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1、智慧城市大数据分析技术录第1章 智慧城市概述1.1 智慧城市是城市发展的必然阶段1.2 众说纷纭的智慧城市1.3 智慧城市的定义与内涵1.4 智慧城市建设的关键要素1.4.1 国外智慧城市建设的关键要素分析1.4.2 国内智慧城市建设的关键要素分析1.5 智慧城市的数据管理1.6 结参考献第2章 智慧城市与数据2.1 什么是数据2.2 智慧城市与数据的关系2.3 数据分析技术在智慧城市中的应2.4 纽约的电治理与应科技发展计划2.4.1 纽约的电治理2.4.2 雄勃勃的应科学发展计划2.4.3 纽约学都市科学与进步中2.4.4 微软曼哈顿实验室2.5 伦敦的城市公共数据能开放平台2.5.1 伦
2、敦数据法案与数据峰会2.5.2 智能交通和罪案控制2.6 新加坡的“智慧国2015”计划2.6.1 新加坡电政府2015 纲要2.6.2 城市可持续性发展案2.6.3 信息通信产业培育计划2.7 “智慧尔2015”计划2.7.1 U-City 计划2.7.2 “利数据解决市烦恼”城市 号的提出2.7.3 城市数据开放与利2.7.4 建在NFC 基础上的城市移动付系统2.8 结参考献第3章 智慧城市的数据体系架构3.1 智慧城市体系架构的演进3.1.1 以功能为中的体系架构3.1.2 以数据为中的体系架构3.2 智慧城市的数据体系架构3.3 物联感知层：数据的来源3.3.1 物联感知层的标准体系
3、架构3.3.2 物联感知层的关键技术3.4 络通信层：数据的动态性3.4.1 络通信层的标准体系架构3.4.2 络通信层的关键技术3.5 数据及服务撑层：数据的存储与分析3.5.1 数据和服务撑层的标准体系架构3.5.2 数据和服务撑层的关键技术3.6 智慧应层：数据的价值发掘3.6.1 智慧管理与服务3.6.2 智慧产业与经济3.6.3 智慧建设与宜居3.7 结参考献第4章 智慧城市的数据特点4.1 引4.2 智慧城市的数据来源4.2.1 机器产的数据4.2.2 户产的数据4.3 智慧城市的数据分布4.3.1 市政数据4.3.2 企业数据4.3.3 开放数据4.4 智慧城市的数据特征4.4.
4、1 数据的基本特征4.4.2 数据开放与信息孤岛4.5 开放数据临的问题4.5.1 政府引导数据开放4.5.2 数据安全与隐私保护4.6 结参考献第5章 数据的分布式存储与处理5.1 数据分析平台5.1.1 数据分析平台临的挑战5.1.2 数据分析平台的体系架构5.1.3 数据分析平台的关键技术5.2 分布式存储与处理框架：Hadoop5.2.1 Hadoop 的介绍5.2.2 Hadoop 的组成5.2.3 Hadoop 的架构5.2.4 Hadoop 与分布式开发5.2.5 Hadoop的关键技术5.3 开放的机器学习算法平台：Mahout5.3.1 Mahout 简介5.3.2 Maho
5、ut 的主题5.3.3 Mahout 的算法5.3.4 Mahout 的使5.4 利Mahout和Hadoop处理数据5.5 数据技术的发展现状5.6 结参考献第6章 智慧城市的数据分析技术6.1 引6.2 传统数据分析技术与具6.3 数据分析技术的特点6.3.1 数据采集6.3.2 数据导和预处理6.3.3 数据统计与分析6.3.4 数据挖掘6.3.5 数据可视化6.4 数据分析与云计算技术6.5 数据分析临的主要挑战6.5.1 数据集成与分析问题6.5.2 数据的隐私保护问题6.5.3 数据分析的思维式转变问题6.5.4 数据时代分析结果测度标准问题6.6 数据分析相关关键技术6.6.1
6、分布式件系统6.6.2 分布式数据库管理系统6.6.3 索引和查询技术6.6.4 次挖掘技术6.6.5 数据可视化技术6.6.6 数据分析平台6.7 常数据分析算法6.7.1 MapReduce 编程模型6.7.2 分类和预测问题6.7.3 朴素叶斯6.7.4 持向量机6.7.5 逻辑斯蒂回归6.7.6 随机森林6.7.7 分类和预测问题结6.7.8 聚类分析6.7.9 K-均值聚类算法6.7.10 聚类分析结6.7.11 数据中距离和相似性度量法6.8 结参考献第7章 城市管理中的数据分析7.1 智慧政务7.2 智慧医疗7.3 智慧社区7.4 智慧交通7.5 智慧安全7.6 智慧产业升级7.
7、7 智慧体育7.8 结参考献第8章 数据与商业智能8.1 机遇：数据带来商业创新8.1.1 什么是商业智能8.1.2 数据促进商业智能升级8.2 难点：分析处理结构化数据8.2.1 结构化数据模型8.2.2 分布式存储与并处理架构8.2.3 结构化数据查询语8.3 数据时代商业智能的六核要素8.3.1 企业信息管理8.3.2 数据仓库8.3.3 企业治理8.3.4 公司治理、险和合规管理8.3.5 企业绩效管理8.3.6 分析应8.4 发掘数据中蕴含的价值与商机8.4.1 数据研究的商业价值8.4.2 数据研究的科学价值8.5 结参考献名词索引信息与通信创新学术专著智慧城市系列智慧城市中的数据
8、分析技术Smart City with Big Data Analysis Technology秦志光主编刘峤刘瑶钟婷编著邮电出版社北京图书在版编（CIP）数据智慧城市中的数据分析技术/秦志光主编；刘峤，刘瑶，钟婷编著.- 北京：邮电出版社，2015.2（信息与通信创新学术专著.智慧城市系列）ISBN978-7-115-37410-3.智.秦刘刘钟.现代化城市城市建设研究统计数据统计分析研究.C912.810212.1中国版本图书馆CIP数据核字（2014）第267461号内容提要本书以智慧城市和数据技术之间的本质联系为出发点，通过动的 案例从不同的视去介绍智慧城市的内涵和数据的核技术。为了
9、能让读者了解智慧城市和数据技术的核内容，认清这两热 点领域之间的本质联系，本书第1章和第2章先介绍了智慧城市和 数据的基本概念及其相互之间的内在联系，通过动的案例，帮助读 者建起数据分析技术在智慧城市中的具体应的直观印象，有助 于激发读者的思考和创造。第3章第5章重点介绍了智慧城市运营 过程中的数据产特征，通过对智慧城市的数据形式和潜在利价值 进归纳分析，得出了智慧城市的数据体系，并提出了建智慧城 市数据分析平台的指导性建议。最后3章介绍了数据分析技术的内涵与外延，对数据分析技术的最新发展动态进了归纳整理。本书可作为希望了解数据技术和智慧城市的政府作员、校和科研院所相关专业研究员、在校学和研究
10、的门书，也可作等院校计算机相关专业选修课参考教材和专业培训教材。 主编 秦志光编著 刘峤 刘瑶 钟婷责任编辑 代晓丽责任印制 彭志环 邮电出版社出版发 北京市丰台区成寿寺路11号邮 编 100164 电 邮 件 315 址 北京铭成印刷有限公司印刷 开本：70010001/16印张：18.52015年2第1版字数：362千字2015年2北京第1次印刷定价：88.00元读者服务热线（010）81055488印装质量热线：（010）81055316反盗版热线：（010）81055315前前我国正在规模开展智慧城市建设试点作，的是通过引进和利科技段来改善城市管理运营平，缩城乡差距，解决城镇化问题和城
11、市病问题，在提城市竞争、促进产业升级的同时，改善。然受相关领域信息技术速发展的影响，智慧城市的概念和内涵也处在不断发展变化的过程中，这使城市的许多管理者处在困惑和不解当中，迫切需要知识更新的有效段；另，也给从业者学习和掌握相关技术造成了极的困扰。在缺乏有效引导的情况下，们对海量的知识和技术的迅速更新换代，往往显得茫然措，不知道该从何去学习和掌握关键技术。从远看，这对于我国的智慧城市建设事业分不利，由于缺乏知识的储备和系统的思考，往往容易被跨国信息技术企业牵着，不仅造成投资浪费，且错失发展良机。为此本书的作者与邮电出版社的编辑共同策划了本书，的是结合本书作者多年从事相关领域科研作所积累的实践经验
12、和近年来参与我国多个城市的智慧城市规划与融资项实施的实战经验，系统介绍智慧城市建设中涉及的数据、物联、移动互联等关键技术的内涵与科技发展动态，及其与智慧城市建设的相互关系，从帮助城市管理者了解科技动态和把握技术脉络，帮助相关从业员了解技术体系和认清技术动向，从更好地制订学习和研究计划。本书主要介绍智慧城市建设中的数据技术。数据和智慧城市是前受到社会普遍关注的两热点领域，然由于提出的时机不同和推动的动不同，们对这两者的认识通常是割裂开来的。然随着智慧城市建设逐步深铺开和数据分析技术益受到社会重视，们开始逐渐认识到这两者其实有着内在的必然联系，智慧城市建设离不开数据分析技术的持，数据分析技术的发展
13、也离不开智慧城市这个最典型的应场景。受信息技术速发展的影响，这两个新事物的内涵和外延也处在不断发展变化的过程中，这不仅加了们学习和掌握相关技术的难 度，进步加剧了们认清事物本质和发展规律的难度。数据分析技术是个专业性极强的技术领域，许多未成熟的前沿科技成果正在被源源不断地引，这对从事相关应开发的员提出了更的要求，他们必须不断更新的知识体系和认识，跟上技术发展的脚步；智慧城市建设则是个涉及城市管理的系统程，单从科研和技术的视出发是法贴近城市建设具体需求的，单从政管理的视出发也是法真正认识和利科技段来改进城市管理运营平的，要解决这个盾，科技作者、企事业单位相关从业员和政府管理部门的相关员也必须不断
14、更新的知识体系。智慧城市，必须由专家来建设，这的“专家”，既包括城市管理运营的专家，也包括真正掌握了数据技术的专家。在从事智慧城市建设咨询的过程中，本书的策划者对此有深切的体会。我们希望通过本 书，向读者系统完整地介绍数据技术及其与智慧城市建设的关系， 并通过具体的案例帮助读者了解如何运数据分析技术来助推城市的智能化管理和运营，为企业和社会创造经济价值和社会效益。在智慧城市的设计与建设中，我们思考最多的是以下3个问题：对多元异构的数据洪流，我们应该如何应对？对各种不同的数据分 析具和解决案，到底哪些才是能够推动科技创新和创造实际价值 的核技术？怎样才能实现对数据的智能融合与分析，进实现对 数据
15、的有效管理和从中获取所需的知识，从更好地管理和运营我们 的城市？本书分3个部分对上述问题进了逐解答。先在第1部分，介绍了 智慧城市和数据的基本概念及它们相互之间的内在联系，通过动 的案例帮助读者建起数据分析技术在智慧城市中的具体应的直 观印象，激发读者的思考和创造。本书的第2部分重点介绍了智慧城市运营过程中的数据产特征，通过对智慧城市的数据形式和潜在利价值进归纳分析，给出了智慧城市的数据体系，并提出了建 智慧城市数据分析平台的指导性建议。最后在本书的第 3部分，介绍了数据分析技术的内涵与外延，对数据分析技术的最新发展动态 进归纳整理，帮助读者完整系统地了解数据分析技术所涉 及的知识体系和技术核
16、；另为相关从业员深学习掌握 数据分析技术给出了学习线索，有助于他们更好地制订针对某项特定 专业技术的学习计划；同时有助于城市的管理运营者了解数据分析 技术的能和实际应价值。本书的作者是“985”校活跃在科研线的中年教师，均具有博学历，在数据分析、物联、云计算、移动互联和信息安全等领域 有着丰富的科研和实践经验，承担过多项国家级重点项和重课题。其中编纂负责秦志光教授为国务院学位委员会学科评议组成 员、国务院特殊津贴获得者，在信息安全领域和计算机应技术领域有着期的学术积累。此外，本书的全体编著员均实际参与过我国多个城市的智慧城市规划与国家级试点城市申报作，取得了许多成功经验。这些经验对于其他城市的
17、智慧城市建设有着积极的借鉴意 义，这也是本书独有的特点之。由于作者的平有限，书中难免存在各种错误和问题，恳请读者谅解，也希望读者批评指正。作者智慧城市概述第1章 2014年9城市是类社会发展到定阶段的必然产物。在美国著名城市规划理 论家刘易斯芒福德看来，城市实质上就是类的化1。城市从到 有、从简单到复杂、从低级到级的发展历史，反映了类社会、类同样的发展过程。芒福德认为城市是改造类、提类的场所。他认为城市的主要功能是化为形，化权能为化，化朽物为 雅的艺术形象，化物繁衍为社会创新。城市是类为需求的展现，因最优的城市经济模式应是关怀和陶冶。智慧城市的的就是实现这种经济模式，能够体现城市市个和全体的意
18、志，能够知觉、治制、我实现。智慧城市是当前城市发展的新理念和新热点，以改善城市环境质量、优化城市管理和产活式、提升城市居幸福指数为的，是信息时代的新型城市化发展模式，对城市实现以为本、全协调可持续的科学发展具有重要意义。智慧城市的核驱动是通过度的城市信息化来满城市发展转型和管理式转变的需求，其基本内涵是：以推进实体基础设施和信息基础设施相融合、构建城市智能基础设施为基础，以数据、物联、移动互联等新代信息通信技术在城市经济社会发展各领域的 充分运为主线，以最限度地开发、整合和利各类城市信息资源 为核，以为居、企业和社会提供及时、互动、效的信息服务为段，以全提升城市规划发展能、提城市公共设施平、增
19、强城市公共服务能、激发城市新兴业态活为宗旨，通过智慧的应 和解决案，实现智慧的感知、建模、分析、集成和处理，以更加精细和动态的式提升城市运管理平、政府政效能、公共服务能和市活质量，推进城市科学发展、跨越发展、率先发展、和谐发展，从使城市达到前所未有的度“智慧”状态。智慧城市是城市发展的必然阶段1 .1 类的远古祖先居定所，渔猎，为了抵抗体型庞的凶猛动物联合起来形成部落，当猎物丰富以需要储存时，他们才开始了定居活。随着交换为和商业的发展，城市才逐渐崛起；业命以后，随着量科学技术的产，城市获得了前所未有的发展；进现代社会以后，随着数量的不断增，城市变得越来越，也越来越拥挤。随着技术的进步和城市的快
20、速发展，城市中出现了各种各样的城市病，如众多、资源不、环境污染、交通拥堵、然灾害 频繁发等问题，这些问题已对城市的发展提出了挑战，且这不是某个城市的问题，全球各城市都在临或将临这些问题。城市以前的发展模式已经不能应对这些问题，城市需要更加智慧的法来解决这些问题。智慧城市的概念是由IBM公司在2009年提出的，使智慧的法来 解决城市问题这个概念早在2008年以前就被提出，如1995年年底， 来亚总理哈蒂尔提出建设总积为 750 平千的多媒体超级 廊（Multimeia Super Corrior，MSC）计划。建成后 MSC 将拥有世界最先进的信息技术硬件设施，以吸引世界性的技术企业前来投资，从
21、实现哈蒂尔塑造来亚“知识经济”社会的梦想。2004年3，韩 国政府推出了u-Korea发展战略，希望使韩国提前进智能社会。u- Korea战略是种以线传感器络为基础，把韩国的所有资源数字 化、络化、可视化、智能化，以此促进韩国经济发展和社会变的 国家战略。2005年7，欧盟正式实施“i2010”战略。该战略致于发展最新的通信技术、建设新络、提供新服务、创造新的媒体内容。 2006年6，新加坡启动了iN2015计划。这是个为期10年的计划，共投资约40亿新元，标是利处不在的信息通信技术将新加坡打造 成个智慧的国家和全球化的城市。2008年IBM提出智慧地球的概念，引发了全球的关注，智慧城市是在智
22、慧地球的基础上发展来的，其标是引领城市通向繁荣和可持续发展。IBM认为城市是个 集交通、能源、商业、安全、医疗、品等系统于体的综合体，智 慧城市就是在现有城市信息化的基础上为城市居提供更安全、更 效、更及时的服务。众说纷纭的智慧城市1 .2 据有关资料显，我国学术界关于智慧城市的介绍始于2005年姚的智慧城市试验2和姚、凤翔等的“智慧城市”：来亚新动3。2008年，中国提出4万亿元币投资应对融危机时，智 慧城市的议题引起了国内各界的关注。同时IBM公司在中国连续召开 了22场智慧城市的讨论会，与中国200多名市及近 2 000 名其他城市政府官员交流，进推出符合中国现状的智慧城市发展规划。20
23、10年 以后智慧城市的概念开始逐步被国内研究者关注，随着我国智慧城市 建设的兴起，国内相关专家对智慧城市的研究也在迅速增加，并开始形成热潮。IBM认为，21世纪的智慧城市能够充分运信息和通信技术段感测、分析、整合城市运核系统的各项关键信息，从对包括、环保、公共安全、城市服务、商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为类创造更美好的活。具体来说，智慧城市需要具备 四特征：全感测、充分整合、激励创新和协同运作4。全感知是指遍布各处的传感器和智能设备组成“物联”，对城市的核系统进测量、监控和分析；充分整合是指“物联”与互联系统完全连 接和融合，将数据整合成城市核系统的运全图，提供智慧的基础设施；激励创
24、新是指励政府、企业和个在智慧的基础设施之上进科技和业务的创新应，为城市提供源源不断的发展动；协同运作是指基于智慧的基础设施，城市的各个关键系统和参与者和谐效地协作，达到城市运的最佳状态。巫细波、杨再认为智慧城市的核是以种更智慧的法通过利 以物联、云计算等为核的新代信息技术来改变政府、企业和们相互交往的式，对于包括、环保、公共安全、城市服务、商业活动在内的各种需求做出快速智能的响应，提城市运效率， 为居创造更美好的城市活5。他们认为智慧城市体系可以分为感 知层、络层和应层，分别对应以下3个的特征：更透彻的感知、更泛的互联互通、更深的智能化。其中更透彻的感知是指利任何可以随时随地感知、测量、捕获和
25、传递信息的设备、系统和流程快速获取城市任何信息并进分析，便于即采取应对措施和进期规划；更泛的互联互通是指通过各种形式的速带宽通信络具，将个电设备、组织和政府信息系统中收集和储存的分散信息及数据进连接交互和多共享，从对环境和业务状况进实时监控，从全局度分析形势并实时解决问题，使作和任务可以通过多协作完成，改变整个城市运作式；更深的智能化是指深分析收集到的数据，获取更加新颖、系统且全的情况来解决特定问题以更好地持城市发展决策和动。简之，智慧城市=物联+互联。李德仁院认为智慧城市建在数字城市的基础框架上，通过所不在的传感将它与现实城市关联起来，将海量数据存储、计算、分析 和决策交与云计算平台处理，并
26、按照分析决策结果对各种设施进动化控制6。数字城市存在于络空间中，虚拟的数字城市与现实的物理城市相互映射，是现实活的物理城市在络世界中的个数字再现。在智慧城市阶段，数字城市与物理城市可以通过物联进有机的融合，形成虚实体化的空间。在这个空间内，将动和实时地感知现实世界中和物的各种状态和变化，由云计算中处理其中海量和复杂的计算和控制，为类存繁衍、经济发展、社会交往等提供各种智能化的服务，从建个低碳、绿和可持续发展的城市。李德仁院的观点简单的公式可以表为：智慧城市=数字城市+物联+云计算。王家耀院则认为智慧城市就是让城市更聪明，本质上是让作为城市主体的更聪明7。它是通过互联把处不在的被植城市物体的智能
27、化传感器连接起来形成物联，实现对物理城市的全感知，利云计算等技术对感知信息进智能处理和分析，实现上“数字城 市”与物联的融合，并发出指令，对包括政务、环境、公共安全、城市服务、商活动等在内的各种需求做出智能化响应和智能化决策持。2012年中国通信学会智慧城市论坛智慧城市书对智慧城市的定义是“以发展更科学，管理更效，活更美好为标，以信息技术和通信技术为撑，通过透明、充分的信息获取，泛、安全的信 息传递，有效、科学的信息处理，提城市运和管理效率，改善城 市公共服务平，形成低碳城市态圈，构建的新形态城市。”2013年中国电技术标准化研究院公布的中国智慧城市标准化书对智慧城市的内涵进了详尽的描述：智慧
28、城市是“以推进实体基 础设施和信息基础设施相融合、构建城市智能基础设施为基础，以物 联、云计算、数据、移动互联等新代信息通信技术在城市经济社会发展各领域的充分运为主线，以最限度地开发、整合和利各类城市信息资源为核，以为居、企业和社会提供及时、互动、效的信息服务为段，以全提升城市规划发展能、提城 市公共设施平、增强城市公共服务能、激发城市新兴业态活为 宗旨，通过智慧的应和解决案，实现智慧的感知、建模、分析、集成和处理，以更加精细和动态的式提升城市运管理平、政府政效能、公共服务和市活质量，推进城市科学发展、跨越发展、率先发展、和谐发展，从使城市达到前所未有的度智慧状 态”。仔细分析以上各家的观点，
29、不难发现他们的共同点在于以运新代信息技术对城市公共管理与服务领域进智能化建设作为智慧城市的出发点，以实现城市可持续发展与提升居的活质量作为智慧城市的落脚点。然从技术的度对智慧城市的定义进分析可以发现， IBM、巫细波、杨再、李德仁、王家耀等对智慧城市的定义忽略了智慧城市服务的主体，正如芒福德在城市发展史起源、演变和前景书中所讲，城市的最优化经济模式是关怀、陶冶。智慧城市的信息技术应该是服务、关怀的技术。因此，从技术的度分 析智慧城市内涵可以认为智慧城市在数字城市的基础上，通过移动互联、物联、云计算建现实世界与数字世界的融合，以实现对 和物的感知、经济转型的发展、城市智慧的管理，为城市居提供及
30、时便的智能服务，从实现城市的可持续发展和使城市居活得更美好的的。智慧城市的定义与内涵1 .3 我们给出智慧城市的定义如下：智慧城市是建在发达的移动互联、物联和线传感基础之上的度互联的数字化城市，构建在云计算技术基础之上的城市公共信息服务平台是智慧城市的基本配 置，智慧城市的智能性来源于对城市运营数据的创新应，数据创新产业的成熟标志着智慧城市初步建成。数字城市是建设智慧城市的前提。数字城市以计算机技术、多媒体技 术和规模存储技术为基础，以宽带络为纽带，运遥感、全球定 位系统、地理信息系统、遥测、仿真虚拟等技术，对城市进多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利信息技术段把 城市的过去、现状
31、和未来的全部内容在络上进数字化虚拟实现。“数字城市”系统是个地（地理环境）关系系统，它体现与、地与地、与地相互作和相互关系，系统由政府、企业、市、地理环境等既相对独密切相关的系统构成。数字城市是实 体物理城市在“数字空间”的映射，它与现实城市物理空间分离，智 慧城市通过物联把虚拟城市的“数字空间”与现实城市的“物理空间”联结在起，智慧城市是数字城市的延伸、拓展和升华。移动互联是智慧城市建设的最佳实践载体。移动互联将移动通信和互联者结合起来，成为体。户通过移动互联可以随时随地地使随携带的移动终端（智能机、平板计算机、笔记本式计算机等）获取互联服务。随着宽带线接技术的发展和移动终端设备的普及，我国
32、移动互联进全时代。根据中国移动互联发展会发布的移动互联蓝书中国移动互联发展报告（2014）数据显，截2014年1，我国移动互联户总数达 8.38亿户，在移动电话中的渗透率达67.8%，机规模达5亿，占总数的成多，机户占移动互联户量的第位。移动互联以其移动化、宽带化、融合化、便携化、可定位化、实时性的特征为户的作与活带来了极便利，如户可以通过移动终端实时查询交通路况系统的实时路况信息，制订适合程的出路线；还可以通过移动终端实时查询地图系统帮助户找到的的地；也可以在乘等时阅读新闻、观看视频以及发表情。根 据户和服务商在移动互联的为可以将移动互联络数据分为户成内容（User-Generated Co
33、ntent，UGC）和机器成内容（Machine-Generated Content，MGC）。户成内容主要包括户上传的视频、图和本，主要源于的我表达需求；机器成内容 主要包括传感数据、服务器志等，主要源于科技、军事和商业需求。户使移动终端满各种需求的同时，也为智慧城市建设提供了海量的数据，移动互联实现了互联、际关系和物联三者的融合，为智慧城市的建设提供了最佳的载体。物联是智慧城市建设的桥梁。物联的概念是在1999年提出的，其 定义是：通过射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、红外感应器、全球定位系统（Global Posttioning Syst
34、em，GPS）、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联连接起来， 进信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理 的种络。物联以其强的感知能为智慧城市提供了对城市进实时监控的可能，只有通过环境感知、位感知、照明感知、城市管感知、移动付感知、个健康感知、线城市门户感知、交通交互感知等，智慧城市才能实现对市政、产业等的智能化 管理。云计算是智慧城市的重要动。云计算是种基于络的持异构设施和资源流转的服务供给模型，它提供给客户可治的服务。云计算持异构的基础资源和异构的多任务体系，可以实现资源的按需分 配、按量计费，达到按需索取的标，最终促进资源规模化，促使分的专业化，有利
35、于降低单位资源成本，促进络业务创新。智慧城 市系统由多种业、多个领域及多个城市复杂系统组成的综合系统， 其多个应之间存在信息共享、交互的需求，需要抽取各个应系统 的数据进综合计算以便为城市管理者、企业领导者、城市普通居 提供决策的依据。这些相互联系、密不可分的系统需要多个强的信 息处理中对各种信息进处理，云计算技术以其低成本、虚拟化、 可伸缩、多租户的特点，可以帮助解决智慧城市建设中需要规模分 布式数据管理、向服务应集成以及快速资源部署等问题。数字城市建设、云计算、物联只是智慧城市建设的段，为城市居提供更幸福的活才是智慧城市的根本标。为了更好地服务于城市居，必须实时感知城市状态，分析城市信息，
36、充分利移动互联数据，实现对城市数据的利并反作于城市，使城市变得更加美好。智慧城市建设的关键要素1 .4 作为城市化的级阶段，智慧城市是系统整合、物理空间和络空 间交互的、公众泛参与的、使城市管理更加精细的、使城市环境更加和谐的、使城市经济更加端的、使城市活更加宜居的城市创新 发展模式8。从要素上讲，智慧城市系统可进步划分为战略体系、社会活动体 系、经济活动体系、技术体系和空间体系五体系。从要素的耦合上 来看，智慧城市的五体系也展现了智慧城市的种均衡状态：撑体系与空间体系共同组成智慧城市的物理发展基础，分别以信息技术进步和空间品质优化的不断演进，构成经济与社会的发展平台；社会活动体系与经济活动体
37、系互为关联，实现公平与效率的均衡；战略体系作为统领，实现各体系的动态均衡9。综合，智慧城市的发 展，不仅需要实现对上述五体系的建设发展，更需通过五体系要素的耦合及其协同发展，共同实现智慧城市的战略标1013。1.4.1 1 国外智慧城市建设的关键要素分析智慧城市在国外的发展，最早可追溯到1992年新加坡制定的以“建设覆盖全国的速宽带多媒体络”为主要内容的“IT2000-智慧岛计划（19921999年）”，该计划被视为全球智慧城市的萌芽。表 1-1 从战略、社会、经济、空间和技术 5个维度，对国外典型国家的智慧城市建设情况进了总结，并对上述国家智慧城市的建设特点进了系统化 的对分析14。总结国外
38、发达国家智慧城市的建设特点可以看出，这些城市均是以强的经济发展条件为基础；另，各城市结合基础和发展需求，在战略定位和要素建设上有所差异。具体体现如下：（1）在战略层上，由于信息通信技术和宽带络的发展对于城市互联互通、虚拟平台建设、电政务服务等的平台作，各个国家基本上都把“宽带技术”的提作为发展和建设智慧城市的基本标。（2） 在经济层上，欧盟和美国两经济体的GDP总和乎占到世界GDP 总和的半，其他国家GDP在智慧城市的建设过程中也有较幅度的 提升，这对于政府以及公众接受并发展智慧城市建设都有很好的推动 作。（3）在社会要素层上，美国把智慧城市的建设重放在智能社区“数字化”的建设上，通过宽带络把
39、整个资源都连接起来，给市提供便；欧盟、新加坡则是把“低碳、经济”作为发展标。（4）在空间要素层上，这个国家和地区都是把智慧交通建设作为空间建设的要任务，解决由于增多、交通拥堵带来的种种问题，为市提供便利，同时优化和节约交通时间。（5）在技术要素层上，乎所有的国家和地区都在智慧城市的建设过程中和世界顶尖技术公司合作，把校和企业的技术运到当地智慧建设中，并把智慧城市建设的重放在信息通信技术的发展上。1.4.2 2 国内智慧城市建设的关键要素分析受全球智慧城市建设热潮的影响，我国也开始了全的智慧城市建设。尤其是2008年年底IBM“智慧的城市在中国突破”战略提出后，“智慧地球”、“智慧城市”等新概念
40、引起们的泛关注，且从城市建设出发，以物联建设和信息通信技术应为核的智慧城 市建设，也是我国进步推动城市化演进和信息化发展的内在需求。2010年9，宁波市第个从政府层提出智慧城市建设以来，截2012年4，我国共有3个直辖市、6个省份、51个城市相继提出智慧城 市建设规划。其中，北京、上海、州、宁波、深圳等城市已进智 慧城市的实质性建设阶段，并在改善居住环境、缓解交通系统拥 堵、提能源使效率等取得了初步的建设成效13。表1-1 国外典型智慧城市建设的基础条件及特点表 1-2 对国内典型智慧城市的发展战略及其基础条件进了总结分析。从表中可以看出，国内典型智慧城市在发展过程中均制定了较为明晰 的战略标
41、，且依据城市的经济、社会、空间和技术等基础和条 件，各城市的发展战略也有所差异14。体现在智慧城市的建设要素上，我国智慧城市的建设体现出以下特点：（1）在经济层上，各城市良好的经济发展条件和不断优化的产业结构为智慧城市的建设奠定了基础；（2）在产业结构层上，尽管各城市三产业结构的重稍有差异，但共同之处在于第、第产 业的重在下降，第三产业的重在上升，尤其是科技服务业是第 三产业发展中的重中之重，这对其智慧城市的建设与发展起到了关键 性的作；（3）在社会层上，公共社会事业的发展和其对社会群体价值取向、利益诉求多元化的均衡为智慧城市的发展提供了保障；（4） 在空间层上，除了宁波的重点放在港综合服务的
42、建设上以 外，其他城市的建设重点都放在交通基础设施的建设以及交通系统 络的覆盖上，便利的交通系统对于节约运输时间、缓解交通拥堵、各 种服务的快速响应都有关键的影响；（5）在技术层上，物联依旧占据着建设中的基础作，并对其他产业的发展提供了必要撑。各 城市都把信息技术的建设以及物联的扩展作为技术发展的基础， 表1-2。同时，各城市进步针对的建设特点，开展各式各样的 技术创新。总体，我国智慧城市的发展强调了以经济和产业为驱动的建设模式，通过发展低碳经济，持实现产业结构的转型升级和经济的可持续发展，如州、南京、宁波等；另则强调了信息基础设施建设在智慧城市建设与发展中的先导作，利信息技术发展的平台建设城市的核产业，并通过推进电信息化的发展，提智慧城市发展的质量和效率，如上海、北京等。此外，由于各城市战略标定位及资源禀赋的差异，各个城市的建设与发展举措也存在差异 性。如在战略举措上，上海是利世博后续效应把世博会中应的新技术运于上海市智慧项的建设