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物联网、大数据、云计算作支撑 智慧城市:变化无声

[日期:2014-06-03] 来源:河北日报   作者: [字体: ]

  “冰箱里还剩1个苹果,是否需要订购?”你的手机收到冰箱自动发来的短信。不用回复,根据提前的设定,冰箱将自动向网上商城下单,并提示你用手机在线支付。

  5月21日,在河北联通智慧城市体验厅,工作人员尹芳向记者展示了智慧家电等未来智慧城市的应用。

  河北省石家庄、秦皇岛等6个设区市,已被列为首批国家智慧城市试点。截至目前,河北省11个设区市政府都同互联网运营商签署了智慧城市战略合作协议。

  感受智慧城市迫近的脚步,或许世界将为之改变。“城市智慧化,变化润物而无声。”河北联通产品运营支撑中心副总经理蔡晓贤解释,这样的未来,是用先进发展理念对城市进行规划设计,用集成技术解决各种城市病的全新生活。

  那么,何种智慧支撑智慧城市的建设?“物联网、大数据、云计算。”蔡晓贤解释,像是一根三脚架,智慧城市基于这三项技术,建立起现实世界与数字世界的融合,实现对人和物的感知、控制和智能服务。

  物物联网——

  形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络

  冰箱如何感知苹果数量?手机如何控制冰箱?冰箱、手机、快递公司,如何建立起联系?答案是:物联网。

  互联网已经给我们的生活带来了深刻变化,然而网络功能、网络世界再强大也终究是虚拟的,与现实世界是相隔的。

  “物联网却能让人与物、物与物相联。”蔡晓贤介绍,物联网是利用互联网等通信技术把传感器、控制器、人员和物体等,通过新的方式联在一起,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。

  “这离不开传感器和嵌入式系统。”蔡晓贤说,“如果把物联网比作人体,传感器就相当于人的眼睛皮肤等感官;嵌入式系统则是人的大脑,负责处理控制来自感官神经系统的信息,并发布指令。”

  “作为‘物体的感官’,传感器让物体‘活’了起来。”蔡晓贤说,“传感器分为热敏、光敏、气敏等种类,可以感知声音、温度、位移、速度、重力、光照等物理变化,还可以感知酸、碱、盐浓度等化学及生物变化。”

  事实上,如GPS定位仪、二维码、超市商品条码等,传感器在生活中已有广泛应用。蔡晓贤表示,在自动化生产中,传感器用来监控各种生产参数;在环保事业中,各种传感器可监测水质。“毫不夸张地说,从太空到海洋,几乎每个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。”

  信息的采集需要传感器,信息的处理、物体的远程控制则需要嵌入式系统。

  蔡晓贤介绍,嵌入式系统就是一个控制面板,却综合了计算机软硬件、集成电路、电子应用等多种技术。“各种程序被嵌入其中,可以依据从传感器网络获取的数据,通过设定好的程序来实现整个控制逻辑。”

  在我们身边,嵌入到水表、电表中,可以代替人工、实现远程抄表的专用控制器;嵌入到灯泡中,根据光线强弱自动调整路灯亮度的控制器;根据车流量自动调整红绿灯间隔的控制器……蔡晓贤说,小到快递员手里的PAD(掌上电脑),大到航天航空的卫星系统,都是嵌入式系统的应用。

  通过把传感器装备到各种建筑、家电、公路、电网、供水系统、油气管道等实体中,实时采集信息;通过嵌入式系统对接收到的信息进行分析处理,发布远程控制指令。这就是物联网的运行过程。

  “物联网技术是城市智慧化建设的基石,是智慧城市的基础应用。在物联网关键领域的技术积累,决定了城市智慧化建设的品质。”蔡晓贤说。

  慧在数据——

  建立数学工具和数据模型,对数据进行筛选,最终实现智能决策

  工厂机器上传感器的读数,监控探头的视频……惊人的数据量,滚滚而来。

  “以石家庄为例,目前全市范围内已安装6万多个公安监控探头,每天全市的数据量将达到PB级(1PB=1024TB)。目前我国在600个城市装有2000多万个摄像头,365天24小时监控,数据量大得惊人。”河北联通通信技术专家陈灿强说。

  但这些数据仅是冰山一角。互联网时代,尤其是社交网络、电子商务、移动通信把人类社会带入了一个大数据时代。

  据《大数据时代》作者维克托估算,2013年,世界上存储的数据能达到约1.2泽字节。一个数字电影可压缩成1GB,而一个艾字节相当于10亿GB,一个泽字节=1024艾字节。

  虽然数据是海量的,但是数据并不是垃圾。对数据进行挖掘分析,可以创造出巨大的社会和经济效益。

  “大数据对智慧城市的最大贡献,是基于预测功能基础上的智能决策。”陈灿强说,从医院的就诊数据中,可分析传染病发病前期模式;从微博微信的内容中,可找出某个倾向性群体……这都是大数据的运用。

  技术人员通过建立数学工具和数据模型,对数据进行筛选。在此基础上,针对智慧城市中不同的数据用途,提出科学的推理方法,构建城市运行的各项预测系统,最终实现智能决策。

  大数据的分析挖掘,可以在细微之处改变人类的生活。

  交管部门通过分析处理历年来的车流量等交通数据,提前预测拥堵发生的时间地点,为及时预警和疏散交通压力提供重要的预测性参考。

  “大数据分析甚至可以帮助降低犯罪发生率。”陈灿强说,通过对历史案件的社会化和预测性分析,可以发现犯罪趋势和犯罪模式,找出共同点及相关性,给有关部门提供参考。

  有时,大数据利用的方式可以很巧妙、很隐蔽。比如,不间断记录网页上每一个用户的点击,通过分析这些数据可以优化其呈现给网民的内容和网页结构;跟踪用户微博的“状态更新”和“喜好”,可以设计最佳广告从而赚取收入……

  “大数据挖掘不仅能够成为公司竞争力的来源,也将成为国家竞争力的一部分。”陈灿强认为,数据正在成为巨大的经济资产,成为新世纪的“矿产”与“石油”。“现代社会面临的教育、交通、环保等挑战,在未来都可能通过大数据这种创新方式得以解决。”

  云深何处——

  提供一个统一的运行支撑平台,共同对外提供超级计算能力和存储空间

  爆发式的大数据增长,令云计算数据中心应运而生。

  “传统的计算能力、存储空间,无法处理如此海量且不规则的非结构化数据。”蔡晓贤说,这就需要适应大数据分析的数据平台。

  云计算数据中心的突出特点是具备大量的基础软硬件资源。目前在个人领域应用最突出的就是“私有云”,比如百度云存储、迅雷云点播。

  应用在“云”中某处运行,用户无需了解运行的具体位置。蔡晓贤解释:“通过集群应用,将计算能力和存储能力分布在大量的分布式计算机上,而非本地的计算机上,通过应用系统将这些分散的能力汇总起来,提供一个统一的运行支撑平台,共同对外提供超级计算能力和存储空间。”

  云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。尹芳介绍,个人所请求的资源来自“云”,而不是固定有形的实体。“用户只需要一个显示器、一个客户端,就可以通过联网登录数据中心来获取计算能力及存储空间。”

  智慧城市迫切需要这样强大的信息处理系统。

  “依托于云计算平台的虚拟化架构,不管是政府部门还是企业,再也不需要单独建设电脑机房和物理服务器。”蔡晓贤说。

  在智慧城市中,通过整合交通、医疗、税务、水利等各种政务资源,建立起公共云计算数据中心,可以打破城市各功能系统原有的条块分割,杜绝资源的重复建设,提高资源利用率,达成信息共享。

  截至目前,河北省11个设区市均部署了大规模的云计算数据中心。已建成的中国联通廊坊云基地,提供云计算机架4万余架,呼叫中心坐席7500个,为河北省智慧城市及公共政务云提供了可靠的保障。

  云计算除了可以让你体验每秒10万亿次的运算能力,还可以提供虚拟化、按需计费的服务。

  “简单地说,计算能力、存储能力将成为一种商品,就像水电一样,取用方便,按需计费、费用低廉。”尹芳说,“云”就是一个庞大的资源水池,你想使用云资源,就给你单独开一个水龙头,你用多少水,收多少费。

  “智慧城市最终将形成一个平台、两大技术体系的整体技术架构。”蔡晓贤说,即基于大数据挖掘与分析的智慧城市综合管理运营平台,基于物联网的数据采集体系和基于云计算的跨行业跨地区资源分配体系。

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