智慧城市相對于之前“數字城市”、“感知城市”等概念，最大的區別在于對海量信息形成的大數據進行了智慧的處理，因此也可以認為智慧城市是數字城市的升級版。由城市數字化到城市智慧化，關鍵引入大數據技術進行數據的生產與集聚、組織與管理、分析與發現、應用與服務，以提高城鎮化質量、改造并提升社會公共管理職能，促進城市管理和服務智能化發展。

一、智慧城市大數據應用需求分析

隨著智慧城市建設的大力推進，智慧應用已經觸手可及，并實實在在改變人們的生產與生活，大數據作為構建智慧城市必不可少的重要技術，在城市的智慧交通、平安城市、智慧醫療、智慧社區等智慧應用實踐中發揮著巨大作用。其中，交通、醫療、平安城市已經成為大數據應用重點領域。

（1）智慧交通大數據應用需求分析

我國大部分城市交通管理呈現條塊分割現象，由于數據信息只存在于垂直業務和單一應用中，造成交通管理的碎片化，如交通信息分散、信息內容單一等問題。而大數據具有信息集成優勢和組合效率，有利于數據的同步采集和分析處理。隨著智慧交通傳感器數據的引入，數據規模從過去的TB級爆發性增長到PB級，由此帶來對海量數據的存儲與計算的挑戰，迫切需要尋求新的處理技術和手段。同時，交通領域對海量的圖像和視頻數據的實時處理分析也提出很高要求，這就要求利用分布式文件系統和數據庫實現數據的永久存儲、實時檢索、隨時擴容。同時，要求能對海量的圖像和視頻數據進行準確提煉，構建合適的交通預測模型，有效模擬交通未來運行狀態，給出合理應對方案，有效緩解交通擁堵，快速響應突發狀況，為城市交通的良性運轉提供科學的決策依據。

（2）智慧醫療大數據應用需求分析

伴隨著醫療技術的發展，醫院數字化、網絡化、信息化發展已經進入穩步增長階段，醫院積累了大量不同類型的數據，比如醫療數據、音頻、視頻、圖片等數據信息，這些數據已成為醫院寶貴的財富。根據估算，中國一個中等城市50年所積累的醫療數據量就達到10PB級，而隨著健康醫療的不斷發展，非結構化數據增速將持續加快。對這些數據進行有效的存儲、處理、查詢和分析，能輔助臨床醫生做出更科學和準確的診斷和決策，幫助醫院根據患者潛在需求開發個性化服務，甚至有助于研究機構突破醫療方法和藥物革新，支持醫療資源及服務優化與配置。隨著新醫改不斷深入，未來醫院信息數據將更加復雜化、規模化，可以想象，利用常規的軟件工具已經難以對其進行搜集、整理、加工與管理，所以迫切需要大數據等相關技術的支持。

（3）平安城市對大數據應用需求分析

平安城市建設目標是滿足治安管理、城市管理、交通管理、應急指揮等需求，同時要兼顧災難事故預警、安全生產監控等方面對圖像監控的需求。這種從“事后查看”到“事前預警”的需求變化，要求做到對海量視頻數據的精準分析，這也是平安城市以視頻為核心的大數據應用所在。

視頻數據特殊性對計算處理要求。平安城市數據有其行業特殊性要求。一是流量巨大，二是對高清有很高要求。一個高清視頻的流量一般是8MB/S，數據則來自成千上萬的攝像頭，又是24小時不間斷傳送。如果采用全集中的計算框架，不僅數據傳輸容易出現瓶頸，還很容易導致災難性的損失。而全分布式的計算框架則導致管理、運維復雜化。因此，區域性的、綜合性的集中和概念上的分散，可以使網絡更有效地支撐其應用。

大數據處理任務對于開放架構平臺需求。平安城市大數據飛速增長，要求IT基礎架構的計算能力、存儲能力和數據交換傳輸能力必須與這種成長速度相匹配，才能保證數據分析的實現。而實現這些能力的關鍵在于IT基礎架構的可擴展性，特別是橫向擴展的能力。能讓其先天就具備強大、橫向的可擴展性，并在實現這種擴展時擁有成本和性價比優勢的，一定是基于開放架構的平臺。

二、智慧城市大數據應用機遇與挑戰

1、機遇

智慧城市建設驅動：從整體投資規模來看，“十二五”期間智慧城市建設拉動的設備投資規模將達1萬億元人民幣，如此龐大的投資規模必然帶來智慧城市建設對大數據應用需求的快速增長。

　　表 1 智慧城市重點領域“十二五”投資預估

資料來源：賽迪顧問整理

政策驅動：為推動智慧城市發展和應用示范，國務院及相關部委，如發改委、工信部、科技部等多個國家部委發布了一系列相關的政策文件，提出了加大財稅、金融政策扶持力度，引導和鼓勵社會資金投入，設立產業發展專項資金、推動應用示范創新等相關政策措施，具體參見下表。

表 2 國家相關政策

　　資料來源：國務院與各部委等相關政策文件

應用需求驅動：大數據時代，智慧城市對數據分析功能的需求更加旺盛，對數據分析的深度和速度都有更高要求，驅動對數據的快速、實時分析、智能決策等需求快速增長。同時，智慧城市建設中特定需求也帶來對大數據應用的不斷增加。如各級公安機關要求圍繞視頻監控進行深度應用，未來需求將從傳統以硬件建設為主轉向以智能應用為主，以解決視頻調閱慢、分析難的問題，以縮短辦案時間，降低辦案人員的工作強度。

2、挑戰

隨著智慧城市建設的推進，智慧城市建設將進入“深水區”，信息孤島、信息安全等問題變得更加迫切，亟待解決。

（1）信息孤島將成為智慧城市應用的桎梏

由于我國城市信息化是一個逐步完善的過程，在不同時期分散建設的系統，由于在運行環境、數據庫系統、數據格式、業務流程定義等方面執行不同標準，導致系統無法信息共享和集成的根本原因。而且行業發展水平參差不齊，因此信息孤島在我國是一個普遍問題。但隨著智慧城市建設的深入開展，信息孤島將成為大數據應用的桎梏，若不能解決信息孤島問題，則智慧城市建設將變成一個個“行業示范應用”，無法真正全面推廣。

（2）信息安全將成為智慧城市應用推廣的突出問題

大數據時代，數據資產化成為趨勢，企業內部運行數據和客戶資料成為寶貴的數據資產，而且很多智慧城市應用涉及公民財產安全甚至國家安全，數據價值更高，因此信息安全問題成為大數據時代智慧城市建設首要難題。當前政府、企業、個人的數據安全意識也開始增強，2012年12月28日，全國人大常委會第三十次會議通過了《關于加強網絡信息保護決定》，該決定將政府、企業、個人信息數據上升到極其重要的法律保護位置，同時對懲處威脅信息安全的行為提供了法律依據。但客觀來看，我國信息安全技術水平相對國外先進水平差距依然較大，未來國家的扶持力度將會進一步加大，國內企業將面臨更大發展機遇。

（3）智慧城市項目復雜度大，牽涉部門眾多，協調非常困難

智慧城市項目的復雜程度主要體現在兩方面：一方面是涉及到的政府部門和企業眾多，如公安、行政、城管、衛生、路政等分屬不同的行政部門，這給數據共享帶來很大難度，未來視頻數據在交通部、公安部、城管部門等多個部門共享，需要不同政府部門形成統一，如何讓企業將數據貢獻出來也需要相關政策來支持。另一方面是技術難度越來越大，綜合了交通工程、信息工程、通信技術、控制工程、計算機技術等眾多領域的成果，智慧城市系統需要把多個子系統進行集成，需要系統集成商有相關的平臺及產品和工程資質。