云計算技術在智慧城市中的應用

1、<p>　　云計算技術在智慧城市中的應用</p><p>　　摘 要：智慧城市的建設方案是整合城市資源同時以高效智能化的系統(tǒng)進行感知互聯(lián)和協(xié)同處理。面對系統(tǒng)復雜和計算資源有限之間的矛盾，云計算在信息化大潮中應運而生，并成為建設智慧城市數(shù)據(jù)中心的一條必經(jīng)之路。文章主要針對云計算技術在智慧城市建設中的應用進行了分析，以供參考試。 </p><p>　　關鍵詞：智慧城市；云計算；技術

2、</p><p>　　中圖分類號： C32 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　所謂“智慧城市”，即新一代信息技術支撐、知識社會創(chuàng)新2.0環(huán)境下的城市形態(tài)，其是通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術以及維基、社交網(wǎng)絡、FabLab、LivingLab、綜合集成法等工具和方法的應用，實現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應用以及以用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特

3、征的可持續(xù)創(chuàng)新。伴隨網(wǎng)絡帝國的崛起、移動技術的融合發(fā)展以及創(chuàng)新的民主化進程，知識社會環(huán)境下的智慧城市是繼數(shù)字城市之后信息化城市發(fā)展的高級形態(tài)。 </p><p>　　智慧城市是以多應用、多行業(yè)、復雜系統(tǒng)組成的綜合體，多個應用系統(tǒng)之間存在信息共享、交互的需求，各不同的應用系統(tǒng)需要共同抽取數(shù)據(jù)進行綜合計算并和呈現(xiàn)綜合分析的結果。如此眾多繁雜的系統(tǒng)需要強大的信息處理中心進行各種信息的處理。面對系統(tǒng)復雜和計算資源有限之間

4、的矛盾，云計算應運而生。云計算是一種基于網(wǎng)絡的支持異構計算設施和資源流轉的服務供給模型，可以實現(xiàn)資源的按需分配、按量計費，達到按需索取的目標，最終促進資源規(guī)?；⒎止さ膶I(yè)化，有利于降低單位資源成本，促進網(wǎng)絡業(yè)務創(chuàng)新。 </p><p>　　1 智慧城市各應用領域之間資源信息共享的需要 </p><p>　　以云計算、物聯(lián)網(wǎng)、下一代移動通信、高端軟件等新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)為主軸的智慧城市建設已成

5、為國家和地方“十二五”規(guī)劃中的最主要方向。智慧城市涉及到智慧安防、智能交通、智能樓宇、智慧城管、智慧應急、智慧醫(yī)療等諸多領域，依托資源信息共享，形成基于海量信息和智能過濾處理的全新的城市形態(tài)。 </p><p>　　如圖1所示，在智慧城市應用的各個領域，筆者多年碰到的問題是各領域資源信息不能充分共享。如08年南方雪災導致的廣州火車站幾十萬人員滯留等重大事件，此時決策者需要即時了解大量的視頻信息，而通過模擬矩陣切換

6、調用的視頻數(shù)量卻極其有限。目前，平安城市、數(shù)字城管、安全生產(chǎn)、食品藥品監(jiān)督、平安校園等領域都建設了大量的視頻監(jiān)控，而真正意義上的視頻資源的共享還沒有做到，若采用云存儲的方式，所有的視頻都將存儲在云端，所有的用戶均可通過授權訪問云存儲提供的服務，這將為信息共享帶來極大的便捷。 </p><p>　　圖1 智慧城市模型 </p><p>　　2 云計算應用于智慧城市的優(yōu)勢 </p>

7、<p>　　2.1規(guī)?；A軟硬件管理 </p><p>　　基礎軟硬件管理，主要負責大規(guī)?；A軟件、硬件資源的監(jiān)控和管理，為云計算中心操作系統(tǒng)的資源調度等高級應用提供了決策信息，是云計算中心操作系統(tǒng)的資源管理的基礎。基礎軟件資源，包括單機操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫等?；A硬件資源，則包括網(wǎng)絡環(huán)境下的三大主要設備，即：計算（服務器）、存儲（存儲設備）和網(wǎng)絡（交換機、路由器等設備）。基礎軟硬件管理中心，可

8、以對基礎軟件、硬件資源進行資產(chǎn)管理；可以實現(xiàn)基礎硬件的狀態(tài)監(jiān)控和性能監(jiān)控；能夠對異常情況觸發(fā)報警，提醒用戶及時維護問題設備；能夠對基礎軟硬件資源進行長期的統(tǒng)計分析，為高層次的資源調度提供決策依據(jù)。 </p><p>　　2.2 業(yè)務/資源調度管理 </p><p>　　云計算數(shù)據(jù)中心的突出特點，是具備大量的基礎軟硬件資源，實現(xiàn)了基礎資源的規(guī)模化。可以提高資源的利用率，降低單位資源的成本。業(yè)

9、務/資源調度中心可以實現(xiàn)資源的多用戶共享，有效提高資源的利用率。且可以根據(jù)業(yè)務的負載情況，自動將資源調度到需要的地方。 </p><p>　　業(yè)務/資源調度中心是云計算數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)的高級應用模式，也是云計算數(shù)據(jù)中心低碳、綠色的開展業(yè)務的必然要求。 </p><p>　　2.3 安全控制管理 </p><p>　　一個產(chǎn)業(yè)、一個國家的競爭力可以有很多，而在信息時代

10、下，數(shù)據(jù)已成為產(chǎn)業(yè)、國家的核心競爭力。云計算，實現(xiàn)了計算與存儲的分離，實現(xiàn)了眾多用戶對同一基礎資源的共享使用。但同時，眾多用戶共享同一資源，也對數(shù)據(jù)安全提出了更高的挑戰(zhàn)。 </p><p>　　在云計算環(huán)境下，基礎資源的集中規(guī)模化管理，使得客戶端的安全問題更多的轉移到數(shù)據(jù)中心。從專業(yè)化角度，最終用戶可以借助云數(shù)據(jù)中心的安全機制實現(xiàn)業(yè)務的安全性，而不用為此耗費自己過多的資源和精力。但同時，對云計算中心而言，需要直接

11、對更多用戶的安全負責。具體而言，云計算安全涉及以下幾個主要方面：數(shù)據(jù)訪問風險、數(shù)據(jù)存放地風險、信息管理風險、數(shù)據(jù)隔離風險、法律調查支持風險、持續(xù)發(fā)展和遷移風險等等。云計算數(shù)據(jù)中心的安全控制，可以從基礎軟硬件安全設計、云計算中心操作系統(tǒng)架構、策略、認證、加密等多方面進行綜合防控，保證云計算數(shù)據(jù)中心的信息安全。 </p><p>　　2.5 節(jié)能降耗管理 </p><p>　　建設節(jié)約型社會，

12、是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質基礎，是保障經(jīng)濟安全和國家安全的重要舉措。對于云計算數(shù)據(jù)中心，面對規(guī)模巨大的基礎軟、硬件資源，實現(xiàn)這些基礎資源的綠色、節(jié)能運維管理，是資源供應商業(yè)務的必然需求，也是云計算發(fā)展的初衷之一。 </p><p>　　當前，業(yè)界普遍的情況，設備采購是以保證各項業(yè)務峰值需要為依據(jù)的。為此，用戶往往采購了大量的設備。但實際運行過程中，設備負載普遍較低，通常僅在20%左右。特別在低負載時段，服務器的利

13、用率更為低下。長期的低利用率，造成了大量資源的浪費和能源的無謂損耗。 </p><p>　　云計算數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)了資源的多租戶應用。通過業(yè)務的歷史統(tǒng)計信息，配合業(yè)務/資源調度管理，可以有效提高資源的利用率。在典型應用中，采用節(jié)能技術的云計算數(shù)據(jù)中心，可以將資源負載提高到80%，除去資源調度過程中的損耗，可以將資源的有效負載提高2倍。當前中國服務器保有量在200余萬臺，如果能夠較為普遍的采用云計算節(jié)能技術，則可以降

14、低65%左右的能源損耗。 </p><p>　　3云計算在智慧城市建設的應用 </p><p>　　云計算是一種商業(yè)計算模型。它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和信息服務。云計算是通過虛擬化技術形成可管理可伸縮的資源池，所以在提升集群的CPU和存儲利用率的同時又能實現(xiàn)集群并行處理的強大計算能力和快速響應能力，滿足了智慧城市的建設中對于

15、海量數(shù)據(jù)高效快速存儲的需求。 </p><p>　　3.1促進現(xiàn)代服務業(yè)的發(fā)展 </p><p>　　發(fā)展現(xiàn)代服務業(yè)，帶動產(chǎn)業(yè)結構調整，是我國信息技術產(chǎn)業(yè)所肩負的重要歷史使命。云計算，使計算與信息服務走向社會化、集約化、專業(yè)化，讓更多的人能夠以低成本享受到我們的信息技術和信息資源服務，是促進我國現(xiàn)代服務業(yè)發(fā)展的重要信息技術。 </p><p>　　現(xiàn)代服務業(yè)是從工業(yè)

16、、農業(yè)、服務業(yè)三個產(chǎn)業(yè)角度抽出的，它是一種利用高新技術，特別是信息通信技術和墊帶管理理念的一種新的服務業(yè)態(tài)，云計算正是上述所提的新的業(yè)態(tài)。可見，云計算是現(xiàn)代服務業(yè)的一個交集關系，一方面它屬現(xiàn)代服務業(yè)，另一方面它也可以為其它工業(yè)、農業(yè)和傳統(tǒng)服務業(yè)做計算服務，共同形成全面的支撐關系，可見云計算作為現(xiàn)代服務業(yè)中一員可提供一切需要計算服務的請求。 </p><p>　　3.2推動區(qū)域社會和經(jīng)濟更快發(fā)展 </p>

17、;<p>　　云計算作為一種計算模式，其重要特征就是資源整合，能夠提供更強大的應用支撐能力，進一步推動區(qū)域信息化建設發(fā)展，為區(qū)域社會和經(jīng)濟更快更好地發(fā)展提供有力保障。 </p><p>　　經(jīng)過多年的建設，傳統(tǒng)的無線城市在電子政務、電子商務等方面已經(jīng)形成了多個應用平臺，積累的大量的數(shù)據(jù)。但是這些平臺之間是相互獨立的，形成多個數(shù)據(jù)孤島，并且普遍存在設備利用率低、管理維護成本高等問題。云計算中心的建設，

18、使我們能夠有效整合計算資源和數(shù)據(jù)，支撐更大規(guī)模的應用，處理更大規(guī)模的數(shù)據(jù)，并且能夠對數(shù)據(jù)進行深度挖掘，從而為政府決策、企業(yè)發(fā)展、公眾服務提供更好的平臺。 </p><p>　　對于中小企業(yè)，傳統(tǒng)的IT模式需要在硬件設備上投入大量資金，而沒能在預期時間內獲取相應的收益，將面臨很大的商業(yè)風險；面對迅速增長的市場機遇，則可能因為無法滿足用戶需求而錯失市場機遇。在云計算環(huán)境下，用戶可以隨時根據(jù)業(yè)務規(guī)模，租借相應的硬件設備

19、資源，可以靈活的適應業(yè)務變化，有效規(guī)避風險，更好的把握機遇。因而，云計算能夠更好的降低中小企業(yè)風險，促進中小企業(yè)高效、健康發(fā)展。 </p><p>　　3.3降低區(qū)域信息化的總體成本 </p><p>　　云計算通過資源整合、統(tǒng)一管理和高效的資源流轉，可以有效降低區(qū)域信息化的總體成本，從而降低信息化門檻，使得更多的單位和企業(yè)愿意通過信息化提高工作效率。 </p><p&

20、gt;　?。?）降低投資成本 </p><p>　　通常情況下，IT資源投資規(guī)劃，往往是依照業(yè)務高峰負載時的需求進行采購，是一種負載最大化的規(guī)劃形式。但在日常應用中，絕大多數(shù)時間里，IT資源的負載只有20%左右，導致大量的資源在低負荷中，被閑置浪費。云計算的突出特點，在于實現(xiàn)IT資源共享?？梢栽诒ＷC數(shù)據(jù)隔離的情況下，實現(xiàn)多個業(yè)務對物理資源的共享，即在實現(xiàn)安全性的前提下，有效提高物理資源的利用率。因而，采用云計算方

21、案構建數(shù)據(jù)中心，可以將IT物理資源的利用率提高到80%以上，有效降低物理設備的投資規(guī)模，是更為高效的投資規(guī)劃方向。 </p><p>　?。?）提高利用率，降低日常運營成本 </p><p>　　在白天業(yè)務高峰時，IT物理資源負載較高。而在夜間，IT物理資源負載很低。但為了保證業(yè)務的連續(xù)性，IT物理資源往往需要不間斷運行，由此，在夜間負載很低時，IT物力資源也耗費了大量的電能。云計算，可以

22、實現(xiàn)有效的綠色節(jié)能。在夜間負載低時，能夠實現(xiàn)業(yè)務的不間斷轉移，可以有效將業(yè)務轉移到部分IT物理資源上，而將其他空閑的物理資源關機或轉入節(jié)能模式。經(jīng)過實際驗證，夜間，云計算可將80%的業(yè)務轉移到20%的物理資源上，從而節(jié)約70%左右的電能。 </p><p>　?。?）降低管理維護成本 </p><p>　　傳統(tǒng)的IT系統(tǒng)，服務器分散，大量的計算任務在桌面進行，每個單位和企業(yè)都要拿出相當?shù)娜?/p>

23、力、物力進行IT系統(tǒng)的日常維護，包括硬件維修、軟件升級、修補漏洞、查殺病毒等，甚至個人電腦重裝系統(tǒng)都要浪費大量時間。云計算通過資源集中和統(tǒng)一管理，降低了這些單位和企業(yè)的日常維護工作量，大量的工作都轉移到后臺由專業(yè)人員完成，從而有效降低了管理維護成本。 </p><p>　　3.4為數(shù)據(jù)安全提供保障 </p><p>　　云計算通過將數(shù)據(jù)集中存放，降低了數(shù)據(jù)在個人手中遺失或者泄露的風險。同時

24、，云計算中心還采用了多種安全手段和容災備份手段，保證數(shù)據(jù)不會丟失，也不會被非法篡改。 </p><p><b>　　4 結束語 </b></p><p>　　智慧城市云的建設以最優(yōu)方案使市民享受到最高效的信息資源服務，促進現(xiàn)代服務業(yè)健康高速發(fā)展。云計算中心可以聚合多個應用平臺，對數(shù)據(jù)進行深度挖掘，從而為政府決策、企業(yè)發(fā)展、公眾服務提供更好的平臺。通過其負載均衡機制可以

25、提高IT物理資源利用率，有效降低設備投資規(guī)模成本，從而降低能源浪費。其對資源的集中管理，能節(jié)省人力資源開支，降低維護成本。資源的高效流轉中，信息化門檻降低，進程必然加快。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 吳清烈;郭昱;武忠;;云計算服務與大規(guī)模定制模式應用[J].電信科學;2010年09期 </p><