云计算技术发展趋势范文

发布时间：2023-09-22 10:37:47

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云计算技术发展趋势

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中图分类号：TN 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0272-01

一、引言

信息时代的到来和深入，使网络服务需求与日俱增，但海量的数据资源难免会影响到其服务的效率和质量。虚拟化技术为云计算的一项核心技术，通过对物理设备、逻辑业务层进行解绑定来实现对软件驱动资源的配置。既满足了网络服务需求，也有着较高的可靠性、经济性和通用性，故被视为升级版网络计算。该技术概念体现在计算、网络、桌面、存储、应用等诸多方面，基于提供IT基础能力的角度可将之分为计算虚拟化、网络虚拟化与存储虚拟化等，云计算的应用与发展为虚拟化技术的发展与应用提供了新契机，并逐渐推广应用于不同的领域。随着科学技术的发展，云计算与虚拟化已发展成现代信息产业领域极受关注的新兴概念，而虚拟化技术作为信息资源方式先进使用技术也愈发得到相关部门的重视。云计算也逐渐从新兴事物渗透至信息产业各领域，产业界各大公司正投入大量资源对云计算产品进行研究与开发。

二、云计算虚拟化技术的基本原理

1、相关性

虚拟化计算模型为云计算技术的实质，是通过将计算任务分布于大量计算机所组成的资源池，以使各应用系统可根据自身需要来获取相应的计算力、信息服务与存储空间。通过网络通信技术，云计算技术可根据需求提供动态可伸缩廉价计算服务，以创新计算模式确保用户经由互联网随时获取大量计算能力与多样化信息服务。

2、云计算服务层次

根据云计算服务集合提供的服务类型可将其服务划分为四个层次，即：平台层、虚拟化层、应用层与基础设施层，这四个层次的每一层均有着一个子服务集合与之对应。应用层主要任务为软件实时服务；基础设施层其主要任务为软硬件环境基础设施服务的实现；平台层的主要任务则是以网络通信为基础的平台构架的实现；虚拟化层的主要任务是为了提供强大“云”网络，通过连接并发网络设备来完成实时计算与服务。

三、云计算虚拟化技术的应用

随着信息技术的发展，虚拟化技术与云计算技术的发展速度也在逐步加快。在此期间，不断涌现出新技术、新产品和新概念。目前，云计算虚拟化技术已经被广泛应用。

1、虚拟化平台

以互联网为基础，形成虚拟化的运行平台，通过此平台虚拟化网络来实现将计算资源转化为远程资源的输送，这个过程是具有实时交互性的。而事实上，这种运行的虚拟化平台在数据共享与数据实时运用中具有非常重要的意义。

2、多层模式的在线业务系统

以多层模式为基础的在线业务系统是利用数据虚拟化技术，并结合着现代化的通信技术，进而成功完成对信息资源的统一部署、、继承与共享，还可以同时为不同用户提供在线服务与信息资源的开发。这种在线业务系统，可实现分布式资源数据的整合，促使各项资源能够达到互联互通。该业务系统对多组用户模式在线服务及开发予以支持，可以对资源进行高效整合，并按需分配资源，促进分布式资源数据间整合的有效实现。同时，利用在线业务系统，还可以提高资源利用率，根据用户的不同需要分配与之相匹配的资源，有效避免产生数据孤岛。

3、云存储服务

云存储指的是通过网络技术、集群应用、分布式文件系统等相关功能，利用软件将存储在网络系统中的不同类型设备集合起来保持协同性，同时对外提供必要的数据存储与业务访问。这一系列过程其实已经形成了一个系统，在该系统内，云存储就是将数据存储与管理作为中心内容的云计算服务系统。在分析云存储服务系统时，发现该系统的由存储层、基础管理层、访问层以及应用接口层组成。在资源共享与信息服务中，云存储服务发挥着非常重要的作用。利用云存储服务系统，既能保证系统信息存储的有效性，也能提高信息的存储率。与此同时，在云计算虚拟化技术应用的过程中，云存储服务始终是占据着非常重要的作用。

4、云通信服务

云通信是以云计算模式的应用为基础的通信平台服务，在分析云通信原理时，发现不同的通信平台软件均集中于云端且能兼容互通。用户在使用时，只需登陆云通信平台，不需要再单独登陆其他软件。从当前的应用情况看，云通信具有的灵活部署促使人们可以根据自己的需要来进行通信分配与消费，已逐渐成为时代的主流。总之，云通信服务在信息提供中所发挥的作用是不可忽视的。

四、云计算虚拟化技术的发展趋势

1、平台开放化

作为基础平台，封闭架构带来不兼容性，无法支持异构虚拟机系统，也难以支撑开放合作的产业链需求。随着云计算时代的来临，虚拟化管理平台向开放平台架构转变，多种厂家的虚拟机可以在开放的平台架构下共存，不同的应用厂商可以基于开放平台架构使其应用不断的丰富。

2、连接协议标准化

目前有VMware的PCoIP，Citrix的ICA，微软的RDP等桌面虚拟化连接协议，而最值得一提的是国内虚拟化软件公司―方物软件的FAP。多种连接协议在公有桌面云情况下，将带来终端兼容性的复杂化，终端将需要支持多种虚拟化客户端软件，对于嵌入式的云终端来说，限制了客户采购的选择性和替代性。未来桌面连接协议标准化之后，终端和云平台之间的广泛兼容性将会解决，从而形成良性的产业链结构。

3、公有云私有化

在公有云场景，政府/企业整体IT架构构建在公有云上，对数据的安全性要求非常高，也可以说，公有云的安全性没有得到解决，就无法推进企业IT架构转变为公有云模式。在公有云场景，需要提供类似于VPN的技术，把企业的IT架构变成叠加在公有云上的“私有云”，这样既享受了公有云的服务便利性，也使私有数据的安全性得当了保证。

4、虚拟化客户端硬件化

当前的桌面虚拟化和应用虚拟化技术对于富媒体的客户体验和传统的PC终端相比还是有一定的差距的，其原因是对于富媒体，如：2D/3D/视频/Flash等都缺少硬件辅助虚拟化支持。随着虚拟化技术的逐渐成熟及广泛应用，终端芯片将会逐步加强对虚拟化的支持，从而通过硬件辅助处理来提升富媒体的用户体验。特别是对于PAD、智能手机等移动终端设备，如果对虚拟化指令有较好的硬件辅助支持，将促使虚拟化技术在移动终端的落地。

五、结束语

总之，在信息技术逐步发展与应用的过程中，云计算虚拟化技术的应用也在逐步深入。云计算时代是开放、共赢的时代，作为云计算基础架构的虚拟化技术，将会不断的有新的技术变革，逐步的增强开放性、安全性、兼容性以及用户体验。

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一、概述

科技的不断进步必然会为社会的发展带来变革，随着计算机技术水平的不断提高，社会也由以往的工业时代步入信息时代。然后，随着时间的推移，简单的数据信息处理和基础的计算机应用已经不能满足当前全球数据信息爆炸式的增长和复杂化多方位的需求与应用，亟需新的科学技术来促进互联网产业的深度优化与改革。目前，科技信息行业的中心已经发生转变，全球各大IT公司也都将云计算、大数据以及信息安全作为日后发展的主要目标。由此可见一斑，云计算、大数据以及信息安全的发展成熟度与完善度，必然会影响整个国家的信息产业的发展，也是在如今瞬息万变的全球经济下夺得一席之位的有力手段。在我国，基于大数据与云计算的信息产业遍地开花，都已经得到相应的重视与发展，然而这些新型的信息产业如今的发展势态以及未来的发展趋势，是否能够适应未来社会的需求，能否成为促进社会快速发展的利器，这都有待考究。所以对大数据与云计算的发展现状与趋势的学习与研究，对于了解我国新的科技信息产业的发展，制定相应的策略以促进社会经济大跨越来说，具有非常重要的现实意义。

二、大数据的发展现状与趋势

大数据的快速发展与广泛应用是互联网通信技术与信息处理技术的快速发展的必然产物。随着互联网络的快速发展以及个人电脑、企业服务器以及各种移动终端的广泛应用，互联网的数据量从2000年以来，就以爆炸式的形式快速增长。尤其是在我国，国民数量基数非常大，这都无形之中使得大数据成为我国互联网发展的基本需求。2012年，我国工信部陆续推动了一系列的大数据相关的项目运作，加上相应的法规、政策的支持，在2014年底，大数据已经在我国各地得到广泛应用。首先，大数据涵盖了社会产业的很多领域，例如在电信与互联网领域，食品安全、医疗卫生、智慧城市与交通、科技服务等多个领域中得到快速发展。其次，传统的IT信息产业也都借助大数据的东风，积极响应深化改革，出现了一大批以大数据技术为中心的信息产业转型的成功案例。最后，在全国各地都在积极构建大数据中心，力图以大数据应用为支柱来加速我国社会经济的转型。大数据的未来发展必定风云变化，主要发展方向大概包括以下几个内容。

（一）结构多样化

基于大数据的信息系统架构必然多样化，借助云计算的发展，实现分布式存储于管理的基本构架，对于图片、音频、视频等非格式化数据的存储与管理的计算框架以及对网络实时流分析与计算的基本框架将会并存。

（二）大数据预测

大数据的智能预测功能必然成为未来发展趋势。在2008年的金融危机中，阿里巴巴公司通过对淘宝网的用户购买行为的分析，发现包括欧美在内的大部分区域的买家询盘数急剧下降，也就提前预测了全球的经济走势，最终躲避金融危机的伤害。同样的，通过大数据预测未来的行为必然成为趋势，尤其是在经济金融、自然灾害等方面都会得到广泛的发展与应用。

（三）智慧城市的构建

智慧城市的发展是未来城市发展的必然趋势，而大数据技术成为智慧城市快速发展核心技术。智能交通、全民医疗、智能政府管理、企业发展等方面都离不开大数据的支持，相信大数据在智能城市构建上有非常广泛的应用前景。

三、云计算的发展现状与趋势

云计算是目前互联网发展的新的一次改革，将会以新的商业模式带动互联网产业的快速发展。目前，云计算推出的商业模式主要由三种，分别是基础架构即服务的IaaS、平台即服务的PaaS以及软件即服务的SaaS，通过三种运营模式可以满足不同用户的基本需求。目前，云计算的发展仍以IT巨头为代表，主要包括谷歌公司、亚马逊、IBM以及微软。其中谷歌公司主要通过其硬件基础、大数据应用以及良好的搜索引擎构建其专门的云平台，通过分布式的数据存储与管理、智能的云计算应用来实现其云平台构架。亚马逊、IBM、微软也都推出了自己相应的云平台，为企业提供相应的服务解决方案，极大地帮助客户提升自己的企业运行效率，促进经济快速发展。在电信运营方面，云计算也显示出其独特的优势，通过将以往的IP网络、光纤网络以及HSPA等构建基础的无线通信云，极大地方便各个企业和部门使用，同时我国三大运营商也都推动各自的云计算平台的发展，力图构建一个即软硬件、网络、应用与服务于一体的综合性平台，为用户提供更加优质的服务。云计算的快速发展必然会为各个行业带来新的商机，以促进其快速发展，主要趋势包含以下几个方面。

（一）简化移动终端

移动终端轻便化是人们的基本需求，也是移动终端发展的必然方向。通过云计算构建的相应平台，将主要的应用转移到云平台上，这样就大大减轻了移动终端的压力，用户只需要通过高速的网络、轻便的终端即可访问云平台应用，从而使得移动终端的配置与成本大大降低。

（二）私有云的快速发展

随着公共云的快速发展和技术逐步成熟，私有云的发展及其产品也将必然成为趋势。通过构建私有云平台，实现私有的云存储、虚拟桌面等应用，以及对专门的系统通过云集成提供针对性的系统服务，这将大大提升部门的运作效率，降低成本投入。

（三）促进物联网快速发展

物联网是互联网发展的延伸，是实现互联网与生活中实物联通的具体实现。云计算技术的出现，使得物联网发展的经济成本与技术成本大大降低，通过构建相应的云平台即可实现物联网基础设施、应用系统与服务的实现，从而加速物联网技术的发展。

四、总结

大数据与云计算是目前信息产业快速发展的中心，也是IT产业改革新的机遇，目前全球范围内的大数据与云计算都在蓬勃发展，如果把握机遇，顺应时代需求，这必然为为了的发展开启新的大门，趁着大数据与云计算的东风，为人们提供更加优质、高效的服务。

篇3

神州龙芯公司总裁陈义介绍了作为保障国家信息安全的领军企业，神州龙芯公司在自主核心技术领域取得的成绩。面向云计算应用市场，神州龙芯也很早布局，在云计算终端产品及应用方案领域取得了突破。神州龙芯的云终端在医疗、教育、流通、公共服务等领域都有广泛的适用性。此次与宏集团战略合作，神州龙芯看重的是宏集团全球领先IT厂商的实力和在国内行业市场深厚的积淀。神州龙芯与宏联手，将发挥各自优势，共同打造集局端、终端和行业办公软件于一体的高性价比、高安全性行业私有云解决方案。

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赛迪顾问的数据显示，2010年中国云计算市场规模达到167.31亿元，同比增长81.4%；从2010年起的未来三年内，中国云计算市场的年均复合增长率将超过90%。云计算市场的蓬勃发展将给整体IT产业的发展带来翻天覆地的变化。

早在上世纪60～70年代，并行计算、网格计算等技术已经兴起，而云计算技术与上述技术可谓一脉相成。云计算真正成为市场热点是从2008年开始的，这表明云计算技术已经找到了一个适合它的应用和商业模式。赛迪顾问股份公司电子信息与IT系统业务总监孙会峰归纳出云计算的五个典型特征：基础资源租用、按需弹性使用、透明资源访问、自动业务部署和开放公众服务。孙会峰表示：“作为战略性新兴产业中的重点发展领域，云计算将成为新一代信息技术产业中的支柱领域之一，在信息化建设和应用中发挥重要作用，并且将推动传统产业的改造升级和新兴产业的加速培育。”

云计算已在中国落地，电信、金融、互联网及政府等行业已经开始积极部署云应用。孙会峰预测，未来云计算在中国将从局部应用扩展到大规模应用，超过50%的IDC将转向云计算，5年内云计算将成为基础架构的核心，可以支持N网融合。

云计算带来的改变

云计算主要有三种服务模式，包括SaaS、PaaS和IaaS。目前在中国，IaaS的应用最广泛，而PaaS的应用比较少。

IaaS的发展将给传统的硬件厂商带来冲击。硬件产品的销售对象将从终端用户逐渐转变为云计算服务商，而越来越多的云计算系统将构建在低成本的x86平台上，低成本、低功耗的产品将大行其道。IDC的业务模式也将发生改变，从以出租机柜为主转变为直接提供整体的IT服务。PaaS的兴起将大大缩短用户部署和使用云计算系统的周期，即使是个人用户也可以十分方便地在云计算平台上开发适合自己的软件。目前看来，SaaS应用已经有了比较好的基础，未来它将加速传统软件厂商向在线应用的转型。

面对席卷而来的云计算大潮，相关厂商应该如何应对呢？SAP大中华区首席技术官张侠表示：“为了更有效地推动云计算的发展，厂商应该深入了解企业内部的应用情况，构建云基础架构，采用共同创新的模式丰富云应用，实现商业模式的创新，加速云计算的市场覆盖。”

云计算面临的挑战

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1.1概念

云计算是通过将大量计算分布到分布式计算机上，实现虚拟化的计算机网络系统，使得数据的计算运行与互联网类似，能够按照需求访问资源和系统。但是云计算并非通过本地计算机或远程服务器进行计算，而是像计算机网络内部一样实现分布式处理计算，这种方式就好像电厂集中供电模式，将低成本的运算单元组织在一起，能够大幅度提升计算能力和数据处理能力。云计算的这种计算模式对用户完全透明，用户只需要向系统提交自己的要求，云计算软件和平台会自动进行处理，用户不需要了解云计算的具体方法就能够实现快速、高效的大数据处理。

1.2结构

云计算是借助虚拟技术，将大量分布服务器上的资源整合起来，然后根据用户需求进行分配和处理，是一个虚拟的、庞大的计算机网络辅助系统。因此其体系结构也十分复杂，可以大体上分为用户、服务要求、管理系统和服务器集合等四个部分。用户提出服务要求，然后由管理系统向服务器集群发出请求并整合和接收反馈，然后以一个完整的形式将结果反馈给用户，形成一个完整的虚拟计算机网络处理结构。

1.3特点

云计算具有虚拟、高效、资源共享度高等基本特点，同时，目前由于云计算技术还没有完全成熟，大部分企业和个人使用云计算技术需要付费。云计算是一种虚拟概念的计算，也就是说其计算过程并不是通过实际的物理方式实现的，因此不仅能够实现大量数据的运算，也能够提高资源之间的共享度，同时这种分布式处理方式也更大地保证了数据的保密性和安全性。重要数据大量分布在所有分布式终端中，不能简单地从一台终端中提取，提高了数据的保密性，并且如果某台终端处理机出现问题，也不会影响其他终端，极大地提高了数据的安全性，使得大量数据的保存管理成为可能。

2云数据管理技术类型简介

云计算是对海量的、分布性的数据进行计算处理，因此对于数据的管理要求很高，采用的数据管理技术必须能够高效地管理海量数据，于是云数据管理技术也随着云计算的广泛应用而出现，并且目前已经成为众多企业和研究机构研究的重要课题。目前已经存在了许多不同的云数据管理技术，这些云数据管理技术各有特点，但是都以不同的方式实现了对海量数据的有效管理。

2.1GFS技术

GFS技术即谷歌文件系统，是一种为谷歌云计算技术提供数据管理的系统。在这种技术中，所有资源文件以一种库文件的形式存在，并且有系统提供给用户一个专用的程序访问接口，用户提出请求后，由一个逻辑上唯一的管理者对整个库文件进行调度和统筹管理。这种文件系统管理技术不仅能够为谷歌云计算提供海量数据的存储管理，同时也可以进行云计算，满足各种用户要求，目前GFS技术已经成为云数据管理技术的主要技术之一，并且得到了非常广泛的应用。2.2BigTable技术BigTable技术也是谷歌开发的一种数据管理技术，这种技术是建立在谷歌文件系统的基础之上，通过将大量数据组织在一张虚拟的表格中进行管理。这种技术将云数据组织在一张巨大的表格中，从而实现数据的结构化管理。在使用时能够根据要求更加快速地进行数据查找和处理，合理进行资源的分配。这种方式比起文件系统更能够实现数据的架构化，对于结构化云数据的管理会产生更好的效果，取得更高的管理效率。

2.3Dynamo技术

Dynamo技术是一种分布式存储系统，具有数据库和分布式Hash表的特征，以分布式Hash表作为基本存储结构和理念，实现数据在环中的均匀存储形式。这种技术的主要特点是提供了三个参数：N、R、W，技术规定，有N个副本，如果有R个读取一致就可以认为是读取成功，如果有W个写入成功就认为是写入成功，即系统不要求N个全部读取或写入成功，只要能够保证R+W大于N，就能够确保数据的一致性，这种技术增加了数据读取的复杂性，但是降低了数据写入的复杂程度，实现了更加高速的存储管理。

3云数据管理技术特点分析

3.1提供可靠的数据存储管理

云数据管理技术尽管各有特点，但总体都采用了分布式存储管理的思想。这种数据存储管理方式能够为企业提供海量数据的存储管理，同时能够极大地提高数据的保密性和安全性。同时，云数据管理技术一般都具有较高的容错性，大量分布式服务器的支持也可以实现对数据的错误分析和报告，避免因失误产生的数据错误。云数据管理技术最大限度地降低了人为管理因素对数据管理的影响，从而更好地提升了数据管理的可靠性。

3.2实现数据的并行处理和分析

云数据管理技术是将数据进行分布式处理，尽管在逻辑上看来许多云数据管理技术是将数据整合到了一个统一的机构中，但事实上数据是分布存储在大量分布式服务器上，在对数据进行处理时，就可以按照用户的要求从各个服务器中调取数据。在这种技术支持下，就能够有效实现数据的并行处理，系统根据用户要求自动检索分析用户需求，迅速缩小范围，锁定用户关键词，迅速对用户命令做出处理和反馈。同时，多个用户如果提出同一要求，也能够迅速通过这种管理技术实现信息共享，将同样的信息返回不同的用户终端。云数据管理技术还能够根据用户提供的关键字对数据进行初步筛选和分析，节省用户的分析时间，对于需要进行大量数据分析的企业来说可以极大地提高工作效率。这种强大的数据提供和分析处理能力正是云数据管理技术得到广泛研究和应用的主要原因之一。

4云计算和云数据管理前景展望

4.1云计算技术发展前景

云计算技术目前正处于快速发展阶段，不论是个人、企业还是国家都十分重视云计算技术的研究和创新。同时，随着更多的“云”概念的提出，云计算也被赋予了更多的功能和含义，大数据等概念的提出也为云计算带来了新的发展方向。国际社会已经有越来越多的专家学者研究出了更多创新的云计算技术，并且提出了概念含义更加广泛的云计算概念。国内对于云计算的研究也正日益火热，科研机构也在进行新技术的研究，国内个人和企业也逐渐了解了云计算的概念和特点，并且有更多的企业单位开始运用和研究云计算技术。可以说，云计算技术发展前景大好，并且很可能会成为未来一段时间内计算机研究和应用的重点方向。

4.2云数据管理技术的发展

伴随着云计算概念和技术的更新，云数据管理技术也必然要随之更新，云数据管理技术是为了给云计算提供强大可靠的数据存储管理支持，为云计算技术提供数据基础，因此其发展也会随着云计算技术的需求而不断改善。在目前的发展趋势看来，正有着许多新技术和新思想不断涌现，不同概念和云数据管理概念的结合创造出来更多的云数据管理技术。目前云数据管理技术发展趋势正倾向于将不同学科、不同领域的概念与之相结合形成新的管理技术，这种发展不仅能够促进云数据管理技术的创新，也加强了云技术与其他学科技术的结合发展，促进了不同技术的融合与共同发展。

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〔中图分类号〕F270〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-0821（2013）01-0110-06

我国“十二五”规划中，云计算被列为国家重点发展产业。在国家科技部《科研条件发展“十二五”专项规划》中明确要求“加强面向社会的科技资源运行服务，充分利用信息网络新技术，推动科技资源共享云建设，大幅度促进科技资源的综合集成和高效利用”；在《现代服务业科技发展“十二五”专项规划》中也明确提出“建设面向产业集群的科技服务集成平台，加强科技服务标准体系建设，搭建基于SAAS技术的科技服务网络”。以公共科技资源为重要载体和服务支撑，建立面向科技型中小企业的科技资源云服务平台，提供全方位、专业化、安全可靠的服务，以此作为政府促进科技型中小企业创新发展的重要抓手，是政府部门强化服务手段、提高服务水平、营造公平、公开、公正的创新创业环境不可或缺的重要政策措施。专利作为技术创新活动中重要的制度安排和创新成果指标，在当今世界技术创新活动和经济发展中具有重要影响。专利和技术创新存在紧密的联系。本文针对云南省科技厅公共科技服务平台项目“科技型中小企业云服务平台”涉及的关键技术进行中国专利搜索，并对该技术领域专利文献进行定量和定性分析，从专利数量、技术分布、区域分布、专利类型等不同角度，分析了我国云服务的创新能力，在宏观上把握云服务关键技术的发展概况，对我国的云服务开发及应用情况进行了重点分析。

1技术概况说明

云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

本文所选专利基于云计算技术及云计算服务模式的研究。主要涉及平台架构设计、服务供需动态匹配、服务能力调度、平台安全机制等关键技术问题，具体包括云服务平台基础支撑设施建设、服务平台共用工具集开发部署、服务资源构件库开发部署、服务需求交互界面开发、服务交易管理系统开发和服务过程跟踪管理系统开发等。

2专利分析数据来源

本文选取了国家知识产权局专利数据库1997年至2012年8月的数据。采用的检索策略是：云服务or云端服务or云平台or SAAS or 软件即服务or云制造or制造云or图书云or教育云or政务云or交通云or医疗云。通过对检出的345件专利进行仔细研究，去除与本课题无关的专利后，剩余238件最为相关的核心专利，以下的专利分析将以这些专利作为本次专利战略研究分析的基础。

科技型中小企业云服务平台关键技术专利分析3专利分析方法说明

3.1定量统计分析

对专利文摘数据中的各个著录项目中各个字段，如申请年份，专利申请人等进行统计分析。本专利分析课题主要进行了专利申请年度分析，总体专利申请量的年度变化趋势分析，了解行业技术发展方向；了解专利申请区域分析，专利申请人分析；以及专利的类型和法律状态分析。

3.2技术分析

对专利申请的技术情况进行分析，主要是技术生命周期的分析（件数/申请人数，件数/发明人数）、IPC技术分布的分析以及主要申请人的IPC构成分析等。

4定量统计分析

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物联网掀起投资热潮

网络安全服务市场前景广阔

物联网是当前最炙手可热的新兴产业之一。号称全球下一个万亿元级规模的新兴产业的物联网已被纳入中国政府的产业规划视野。而在资本市场上,与物联网有关的上市企业也受到热捧。

然而物联网产业发展如火如荼的表象并不能掩盖其将要遇到的众多问题。信息安全就是其中备受关注的一个。工业和信息化部副部长奚国华指出,与传统网络相比,物联网发展带来的信息安全、网络安全、数据安全乃至国家安全问题将更为突出,要强化安全意识,把安全放在首位,超前研究物联网产业发展可能带来的安全问题。实际上,物联网与互联网有着本质的不同,物联网将实现“物网互联”,这不同于互联网的“人网互联”。物联网处理的是“物”,而互联网主要处理的是“文件”。这些特征决定了物联网规模更加庞大,网络环境更加复杂,网络信息安全要求更高。物联网在快速发展的同时,在实际应用中已经暴露出了一些信息安全问题,如物联网设备的本地安全问题和在传输过程中端到端的安全问题等。信息安全正在告别传统的病毒感染、网站被黑及资源滥用等阶段,迈进一个更加复杂、严峻的新时期。

正是这样严峻的物联网信息安全形势,为网络安全服务市场提供了新的发展驱动力。中国各地在大力促进物联网产业发展的同时也高度重视信息安全问题,加大对网络安全产品及解决方案的采购成为大势所趋。与网络安全产品有关的软件支持与服务、网络产品支持与服务等细分领域的需求将明显增加。这就形成了网络安全服务市场的潜在需求,其巨大的市场潜力已经逐渐显现。

网络安全服务市场在迎来机遇的同时也面临着严峻挑战。目前网络安全服务在很大程度上依然基于传统的网络安全理念,缺乏针对物联网特征的网络安全服务。物联网本身所具有的高安全级别、高环境复杂性决定了相关厂商在为客户提供安全服务的时候必须突破种种技术瓶颈。但无论如何,物联网产业的崛起为网络安全服务市场提供了新的发展机遇。

云计算产业风生水起

IaaS和公共云市场潜力巨大

“云计算”已经成为IT行业近年来炙手可热的流行词。“云计算”这个略带浪漫色彩的词汇为人们描述了“像用水电一样使用IT”的美好应用前景。在方便个人IT应用、削减中小企业IT成本、提高大企业IT运行效率方面,云计算具有极其诱人的优势。云计算在风靡全球的同时,也引起了我国政府的高度重视,各地方政府、相关部门纷纷对云计算产业进行密集调研,将其纳入产业规划的视野。

在如此诱人的产业提振政策下,各IT服务商蜂拥而至,纷纷抛出自己在云计算方面的发展战略、行动计划等,IBM等IT巨头已经与地方政府展开深入合作,建立区域性的云计算中心,力促云计算尽快在中国“落地”。

目前,在各地政府的推动下,中国公有云市场成长较快。多个省市联合主要IT厂商建立公共服务云平台。此外,由于IaaS代表云计算的技术发展趋势,未来的市场潜力也不能小觑。事实上,中国典型的IaaS和公共云市场已经进入了“概念落地”的实践阶段。

IaaS指架构即服务,提供给客户的是处理能力、存储、网络和其他基本的计算资源出租,用户能够部署和运行任意软件,包括操作系统和应用程序。公共云则由云服务提供商运营,为最终用户提供从应用程序、软件运行环境,到物理基础设施等各种各样的IT资源。IaaS和公共云能够最大化地集约IT资源,提高IT资源利用效率,方便客户“即取即用”、“按需付费”。

IaaS和公共云市场的发展为IT服务商带来了巨大商机,云平台提供商、云系统集成商、云应用开发商、云服务运营商皆能从该市场觅得良机。IBM、Microsoft、HP、Google、Dell、Oracle等IT巨头已经在该市场的各环节布局。

综上所述,在将要制定中的“十二五”规划的积极促进下,云计算产业在中国有望迎来爆发式增长。中国特色的新兴产业投资模式决定了公有云市场将持续成为云计算的热点,而云计算技术发展趋势则决定了IaaS将引领云计算的发展。IaaS和公共云作为新兴细分市场拥有巨大的市场潜力,各IT服务厂商将在这些细分领域大显身手。

中国IT服务年会即将开幕

群英荟萃热议内需新机遇

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2中职学校教育技术应用现状

中职教育办学以服务为宗旨，以就业为导向[3]，决定了中职教育以培养一线的技工和服务人员为目标，同时为职业学校学生继续学习奠定基础。在教育目的上需要达到一定的技能目标，也需要掌握方法目标。为达到上述两个目的，中职学校在教育技术的实践上应走在前列，采用时代性的技术过程和资源创设环境，但是在实际教育过程中，从观念到实践中还存在着如下问题。

2.1定义的误解。教育技术在我国的还处于不断发展的阶段，在过去十余年间，不少地区与学校对教师进行了现代教育技术相关知识能力的培训，但是在实践中反映出对教育技术定义的误解：认为只要在教学过程中运用了计算机，就实现了教学的现代化。

2.2操作环节机械。教师在教学实践中受到局限，表现为用电脑玩花样、重形式。在操作环节上机械，只是将书本简单的“复制”到电脑上，将电脑单纯的作为了显示器，按照课件内容安排教学活动，不根据学生实际情况有效调整课堂。学习方式未发生变化，教学过程缺乏互动性导致学生学习主动性与参与性降低。另一极端体现是在教学活动过分依赖信息手段而摒弃传统手段。忽视教育技术的运用目的是为了达成教学目标，它们在本质上是辅教育手段。

2.3缺乏交互，资源单一。教育过程中，师生之间、学生之间缺乏交互，学习过程虽然因现代教育技术的应用让学习更便捷，但学习的形式上学生参与度不高，学习活动过程中得到的反馈信息有限。在教育资源的选择上单一、薄弱，对资源的利用仅是对教材的普通延伸，使之不能因材施教，提供学生喜欢的资源。

3云计算概述

云计算是根据使用量进行付费的方式，提供了一种可用、便捷、按需网络访问形式，通过网络资源配置的共享池，提供了简单、快捷使用资源的服务。云计算有弥漫性、分布性和社会性特征。云计算的简单技术已经在网络服务中应用得很广泛，如电邮、搜索引擎等。云计算的特征决定了云计算服务的共享性、同时性和交互性，按照云计算的最普通的解释，它的目标是把一切都拿到网络上，云就是网络，网络就是计算机。如今云计算技术也逐渐在开始改变信息产业的格局和人们的工作生活模式，例如Google的GoogleDoc和GoogleApps等产品，用上了许多远程应用如Office文字处理而不是用自己本地机器上安装这些应用软件。

4云计算在中职教育中的应用探讨

教育的发展需要新的教育技术，刺激了教育的发展。云计算的发展带来信息技术的变革，教育技术也必然会进一步发展，利用云计算技术，整合教育资源促使教学方式的变化。云计算教育是开放性的学习，它让家庭、学校、社会教育贯穿一体。创造了全程式终生化的学习环境和模式。MOOC是美国2012年兴起的一种开放型网络教育课程，如今在全球范围越来越普及，因为MOOC课程更具有自主性，课程更容易让学生使用。这些特性都是云计算环境所带来的教育模式的优越性。云计算教学特点如图1所示。

4.1学习的移动化。云计算环境下，网络发展特点是移动化，教育技术发展趋势也是移动化。如今移动设备终端数量呈显著上升趋势，如平板电脑、智能手机在移动通讯中发挥了更多的作用，在这种大趋势之下，作为教育者与其如禁止学生使用手机等移动设备，不如利用移动设备来促进学生更有效地学习，让云计算应用在所有教师和学生的教学过程之中。

4.2学习资源的交互式转变。在云环境下的移动化学习模式，学习资源同样发生了深刻的变化，传统学习过程中，学习资源主要由教师提供，传统课程的内容是事先准备好的，学生在学习资源的选择上存在着被动性。在云计算环境下的教学，学习资源的选择更具有自主性，学习内容的提供者不再只是教师，学生在学习过程中角色也发生着变化，不仅是学习者，也可能是学习内容的提供者，学习资源的准备者。学习资源将是交互式的，并在不断的更新发展。

4.3非正式化学习与社交化学习。在云计算环境下，学习将更加的非正式化，因移动终端的使用，可以突破传统课程时间、空间的限制，依托互联网技术，可以在任何时间和地点对知识进行更新和储备，不再局限于课堂和学期之内，在课余以及假期学生均可以利用学习资源进行学习，一方面学生可以根据实际情况有针对性地学习，另一方面也可以最大程度的解放教师，使教育目的更有效的达成。非正式化学习过程中，学生在共享资源的同时也补充新的资源，同时也可以与其他学生进行讨论并分享自己的观点与看法或者成果。学生之间形成互动和回应，在学习过程中能得到及时的回馈，达成同侪审查、协作学习的结果。

篇9

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0031-02

1 城市信息化的发展趋势

信息化时代瞬息万变，移动互联网、物联网、云计算技术方兴未艾，其增长速度超出人们的想象。互联网应用从只能读取内容的Web 1.0时展到人们可以参与共享内容的Web 2.0时代，再到现在已悄然迈进的智能化的Web 3.0时代；管理信息化应用从关注组织内部事务处理到关注组织内部工作流程，又在向组织内外协同处理的诉求发展。人们的信息化生活、生产活动逐渐从封闭、单一走向开放、智能，正迈向协同处理、信息智能的时代。城市作为人们生活和生产的载体，将无可避免地与信息产业技术发展趋势相结合，从而衍生出具备智能的城市级信息系统。智慧城市信息系统作为信息产业新技术融合的产物，将控制和协同城市居民的生活和生产活动，使之更加便捷、高效、安全、和谐。

可以将城市比作一个有机的生物体，而将其信息系统比作生物体的神经系统。高等生物的神经末梢感受体内、体外环境的信息，通过周围神经传递到中枢神经进行整合加工，再经周围神经控制、协调生物体内部各系统的功能以及生物体和外部环境的平衡。物联网感知和控制终端是智慧城市的神经末梢，宽带通信基础网络构成周围神经系统，而云计算数据中心作为城市智慧的大脑，三者共同构成智慧城市信息系统，以协调城市这个庞大的生物体各系统的运转，以及城市和自然环境的平衡。城市将愈发依赖于这种高度互联、高度协同的智慧信息系统。

2 智慧城市的概念和关键能力

智慧城市是以智慧技术、智慧产业、智慧人文、智慧服务、智慧管理、智慧生活为特征的城市发展新模式，是信息化向更高阶段发展的表现，具有以更强的集中智慧发现问题、解决问题的能力，因而具有更强的创新发展能力。我们认为，智慧城市是物联网行业应用的综合性集成，并通过感知数据的统一集中管理、海量信息的智能化处理，形成面向城市管理、控制与服务的应用模式。其建设和发展目标是围绕城市的可持续发展，提供全面感知的、有效控制的高效管理和优良服务。

智慧城市应具备以下三个信息化关键能力：

（1）信息的全面感知能力

城市中布有大量的感知终端，通过传感器网络，在运行、服务中捕获到人们生活、生产以及城市环境的多种信息元数据。

（2）海量的数据处理能力

具备海量的跨部门、跨行业异构数据的存储能力，能够对海量异构数据进行高效分析、计算和处理的能力，并且能够构建基于数据分析和知识管理的智能应用能力。

（3）智能的管理服务能力

在形成支撑智慧城市的行业智能应用的基础上，建立面向服务的智慧城市综合应用的统一公共管理平台，为居民生活和各行业生产提供普适的、智能的应用与服务。

3 物联网和云计算技术

智慧城市信息系统是一个面向城市管理、控制与服务的体系，它统一集中各行业数据与信息资源，为跨部门、跨行业建立协同处理和智能控制平台（见图1）。

对智慧城市关键能力的分析可以看到，物联网和云计算能够为构建智慧城市信息系统提供技术支撑，它们在宽带通信基础网络的支撑下构成智慧城市信息系统的信息感知端和信息处理端。一方面，物联网渗透入各行业，提供全面的城市感知和控制网络。另一方面，云计算数据中心提供面向各个物联网行业应用的集成，面向用户和终端提供整体的智慧城市应用服务平台。两者之间由普遍覆盖的宽带通信网络在平台与终端之间提供网络环境支撑。云计算构架在宽带通信网之上，物联网将主要依赖宽带通信网来实现有效延伸，通过云计算模式可以支撑具有业务一致性的物联网集约运营。

3.1 物联网技术在智慧城市中的应用

物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络衍生，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知、识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。物联网的网络架构可以分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层对物理世界感知、识别并控制。网络层实现信息的传递。应用层在对信息计算和处理的基础上实现在各行业的应用。物联网的关键技术包括传感与RFID融合技术、识别与环境感知技术、物联网节点及网关技术、物联网通信与频管技术、物联网接入与组网技术、物联网软件与算法、物联网交互与控制、物联网计算与服务等。

物联网的应用渗透智慧城市的方方面面，可以为智慧城市信息系统的感知和控制提供全面支持。这些应用概括起来有：（1）工业，如生产过程控制、供应链管理、能耗控制等。（2）农业，如农作物精细灌溉、生长环境监测、农产品流通追溯等。（3）商业，如自动贩卖机、POS终端等。（4）金融服务，如“金卡工程”、二代身份证等。（5）交通，如交通流量监控、交通信号控制、电子收费、定位导航、车辆状况诊断等。（6）电力，如智能变电站、智能用电、配电自动化等。（7）医疗卫生，如远程诊断、医疗废物监控等。（8）教育，如图书信息推送、远程教育等。（9）家居，如门禁、安防、电气设备远程控制等。（10）环境，如有害物质监测、气候环境监测等。

3.2 云计算技术在智慧城市中的应用

社会经济和信息化大发展，尤其是移动互联网和物联网应用的发展，提出了对海量信息的处理与低成本、普适化、智能化应用的需求。云计算因这些需求快速发展，获得了显著的商业成功。云计算是一种新的计算方法和商业模式，即通过虚拟化、分布式存储和并行计算以及宽带网络等技术，按照“即插即用”的方式，自助管理计算、存储等资源能力，形成高效、弹性的公共信息处理资源，使用者通过公众通信网络，以按需分配的服务形式，获得动态可扩展信息处理能力和应用服务。如果从计算效用的角度来看，云计算通过虚拟化技术形成可管理的弹性的资源池，充分提升机群的CPU和存储的利用率，又通过分布式存储技术和并行计算技术，充分利用机群并行处理的强大计算能力和快速响应能力，并通过中间件层对上层应用透明。构建智慧城市一体化智能控制服务平台，需要处理对城市各方面的生活、生产活动以及环境的感知数据，运用统计学、机器学习、专家系统和自动规划等多种方法，从原始数据中挖掘相关信息，提炼出信息中蕴涵的知识，发现规律，提供智能的城市管理、控制和服务。对海量信息的快速处理和智能挖掘需要巨大的存储能力和计算能力，云计算的海量数据分布式存储和并行处理能力为实现人工智能提供了重要的途径。

4 智慧城市信息系统的总体框架

智慧城市的总体框架，包括物联网感知和控制层、云计算数据中心、数字化平台、管理中心和应用五个层次。

（1）普遍部署的物联网感知终端对城市系统和环境进行感知与采集，通过宽带通信网络对感知信息进行传送；（2）在云计算数据中心对信息进行汇聚、提取和处理；（3）在数字化平台实现行业集成的应用接口整合；（4）通过业务管理平台实现用户、业务、数据、安全、认证、授权和计费等管理功能；（5）最后实现各行业的应用服务。另外，标准、法规的完善和全局的统筹规范有利于保障整个信息系统的管理和控制，保证智慧城市的建设和运营，使系统真正具有智能运营、交付和服务能力。

5 智慧城市信息系统的网络拓扑

智慧城市信息系统是智能的开放的系统，其网络拓扑以城市数据中心为核心，以物联网终端为触角，由内而外分为六层。

（1）城市数据中心包括网络数据中心、业务数据中心和用户数据中心，共同构成城市数据系统。各种终端、传感器和网络捕获的多种信息元数据汇集到城市数据中心，利用云计算分布式数据存储和并行计算技术支撑专家系统、机器学习和自动规划，对数据进行分析和处理，对网络、业务、终端提供协同和智能的一致性控制、服务和管理支撑，从而构建城市级的人工智能系统，使管理、控制和服务具有智能的特性。（2）云存储、云计算和云网络设备构成的云资源系统为城市信息系统提供云计算的能力，使其具有强大的计算能力与共享服务能力。其中，云交换机和云路由器是一种新型可编程、可虚拟化、自适应和智能调度与资源共享构成的精简架构，即智能交换机和智能路由器，可以支持各种协议，实现接入普适化和控制智能化。（3）能力引擎系统提供资源和支撑能力的开放使用。其中，数据分析能力基于特定的计算规则，对结构化数据和非结构化数据进行计算处理，以期从海量信息中得到规律性的认识。（4）智能接入网关将传感器终端接入云中，屏蔽不同传感器终端的差异，进行不同终端接入的智能适配，实现统一接入。由于各种终端拥有的资源不同且动态变化，需要智能接入网关层进行自动发现识别和智能适配。（5）终端指感知和控制，以及应用服务获取的末端设备，广义的包括PC、手机、传感器、云终端以及各类具有计算与通信能力的设备（如：相机、电视机、播放器、冰箱、空调、洗衣机等）。

6 智慧城市发展建议

智慧城市的建设和发展需要现代信息通信技术支撑，需坚持开放合作与自主创新相结合，突破海量数据处理、智能终端系统、智慧化产业支撑平台等关键技术。

另一方面，也需要依靠政府和行业主管部门制定发展规划和扶持政策以大力推进智慧城市建设，从而构建良好的产业发展环境和配套措施，建设宽带、普遍部署的通信基础网络。同时，需要推动跨行业联合制定统一的标准体系研究，实现通信、数据、信息、应用、服务的协同。此外，还需要通过立法和监管，实现数据共享，提高信息管理水平，建立数据的隐私保护和信息安全管理机制。有了以上四个方面的共同保障，才具备打造一流的智慧城市服务环境，汇聚规模化的产业集群，实现规模经济和现代服务的条件。

参考文献

篇10

规模庞大、日益增长的客流和物流，需要铁路内部坚实的信息系统支撑，更需要适应当前互联网+和数字化转型的需求。面对时代的变革和向现代物流企业转型的需要，铁路信息化部门需要建设更高效灵活、部署简便、自主可控的IT基础设施架构，以支持向客户提供便捷的信息查询、线上购票和预订等网络服务。同时满足中国铁路总公司内部管理创新、业务创新和应用创新等对IT基础设施日益增长的需求，支撑企业管理从粗放式向精细化转变、从过去生产计划型向主动适应市场需求转变，借助云计算、数据分析、物联网、移动互联网等不同类型的创新技术改造铁路传统业务。

顺应新兴IT技术发展趋势，落实绿色可持续发展理念，需要我们有新的IT建设与运维思路。传统的“烟囱式”IT基础设施建设模式难以适应快速增长的IT资源需求，昂贵的设备成本、复杂的异构运维、隔离的信息孤岛、高额的资源消耗让中国铁路IT建设背负了沉重的历史包袱，更无法满足中国铁路总公司面向未来的转型需要。中国铁路急需适应时代要求的新型IT基础设施架构，而兼具成本优势和弹性伸缩优势的云计算成为了中国铁路总公司的不二选择。

目前，公有云、私有云、混合云等不同类型的云服务不一而足，如何选择适合中国铁路实际需求的云计算平台架构，是摆在中国铁路信息化建设者们面前的一道难题。云计算的关键基础是虚拟化技术，基于过去对虚拟化技术的技术储备和实践经验，2014年底，中国铁路信息技术中心决定研发基于OpenStack的开源云计算解决方案，由此，“铁信云”云管平台应运而生。铁信云由中国铁路信息技术中心组织建设和运维，并通过下属的北京中铁信科技有限公司，与北京云途腾科技有限公司组成联合研发团队，为铁信云提供技术支持。

“当前，随着OpenStack开源云计算技术的逐步成熟，我们发现开源软件的发展趋势已经非常明朗。从刚开始，我们从对云计算、开放系统抱有怀疑态度，到慢慢认为可以尝试，到现在已经开始部署，这有一个转变的过程。我们认为这一切都是顺其自然：一个是企业自身存在需求，一个是当前IT发展的趋势，这两者正好走到了一个交汇点。”这是中国铁路信息技术中心技术支持部高明星部长在介绍铁路选择OpenStack开源云计算解决方案的背后考量。

“为了支撑铁总的项目，我们创新地与北京中铁信实施了联合研发的模式，这本身就是一个创新。”北京云途腾科技有限责任公司COO吴凯介绍。铁信云的生产上线部署，作为项目技术支持团队的北京中铁信和云途腾联合攻克了很多难关。面对OpenStack复杂的模块组件带来的不稳定性和松耦合性，双方通过大量的测试、验证以获取更高级别的稳定、可靠性。同时，一期部署近800台服务器的庞大规模，超十万台虚拟机的正式生产上线前的规模化测试，也让双方积累了大量部署和运维的经验。此外，双方也借助广泛的研究和实践实现了统一的资源纳管和系统整合，帮助中国铁路总公司有效地实现了对原有IT资源的高效管理和有效利用。

“铁信云未来的部署不仅仅局限于中国铁路总公司这一级，而是有全国性的规划，仅靠一家公司或者某一个团队来支持全国性的运维无法实现。” 北京中铁信科技有限公司技术总监李广谦介绍：“对于OpenStack的部署和运维而言，我们研发的目的就是将实际部署和服务交付过程中的‘坑’填上，让OpenStack向自动化、简约化的方向发展。”对于OpenStack的后期运维，铁信云也规划部署了OMS系统，其中云途腾贡献了MagicStack模块以实现自动化联动，而北京中铁信则将大数据的底层架构引入到OMS系统，通过监控、日志分析来采集IT系统的数据源，结合大数据进行预测分析与告警。

作为OpenStack技术的推动者，英特尔作为提供底层硬件平台和软件优化的合作伙伴也参与了铁信云项目的部署和优化。“英特尔对于整个开源社区的支持方面一直力度都非常大，我们与英特尔合作了至少四五年的时间，他们对于很多前沿技术在开放系统中的使用方面投入了很多资源。一方面他们自身有很多研发，另外这些研究成果也比较慷慨的给类似我们这种创业公司或者前沿型的技术公司采用。”吴凯肯定了英特尔在开源社区和铁信云项目中作出的技术贡献。

截至目前，铁信云在中国铁路信息技术中心的2015公共信息处理平台扩容工程中开始部署应用，按照工程的设计规划，在铁信云IaaS平台上应部署包括铁路客运、货运、调度、机务和公共基础平台五大类共计15个应用，目前应用迁移和部署正在进行中。

作为全球领先的IT企业，在云计算领域，英特尔一直致力于携手生态系统合作伙伴以OpenStack等开源技术，推动企业客户搭建灵活高效、负载均衡、运维简便、成本低廉的云计算平台。“就软件定义网络、网络功能虚拟化、软件定义存储等技术而言，英特尔与中国合作伙伴有共同、深入的展望。”

英特尔中国云计算战略总监陈绪博士表示：“我们相信，铁信云在中国铁路信息技术中心成功的应用部署经验，将为更多公司与相关行业提供参考。我们也期望，未来，在中国铁路总公司等大型国企的大型数据中心的规划过程中，我们也能发挥一定的作用，能够帮助确保整个项目从架构上、从实施上不会遇到任何困扰，同时还体现一定的前瞻性。”

篇11

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0016-02

1 城市信息化的发展趋势

信息化时代瞬息万变，移动互联网、物联网、云计算技术方兴未艾，其增长速度超出人们的想像。互联网应用从只能读取内容的Web 1.0时展到人们可以参与共享内容的Web 2.0时代，再到现在已悄然迈进的智能化的Web 3.0时代；管理信息化应用从关注组织内部事务处理到关注组织内部工作流程，又在向组织内外协同处理的诉求发展。人们的信息化生活、生产活动逐渐从封闭、单一走向开放、智能，正迈向协同处理、信息智能的时代。城市作为人们生活和生产的载体，将无可避免地与信息产业技术发展趋势相结合，从而衍生出具备智能的城市级信息系统。智慧城市信息系统作为信息产业新技术融合的产物，将控制和协同城市居民的生活和生产活动，使之更加便捷、高效、安全、和谐。

2 智慧城市的概念和关键能力

智慧城市应具备以下三个信息化关键能力。

2.1 信息的全面感知能力

城市中布有大量的感知终端，通过传感器网络，在运行、服务中捕获到人们生活、生产以及城市环境的多种信息元数据。

2.2 海量的数据处理能力

2.3 智能的管理服务能力

3 物联网和云计算技术

智慧城市信息系统是一个面向城市管理、控制与服务的体系，它统一集中各行业数据与信息资源，为跨部门、跨行业建立协同处理和智能控制平台。

3.1 物联网技术在智慧城市中的应用

物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络衍生，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知、识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。

物联网的网络架构可以分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层对物理世界感知、识别并控制。网络层实现信息的传递。应用层在对信息计算和处理的基础上实现在各行业的应用。

物联网的关键技术包括传感与RFID融合技术、识别与环境感知技术、物联网节点及网关技术、物联网通信与频管技术、物联网接入与组网技术、物联网软件与算法、物联网交互与控制、物联网计算与服务等。物联网的应用渗透智慧城市的方方面面，可以为智慧城市信息系统的感知和控制提供全面支持。这些应用概括起来有：（1）工业，如生产过程控制、供应链管理、能耗控制等。（2）农业，如农作物精细灌溉、生长环境监测、农产品流通追溯等。（3）商业，如自动贩卖机、POS终端等。（4）金融服务，如“金卡工程”、二代身份证等。（5）交通，如交通流量监控、交通信号控制、电子收费、定位导航、车辆状况诊断等。（6）电力，如智能变电站、智能用电、配电自动化等。（7）医疗卫生，如远程诊断、医疗废物监控等。（8）教育，如图书信息推送、远程教育等。（9）家居，如门禁、安防、电气设备远程控制等。（10）环境，如有害物质监测、气候环境监测等。

3.2 云计算技术在智慧城市中的应用

社会经济和信息化大发展，尤其是移动互联网和物联网应用的发展，提出了对海量信息的处理与低成本、普适化、智能化应用的需求。云计算因这些需求快速发展，获得了显著的商业成功。

云计算是一种新的计算方法和商业模式，即通过虚拟化、分布式存储和并行计算以及宽带网络等技术，按照“即插即用”的方式，自助管理计算、存储等资源能力，形成高效、弹性的公共信息处理资源，使用者通过公众通信网络，以按需分配的服务形式，获得动态可扩展信息处理能力和应用服务。如果从计算效用的角度来看，云计算通过虚拟化技术形成可管理的弹性的资源池，充分提升机群的CPU和存储的利用率，又通过分布式存储技术和并行计算技术，充分利用机群并行处理的强大计算能力和快速响应能力，并通过中间件层对上层应用透明。构建智慧城市一体化智能控制服务平台，需要处理对城市各方面的生活、生产活动以及环境的感知数据，运用统计学、机器学习、专家系统和自动规划等多种方法，从原始数据中挖掘相关信息，提炼出信息中蕴涵的知识，发现规律，提供智能的城市管理、控制和服务。对海量信息的快速处理和智能挖掘需要巨大的存储能力和计算能力，云计算的海量数据分布式存储和并行处理能力为实现人工智能提供了重要的途径。

云计算模式在显著提高资源利用率的同时，降低了对用户终端的要求。往往一个采用嵌入式芯片的终端就能承担起用户终端的功能，用户可以通过简单的终端来获得服务器端强大的计算、存储和应用程序资源。因此，云端高性能计算的支持可以降低传感器终端的复杂性，减少终端功耗，简化终端计算系统的软件结构，使复杂的协同、上下文感知、自适应策略等功能放在云中实现，从而使终端的智能能够得到显著提高。

4 智慧城市信息系统的总体框架

智慧城市的总体框架如图3所示，包括物联网感知和控制层，云计算数据中心、数字化平台、管理中心和应用五个层次。

（1）普遍部署的物联网感知终端对城市系统和环境进行感知与采集，通过宽带通信网络对感知信息进行传送。（2）在云计算数据中心对信息进行汇聚、提取和处理。（3）在数字化平台实现行业集成的应用接口整合。（4）通过业务管理平台实现用户、业务、数据、安全、认证、授权和计费等管理功能。（5）最后实现各行业的应用服务。另外，标准、法规的完善和全局的统筹规范有利于保障整个信息系统的管理和控制，保证智慧城市的建设和运营，使系统真正具有智能运营、交付和服务能力。

5 智慧城市信息系统的网络拓扑

智慧城市信息系统是智能的开放的系统，以城市数据中心为核心，以物联网终端为触角，由内而外分为六层。

（1）城市数据中心包括网络数据中心、业务数据中心和用户数据中心，共同构成城市数据系统。（2）云存储、云计算和云网络设备构成的云资源系统为城市信息系统提供云计算的能力，使其具有强大的计算能力与共享服务能力。（3）能力引擎系统提供资源和支撑能力的开放使用。（4）资源控制节点基于分布式架构技术，屏蔽系统内部复杂的物理和逻辑结构，实现自适应负载均衡能力、带宽汇聚能力、分布式存储能力、动态资源调度能力。（5）智能接入网关将传感器终端接入云中，屏蔽不同传感器终端的差异，进行不同终端接入的智能适配，实现统一接入。（6）终端指感知和控制，以及应用服务获取的末端设备。

6 智慧城市发展建议

参考文献

篇12

基金项目：上海工程技术大学科研启动项目（校启：2015-68）

中图分类号：F49 文献标识码：A

原标题：国际云制造关键技术专利分析及对上海的启示

收录日期：2016年11月10日

一、引言

当前，在经济全球化背景下，为了进一步强化竞争优势，诸多发达国家，尤其是跨国制造型企业采用了更加智能化、柔性生产模式。与此同时，围绕着提升企业竞争能力，一场以“制造智能化、信息化”为特征的制造业变革一直在我国积极、持续的展开。从“工业4.0”到“中国制造2025”、“互联网+”，我国制造业急需一种新型制造模式与手段，进而推动经济增长方式的转变，加快建成全球科技创新中心。针对此，本次研究提出“云制造”――制造业信息化新模式，并对国内外云制造核心技术研况与发展趋势进行了分析。

云制造是一种基于网络（如互联网、物联网、电信网、广电网和无线宽带网等），按照用户需求组织网上制造资源（制造云），为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式。该技术是将现有网络化制造和服务技术同云计算、云安全、高性能计算、物联网等技术融合，实现各类制造资源（制造硬设备、计算系统、软件、模型、数据、知识等）统一的、集中的智能化管理和经营，为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制造活动服务。随着技术的提升，云制造不仅可以促进生产模式的扁平化，更能促进企业创新，而且可以满足市场个性化、灵敏的定制需求。

为实现云制造的资源共享和服务模式，云制造融合了云计算、物联网、高性能计算、服务计算、智能科学等信息技术与信息化制造（信息化设计、生产加工、试验、仿真、经营管理、集成）等多种新兴技术。各种技术在云制造中的功能或作用如下：（1）云计算技术为制造所需各类信息的智能处理和决策提供了使能服务与新制造模式；（2）物联网技术为制造领域中各类物与物之间的互联和实现制造智慧化提供了使能技术；（3）高性能计算技术为求解复杂制造问题和开展大规模协同制造提供了使能技术；（4）面向服务的技术为快速构造虚拟化制造服务环境提供了使能技术；（5）智能科学技术为制造资源/能力的智能化提供了使能技术；（6）信息化制造技术是云制造的基础技术。

二、云制造核心技术国际专利分析

通过上述对云制造的关键技术体系的分析，以及与相关领域专家探讨，课题组选择了RFID、传感器芯片、无线通信、物联网应用、高精度定位、生物信号分析和视频分析等云制造关键技术，从专利的申请趋势、申请区域、技术构成和主要竞争者等方面进行分析。国际专利主要以德温特专利数据库为研究对象，国内专利情况以中国知识产权局专利数据库为研究分析对象。

（一）RFID国际专利情况。RFID，即无线射频识别，又称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。该技术是当前物联网的核心技术之一，也是应用最为广泛的技术。

・技术主题关键词：RFID；Radio Frequency Identification；RF

・检索整理得专利数：38，634件（截至检索日期2015年4月，下同）

1、总体趋势。每年申请的RFID专利数量始终没有突破50件，技术发展缓慢。2005年超过了1，500件，从此申请的RFID专利数量快速上升。2010～2014年专利数量略有波动，但累计总数一直攀升。（图1）

2、区域专利分布情况。将近十年RFID领域申请专利进行统计分析，发现专利数最多的是美国专利，占了全球总数的近1/3；其次为日本专利，也占近两成。中国专利申请数量排在第五位。（图2）

（二）传感器芯片国际专利情况。国家标准GB7665-87对传感器的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。由于传感器专利数量十分庞大，在德温特专利数据库中用“sensor”（传感器）作为关键词出现专利达90余万件，无法进行分析。因此，选择传感器芯片作为检索主题。

・技术主题关键词：传感器芯片（注：由于德温特数据库中有关传感器专利超过了30万，分析处理工作量太大，因此课题组选择了传感器芯片作为了研究对象）

・检索整理得专利数：36，931件

1、总体趋势。传感器芯片技术的专利早在1971年就已经申请，在20世纪70年代都处于萌芽发展阶段。但到了80年代后，传感器芯片申请专利逐步增长，并且在2006年时出现快速向上的趋势。总体来讲，传感器芯片技术比RFID专利更早，且年增长率更加平均。（图3）

2、区域专利分布情况。传感器芯片申请专利数量最多的为中国专利，其次为日本专利，美国专利排第三。虽然中国申请的专利数量排名第一，但也不能认为中国在传感器芯片领域占据主导地位，因为其中的专利也有可能是国外企业在中国的申请，从另一方面说明中国传感器市场具有巨大潜力。（图4）

（三）无线通信技术国际专利情况。无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又统称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。在无线通信技术领域，主要关注与物联网相关的近场通信技术（NFC）、超宽带技术（UWB）、IEEE802.11标准相关的无线技术等。

・技术主题关键词：近场通信（NFC）；超宽带（UWB）；wifi；蓝牙；zigbee；IEEE802.11

・检索整理得专利数：64，471件

1、总体趋势。2000年以前，无线通信技术的申请专利数量一直处于非常低的水平。但从2007年开始，增长速度较快，到2014年跃升至10，121件的年申请量，发展迅猛。（图5）

2、区域专利分布情况。从近十年来看，整体上美国专利在这一领域占据着主要地位，申请的数量份额超过30%。中国紧随其后，占有两成。（图6）

（四）物联网组网技术国际专利情况。物联网这一名词是近几年才提出的，国外相关的概念多为无线传感网、迈适网和M2M。因此，选择这些词组合检索物联网网络技术方面的专利。

・技术主题关键词：无线传感网wireless sensor networks；迈适网a suitable network；自组织网ad hoc network；物联网Internet of things；M2M machine to machine

・检索整理得专利数：863，396件

1、总体趋势。该领域申请的专利数量也从2001年开始出现明显增加，到2008年开始激增。（图7）

2、区域专利分布情况。在该领域，美国和中国的申请专利数量分列第一、第二位，分别达到总体的34%和25%。（图8）

三、云制造国内专利情况分析

・技术主题关键词：无线传感网；迈适网；自组织网；物联网；M2M；RFID；Radio Frequency Identification；RF；传感器芯片；近场通信（NFC）；超宽带（UWB）；wifi；蓝牙；zigbee；IEEE802.11；高精度定位；位置定向；距离测量；生物信号分析/处理；生物医学信号分析/处理；视频分析/处理；视觉分析/处理；图像分析/处理等领域专利总和

・检索整理得专利数：整理得有效专利3，760件（发明专利543）

（一）总体趋势。2009年起，申请数据急剧上升，趋势与全球走向相符合。受到全球经济危机的影响，2013年申请数量有所下降。（图9）

（二）区域专利分布情况。2014年数据显示，云制造中国专利中江苏省申请的专利数量排名第一；广东排名第二；上海排名第六，占总数的7.50%，略微落后于四川省和浙江市。（图10）

（三）上海云制造发展现状。上海是国内云制造研发实力、产业化、应用水平最高的地区之一。在产业联盟、标准建设方面，中科院上海微系统所早在2005年就在上海科委领导下，牵头组建了传感网上海联盟，当时已有12家联盟成员，初步形成产学研一体的组织，而目前上海中科院微系统所正牵头推进中国无线传感网标准化工作，并已代表中国参加了国际传感网标准工作组。在产业基础方面，上海是国内电子信息产业的重要基地，拥有包括传感器、芯片、通信设备、系统集成等完整的物联网产品研发、设计、制造产业群，同时也有物流、医药、电信服务等物联网应用需求比较强的行业客户，产业发展所需上中下游配套完善。上海云制造产业链环节上的主要企业和研究机构如表1所示。（表1）

上海已确定将“互联网+”融入到制造业作为下一步智能制造发展的重点之一，究其根本，即是云制造。虽然，目前上海政府并没有颁布关于云制造明确的政策。但“十二五”期间，上海出台了一系列的政策大力发展云制造的核心技术――云计算、物联网、信息技术与信息化制造等，都为“互联网+”融入制造业，带动传统制造业转型奠定了技术基础。

四、上海推动云制造的举措建议

上海是国内云计算、物联网、信息技术研发实力、产业化、应用水平最高的地区之一。这为上海发展云制造奠定了技术基础。2015年，“互联网+”行动计划的实施为上海发展云制造提供了政策保障。未来，上海如何将以云计算、物联网等新一代信息技术与制造业的融合创新，全面发展云制造。课题组提出以下几点建议：

一是为中小制造型企业构建中小企业云制造公共服务平台。与当前广泛应用的淘宝、当当等C2C、B2B平台不同，中小企业云制造公共服务平台为制造企业提供的不仅是产品买卖，更多的是基于制造能力的协同业务，实现外部资源与企业生产制造过程等核心业务紧密协作。上海政府可为中小企业打造云制造公共服务平台，提供一系列支持服务，包括在制造资源注册、资源需求、资源供需多向搜索、资源能力评估、交易信用评估、资源交易管理、协同制造管理和结算管理，为注册企业提供制造过程全生命周期的服务工具。

二是为高端装备制造业企业打造面向复杂产品的集团企业云制造服务平台。该云制造服务模式的重点在于支持制造资源动态共享与协同，强调企业内或集团内制造资源和制造能力的整合与服务，优化企业或集团资源和能力使用率，减少重复资源和能力的重复建设，降低成本，提高竞争力。下一阶段，上海发展高端装备制造业或可借助面向复杂产品的集团企业云制造服务平台，进而提高制造资源和能力相对分散的跨单位、跨部门、跨学科的协同效率。目前，国内航天二院构建了面向航天复杂产品的集团企业云制造服务平台，用以提高多部门在生产制造方面的协同，并在此方面积累了较为成熟的经验。

三是把握技术发展的脉搏，定期云制造发展报告。云制造作为智能制造的新兴领域，技术发展的迅猛程度是日新月异。为此，一方面政府应鼓励制造型企业定期跟踪国际云制造技术的发展趋势，结合企业发展战略，及时调整技术研发重点；另一方面政府也应鼓励高校、研究机构对云制造核心技术进行跟踪、预测，定期行业报告，为行业发展提供指导意见。

四是联合信息技术企业与制造企业，做大做强云制造。云制造的发展应避免多、小、散、乱的局面。一方面鼓励技术领先的国际企业在沪设立研发中心和生产基地，扩大知识资源和人才资源溢出；另一方面鼓励具备云计算、物联网、信息技术研发实力的本土企业与生产制造型企业联手，扶持搭建云制造服务平台。依托产业园区的环境优势，加强资源聚集效应，加快培育一定支配地位、较大规模和先进技术的云制造重点企业，提高产业价值链的控制力。

主要参考文献：

[1]X.W.Xu.Realization of STEP-NC enabled machining[J].Robotics and Computer-Integrated Manufacturing，2006.22.

[2]Chien-Chung Shen，Chavalit Srisathapornphat，Chaiporn Jaikaeo.Sensor Information Networking Architecture and Applications[J].IEEE Personal Communications，2001.8.

[3]Xun Xu.From cloud computing to cloud manufacturing[J].Robotics and Computer-Integrated Manufacturing，2012.28.

[4]Weiming Shen，Francisco Maturana，Douglas H.Norrie.MetaMorph II：an agent-based architecture for distributed intelligent design and manufacturing[J].Journal of Intelligent Manufacturing，2000.11.

篇13

互联网巨头出于自身需要发展出了云计算服务

在云计算概念提出之前，有部分互联网巨头已在公司内部实质上地部署了云计算系统。由于谷歌率先提出的“云计算”名词能够比较形象地概括这套系统对外服务的特点，于是就被各家广泛认可，各自引用来包装自己的产品服务。可以说，“云计算”是先有其实，后有其名，这也使得云概念在一开始提出的时候，就有着坚实的实践基础。亚马逊、谷歌的云计算服务发展过程充分说明了这一点。

亚马逊的主营业务是B2C电子商务，用户流量并不是均匀分布在全球，在某些特定的时段(比如圣诞节)，流量会急剧攀升，所以亚马逊在IT资源的投资上会面临一个尴尬的局面--花大价钱购置的服务器、存储、带宽只是为了应对突发的高峰流量，而在其他大部分时间里，这些资源利用率可能都不到一半。

在这种情况下，亚马逊设计了云服务AWS(Amazon WebService)，这项服务主要是想把平时闲置的IT资源利用起来，有那么点“变废为宝“的意思。在随后的时间里，亚马逊陆续推出了包括EC2(Elastic Compute Cloud，弹性计算云，此后业界谈及亚马逊云服务，大部分就是特指EC2)，Simple DB等近20种云服务，逐渐完善了AWS的服务种类。

由此可见，AWS对于亚马逊来说，并不是一个崭新的系统，而是基于原有IT系统改造包装，使之适合于向公众开放服务的升级版。在向公众推出AWS之初，亚马逊就已经积累了大量的运营经验，保证了云服务的品质。实际上，AWS最大的用户就是亚马逊自身。

再看谷歌。在企业初创阶段，谷歌获得的投资有限，只能自己攒机，但是很差的机器不可能满足服务器的高性能和稳定性要求，于是只有在已有基础上提高可靠性，利用很多“破烂”机器获得更高的性能。这就有了云计算的雏形。可以说，云计算技术架构的建设升级完善贯穿了谷歌公司的整个发展历程。

在2006年之前，谷歌就已经拥有了成熟完整的云计算技术架构，不仅在硬件网络方面应用了自己设计的机架架构、服务器刀片、数据中心、全球网络连接，也在软件系统方面开发完善了操作系统、文件系统GFS、并行计算架构MapReduce、并行计算数据库BigTable以及开发工具等云计算系统关键部件。提出“云计算”是一个水到渠成的自然过程。与其说“云计算”是谷歌包装出来的用于引导产业技术发展趋势的概念，不如说是谷歌对自身发展经验和技术积累的系统性总结。

产业分工精细，中小企业也有很多机会

云计算虽然适于互联网巨头，但是今日美国的云计算市场并不只是巨头的舞台，很多中小企业也活跃其中，并且表现出了很强的发展潜力。

Joyent公司

主营业务和亚马逊EC2类似，提供IaaS，据媒体报道，2009年Joyent就已经为约25%的Facebook的应用提供了平台支持，其客户之一LinkedIn单月的访问量也已经突破10亿，另一个和Twitter类似的流行微博客服务提供商Identi.ca也选择了Joyent，而Joyent当时的员工总数仅为22人，还包括管理和销售人员。还有一个比较有意思的是，2008年因为不满Twitter架构设计的不稳定，且拒不接受Joyent的优化建议，Joyent说服Twitter离开了Joyent。

Okta公司

Okta专注于云中的身份识别管理，以企业软件即服务(SaaS)为目标将不同的服务结合在一起，为用户提供使用不同种类SaaS应用的单点登录入口。Okta的云局域网络被认为是局域网的发展，结合与管理并保护用户的云应用。在SaaS的应用领域，相对于完全的云服务，较少的安全威胁对厂商来说是最有利的。Okta创始人Tom McKinnon曾参与过Salesforce.com的工程开发，因此他具备足够的技能经验，以应对云计算中的管理和识别。

Skytap公司

Skytap为用户提供基于云的虚拟实验室运行示例和开发环境。其用户也正在开发它的新用途，包括建立虚拟培训教室。已经有用户通过Skytap建立了自己的部署应用。Skytap还允许用户在自己的数据中心中构建虚拟私有云。这一服务使得Skytap成为私有云市场中一个举足轻重的代表厂商。Skytap的客户已经超过了一百名。它还表示，与去年相比，其收入已经增长了一倍，但未公布具体数目。早在2008年，Skytap就已经从Madrona Venture Group、Ignition Partners、Bezos Expeditions和Washington Research Foundation Capital获得了1300万美元的风险投资。

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