大数据是智慧城市的引擎

随着移动互联网、物联网、云计算等新一代信息技术的不断成熟与普及，产生了海量的数据资源，人类社会进入大数据时代。大数据不仅增长迅速，而且已经渗透到各行各业，发展成为重要的生产要素和战略资产，蕴含着巨大的价值。

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在大数据时代，智慧城市具有明显的数据特征。一方面，智慧城市建设离不开新一代信息技术的支撑，在技术应用过程中必然会产生海量的数据;另一方面，智慧城市建设需要发挥这些数据的作用，从提高政府治理水平，到发展智慧医疗、智慧教育、智慧交通等，都离不开对于城市各种数据的采集、整理、分析和应用。　　

可以说，大数据已然成为智慧城市的引擎。那么，要如何发挥大数据在智慧城市建设中的重要作用呢?一要挖掘大数据的价值，二要做好大数据自身的升级，三要将区块链等信息技术与大数据产业相结合。　　

充分挖掘大数据的价值　　

智慧城市离不开大数据。在当前的智慧城市建设中，随着大规模智能化应用服务的深入发展，产生了海量、异构、多源的城市时空大数据。但是，海量的数据本身并不具有意义，只有经过人们的开发利用才能产生价值。如何应对这些大规模、复杂的城市数据，对其进行有效的感知、采集、存储、管理、分析、挖掘、计算和应用，是智慧城市发展中面临的巨大挑战。为了让大数据真正成为智慧城市的引擎，从政府到企业都在加紧研究如何充分整合、挖掘、利用数据资源，以期最大限度地发挥大数据优势。　　

中国工程院院士邬贺铨在近日于四川省彭州市举行的智慧城市院士论坛上表示，城市大数据是智慧城市的宝贵资产。对于城市治理者来说，长期以来已经形成了各类城市大数据，包括人口大数据库、法人大数据库、地理信息大数据库、经济大数据库等。这些数据库的共享、融合和充分挖掘是智慧城市建设的重要的信息基础设施，不仅可以大幅提高政府电子政务水平、促进政务公开透明，而且可以借助大数据提高交通通行效率、环保检测监督水平、社会治安保障能力等。建设智慧城市要求不断增强对城市大数据的搜集、储存、共享、挖掘、保护和利用的能力，提高信息的准确性、完整性和挖掘利用的集约性。　　

从“条数据”到“块数据”的升级　　

在不断挖掘大数据价值的过程中，人们逐渐认识到，不能仅停留在“条数据”，而是要升级到“块数据”。目前，大家讨论的数据几乎都是“条数据”，即某个行业和领域呈链条状串起来的数据，而未来大数据发展的趋势是“块数据”。　　

大数据战略重点实验室研究成果出版的《块数据——大数据时代真正到来的标志》一书提出，人类将以“块数据”为标志，真正步入大数据时代。所谓“块数据”，就是一个物理空间或者行政区域内形成的涉及人、事、物的各类数据的总和。“块数据”比“条数据”的“4V”即 Volume(大量)、Variety(多样)、Value(价值)、Velocity(高速)的特征更为明显。它如同一个计算机的主板，建立起了一个开放、共享、连接的数据基地，各个行业和部门的“条数据”就如同一个个可插拔的板卡，它们只有融合并集成到主板上，才能发挥数据资产真正的功效。块数据实践应用所形成的全产业链、全服务链和全治理链，将更大程度地驱动产业升级、服务改善民生、推进城市转型和倒逼政府治理体制机制改革。　　

在未来以“块数据”构建的城市里，人类的每一个行踪和行为都会得到效率最大化的配置，整个社会的运转效率将得到极大的提升。“块数据”在城市中的应用，表现在建成一个生活便捷化、经济绿色化、治理精细化、政务协同化的块数据城市，在一个坚实和立体的数据防护体系下，辖区群众的安全感和幸福指数能够获得更大程度的提升。

区块链等新技术与大数据的结合　　

大数据本身需要升级，同时，大数据与其他信息技术的结合也非常必要。例如区块链技术，对于解决大数据安全等“痛点”有着重要作用。　

在智慧城市建设中，要充分发挥大数据的作用，保障数据安全是前提。区块链技术作为分布式记账平台的核心技术，运用加密技术，每笔交易都会被公开记录下来，其特点是防止数据窃取、篡改和删除等，区块链技术应用于安全方面主要是利用了这一特点。除了区块链技术外，人们也在不断研究量子科学、人工智能等新一代信息技术在大数据中的应用。　　

中国科学院院士徐宗本在人民日报上发表的《用好大数据须有大智慧》一文中指出，大数据技术是基础性信息技术，它刻画了新一代信息技术中机器与机器、人与机器之间信息交换的内容特征，构成了现代信息技术的基本信息处理模式。　　

基于大数据这样的特性，可以预见，不同的信息技术与大数据产业的结合将是未来的发展趋势。

管道的重要性不言而喻，作为一种有效的物料输送手段而广泛应用在城市雨污水、天然气输送、工业物料运输、给排水和建筑物等通风系统等领域里。为了提高管道的寿命、防止泄漏等事故的发生，保障管道的正常运作，就必须对管道进行有效的检测维护等，而管道检测机器人作为快捷安全的一种检测方式，越来越多地被应用在管道检测方面。

接下来，本文将重点介绍管道机器人的种类，让大家对它有一个更清楚的认识。

目前国内外已研制出的管道机器人类型很多，按能源供给方式可分为两种：有缆方式和无缆方式。

对于有缆方式供能的管道机器人，主要存在的问题是机器人行走距离远、转弯较多时，线缆与管壁的摩擦力会变得很大，严重影响了机器人作业时的最大行走距离，而且还会带来可靠性等一系列的问题。

而采用无缆方式的能源供给目前有两种方案，一是携带蓄电池，二是携带燃油发电机组，这两种方案除了体积庞大以及增加机器人本体的重量这些共有的缺点外，还有就是所储存的能量毕竟有限，而且受电池质量、充电工艺等因素的影响，因而机器人的行走距离仍然受限制。

管道机器人的驱动源大致有以下几种：微型电机、压电驱动、形状记忆合金（SMA）、气动驱动、磁致伸缩驱动、电磁转换驱动等。

管道机器人按照驱动方式大致可以分为自驱动型管道机器人、流体推动型管道机器人、弹性杆外加推力型管道机器人。

管道机器人按其外型大小可分为大型、普通和微型三种，其中微型管道机器人又可按其电驱动技术种类划分为基于正弦波动驱动的微型管道机器人、基于电磁驱动的管道鱼鳍机器人、直流电机驱动的蛇行机器人、压电元件驱动的微型管道机器人、GMA驱动的微型管道机器人、SMA驱动的蚯蚓蠕动管道机器人。

而如果按行走机构划分，管道机器人可分为以下几种方式：（1）活塞移动式，其原理类似于活塞在汽缸内的运动，即把管道看作汽缸，把具有一定弹性和硬度的PIG看作活塞。在结构上，PIG其后面的流体压力大于前面的压力时，在压差的作用下，PIG克服了管壁与活塞之间的摩擦阻力而向前运动。PIG可以携带各种传感器，一边行走一边用于管道检测。（2）滚轮移动式，利用滚轮驱动式的行走结构，以电机作原动机，为了增加牵引力，一般采用多轮驱动式，由于轮径太小，越障能力有限，而且结构复杂。（3）履带移动式，仿造履带式车辆行走原理，采用带齿轮减速箱的直流伺服电机驱动。（4）足腿移动式，其基本原理是利用足腿推压管壁来支撑机体，利用多腿可以方便地在各种形状的弯管内移动。由撑脚机构、牵引机构和转向机构构成，可在各种类型的管道里移动。（5）蠕动移动式，模仿昆虫在地面上爬行时蠕动前进与后退的动作设计，机构由蠕动丝杠、螺母、前后支撑足及前后封闭弹簧构成。在行走时，分别使左右支撑足上端与管壁接触，下端用滚轮与管壁接触。驱动蠕动丝杠依次左转和右转，使螺母在丝杠上左右移动。（6）螺旋移动式，利用螺旋原理使管外电机推动带有弹性的驱动部件前进，该驱动螺旋部件可以自动越过小的台阶。

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