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【海广科技·数据未来】解构新型智慧城市,搭建时空大数据平台

发布时间:2019-07-18   
来源:higuang.com.cn   

近年来,越来越多的新闻媒体争相对“新型智慧城市”这个新概念做了各方面的解读和报道,面对这个陌生但又似曾相识的概念和各路媒介形形色色的解析,社会公众难免有如下各种各样的疑问:什么是新型智慧城市?跟以前的智慧城市比起来“新”在哪里?如何建立一个新型智慧城市?


1“新型智慧城市”提出的背景

随着城镇化规模不断扩大,人口快速增长、环境污染、交通堵塞、热岛效应等各种“城市病”问题日益突出,这将会为城市管理、建设和发展带来更多的挑战和压力。为了破解这个困局和响应新时期的建设要求、落实党中央对城市工作的指示,2015年底,中央网络安全和信息化委员会、国家互联网信息办公室提出了“新型智慧城市”概念。


2什么是新型智慧城市?

智慧城市,是指通过互联网把无处不在的智慧传感器连接起来形成物联网,实现对物理城市的全面感知,解决各个方面的智能化决策支持问题。

而新型智慧城市的提出则是为了适应新型城镇化建设需要,以信息化创新引领城市发展转型,全面推进新一代信息通信技术与城市发展融合创新,加快工业化、信息化、城镇化、农业现代化融合,提高城市治理能力现代化水平,实现城市可持续发展的新路线、新模式、新形态。


3新型智慧城市的发展历程

近几年,智慧城市建设的数量逐年增加,是城市发展、创新的新途径。从初级阶段的数字城市,到城市信息化高级阶段的智慧城市,再利用健康发展的理念,加入创新思维,并运用信息技术,为社会各项需求提供智能响应,形成一个新的生活形态。随着国家的发展,治理体系进一步完善,树立了新的城市发展的理念,让新型智慧城市有了新的内涵。

4如何建设新型智慧城市?

新型智慧城市体系架构由智慧政务系统、智慧电子商务、现代物流、智慧企业框架以及智慧社区服务系统组成。其中,智慧社区服务应包括物业管理系统、生活服务系统、网络信息平台等。

新型智慧城市的建设有很多核心要素,包括开放体系架构、功能平台、运行指挥中心等,但这些要素最终的服务对象都是人民,并优化城市的治理,使管理有序进行,使用绿色能源建设城市。同时,也会应用信息技术,把信息技术与城市发展相融合,促进国家与城市共同发展。

5时空大数据平台是新型智慧城市的核心机制

广义地说,数据是人类活动的产物,大数据是包括人类活动在内的事物(现象)运动变化的产物。时空大数据平台是大数据发展的高级形态,也是大数据时代的一个解决方案。

王家耀院士认为,可通过采用通用“时空大数据平台+”的模式来解决相关应用问题,所谓“时空大数据平台+”就是“+民用”、“+军用”等,可以把民用的很多数据融合在这个平台上,来构建新型智慧城市的“智脑”,构建政府综合决策支   持系统、各部门业务系统等。

席广亮认为,将大数据信息的采集处理与城市交通、市政管网融合发展,是构成新型智慧城市基础设施,注重新一代信息技术应用于教育、医疗、政务等传统的城市服务领域,利用空间数据云平台掌握居民需求,引导移向居民个体的流动服务模式


6总结

城市是一个复杂的系统,包含了多个系统及其子系统,所以单凭理论知识是不可能支撑起城市的建设和管理,况且这些系统之间、子系统之间、系统与子系统之间有着种种密切的关系。

因此,新型智慧城市建设必须遵循系统科学理论和系统工程的方法,和掌握对应的技术手段。这些技术和方法的应用能够使城市变得更易于被感知,城市资源更易于被充分整合,也只有在技术过硬的基础上才能实现对城市的精细化和智能化管理,从而减少资源消耗,降低环境污染,解决交通拥堵,消除安全隐患,最终实现城市的可持续发展,让社会公众有更好的生活。

7解决方案

智慧城市的核心是大数据资源和云计算的应用集合,AI的实现也要以此为基础。当前甚至相当长一段时期资源利用率最高的形式就是虚拟化技术,虚拟化的结构设计合理性和动态扩展性能成为了影响未来城市管理的重要指标之一。

海广科技自主研发的HN(AIOT)数据平台是基于云架构的开放式智能物联网云平台,该平台为行业内的应用提供简便的海量节点接入,海量并发服务、海量存储服务、海量消息分发和海量数据分析等优质服务,平台通过自身强大的技术无缝衔接各大主流厂商的物联网设备或具备一定标准协议的物联网智能网关等,为应用系统、控制系统提供统一标准的控制集成服务,从而降低物联网应用的开发门槛、研发门槛、运营和运维门槛,可帮助用户快速实现从设备端到服务端的无缝连接,用搭积木的方式高效构建各种物联网应用(如数据采集、云计算、自动化、人机互动、智能控制、设备监测、清洗分析、状态控制等)。

“虚拟化”资源服务平台即是一种面向业界领先的SDDC云计算模式的解决方案,它可将网络、存储、虚拟化及其他软件服务资源和技术融合在一个设备中,多套单元设备通过内部互联网络聚合起来,实现模块化的无缝横向扩展,形成统一的资源及服务。 

下图为虚拟化基础架构云服务模式平台逻辑层次示意图:


面向云计算服务模式的虚拟化资源服务平台,在一套硬件集群里面基本涵盖了IaaS和PaaS层的全部内容和组件。IaaS层,通过全对称架构设计,全部采用标准的商用服务器进行硬件部署,各个节点之间通过内部互联网络进行互通,实现数据资源的共享,形成统一的资源池,将计算硬件资源、存储数据资源全部进行虚拟池化。内部通过副本或者K+M纠删码进行冗余保护,保证数据的安全性和节点的高可靠性。每个节点嵌入优化过的精简内核,集群上部署分布式集群云存储服务系统,对上层实现统一存储服务器,可同时提供文件服务器,卷服务以及对象服务。PaaS层,在IaaS层基础上,通过集成虚拟化技Hypervisors层,可以实现KVM&Qemu、OpenStack等虚拟平台的搭建。从硬件平台、到虚拟化平台、再到应用平台,完全实现软件定义,让各项资源得到合理利用,充分发挥。 

软件定义的虚拟化资源服务平台架构核心软件功能部件有二:分布式集群系统和虚拟化资源服务平台。分布式架构的实现以及评判一个分布式系统好坏的关键是在于其集群系统的设计。分布式集群的物理形态是一台台的服务器,如何通过分布式集群系统或者分布式集群软件,将这些独立的服务器个体融合起来,形成一个统一的有机整体对上层提供资源服务,这是其首先需要解决的问题,也是最关键的问题。每个系统厂家都有自己的分布式集群系统和算法,业界先进的分布式集群系统软件采用了Shared-Nothing分布式计算架构和软件定义的设计思想,具有如下几大益处:

2 采用Shared-Nothing分布式计算架构,架构中不存在集中存储的状态,整个系统中没有资源竞争的情况,这种架构具有非常强的扩展力。

2 无需单独配置元数据节点,整系统的数据和元数据完全打散分布式在每个节点,通过集群算法完成数据的读写控制,不存在元数据节点性能瓶颈,系统响应速度随着节点数线性增加。

2统一存储系统,在一套集群里面,可以对上层提供NAS文件服务、块级卷服务和Object对象存储服务,能够与OpenStack完美融合支撑。


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