城市智慧基础设施建设与关键技术应用

城市智慧基础设施建设与关键技术应用

韩卫娜

黄河勘测规划设计研究院有限公司   450003

摘要：智慧城市的发展与建设关系到新型城镇化质量，有助于经济的快速转型，对城市可持续进程的推进大有裨益。因此应该给予城市智慧基础设施建设高度重视，采取合理的方式方法对基础设施建设能力、水平进行提高。同时加强对现代化先进技术手段的利用，将基础设施建设与大数据、云计算等技术融合，为建设工作的顺利开展提供支持。

关键词：智慧城市；基础设施建设；关键技术；应用

0引言

我国城镇化进程在深入推进的同时，城市规模日益扩大，在经济、社会、人文发展等方面发挥重要作用。智慧城市概念的提出为城市发展及转型提供了契机，因此在未来建设中，应该加强对城市智慧基础设施建设的关注，将先进的技术及理念应用到智慧城市建设中，保证智慧城市长久发展进程能得到稳定推进。

1城市智慧基础设施建设必要性

1.1 实现与物质世界、信息世界实时数据连接

现阶段，城市智慧基础设施包含内容颇多，诸如信息网络设施、公共服务平台、城市基础设施智能化转型等。其中信息网络设施囊括了下一代通信、宽带网络等内容。公共服务平台涵盖政府数据中心、云计算中心等。在城市的发展与建设中，基础设施的智能化、数字化转型是必然，诸如道路、车站、各类管网等，将先进的技术应用其中，实现基础设施建设一体化发展目标，以便智慧城市的建设水平能全面提高。加强城市智慧基础设施建设可以满足智慧城市的具体要求，通过对现代化系统设施设备的利用，如射频发射仪器等，可以对信息数据高效收集与整合，有助于输数据可用性的增强，提高数据信息的整体利用率，为智慧城市的长久发展打下良好基础[1]。

1.2 提升公开智能数字资源整合能力

在智慧城市建设过程中，通过对各类系统的合理利用，可以对城市整体发展情况真实反映。利用智慧系统能做到智能化启动、实时响应和操作。在城市智慧基础设施建设期间，对智慧系统灵活应用，可以构建智能电网以及分布式网络系统，促进各类信息数据整合力度的提高，将各类实时数据与历史数据整合在一起，借助通信技术等进行通报，诸如电子支付、电子政务等。在智慧城市建设阶段，基础设施主要涵盖商业活动、运输、通信等，如果能加强对物联网、大数据、云计算等技术的利用，可以将城市发展期间的各类问题解决，提升数据资源利用率，实时对城市发展情况进行检测，有针对性地制定建设措施，有利于智慧城市的稳定发展[2]。

2城市智慧基础设施建设中应用的关键技术

2.1 大数据技术

大数据是借助传统或者现代化工具对海量的数据收集与处理，最终形成容量巨大的数据库。大数据和云计算从技术的层面考量，能够紧密融合在一起，大数据通过和云处理、云应用平台等技术的融合，可以对智慧城市的信用系统灵活构建，并提升系统的性能与实用性。从思维方式层面考量，大数据的相关性等特点明显。从社会发展角度分析，大数据能对传统决策模式加以替代，将城市智慧基础设施建设与信息技术衔接，可以为建设工作的顺利进行提供技术支持。城市智慧基础设施建设中具有多样性以及高速性特点，因此要对信息高效采集与整理。

云平台是智慧城市建设中基础，通过对云平台的应用，能快速采集系统的各类硬件和软件资源，之后应用虚拟化技术对各类资源进行整合，包括计算、存储以及网络等资源，同时将用户需求作为标准，有针对性地采集需要的数据。针对数据采集过程，是从海量数据资源中信息收集的过程。因为城市智慧基础设施建设期间产生的信息较多，因此要灵活应用数据挖掘技术，深入挖掘有价值的信息。应用数据挖掘技术能整合网络中的各种数据，对数据进行智能化处理，并通过与云计算技术的融合，在最短的时间内将网络融合中的问题解决[3]。

2.2 物联网技术

物联网技术主要用来实现物与物之间的信息交流，由感知层、网络层以及应用层组合而成。感知层可以让物品与物联网进行信息交换，对物品的相关信息精准识别，灵活对信息数据采集和处理，提升数据利用率。物联网技术中包含的技术较多，诸如射频技术，这种技术可以对信息快速获取，精准对物品信息识别。传感器则是利用探测物体的物理信号进行感知，在物联网系统运行过程中，传感网络能获取大量的信息，并对信息快速采集和整理，在短时间内将信息传送到大数据云计算平台上。网络通信技术可以利用低速网络实现物与物之间的相互联通。物联网技术能让人与人、人与机器、机器与机器之间相互联通，通过利用不同类型的传感器，借助有线和无线网络为用户提供固定式、移动式服务。因此物联网技术的发展和运用，对城市智慧基础设施建设有积极影响，可以在市政管理、楼宇、城市交通等智能化建设方面发挥重要作用，有利于城市智慧基础设施建设水平的提高[4]。

2.3 云计算技术

近年来，数字技术以及互联网发展速度的不断加快，互联网数据量成倍增长，互联网数据在处理过程中，传统模式已经无法满足现代发展需求，处理能力偏低。物联网在发展期间，其中包含大量处于闲置状态的计算机设备及存储资源，如果能将这些资源整合在一起，统一的进行调度和提供服务，可以促进资源利用率的提升，也能让系统高效及平稳运行，让更多人能从中受益。而若想实现这一目标，必须有云计算技术支持。云计算是将互联网作为基础引导大众参与的一种计算模式，其计算资源具有被虚拟化、可伸缩等特点，多以服务的方式提供。基于计算机技术，在对城市智慧基础设施建设期间，可以打造时空信息云平台，将空间大数据、视频大数据等大数据整合起来，集中化管理和控制，依照具体需求，有针对性地对数据管理和存储，并为其提供相应服务，保证城市智慧基础设施建设需求能得到满足，诸如交通、物流、城市管理等，让城市智慧基础设施建设得到稳步推进，为城慧城市的可持续发展打下坚实基础。

2.4 信息安全技术

在智慧城市建设过程中，主要是将物联网和云计算先进技术手段作为基础，属于新型的城市建设模式，涉及多个环节，包括信息的采集、处理及传输等。在城市智慧基础设施建设期间，所面临的风险与云计算、物联网技术有紧密联系，而信息安全技术的高效应用，有助于信息安全防护能力的增强，可以第一时间发现潜在的安全隐患以及漏洞。

（1）物联网安全。物联网在城市智慧基础设施建设的方方面面都有体现，能将信息世界与物联世界衔接起来，让信息实现共享与互通。物联网的智能化、设备化特点显著，因此在应用期间经常出现安全方面的问题，潜在的风险和安全隐患颇多。物联网技术体系结构主要分为感知层、应用层和网络层和。其中感知层的节点出现被控制、攻击等问题后，与之交互的信息全部会被窃取，甚至会发送错误信息，对系统的平稳运行造成影响。因此感知层的安全措施要强，能对恶意节点精准判断，提升感知层的连通性。网络层可以为信息的传递提供保证。保障网络层安全的技术主要有安全路由协议、恶意代码防御等技术。应用层包含很多核心技术，如云计算、数据挖掘等，可以利用加密、授权认证等方式保证用户信息的安全[5]。

（2）云计算安全。云计算安全问题是云计算技术应用过程中亟待解决的重要问题，云计算的计算能力强大，其中涵盖了大量的计算资源，恶意攻击人员会借助云计算服务随意更改信息，或者窃取有价值的信息，导致技术应用存在很大安全隐患。云计算安全包含数据安全以及应用安全等。数据安全可以让云计算中存储的数据始终保持安全。应用安全则可以在计算机平台上利用各种应用系统达到安全维护的效果。

2.5 空间信息技术

空间信息技术发展于20世纪60年代，能将各类技术集成在一起，诸如卫星的定位系统、地理信息系统、网络技术等。其中卫星定位系统的优势较多，能实现全天24小时不间断且无线定位，可以精准定时和定位。系统在应用期间，具有较高的效率及精准度，不会被外界因素影响和干扰，及时获取城市室外地表物体的位置信息。在城市智慧基础设施建设过程中，加强对卫星定位系统的利用，可以促进建设水平的全面提高。地理信息系统是由计算机系统、用户等组成，将这一系统应用到城市智慧基础设施建设中，能够为建设工作的开展提供更大空间，有助于建设质量的增强。城市地理信息服务平台的构建，可以实现信息的共享与利用，为政府、企业等提供数据以及相应服务，提高资源利用率。遥感技术在基础设施建设中的利用，能够精准了解目标物的特点及变化规律，在对数据获取过程中，可以借助动态、快速等特点，在城市智慧基础设施建设的基础上，强化对空间数据的获取，保证基础设施建设能有可靠的数据资源作为支撑。现阶段，遥感数据已经成为城市智慧基础设施建设中不可缺少的重要数据来源，能够保证建设方案与决策制定的可靠性[6]。

3城市智慧基础设施建设对策

3.1 强化社会资源的应用，科学选择城市智慧基础设施建设模式

在城市智慧基础设施建设中，应该结合城市的具体发展情况，有针对性地选择和利用建设模式。对基础设施建设项目的特点、投融资渠道、方式等因素全方面考量和分析。在项目初期阶段，应该将政府作为主体，对城市智慧基础设施建设的资金、人才、技术等方面合理调控。在建设的中期阶段，需要将政府的主导作用充分发挥出来，强化企业、社会团体之间的合作，积极鼓励并引导社会组织融入到基础设施建设中，开展与跨国公司全方位的战略合作。在远期阶段，加强对全球资源的协调与整合，并在重点领域展开战略合作，包括产业建设、基础建设等，深层次地对具有特色的城市智慧总体构想加以探索，保证智慧城市的发展目标能顺利实现，促进城市智慧基础设施建设水平的提高。

在建设城市智慧基础设施期间，经营性和非经营性项目要利用不同的运作模式。若是纯经营性项目，可以应用TOT、BOT等模式，若是准经营项目，可以利用PPP模式，非经营项目要选择运用BT模式。在项目建设过程中，投资建设运营应该整合在一起，实现一体化管控，由政府作为主体，加大对项目的管理力度，强化对风险的管控，保证智慧城市能实现良性循环的目的。还要对城市的实际情况综合考量，对宏观政策等因素深入分析，以便城市智慧基础设施建设可以为城市的发展提供新动力。

3.2 强化第三方部门投资建设，将城市智慧基础设施建设瓶颈打破

现阶段，在城市智慧基础建设及经营期间，存在的问题较多，以政府为主对市场缺陷加以弥补的这种模式已经无法促进市场经济良好发展，也不利于廉洁高效政府的构建。因此在智慧城市发展期间，应该结合基础设施的建设现状，将政府作为主体，加强对社会各方力量的引导，让社会组织能自主融入到基础设施建设中，积极地进行投资[7]。

在数据服务平台及智慧网络建设中，可以尝试利用中国电信、移动、联通等企业为主体的建设和运营模式，确保城市智基础设施建设进程能得到稳步推进。培育机构投资者，加大对集合融资渠道的拓宽力度。机构投资者具备多重复合功能，包括监管、融资等，可以让资本市场的结构进一步优化与完善，保证产权的约束力度能增强，也有利于资源的充分应用。为促进城市智慧基础设施建设效果和水平的提高，还要加强对基础设施投资模式的创新与优化，本着因地制宜的原则，对国际通行方式大力推进。将需求作为核心，对新的融资方式加强开放，加大成熟方式推广力度，诸如项目融资、融资租赁等。在商业信贷方式的优化与转型中，可以提出打包信贷、按揭贷款等设计要点。在证券融资模式优化中，将实际现状作为基础，提出提前退还或者次级债券等设计要点。

3.3 建立健全的保障机制，提高城市智慧基础设施建设稳定性

在城市建设期间，各个部门及行业需要积极参与其中，全方位地协调配合，诸如政府、企业以及城市建设者等。为了能将相关部门及各行业人员之间的关系处理好，让各方利益获取实现最大化，有效解决智慧城市建设期间存在的各类问题，增强城市智慧基础设施建设有效性，让智慧城市能高效且平稳运行，应该加强对保障体系的完善与优化。

（1）构建完善的监管体系。在城市智慧基础设施建设计划阶段，为保证管理有效性，让制定的目标顺利实现，应该加强对质量保证体系的构建，合理制定措施方案。项目实施期间，成立督查小组并安排专业的技术团队，以此提高施工水平和质量，为城市智慧基础设施建设效果提高提供保障。加强对相关的社会中介组织培育。通常，公共事业产品价格的形成与调整需要将运营成本作为基础，所以企业的成本资料必须精准、完整和真实，不能出现弄虚作假的问题。为实现这一目标，安排信誉良好的会计或者审计事务所等社会组织对项目成本进行核算与审计，确保评估结果的客观性及精准性，为合理定价提供支持。在城市智慧基础设施建设时，构建完善的监控体系，诸如建设过程监控、人员监控、设施监控等。人员监控是指对项目工作人员的行为进行监督和管理，以便其行为能始终保持规范合法，避免出现腐败等行为，提高建设的效率。在建设过程的监控期间，安排政府部门以及企业管理人员负责，从原材料质量、成本以及施工人员素质、水平等方面着手，对城市智慧基础设施建设的施工单位、施工行为全方位管控，统一规划和管理，对建设行为严格监督，了解整个过程是否合理，以便城市智慧基础设施建设的最终效果能满足规划要求和标准。同时建立健全的基础设施管理和运营机制，强化对各部门的协调，优化城市管理理念，高度重视智慧基建，本着以人为本的原则设计建设方案，提高城市智慧基础设施建设投资回报率。

（2）构建人才队伍体系。在城市智慧基础设施建设期间，应该有强有力的人才作为保障，只有人才水平、素养以及专业能力达到标准，才能提高基础设施建设的整体水平。针对现阶段人才总量不足的问题，在今后建设期间，应该广泛吸收并培养、发掘人才，加强对人才资源的利用，利用招聘专门人才等形式对急需人才加以引进。从未来发展的角度考虑，加大人才储备力度，积极出台相关政策法规，合理应用物质精神奖励的办法，将人才留住和吸收，让人更多人才投入到城市智慧基础设施建设工作组中。做好人才培训工作，让人才具备与其自身价值相适应的收入或者待遇，对人才进行与其自身能力业绩相符的政治支持、精神鼓励，保证人才的价值能发挥到最大，为城市智慧基础设施建设工作的有序开展提供支持。

（3）构建组织保障体系。智慧基础设施建设是一项综合性强且涉及内容广泛的项目，需要各方面协调与合作，如果某一环节出现问题，必然会对建设的整体效果产生影响，最终导致建设流程发生断裂问题，无法达到预期制定的目标。因此为提高城市智慧基础建设有效性，应该明确组织管理模式，做好各部门以及各行业的分工。从政府层面考量，我国城市在建设期间以分散式为主，所以在统一规划的前提下，应该由各个部门分别建设不同方面，诸如交通运输部门、绿化部门、公共事业等。

3.4 重视城市智慧基础设施建设，满足的智慧城市规划目标

政府部门在对城市智慧基础设施建设过程中，应该将重点放在城市基础信息资源平台建设方面，对信息资源的共享不断深化，促进资源的开发与利用。在基础设施建设期间，智慧城市公共服务平台要加强对传统思维的拓展与革新，为智慧系统的全面应用和协同提供技术支持，确保资源能真正实现共享，促进服务水平的提高。将构建宜居城市作为核心，加快城市环境建设的信息化与智能化，以构建平安城市作为目标，加强对安全防控信息化平台的构建，以便城市的整体安全能得到维护。为了能实现智慧城市与主导产业的深层次融合，还应该强化对传统产业的转型和升级。通过各类资源的整合与应用，可以提高基础设施建设的效果。此外政府要对投资的基础设施各层面与平台进行整体化设计，提高资源利用率，不仅要将智慧城市的特色体现出来，还要避免出现分散且重复建设的问题，打造高质量、高水平、高起点的应用型基础性公共平台。

结束语：

综合而言，城市智慧基础设施建设涉及面广，具有复杂性和综合性特点，因此在基础设施建设期间，不可避免会被各类因素影响，导致建设效果无法达到预期。为提升城市智慧基础设施建设有效性，应该合理分析当前建设期间存在的问题与不足，加大对大数据、云计算等先进技术手段的应用，并将政府作为主体，有针对性地选择建设模式，建立健全的保障机制，确保基础设施建设工作的有序开展。

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