智慧城市IT应用创新64

智慧城市中的IT应用创新—大数据时代的数据开放和安全共享刘增明国家信息中心2014年12月电话68557536邮件[e-mail]提纲我们生活在一个神奇的时代智慧城市点亮精致生活智慧城市建设需要精细化管理大数据时代的数据开放和安全共享三次工业革命给世界带来的巨大的变革和改变信息技术已深度融入各领域数字医疗电子商务现代物流智能交通智能家居信息化战争数字地球——人类信息化的终极梦想努力将所有的信息数字化F1海量数据在“数据地球”中高速处理、交换、分析F2数字地球反作用于物理地球F3物理地球数字地球数字化数据化逆数据网络无处不在移动互联网、物联网、泛在网泛在网云计算移动互联网物联网移动互联网发展极为迅猛人、物的全网联通，网络遍布每个角落—2020年，可穿戴设备将作为连接移动互联网和物联网的媒介，带动移动终端高速发展，成为网络的核心接入设备。—随着物联网的快速发展，人和物都将接入网络，到2020年，生产和生活的各种设备都将在网络上互联互通。谷歌眼镜、苹果手表、戒指等可穿戴智能设备的出现，标志未来移动互联网与物联网融合下，网络无处不在。移动互联网时代，伴随物联网和云计算，未来将有望实现“万物联网”美国平板电脑用户数已经超过0.5亿，智能手机达到这一数字用了10年，未来可穿戴设备将用更短时间超越这一数字可穿戴设备有望成为主流移动终端2020年,将有240亿事物连接到网络中，生产和生活的各种设备都将在网络上互联互通。中央网络安全和信息化领导小组宣告成立中央网络安全和信息化领导小组宣告成立体现了中国最高层全面深化改革、加强顶层设计的意志，显示出在保障网络安全、维护国家利益、推动信息化发展的决心中央网络安全和信息化领导小组宣告成立，在北京召开了第一次会议。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平亲自担任组长，李克强、刘云山任副组长，再次体现了中国最高层全面深化改革、加强顶层设计的意志，显示出在保障网络安全、维护国家利益、推动信息化发展的决心。这是中共落实十八届三中全会精神的又一重大举措，是中国网络安全和信息化国家战略迈出的重要一步，标志着这个拥有6亿网民的网络大国加速向网络强国挺进。“国家信息化发展战略”界定了信息化的历史地位信息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会变革的重要力量大力推进信息化，是事关我国现代化建设全局的战略举措，是贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。扩大信息消费给经济发展带来新的增长点在扩大居民消费需求方面，“信息消费”这一新型消费领域的拓展，将给信息产业带来新的增长点。巩固扩大传统消费，积极培育信息、旅游、文化、健身、培训、养老、家庭服务等消费热点，促进消费结构优化升级由于信息产品消费就是信息消费的三大类之一,包括手机、平板电脑、IPTV(交互式网络电视)终端、智能安防设备、物联网等各类网络化终端产品的消费。促进信息消费势必带来相关产业的发展国务院文件明确了促进信息消费的目标12我们需要智慧的生活15真正的智慧不仅在于能明察眼前，而且还能预见未来---大智者善于处理现实中的矛盾和问题，大慧者长于思考现实提出的理论问题加快推进智慧城市建设，是应对城市化发展新挑战、打造高品质生活城市的迫切需要•随着城市化的快速发展和经济快速增长，未来五年一批城市将步入城市化中后期，城市发展将全面进入功能开发新阶段，将面临着城市管理、民生改善、城市交通、环境资源等方面越来越严峻的挑战城市管理•以物联网为代表的现代信息技术的应用，将使城市管理更加智慧。•整合与优化配置城市资源，构筑更科学的监测、预警、分析、预测和决策体系。民生改善•就医、住房、出行、就业和社会保障等“四难”的解决。人居环境、服务环境、人文环境和就业环境等“四优”的创建。•斯德哥尔摩市2006年开始应用智慧交通系统，到2009年底交通堵塞降低了25%，交通排队所需时间降低了50%。资源环境•通过智慧技术的应用，城市生产生活将以动态的、实时的、更加精准的方式实施管理。•资源利用率和劳动生产率大大提高，能源消耗率和污染排放率明显下降。人与自然关系更加和谐。智慧城市的总体目标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测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•住宅信息管理智慧城市规划纷纷出台城市相关规划北京《智能北京行动纲要》，包含智能交通、电子病历、远程医疗、智能家庭、电子商务等，希望2015年，形成覆盖全市的物联基础网络。上海打造城市光网，发展3G、WIFI等多种技术的无线宽带，推动智能技术、云计算和物联网等新技术研发应用，加快三网融合。宁波“十二五”期间，宁波智慧城市建设主要着力于31项工程87个项目，包括智慧应用体系建设、智慧产业基地建设、智慧基础设施建设、居民信息应用能力建设、组织保障机制建设等几个方面。总投资407亿元。佛山2015年将佛山建设成战略性新兴产业聚集区、四化融合先行地，提出智慧服务基设施十大重点工程，希望做到以信息化带动工业化、提升城市化及加快国际化的作用。深圳国家三网融合试点城市之一，致力完善智能基础设施、发展电子商务支撑体系、推动智能交通、培育智能产业基地。希望在2012年实现宽带无线网覆盖率100%，组建华南地区的物联网认证中心。太原太原市政府将围绕“信息惠民、信息兴业、信息强政”三大服务领域，着力聚焦“政务、金融、交通、医疗、安全、能源、文教、物流”八大行业应用，加快转型创新，建设智慧太原。重庆重庆市规划局召开“智慧城市”研讨会，提出将地理信息框架与物联网、云计算等技术相融合，在重庆市现有地理信息资源基础上建设“智慧重庆”。天津“十二五”期间，天津市将重点实施总投资2800亿元的“六大信息化行动”，到2015年，基本构建起以“智能、融合、惠民、安全”为目标的“智慧天津”总体框架。……中国电子信息产业发展研究院软件与信息服务业研究所所长安晖在2012年12月4日举行的“IBMPureData发布盛典”上表示，我国目前至少有120个城市或地区将智慧城市建设列入了“十二五”规划或制定了行动方案，而且预计“十二五”期间将有600~800个城市建设智慧城市。13年4月11日，根据新华社报道：继国开行提供不低于800亿元的投融资额度后，又有两家商业银行作出承诺，表示将提供不低于国开行的授信额度，支持智慧城市建设。粗略估计，相关投资或将超过4400亿元。城镇信息化的投资规模，估计总投资额远超万亿的规模。成为信息产业增长最为关键性的拉动力量。数据来源：公开资料、公司资料、宏源证券研究所整理智慧城市必须走智能化的道路实时收集和分析更多的信息人工智能与人的智慧相结合更加科学地决策更加高效地执行智慧城市的基本内涵其基础：一是设施物品充分感知；二是信息网络互联互通；三是信息资源深度整合；四是知识管理普及深入。（感知城市+联通城市+数字内容城市）借鉴欧盟的智慧城市评价标准21智慧经济智慧移动性智慧环境智慧人民智慧生活智慧治理竞争力社会与人力资本参与交通与ICT自然资源生活质量创新精神；创业；贸易；劳动生产率；劳动力市场国际嵌入性；转型能力文化程度；对终生学习的喜爱社会与民族；灵活性；创造性；开放性；参与性参与决策；公共与社会服务；透明治理；政策与前景本地的可达性；国内（国际）可达性；ICT设施可用性；可持续的创新和安全交通运输系统自然条件的吸引力污染；环境保护；可持续资源管理文化便利；保健条件；个人安全；住房质量；教育便利；对旅游者的吸引力社会凝聚力智慧城市总体框架智慧城市需要打造一个统一平台，设立城市数据中心，构建三张基础网络，通过分层建设，达到平台能力及应用的可成长、可扩充，创造面向未来的智慧城市系统框架。平台层IT能力CT能力城市数据中心网络层通信网互联网物联网手机PC摄像头RFID传感器网络视频电话internet呼叫中心无线网关云计算感知层应急指挥应用层数字城管平安城市政府热线数字医疗环境监控数字物流智能交通宽带是智慧城市的基础面对近年来全球经济不景气的现状，大力发展宽带网络，对于扩大内需，拉动信息消费，推进经济方式转变具有重要作用，也为我国经济发展储存了无限的能量。国家近年来重视宽带网络建设智慧城市需要构筑丰富的应用数字政务数字民生数字产业智慧城市将“P2P的无限沟通”带入“M2M物联时代”，打造数字政务、数字产业和数字民生。智慧城市将通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源、为市民提供无处不在的公共服务，为政府公共管理（市政监控、智能交通、电子医疗、数字旅游、城市安全等层面需求）提供高效而有竞争力的手段，为企业提升工作效率，增强产业能力，最终使城市在信息化时代的竞争中立于不败之地。大数据在各行业中创造的大价值大数据在行业内向纵深发展更多的交易和交互数据相互融合数据分析在国外用户行为分析个性化营销更为广泛的应用前景大数据价值潜力指数信息技术为大数据应用开辟了前进道路传感技术：大数据的主要来源存储技术：不仅数据量大，而且要有信息存储模式传输技术：不仅提供传输能力，还是数据的创造者处理技术：不仅是处理能力，更是处理方法（结构化语义处理）面临挑战数据源结构化、半结构化（病历），非结构化（PACS影像)数据格式标准难制定,或不断变化数据量中型城市（1000万人口）存放50年会达到10PB医疗信息区域内准实时共享，医生可快速调阅病人信息信息共享提升效率基于病史的自动医疗、饮食等建议；针对病史和病症的OTC药物参考等个性化医疗疾病自动分类和诊断计算机辅助诊断趋势分析：例如，流行病扩展情况分析、癌症的历年趋势、药物效果分析决策辅助系统区域医疗健康档案系统解决问题居民电子病历存储、查询解决方案HBase分布式数据库存放健康档案和PACS影像数据特点优势高速数据导入；实时数据查询；关键字搜索；分布式统计智慧医疗智慧交通HBaseMapReduceHive即时查询(例如：路况信息)应用程序视频流处理(例如：实时路况)数据挖掘(例如：车辆跟踪)大数据处理技术RDBMS：事物类处理行存储关系型小型机为主NoSQL海量全局数据处理Key-ValueMapReduceX86平台NewSQL：分析类处理列存储关系型X86平台大数据激发技术创新39NewSQL：严格保证一致性、遵循关系模型，完整支持SQL92标准，一定程度上牺牲可用性和分区容错性。特点：列存、主要使用场景：主要用于结构化数据的统计分析Nosql数据库：侧重分区容错性，一定程度上牺牲一致性和可用性，突破了关系模型，不一定支持SQL。特点：主要使用场景：非结构化数据的统计分析、实时查询共性：采用廉价的X86平台、本地硬盘、分布式架构英特尔Hadoop发行版40Hive0.9.0交互式数据仓库Sqoop1.4.1关系型数据库同步工具Flume1.1.0日志收集工具IntelHadoopManager2.2安装、部署、配置、监控、告警和访问控制Zookeeper3.4.5分布式协作服务Pig0.9.2数据流处理语言Mahout0.6机器学习英特尔Hadoop发行版组件稳定的企业级hadoop发行版利用硬件新技术进行优化HBase改进和创新，为Hadoop提供实时数据处理能力针对行业的功能增强，应对不同行业的大数据挑战分布式、高维数据库HbaseHBase0.94的改进和创新，提供即时数据处理Map/Reduce1.0.3稳定高效的分布式计算框架HDFS1.0.3可靠的分布式文件系统R-statistics数据统计密不可分的大数据与云计算云彻底改变IT大数据彻底改变业务信息安全覆盖范围急剧