高凡石

(北京邮电大学 国际学院，北京 100876)



物联网技术对智慧城市建设影响研究

高凡石

(北京邮电大学 国际学院，北京 100876)

以物联网技术为代表的新一代技术革命的爆发，为智慧城市建设带来了新契机。物联网技术是智慧城市建设的核心途径与手段，与智慧城市建设相辅相成。在对智慧城市的概念与特点，以及物联网的定义和结构进行阐述的基础上，分析了物联网技术与智慧城市建设的关系，从城市核心系统角度阐释了物联网技术对智慧城市建设各个方面的影响。

智慧城市；物联网；城市发展

随着人类社会的不断发展，技术进步已经成为推动经济发展的主导力量，而作为经济发展重要载体的城市，在人类发展中的主导作用也不断增强。但与此同时，技术的进步和城市的快速发展也带来了诸如人口众多、环境污染、交通拥堵等问题，城市必须应用新的科技，最大化地利用有限资源去改善现有系统。进入信息社会后，许多发达国家和地区纷纷制定了新的城市发展战略：2006年新加坡提出了“智慧国2015”的信息技术发展目标；2008年底，为应对金融危机，寻找新的经济增长点，IBM提出了“智慧地球”的概念，并进一步提出了“智慧城市”的愿景，随后“智慧城市”作为一种全新的理念和模式在世界范围内被不断推广。

“智慧城市”的构建需依托当今迅速发展的各类新一代信息技术，互联网、物联网、云计算、大数据等新的信息技术发展程度的高低将直接决定城市的智能化程度。在各类支撑性信息技术中，物联网技术占据了基础性的核心地位。智慧城市建设可以看作物联网技术的重要应用，而智慧城市的建设对于物联网产业的发展也起到了巨大的拉动作用[1]。本文在已有研究成果的基础上，主要讨论物联网技术与智慧城市的关系以及物联网对智慧城市建设的影响。

1　智慧城市的概念与特征

1.1智慧城市的概念

“智慧城市”是“智慧地球”在城市建设管理中的具体应用与实践，是人类文明发展到一定高度之后的产物。其核心是以一种更智慧的方法通过利用以物联网技术、云计算、互联网等为核心的新一代信息技术，在泛在信息全面感知和互联的基础上，来改进政府、企业和人与人之间的交往方式[2]。智慧城市是按照科学的城市发展理念，充分利用各类信息技术，智能的感知、分析与集成包括政府、企业、组织和个人在内的社会网络系统以及包括运输、通信、水、能源等在内的基础设施系统的运行状况，并通过地方政府来行使相应的经济调节、市场监督、社会管理等职能，推动城市系统健康良性运转。

1.2智慧城市的特征

1)透彻的感知

智慧城市的全面感知一方面体现在能够综合利用相关物联网技术，如手持终端、GIS、无线射频识别等来实时感知、收集、传递城市系统中的各类信息，并对信息进行分析利用；另一方面则体现在感知对象的多样性上，从实物到社会活动都能够实现无所不在的链接[3]。

2)互联互通与全面协同

在智慧城市系统中，城市管理者可以通过互联网与物联网共同搭建的服务网络和各类通信网络工具对城市核心系统的运行情况进行实时监控，实现信息间的无缝衔接与协同联动，从全局角度分析并解决问题，改变传统的城市运行方式，使得工作任务可以通过多方协作共同完成[4]。

3)全面的智能化

智慧城市的一个重要特征就体现在其智能化与自动化，也是目前智慧城市建设关注的重点，目前先进的计算机处理能力以及数据挖掘和云计算技术使得整合分析各类信息和数据，并将其成果应用到特定行业与场景变得更容易实现，进而更好地支持城市发展决策[5]。

4)以人为本

智慧城市建设不仅仅要依赖各类先进的信息技术，还要以人的需求为出发点，要有人的智慧参与，形成多维度的、以人为本的新型协作关系。激励企业、政府和个人不断地进行多方协作与创新。

2　物联网技术与智慧城市的关系

2.1物联网技术的概念及结构

物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，通常被视为互联网的应用拓展，其用户端延伸到了任何物体与物体之间的信息交换和通信[6]。2005年国际电信联盟(ITU)在发表的题为《The Internet of Things(物联网)》的年度报告中正式提出了“物联网”的概念，从而宣告了物联网时代的到来。简言之，物联网即“物物相连的互联网”，所有物品都可以通过互联网进行交互和链接。也即通过各种信息传感设备来实时采集链接对象的各种所需信息如声、光、生物、位置等，并按照约定的协议，将感知对象的各类信息与互联网进行链接，并进行交换与通信，从而实现对链接对象的识别、定位与监控管理[7]。物联网具有全面互联与感知、识别与通信以及智能处理等显著特征。

物联网的组成一般分为3个层次，分别为感知层、网络层与应用层，如图1所示。感知层主要通过一些列的感知设备如电子标签等，对实物世界，包括物体的预设信息、地理位置、路径变化等相关信息进行全面感知与识别；网络层负责信息的传递，是链接感知与应用的桥梁；应用层则在此基础上实现在各行业内的应用，应用层的功能是分散的，涵盖了城市系统的各个方面。3个部分通过网络组成了物联网的整体。

图1　物联网的三层结构

2.2物联网技术与智慧城市的关系

2.2.1物联网技术是构建智慧城市的依托和重要手段

智慧城市的构建离不开物联网技术的支撑，物联网技术为智慧城市的构建提供了坚实的技术基础，基于物联网的各类业务和应用也逐步在智慧城市中推广。如果说建成智慧城市是目标，那么物联网技术就是实现目标的重要手段，物联网技术水平的高低会成为智慧城市的标志[8]。从图2的智慧城市总体架构中可以看出，智慧城市的建设依托于物联网的框架，为智慧城市的信息系统的感知和控制提供了全面的支持[9-10]。在感知层，各类物联网感知终端对城市各个系统以及环境、位置等信息进行收集整理，并通过网络层进行数据集成与信息计算。在服务层提供数据的存储、分析、计算等相关服务，来为实际应用提供决策支持与行动解决方案，从而实现各个城市系统的健康良性智能运转[11]。

图2　智慧城市总体架构

2.2.2智慧城市建设对物联网产业的发展形成了巨大的拉动作用

智慧城市的建设可以看作是物联网技术的一个重要应用，对于物联网产业的发展形成了巨大的拉动作用。物联网涉及的技术是一个集大成，其发展将会带动大规模产业链的形成。一般来说，新一代信息技术的开发主要通过两种方式：其一是市场需求推动技术创新，市场中出现的新需求、新挑战能够推动产生解决问题的新方案；其二是通过相关市场调研，针对特定的前沿科技产生原创的技术方案。而智慧城市的建设就为我国物联网技术和产业的发展提供了很好的契机，随着智慧城市建设的不断推进，物联网产业将迎来巨大的变化和进步。射频识别、传感技术、行业软件等，作为物联网技术在不同层次上应用的体现，正在不断地被研发与推广应用。

总体来说，物联网技术与智慧城市二者是相辅相成、互惠共赢的关系，发展物联网技术的主要目标是实现智慧城市，而智慧城市的建设也离不开物联网产业的发展，智慧城市已经成为物联网未来发展的热点领域。

3　物联网技术对智慧城市建设的影响

智慧城市建设的核心系统构成主要如表1所示[12]，本文将从城市基础设施、城市业务系统以及城市组织系统3个角度分别分析物联网技术对于智慧城市建设的影响。

3.1物联网技术对城市基础设施建设的影响

物联网对于城市基础设施建设的影响主要体现在

表1智慧城市核心系统构成

系统归类系统构成城市基础设施运输城市路网、公共交通网络、海运、空运通信电子通信基础架构、有线电话、宽带、无线网络、有限电视等水水循环、水供应、水清洁能源能源生产、能源运输体系、废弃物处理城市组织系统人的社会网络医疗、公共安全、教育、旅游、生活质量城市业务系统政府管制政府政务、商务活动

智慧交通、智慧物流与智慧水利等的建设上。在我国城镇化的加速进程中，城市交通面临的压力最为显著，交通成为智慧城市建设的瓶颈。而在覆盖整个城市的物联网框架下，车辆自动识别、电子警察、公交智能调度等各类路网监控相关技术应用使得各个交通干线的路况信息得以实时监控和反馈，从而将拥堵情况减少到最低限度，极大地改进了城市的交通局面[13]。

物流是最早接触并应用物联网技术的行业之一，电子标签、自动识别、卫星定位、定位等相关物联网技术在物流行业的应用促使了物流系统变得更加自动化和智能化，推动了行业从传统的劳动密集型产业向技术密集型产业转变[14]。举例来说，RFID射频识别技术在物流领域的应用正在逐步推广，RFID标签现今已经被广泛应用于自动仓储管理、产品物流跟踪、产品防伪等多个方面，极大提升了供应链和物流管理水平。水资源一直是城市建设的稀缺资源，通过物联网技术，利用信息采集检测设备来对水位、水量、水质等信息进行实施采集，并通过网络传递、收集信息，大大提升了水利行业的综合管理能力，推动了智慧水利的发展。

3.2物联网技术对城市组织系统建设的影响

城市组织系统体现的是城市社会网络的相关活动，主要包含有医疗、公共安全、教育、旅游等。物联网技术的应用对于这些组织活动具有非常显著的影响，提供了多种智慧解决方案。

在医疗领域，物联网可以通过特殊的传感器实现对病患病情的实时监测与病患信息的共享，对于病情的及时分析治疗具有重要意义，同时各类医疗设备标签技术的采用推动了对于医疗资产的监控和管理和全产业链的跟踪，避免了大量的违规操作。在公共安全领域，物联网的实时感知、准确定位和实时监控功能极大提升了公共安全管理的效率，加速了公共安全领域的网络化，视频监控联网将成为主要的实施方向。

在旅游领域，物联网技术的应用还将大大提升城市居民的生活质量，在智能家居领域，物联网利用家庭网关可以实现对家庭中央控制系统、家电、照明、环境监测、影音娱乐等系统的集中控制，使不同系统的设备互相连通，汇总多种渠道信息，实现智能家居。如无线温湿度传感器、无线红外防闯探测器、无线门铃等都是物联网技术在家居领域中的应用。更进一步来说，物联网技术的应用还将推进智能社区建设，物联网可以实现小区住户的智能家居管理以及物业异常情况的实施处理，推动社区物业管理智能化。

3.3物联网技术对城市业务系统的影响

城市的业务系统是城市建设的基础工作，包含政务活动与商务活动，需要政府、企业以及公众的相互协调，也是智慧城市建设要解决的重点问题。物联网可以通过构建各类公共服务平台来推动各类电子政务的发展，同时也能够通过建立多样的电子商务平台来推动城市各类商务活动的健康发展。通过公共服务平台和商务平台的构建能够破除行业壁垒，高效整合利用相关城市资源，使得城市范围内的政务和商务活动得到有力保障。

4　结语

从上述分析可知，物联网作为关键和核心的途径与技术手段，对智慧城市建设具有非常显著的影响。在今后的智慧城市建设中，一方面要做好城市建设规划，设立具有前瞻性的建设目标并制定具体的实施策略，把握好新一轮技术革命带来的契机，有序推动城市升级换代；另一方面，要大力推进物联网产业的技术创新与应用，不断扩展物联网技术应用领域，将物联网技术融入智慧城市建设的方方面面；推动物联网技术的深度发展，提高技术的实际应用水平，大胆尝试，不断提高技术的成熟度。

中国的物联网技术起步较晚，在给智慧城市建设带来机遇的同时，也存在着一些问题。首当其冲的是物联网的技术标准问题，物联网上各类信息技术的交织错综复杂，系统间的接口缺乏统一标准，容易造成“信息孤岛”，使得资源不能高效利用；同时，由于我国物联网发展虽初具规模，但与距离智慧城市建设的需求还有很大一段距离，亟需提高物联网技术的稳定性和通用性，从而为智慧城市建设提供有力的技术保障；此外，物联网技术的应用成本一直居高不下，主要原因在于核心技术的自主创新不足，需要不断加大物联网技术的自主研发力度。总体来讲，智慧城市的建设是一个巨大而复杂的系统工程，需要技术、政策等多方资源的共同支持，而以物联网技术为核心的新一代信息技术应用是智慧城市建设的源动力，是智慧城市建设目标得以实现的坚实基础。

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高凡石(1996— )，本科生，主研物联网与互联网。

责任编辑：时雯

Analysis on effects of internet of things on smart city construction

GAO Fanshi

(BeijingUniversityofPostsandTelecommunication，Beijing100876，China)

The new technology revolution represented by the internet of things has brought new opportunities to the construct of the smart city. The Internet of things is deemed to be the key mechanism to the construct of smart city. The concept and characteristics of smart city， and the concept and framework of the internet of things are firsthy discussed in this paper. Then the relationship between the internet of things and smart city construction has been analyzed. Furthermore， this paper illustrates the effects of the internet of things on smart city construction from the perspective of urban core systems.

smart city； internet of things； urban development

TP393

BDOI：10.16280/j.videoe.2016.07.011

2016-04-08

文献引用格式：高凡石.物联网技术对智慧城市建设影响研究[J].电视技术，2016，40(7)：45-48.GAO F S. Analysis on effects of internet of things on smart city construction [J].Video engineering，2016,40(7)：45-48.