云计算与智慧城市.docx

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云计算与智慧城市

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智慧城市建设方案

第一部分云计算与智慧城市

前言

在科学技术突飞猛进的今天，利用新一代信息技术促进城市规划和建设,打造“智慧城市”的呼声日趋高涨。

建设智慧城市的核心是整合城市资源的同时以高效智能化的系统进行感知互联和协同处理。

近年来，云计算作为一次新兴产业的革命,其服务的本质是以基于网络的支持异构设施和资源流转的服务供给模型，提供给客户可自治的服务。

云计算对资源的按需分配、按量计费，有利于降低投资成本，提高资源利用和信息化运作效率。

智慧城市建设与云计算发展相辅相成，智慧城市的构想将推动云计算机制落地，反之，云计算的超级计算能力也将给城市化进程插上“智慧”的翅膀。

1、智慧城市概述

1.1智慧城市发展背景

城市化的脚步越来越快。

据统计，2050年将有70%的居民居住在城市。

城市越来越大,人口数量激增,交通每况愈下,环境严重污染,能源消耗惊人，医疗资源紧缺,生活成本上调。

一个汇集多应用，针对多行业的系统化平台呼之欲出，以解决资源与需求之间的矛盾。

面对系统复杂和计算资源有限之间的矛盾,云计算在信息化大潮中应运而生，并成为建设智慧城市数据中心的一条必经之路。

1.2智慧城市理念概述

智慧城市是新一代信息技术支撑下的创新城市环境形态。

智慧城市基于物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、FabLab、LiviｎｇＬab、综合集成法等工具和方法的应用,营造有利于创新涌现的生态，实现全面透彻的感知和互联，实现城市化在资源动态伸缩下的可持续发展。

智慧城市的核心理念,一方面是以人为本，另一方面在于不断的创新。

2、　云计算应用于智慧城市的优势

2.1平台层的统一和高效能

云计算的一大特点是支持异构设施的协同工作。

基于云计算的数据中心，是通过基础设施即服务（Iaaｓ）的构建模式，将传统数据中心不同架构、不同品牌、不同型号的服务器进行整合,通过云操作系统的调度，形成一个统一的运行平台,并按照应用需求来合理分配计算、存储资源,优化效率和能源运作比例。

2.2大规模基础软硬件管理

基础软硬件管理是云计算中心操作系统资源管理的基础,可以实现基础硬件的状态和性能监控；能够对紧急异常情况发出预警信号。

它是维护数据中心正常运转的必要手段，也是对高层次资源调配提供决策的依据。

２.3业务／资源调度管理

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。

业务/资源调度管理的作用是自动将资源调度到需要的地方，保障海量资源的负载均衡。

从而可以实现资源的广泛共享，有效提高资源的利用率,为开展绿色节能业务提供技术支撑。

2.4安全控制管理

数据安全是当下智慧城市建设的一大核心竞争力,是企业和个人用户考虑的首要问题。

迁移到数据中心的资源，用户可以借助云数据中心的安全机制实现业务的安全性，主要包括从基础软硬件安全设计、云计算中心操作系统架构、策略、认证、加密等多方面进行综合防控,从而节省用户个人方面过多的资源和精力。

2．５节能降耗管理

建设节约型社会，是经济社会可持续发展的物质基础,是保障经济安全和国家安全的重要举措。

采用节能技术的云计算数据中心，可以将资源负载提高到８0%。

如此举措极大程度上规避了当前业界普遍的设备高负载状况,最大程度上实现数据中心绿色、低碳的节能运营。

3、智慧城市云的关键技术架构

智慧城市的技术架构分为四层,分别为感知层、网络层、平台层和应用层，四层之间实现全面的互联互通。

感知层部署着一系列数字终端，包括ＰC、手机、摄像头、传感器网络、呼叫中心等等,全面感知外部环境，对于表面现象第一时间做出反应。

网络层通过各种网络设备、网络（包括互联网、移动网、物联网）与感知层的各种设备进行连接,将设备获取的信息实时传输到业务平台，实现各架构层之间的互联,为业务的互通奠定基础。

平台层通过运营管理设计统一的平台，在业务层面解决业务和资源运营管理的问题;在网络层面解决网络的抽象和资源的管理等问题。

平台基于云计算数据中心，以虚拟化技术整合资源，开发构建一系列智慧城市业务云平台。

智慧城市的数据中心以节约占地面积、减少能源浪费和提高运作效率为宗旨，在基础设施的选择上考虑高密度低能耗的服务器，如云创存储cSｔor云存储系统，可以满足一线大城市的PB级高性价比服务器部署需求。

应用层运用感知层获得的数据构建对应的业务系统，具体利用基于云计算的数据存储、处理等能力，开发不同行业领域的城市应用,实现各行业、产业的智能化服务。

4、智慧城市云的行业应用

以云计算数据中心为核心,打造独立于多个应用系统的云平台，如市政云、交通云、教育云、安防云、物流云、医疗云等,为各类上层应用提供支持，将城市的各行各业的信息化平台统称为“智慧城市云”。

4.１智慧政务

４.１．1城市综合管理平台

城市政务云即构建基于云计算的城市综合管理平台。

平台将为政府办公提供提供移动办公、移动执法、视频监控、公众服务等业务的移动通信网络的接入通道服务,集成包括3Ｇ移动宽带、短信、彩信、位置服务等移动通信资源,对委办各局的应用接入进行统一管理，并负责移动智能政务的网络安全、身份认证、运行监控。

平台提供的业务内容包括移动智能政务接入管理、智能政务访问门户、智能政务安全认证、政务无线网关、城市综合多媒体信息系统等。

4.１.２智慧城管

城市区域的扩大和人口流动性的增长为安防管理带来了严峻挑战。

一直以来,视频监控是建设平安城市的重要部署方案,面对早期城市监控系统分布窄、视角局限、清晰度差等问题，基于云计算的智慧城市理念成为全球城市安防管理的迫切需求。

基于云计算的智慧城市监控系统，以云存储系统为基础架构，整合云视频监控系统。

例如云创存储cVideo云视频监控系统。

系统的综合调度和云端转码可以满足超大规模高清视频监控、海量数据存储、以及远距离监控的要求。

同时监控平台上构建的预警系统,将第一时间与公安部数据中心交换信息,对紧急情况及时反映，缩短危机反应时间,提高安全防护效率。

在视频内容方面,结合大规模分布式cProｃ云处理进行智能图像识别,对城市海量视频数据秒级整合和索引，分析出有效数据协助警力侦破案件。

４.2智慧产业

４.２.1智慧交通

交通拥挤造成了巨大的时间浪费，并加剧了城市环境污染。

当前,传统的交通技术和手段已不适应经济社会发展的要求，智慧交通系统将是交通事业发展的必然选择。

云计算的出现,让高效处理交通数据的设想成为现实。

以cProc并行计算处理架构搭建交通信令处理平台,公共交通的调度指挥和道路突发情况预警由系统第一时间反馈,并作出海量数据的实时分析，疏导交通状况，即使对紧急情况进行处理。

4．2.2智慧物流

城市智慧物流的构架理念是将感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中形成系统的连接,形成所谓"物联网"，然后将物联网与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。

期间,数据中心的计算机集群将倚赖云计算的高效计算能力整合资源,对系统网络内部的人员、机器、设备实施实时的管理和控制,提高资源利用率和生产力水平,达成更贴近自然、以人为本、智慧和谐的生活方式。

4.２．3智慧能源

据美国能源部的研究结果，由于电网效率低下而造成的电能损失高达总电能的67％。

资源告急和能源浪费的紧迫现状下，以智能电网为架构的能源方案被纳入城市建设的重要考虑。

智慧城市的能源方案可以配备新型数字式电网,利用云计算的资源调配和管理能力对能源系统进行实时监测。

这不仅有助于他们更迅速地修复供电故障,而且有助于他们更“智慧”地获取和分配电力。

智慧能源能够降低市民的能源消费，提高能源可靠性,并有助于旁敲侧击的鼓励新能源的开发利用。

4.2.4智慧环境

随着城市建设步伐的加速,废气、废水、生活和建筑垃圾等污染物不断滋生，成为城市化进程一大矛盾。

相应智慧城市的建设号召，着手打造“智慧环境”。

各级环保部门部署环境自动监控仪器,依照国家有关技术规范和环境信息行业技术标准，建设高水平的、覆盖全面的、系统集成统一的在线监测监控系统。

系统基于云计算的分布式计算能力，可以有效对于海量数据进行高效并行计算,大幅提升处理能力。

ｃＰroc云处理的机制充分利用分布式网络能力,让相关部门和单位对监测数据进行共享,及时利用监测数据进行分析决策，加强监管准确力和数据处理能力。

4．３智慧民生

4．3.１智慧家居

智能家居是以城市居民住宅为单位,以环保、安全、舒适为核心理念,运用云计算、分布式网络等技术实现各家各户的安全防范、设施集成、自动控制等功能,形成一个构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。

智慧家居的构建可以户型为单位,配备云存储平台,为每户的家居数据建立私有云进行管理，在保障用户个人隐私的基础上开发应用，满足不同职业、背景和家庭的需求。

4.3.2智慧医疗

在中国新医改的大背景下,智慧医疗正在走进寻常百姓的生活。

智慧医疗通过打造区域医疗海量信息平台，利用最先进的云计算技术,构建各医疗机构和部门信息系统的协作、互通和共享,使医务人员随时掌握每个病人的病案信息和最新诊疗报告,随时随地的快速制定诊疗方案,提高人民生活和健康水平。

4.3.３智慧教育

好的教学课要打破时间、空间的限制，并且能进行实时的互动、交流,以较快提升整个城市的教育水平。

智慧城市需要更多的智慧教室,而智慧教育的上空应该是一朵“云”的构架。

在数字智慧课堂上，同学们将摆脱沉重的书包,利用各种便捷的移动互联网终端学习功课。

海量的教程数据被云存储机制保存在云端，随时进行查询获取，轻松完成课程。

老师们也可以通过云端信息管理智能化的进行教学。

考试、作业等都可以在线完成和提交,构建一个跨越地域局限性的开放、灵活、优质、统一的教育资源公共服务平台。

5、应用云计算建设智慧城市的意义

5.１促进现代服务业的发展

云计算既属于现在服务业的范畴，又可以为传统产业提供转型变革的条件,带动区域产业结构调整。

云计算作为高性价比的技术机制,其宗旨是为IＴ服务节省更多成本。

智慧城市云的建设以最优方案使市民享受到最高效的信息资源服务,促进现代服务业健康高速发展。

5.2推动区域社会和经济更快发展

云计算中心可以聚合多个应用平台,开发更大规模的应用，处理更大规模的数据,并且能够对数据进行深度挖掘，从而为政府决策、企业发展、公众服务提供更好的平台。

中小企业在数据中心的支撑下按需获取资源，更大程度上降低风险，创造更高经济效益。

5.3降低区域信息化的总体成本

云计算通过其负载均衡机制可以提高IT物理资源利用率，有效降低设备投资规模成本,从而降低能源浪费。

其对资源的集中管理,能节省人力资源开支，降低维护成本。

资源的高效流转中，信息化门槛降低,进程必然加快

5．4为数据安全提供保障

智慧城市的行业信息集中存放在数据中心进行统一管理,降低了数据在个人手中遗失或者泄露的风险，同时以基于云计算的容灾备份机制保证数据的安全可控。

小结

智慧城市是城市化建设发展的必然结果,而云计算作为业界公认的第四次信息技术革命,必然在城市信息化布局中占有重要的一席之地。

随着物联网“十二五”规划的出台，各省市开展了紧锣密鼓的智慧城市规划和落实。

在以创新为驱动,以人为本的宗旨下,借助云计算构建城市系统化平台，带动区域发展互联性、先进性、系统性,必然将促发城市智慧化的革命性转变。