智慧城市发展新模式：物联网与传感器技术在城市管理中的应用与前景

摘要：世界各国正在探索城市发展新模式。智慧城市是当今世界发达国家推动工业和城市信息化的前沿理念和探索实践。它们是互联网技术、传感器技术、智能信息处理等技术的体现。高度集成。智慧城市的体系结构包括基础设施建设、信息资源开发利用体系、智慧应用体系。智慧应用系统与城市发展和人民生活密切相关，包括智慧交通、智慧医疗、智慧能源、智慧公共管理等。

关键词：智慧城市；物联网；传感器技术；嵌入式；一体化

在过去的城市发展过程中，由于科技力量不足，城市的交通、能源、商业、通信、水资源等系统无法实现资源共享和协调运行的目标。随着科学技术的快速发展，借助物联网、云计算、决策分析与优化等新一代信息技术，构成城市的各个子系统，如交通系统、能源系统、业务系统和通信系统连接在一起。形成城市网络神经系统，把城市建设成为基础设施先进、信息网络通畅的城市。智慧城市城市管理高效、公共服务完善、生态环境优美，能够实现城市内不同部门、系统之间的信息共享和协同工作。更加合理地利用资源，及时做出最佳的城市发展和管理决策。预测和应对突发事件，让人们安居乐业，享受智慧城市的美好生活。

1 智慧城市的定义

智慧城市是基于互联网、物联网、电信网、无线网络等网络相结合的新型城市发展模式。其特点是智能技术高度融合、智能产业高端发展、智能服务高效便捷。是对信息、通信等的利用，是指感知、分析、整合城市核心系统的关键信息，对城市交通、医疗卫生、公共服务、环境监测、以及工业和商业活动。其本质是利用先进的信息网络和通信技术，实现城市的智慧管理和运行[1]。

智慧城市是当今世界发达国家在推进工业和城市信息化过程中的前沿理念和探索性实践。它是现有互联网技术、传感器技术、智能信息处理等技术的高度融合。其大规模应用将成为未来世界新的经济增长点之一。 IBM在《中国智慧城市》白皮书中将“智慧城市”定义为能够充分利用信息通信技术感知、分析、整合城市核心操作系统关键信息的城市，包括智能响应满足民生、环境保护、公共安全、城市服务、工商业活动等各方面需求，为人类创造更加美好的城市生活[2]。

2 智慧城市的特点

智慧城市是人类智慧与计算机物联网技术、信息技术紧密结合的产物。这是城市信息化发展的新阶段。其特点主要体现在以下两个方面：

（一）智能化信息共享与交换。通过嵌入城市各个区域的传感系统、自动监测控制系统及相关信息系统，实现城市交通、医疗、教育、能源等领域信息数据的实时采集、交换和共享。在此基础上，构建个人信息、企业信息、交通信息、能源信息、统计信息等城市信息基础数据库，作为智慧城市运行所需的数据基础。

(2)智能互联。通过城市带宽网络、移动通信网络、无线网络等网络的融合，使政府、企业、部门、各领域之间的一切活动、沟通与协作都能及时、有效、无阻碍地进行，提高工作效率和效率。打造智慧城市管理与运营。

3 智慧城市架构

综合国内外智慧城市建设的总体情况，智慧城市的体系结构应包括基础设施建设体系、信息资源开发利用体系、智慧应用体系。智慧应用系统与城市的发展和人民群众的生活密切相关。包括智慧行业应用系统、智慧民生应用系统、智慧公共服务应用系统、智慧公共管理应用系统等组件。在所有智慧应用系统中，智慧交通、智慧医疗、智慧能源、智慧贸易、智慧教育、智慧公共管理、智慧公共服务等是最重要的应用。

3.1 智慧交通

在构成城市的交通、能源、商业、通讯、水资源等系统中，交通系统占有举足轻重的地位。随着社会经济发展和城镇化进程不断加快，城镇人口快速增长。与此同时，随着居民生活水平的不断提高，城市机动车保有量不断增加，导致城市道路车流量急剧增加，交通拥堵。交通事故、能源消耗、环境污染等社会问题日益严重，交通拥堵造成巨大的经济损失，已成为我国国民经济进一步发展的瓶颈。解决交通问题的传统方法是修路，但任何国家的城市，尤其是大城市，修路的空间都很少。据建设部统计，我国城市人均道路面积仅为10.6平方米，远低于国外城市人均道路面积15~20平方米。与此同时，城市机动车保有量正以15%的高速度增长，而城市道路的增长速度仅为3%左右。此外，由于道路建设资金短缺、技术力量不足等不利因素的存在，便民道路里程增长速度远远落后于汽车保有量增长速度，交通拥堵问题日益突出。突出[3]。

智能交通系统（Intelligent Transport System，简称ITS）是指将先进的传感器技术、信息技术、网络技术、自动控制技术、计算机处理技术等应用到交通管理系统中，形成信息化、智能化、社会化的交通运输。基础化、智能化、社会化的交通系统。综合运输管理和控制系统。 ITS涵盖的内容非常广泛。其核心理念是将先进的数据传输、定位、传感、电子控制等信息相关技术综合应用到道路交通中，最大限度地发挥现有交通基础设施的效能。较低的成本和较短的建设时间，将提高整个道路交通系统的效率、安全性和服务质量，减少交通拥堵，节约能源，减少车辆及相关设施对环境造成的污染和危害。随着信息技术、网络技术、自动控制技术、计算机处理技术等的快速发展，智能交通系统必将成为全球重要的发展趋势。

如果建立智能交通系统，可以利用车辆上配备的红外或激光设备来监测车距等交通运行状况，保持行驶车辆之间适当的距离，促进稳定的交通流量，缩短行驶时间和精力消费，缓解并有效减少交通拥堵。随着交通拥堵状况的改善，可以有效减少车辆在道路上停留造成的能源消耗，减少频繁油门、刹车造成的能量损失，提高车辆能源利用率。随着车辆平稳行驶，其能源利用率自然会提高，由此产生的二氧化碳等废气排放量自然会减少，从而有效减少环境污染，形成良性循环[4]。

3.2 智慧医疗

智慧医疗是指按照医疗标准，基于互联网、物联网、生物工程、遗传科学、环境科学、信息技术、纳米等新技术，整合医疗信息、优化医疗资源，实现医疗数字化信息化、远程医疗流程、医疗流程科学化、医疗物资管理可视化。它是一个系统工程，主要包括电子病历系统、医疗收费与药品管理系统、临床应用系统、远程医疗系统、临床支持决策系统、公共卫生系统等组成部分[5]。

目前，虽然我国智慧医疗还处于起步阶段，但在远程医疗方面，国内一些技术相对先进的医院在医疗信息的远程交换和应用方面已经达到了世界前列。它们之间通过互联网实现病案信息的实时记录、传输和处理，患者相关信息实时共享，对实现远程医疗、专家会诊、转院治疗等起到了非常支撑作用。如今，随着城市人口持续老龄化，远程医疗系统显得尤为重要。可以有效节约社会资源，更高效地服务公众，提高全市医疗卫生服务水平。

3.3 智慧能源

能源是在一定条件下能转化为人类所需燃料或动力的能源，包括煤炭、石油、天然气、水能、电能等传统能源，也包括太阳能等新能源能源、风能、生物质能。在全球气候变化和能源短缺的背景下，以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济发展模式已成为当今世界经济发展的重要方向，智慧能源已成为有效的解决方案。解决能源问题的途径。智慧能源结合先进的物联网技术、云计算技术、通信技术、控制技术等，不断拓展能源来源、提高能源利用效率，对城市建设具有重要意义[6]。

3.4 智能贸易

智慧贸易是指在传统贸易中运用嵌入式技术、传感器技术、射频识别技术、计算机网络技术、通信技术和信息技术，实现贸易活动更透彻的感知、更全面的互联、更深层次的智能化。改变。通过任何能够随时随地感知、测量、捕获和传输信息的设备、系统和流程，以及利用嵌入式、射频识别等技术，可以快速获取和分析市场需求、企业信息等商业信息。生产状况、产品销售信息等，便于采取对策和长期规划。通过互联网、移动通信等网络，将制造商、交易方、消费者等分散的信息和数据连接起来，实现信息交互和共享，对商业活动进行实时监控，使商业活动处于高效率、低风险、高利润的智慧运营模式[7]。

电子商务是智慧贸易的重要组成部分。大力鼓励企业通过自建网站或第三方电子商务平台开展网上采购、营销、支付等电子商务活动。鼓励企业利用网络资源积极发展网络市场和电子商务，重点建设各类为贸易提供服务的网络和信息平台，加快贸易活动电子化、智能化，进一步拓展市场空间，着力发展集产品展示、信息发布、商品交易、在线支付等业务于一体的服务。实现贸易活动智能化的综合性电子商务企业。

3.5 智慧教育

我国当前的教育是典型的应试教育。应试教育脱离了社会发展的需要，违背了人的发展规律。应试教育的教育模式和考核方式限制了学生的能力培养和发展，导致毕业后难以适应工作和社会发展。

创建智慧城市，必须实现全民智慧教育。智慧教育是指依托计算机和教育网络，综合深入利用以物联网、云计算等为代表的新兴信息技术，重点建设教育信息基础设施，开发利用教育资源，促进科技进步。创新、知识创新、实现创新成果共享，提高教育教学质量和效益，全面构建网络化、数字化、个性化、智能化、国际化的现代教育体系，推动教育改革发展的历史进程。通过有效措施，倡导和鼓励公民终身学习，通过多种形式营造终身学习的良好氛围，树立智慧人文良好形象，提升智慧城市文化内涵，融入追求卓越、精益求精的精神。 ，以及智慧城市的创新。 ，实现全民智慧教育[8]。

3.6 智慧公共服务

首先，通过自动语音、邮件、人工等多种咨询服务方式，构建面向公众的智慧公共服务体系，包括公民呼叫服务中心、法律服务中心、职工维权中心和社保卡项目建设。服务。 ，为公民提供生产、生活、政策法规、法律纠纷等各类咨询服务。

此外，还包括企业和社区公共服务体系建设。利用电子技术、信息技术和计算机技术，完善政府官方网站建设，推广网上行政审批等公共行政服务，同时为社区居民提供工作、生活、出行、出行等信息的发布和查询。医疗和其他信息。

智慧城市是当前世界发达国家推动产业和城市信息化的前沿理念和探索实践，是信息时代城市发展的新模式。它以互联网、物联网、无线网络等多种网络相结合为基础，以信息和知识为资源，在各个领域运用信息技术、电子技术、自动控制技术，通过广泛的信息获取以及快速、安全的信息传输。科学有效的信息处理，创新城市管理新模式，提高城市运行效率和公共服务水平的综合竞争力，实现智能化管理运营，有力促进城市发展繁荣。

参考

[1] 袁渊明.智慧城市信息系统关键技术研究[D].武汉：武汉大学，2012。

[2] 肖映旭.智慧城市信息服务系统建设与运营模式研究[D].长春: 吉林大学, 2012.

[3] 张益英，杨菊成，李晓辉，等。物联网导论[M]．北京：水利水电出版社，2012。

[4] 杨涛，孔令波，胡建斌，等。车载自组织网络隐私保护研究综述[J].北京: 计算机研究与发展, 2012, 49(S2): 178-185.

[5]吴越.智慧医疗[M].北京：清华大学出版社，2011。

[6]王毅.智慧能源[M]．北京：清华大学出版社，2012。

[7]杨兴凯，卢成书。电子政务与电子商务[M]．北京：清华大学出版社，2012。

[8] 刘外喜，刘文喜，于平，等。基于在线实验室的教学模式研究[J].微型计算机及其应用，2011，30(14)：51-53。