智慧城市中数字通信技术的应用

何 佳

（华信咨询设计研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

0 引 言

新时期，人工智能与物联网技术快速发展，借助相关技术构建智慧城市，可以使资源的利用率提高，并为社会发展提供助力。目前，城市现代化建设进程明显加快，城市快速发展虽然满足了民众对日常生活的更高追求，但是也不可避免会出现交通拥堵、环境污染等现实问题。引入智慧城市理念，通过数字通信技术的应用能够为城市发展提供新的动力。

1 数字通信技术与智慧城市概述

1.1 数字通信技术

数字通信是将数字信号作为信息传输载体的通信方式，可传输经过数字化处理后的语音和图像。数字信息技术在智慧城市中的应用尚处于发展阶段，其中以大数据和云计算为基础的无人驾驶技术虽然已经在城市交通领域进行布局，但是普及应用难度大且相关技术创新能力不足。我国数字通信技术在部分地区的发展受到限制，网络环境不发达，相对先进的通信技术没有及时得到普及应用，由此导致信息传递速度低于预期，未能达到智慧城市要求。

1.2 智慧城市

智慧城市将大数据、互联网、云计算以及物联网等最新技术进行整合，将城市中的人口、交通、能源等要素构成子系统统一管理，并将信息参考提供给管理人员以便制定决策。目前应用的智慧城市系统是建立在传感器与各种智能设备上的物联网体系，可以对城市运行状况进行监督，对核心要素进行控制与分析[1]。智慧城市系统建设总体架构如图1所示。

2 智慧城市规划、建设与管理现状

2.1 城市发展方向不明确

目前，我国智慧城市建设尚在发展建设阶段，基于信息技术的智慧场景正在推广。现阶段全国已经有多个城市加入到智慧城市建设中，然而在具体建设环节，由于缺乏经验，因此智慧城市的发展目标不明确，未能制定科学有效的智慧城市发展目标。同时，智慧城市建设中也存在产业结构与经济发展水平不适应，未能突显城市地域文化的问题。

2.2 智慧城市建设法规不完善

智慧城市属于新兴领域，缺乏行业法规作为管理依据，对各类资源进行配置和共享的难度较大。新时期，智慧城市发展对数字通信技术的要求越来越高。目前在数字通信技术的发展中，存在的主要问题是管理监督法规不健全和缺乏完善的信息共享管理机制[2]。

3 数字通信技术在智慧城市中的应用路径分析

3.1 大数据技术

所谓大数据技术，是从各类数据当中快速获得有价值信息的一类技术。目前，大数据处理关键技术包括大数据分析与挖掘、大数据采集、大数据存储与管理以及大数据预处理等。大数据分析技术与挖掘技术主要对现有的数据挖掘与机器学习等进行改进，对数据图、网络以及特异群组等全新数据挖掘技术加以开发，对以对象为基础的数据连接和相似性连接等融合技术加以突破，对情感语义分析、用户兴趣分析和网络行为分析等面向领域大数据挖掘技术加以突破[3]。通过大数据采集技术可以获取移动互联网、RFID射频、社交网络交互和传感器等的各类非结构化、结构化与弱结构化（即半结构化）数据。大数据采集关键要突破高速数据全映像技术、采集或爬取分布式高速、高可靠数据技术等大数据收集技术，也要突破转换与装载以及高速数据解析等大数据整合技术。在大数据存储与管理技术中心，应将所采集数据借助存储器进行存储。大数据存储与管理技术重点在于解决非结构化、弱结构化与复杂结构化的大数据管理与处理问题，同时重点解决大数据有效传输等若干关键问题。大数据预处理技术主要是完成辨析、抽取和清洗已接收的数据等任务。

3.2 物联网技术

物联网技术（Internet of Things，IoT）在新一代信息技术中占据重要地位，主要包含传感器技术、信息处理技术、信息安全技术、信息传输技术以及识别技术这5个关键技术[4]。

传感器是物联网系统中的关键组成部分，其抗干扰性、可靠性与实时性等特性直接影响着物联网应用系统的总体性能。目前物联网中较为普遍的传感器包括烟雾传感器、距离传感器、心率传感器、光传感器、角速度传感器以及温度传感器等，此外还有指纹传感器、气压传感器、湿度传感器与加速度传感器等。若想使物联网的全方位感知得以实现，需要充分利用识别技术。目前普遍应用的识别技术包含条形码、二维码以及RFID标识等，涉及到地理、物品以及位置识别。在物联网中主要应用的识别技术基础为RFID，其经由无线电信号对特定的目标进行识别并将有关的数据读写出来[5]。识别技术不需要特定目标和识别系统间进行光学或机械接触，在许多种恶劣的环境下也能进行信息的传输，在物联网系统运行中有着重要的意义。目前信息传输技术主要包含移动通信、有线传感网络技术以及无线传感网络技术。其中运用最广泛的是无线传感网络技术，此项技术主要又分为远距离无线传输技术与近距离无线传输技术。多态性、海量性以及时效性是物联网在采集数据过程中的主要特点，能够为智能处理、数据存储和查询以及质量控制等提供保障。信息处理技术的目标是处理传感器等设备采集的各项数据，通过信息挖掘等手段发现数据内在联系，为用户接下来的操作提供相应支持。

3.3 数字通信技术应用方向

3.3.1 数据中心与智能交通

将数字通信技术与智慧交通结合起来是未来交通领域变革与发展的主要方向[6]。智能交通的核心是信息的传输与处理，将信息高速公路作为平台，借助各种设备与装置对城市交通信息进行采集与动态化管理，提高城市交通服务能力，解决城市交通拥堵问题[7]。通过智慧交通系统的构建，使出行者、交通工具、基础设施与交通环境形成有机整体，提升交通系统安全性。目前，智慧城市中的交通监控系统逐渐完善，如图2所示[8-10]。

3.3.2 城市宽带与无线网络

在智慧城市建设中，城市宽带网络建设十分重要。在具体建设环节，需要提高网络传输容量，以满足智慧城市要求。此外，宽带的稳定性与安全性均需要满足设计要求。在宽带安装中，应严格按照相关标准对线路进行铺设，并对网络运行质量进行监测。通过对城市宽带网络的升级改造，能够为数字通信技术发展提供支持，并为智慧城市建设作出贡献。

现阶段，互联网为民众生活创造了很多便利条件，无线网络极大提高了信息传输效率。在对智慧城市进行建设时，有关人员应密切关注无线网络技术，通过分析无线网覆盖区域和信号传输率，制定相应的网络构建计划，从而最大程度提高网络服务水平。

3.4 智慧城市建设方案

智慧城市系统的基础建设将摒弃传统信息化项目分散、独立建设的思路，统一规划和建设云计算基础设施，搭建一套统一规划的资源库和数据共享平台，实现集约化、统一化建设。同时，完善现有的业务系统和接口，实现和原有已建系统的对接，构建基于大数据、5G、区块链、云计算以及物联网技术的智慧城市服务方案，从而全面提高智慧城市的规划建设水平。

为实现上述目标，有关人员应做好以下工作。一是做好新技术的普及推广，使得城市中每个用户均能享受到便捷、高质量的网络服务；二是深度发掘物联网技术的优势，拓宽物联网技术应用范围，以实现万物互联；三是加强大数据建设，完善智慧城市数据库，统计整合城市管理信息并构建动态化管理平台，提供智慧城市建设水平。此外，利用数字通信技术对智慧城市进行规划与布局，以解决城市发展方向定位不明确、智慧城市服务能力有限等诸多问题。

在智慧城市的发展中，有关人员应积极构建基于智慧城市的数据管理中心，通过对数据的获取与应用为城市居民提供更好的服务。例如，公众交通服务引导作为缓解交通拥堵、提供便利通行的重要手段，串联起了交通优化的整个过程。前端的采集设备采集交通参数及交通事件，进而依据算法进行交通的研判，结合研判结果及信号灯配时算法进行信号控制，同时发布相应的诱导信息以疏导交通，最终形成缓解交通拥堵的闭环解决方案。

4 结 论

随着信息技术的发展，移动通信迈入了新的台阶，利用云计算、物联网以及大数据等新型技术手段对智慧城市进行规划与建设具有可行性。基于数字通信技术的应用，能够为智慧城市建设提供可行的技术方案。通过发挥通信技术优势，做好城市数据中心建设，从而提高智慧交通、智慧生活服务水平。