏好/情境的服务推荐、定制和融合开放的领域知识聚集与组织、应用多网多设备自动适应的服务平台第十四页，共28页。智慧城市大数据服务平台的关键技术（I）支持多模式的数据交换技术对于格式化数据，采用消息路由模式，它适用于将业务数据发送到不同级别的委办局的业务；对于非结构化数据，采用文件传输模式，通过建立交换通道实现跨领域的数据交换，确保数据可靠、安全、完整性传输。根据不同需求，提出实时交换和特殊交换，实时类交换采用实时处理方式进行交换可接受多部门同时实时交换，此类交换得具体处理过程采用TI的实时同步流程即可，特殊交换采用请求方式进行交换。数据交换系统第十五页，共28页。智慧城市大数据服务平台的关键技术（II）基于智能商务的信息资源大数据分析技术

利用数据仓库技术依据实际的相关企事业部门业务流程，从海量数据中提取有用的信息有针对性的主动支持决策，辅助管理从系统需求的通用性、数据仓库建立的合理性、数据挖掘建模的最优性、决策信息的传送安全性等方面统筹兼顾，合理设计，既能满足决策支持的需求，又适当预留系统进一步发展的空间。基于云计算的资源管理技术云计算是基于互联网、通过虚拟化方式共享资源的计算模式，它使计算、存储、网络、软件等资源，根据用户的动态需求，以模块化方式扩充资源，以服务的方式提供。云计算技术可以集约化、高性能地满足项目对海量信息数据交换、数据存储和数据分析处理的需求。第十六页，共28页。智慧城市大数据服务平台的关键技术（III）基于安全统一的信息资源存储技术通过分布式存储节点和异构存储介质虚拟化管理技术提高存储介质的利用率；通过优化的缓存区管理技术提高网络存储速度；通过物理存储介质的定向性、虚拟化、动态分配技术简化存储管理、保证存储系统的运行连续性，实现存储介质的在线扩容；通过连续的快照流技术，实现基于当前数据的任意历史时间点的完整数据影像回放；通过基于IP／FC网络的同步／异步数据复制，实现数据的灾难备份和恢复；通过优化资源管理和数据安全管理，实现信息生命周期管理。第十七页，共28页。智慧城市大数据服务平台的关键技术（IV）网络基础设备全面横向虚拟化设计 在核心、汇聚、接入各层冗余结构的交换设备，采用横向虚拟化技术,可将多台同级设备虚拟化为一台逻辑设备，在可靠性、分布性和易管理性方面体现出强大的优势

。数据中心采用垂直虚拟化和池化技术

在云计算数据中心交换机和云机柜交换机之间通过纵向维度异构虚拟化，将两个不同层的设备通过纵向虚拟化技术形成一台纵向逻辑虚拟设备，相当于把一台盒式设备作为一块远程接口板加入主设备系统，以达到扩展I/O端口能力和进行集中控制管理的目的。使数据中心平台设计可以简化管理，大幅度降低网络管理节点；简化布线，二层变为一层，节省横向连接线缆；最终实现数据转发平面虚拟化，便于简化业务部署和自动编排

。第十八页，共28页。智慧城市发展背景智慧城市大数据服务平台的技术挑战X市智慧城市大数据服务平台方案第十九页，共28页。X市智慧城市建设的近期需求智慧水利：五水共治智慧交通：停车系统，交通管理系统智慧医疗：区域性的EMR，HIS，PACS系统智慧政务：便捷的网上审批制度和流程智慧民生：老百姓的衣食住行，新媒体，和政府对话平台第二十页，共28页。X市智慧城市大数据平台建设目标建立与之配套的基础网络系统，实现信息资源服务平台内各资源的联接和平台外网络的联接，实现信息的联通整合现有城市信息资源，建立数据交换共享和更新维护机制，建立数据共享和交换技术标准和相关管理规范建立云资源管理系统，实现计算资源、存储资源、网络资源的统一管理和按需分配建立完成相应的安全措施。达到对网络安全、数据安全、应用安全、运行安全等可控管理建立自然人、法人、公共信息库等共享数据库，业务数据库、知识库等，为宏观决策提供数据支持建立统一的、标准的云计算中心软硬件资源，满足各部门、社会单位的对智慧城市建设管理的信息化需求