Smart city big data analytics: An advanced review
- 1. University of the West of England
- 2. King Faisal University
- 3. National University of Computer and Emerging Sciences
Description
Abstract With the increasing role of ICT in enabling and supporting smart cities, the demand for big data analytics solutions is increasing. Various artificial intelligence, data mining, machine learning and statistical analysis‐based solutions have been successfully applied in thematic domains like climate science, energy management, transport, air quality management and weather pattern analysis. In this paper, we present a systematic review of the literature on smart city big data analytics. We have searched a number of different repositories using specific keywords and followed a structured data mining methodology for selecting material for the review. We have also performed a technological and thematic analysis of the shortlisted literature, identified various data mining/machine learning techniques and presented the results. Based on this analysis we also present a classification model that studies four aspects of research in this domain. These include data models, computing models, security and privacy aspects and major market drivers in the smart cities domain. Moreover, we present a gap analysis and identify future directions for research. For the thematic analysis we identified the themes smart city governance, economy, environment, transport and energy. We present the major challenges in these themes, the major research work done in the field of data analytics to address these challenges and future research directions. This article is categorized under: Application Areas > Government and Public Sector Fundamental Concepts of Data and Knowledge > Big Data Mining
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
مع الدور المتزايد لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات في تمكين ودعم المدن الذكية، يزداد الطلب على حلول تحليل البيانات الضخمة. تم تطبيق العديد من حلول الذكاء الاصطناعي واستخراج البيانات والتعلم الآلي والتحليل الإحصائي بنجاح في المجالات المواضيعية مثل علوم المناخ وإدارة الطاقة والنقل وإدارة جودة الهواء وتحليل أنماط الطقس. في هذه الورقة، نقدم مراجعة منهجية للأدبيات حول تحليلات البيانات الضخمة للمدن الذكية. لقد بحثنا في عدد من المستودعات المختلفة باستخدام كلمات رئيسية محددة واتبعنا منهجية منظمة لاستخراج البيانات لاختيار المواد للمراجعة. لقد أجرينا أيضًا تحليلًا تقنيًا وموضوعيًا للأدبيات المختصرة، وحددنا العديد من تقنيات استخراج البيانات/التعلم الآلي وقدمنا النتائج. بناءً على هذا التحليل، نقدم أيضًا نموذج تصنيف يدرس أربعة جوانب من البحث في هذا المجال. ويشمل ذلك نماذج البيانات ونماذج الحوسبة وجوانب الأمن والخصوصية ومحركات السوق الرئيسية في مجال المدن الذكية. علاوة على ذلك، نقدم تحليلًا للثغرات ونحدد الاتجاهات المستقبلية للبحث. بالنسبة للتحليل المواضيعي، حددنا موضوعات حوكمة المدن الذكية والاقتصاد والبيئة والنقل والطاقة. نقدم التحديات الرئيسية في هذه الموضوعات، والعمل البحثي الرئيسي المنجز في مجال تحليلات البيانات لمواجهة هذه التحديات والتوجهات البحثية المستقبلية. تم تصنيف هذه المقالة تحت: مجالات التطبيق > المفاهيم الأساسية للبيانات والمعرفة الخاصة بالحكومة والقطاع العام > استخراج البيانات الضخمةTranslated Description (French)
Résumé Avec le rôle croissant des TIC dans la mise en place et le soutien des villes intelligentes, la demande de solutions d'analyse de mégadonnées augmente. Diverses solutions basées sur l'intelligence artificielle, l'exploration de données, l'apprentissage automatique et l'analyse statistique ont été appliquées avec succès dans des domaines thématiques tels que la science du climat, la gestion de l'énergie, les transports, la gestion de la qualité de l'air et l'analyse des conditions météorologiques. Dans cet article, nous présentons une revue systématique de la littérature sur l'analyse des mégadonnées des villes intelligentes. Nous avons effectué des recherches dans un certain nombre de référentiels différents à l'aide de mots-clés spécifiques et avons suivi une méthodologie d'exploration de données structurée pour sélectionner le matériel à examiner. Nous avons également effectué une analyse technologique et thématique de la littérature présélectionnée, identifié diverses techniques d'exploration de données/apprentissage automatique et présenté les résultats. Sur la base de cette analyse, nous présentons également un modèle de classification qui étudie quatre aspects de la recherche dans ce domaine. Il s'agit notamment des modèles de données, des modèles informatiques, des aspects de sécurité et de confidentialité et des principaux moteurs du marché dans le domaine des villes intelligentes. De plus, nous présentons une analyse des lacunes et identifions les orientations futures de la recherche. Pour l'analyse thématique, nous avons identifié les thèmes de la gouvernance de la ville intelligente, de l'économie, de l'environnement, des transports et de l'énergie. Nous présentons les principaux défis dans ces thèmes, les principaux travaux de recherche réalisés dans le domaine de l'analyse de données pour relever ces défis et les futures orientations de la recherche. Cet article est classé sous : Domaines d'application > Concepts fondamentaux de données et de connaissances du gouvernement et du secteur public > Exploitation de mégadonnéesTranslated Description (Spanish)
Resumen Con el creciente papel de las TIC en la habilitación y el apoyo a las ciudades inteligentes, la demanda de soluciones de análisis de big data está aumentando. Varias soluciones basadas en inteligencia artificial, minería de datos, aprendizaje automático y análisis estadístico se han aplicado con éxito en dominios temáticos como la ciencia del clima, la gestión de la energía, el transporte, la gestión de la calidad del aire y el análisis de patrones climáticos. En este artículo, presentamos una revisión sistemática de la literatura sobre análisis de big data de ciudades inteligentes. Hemos buscado en varios repositorios diferentes utilizando palabras clave específicas y seguimos una metodología de minería de datos estructurada para seleccionar el material para la revisión. También hemos realizado un análisis tecnológico y temático de la literatura preseleccionada, identificado diversas técnicas de minería de datos/aprendizaje automático y presentado los resultados. A partir de este análisis también presentamos un modelo de clasificación que estudia cuatro aspectos de la investigación en este dominio. Estos incluyen modelos de datos, modelos informáticos, aspectos de seguridad y privacidad y los principales impulsores del mercado en el dominio de las ciudades inteligentes. Además, presentamos un análisis de brechas e identificamos direcciones futuras para la investigación. Para el análisis temático, identificamos los temas de gobernanza de ciudades inteligentes, economía, medio ambiente, transporte y energía. Presentamos los principales desafíos en estos temas, el importante trabajo de investigación realizado en el campo del análisis de datos para abordar estos desafíos y las futuras direcciones de investigación. Este artículo se clasifica en: Áreas de aplicación > Conceptos fundamentales de datos y conocimiento del gobierno y el sector público > Big Data MiningFiles
      
        paper.pdf.pdf
        
      
    
    
      
        Files
         (1.1 MB)
        
      
    
    | Name | Size | Download all | 
|---|---|---|
| md5:279a3a33e7bcf256e7461a776fa4d555 | 1.1 MB | Preview Download | 
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليلات البيانات الضخمة للمدينة الذكية: مراجعة متقدمة
- Translated title (French)
- Analyse des mégadonnées des villes intelligentes : un examen avancé
- Translated title (Spanish)
- Análisis de big data de ciudades inteligentes: una revisión avanzada
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2945547568
- DOI
- 10.1002/widm.1319
            
              References
            
          
        - https://openalex.org/W1488107040
- https://openalex.org/W1667953559
- https://openalex.org/W1677576772
- https://openalex.org/W1810406100
- https://openalex.org/W1969865391
- https://openalex.org/W1971402834
- https://openalex.org/W1980640510
- https://openalex.org/W1987822482
- https://openalex.org/W2068427284
- https://openalex.org/W2073087672
- https://openalex.org/W2154733731
- https://openalex.org/W2163043615
- https://openalex.org/W2182617692
- https://openalex.org/W2222340906
- https://openalex.org/W2238499080
- https://openalex.org/W2252871753
- https://openalex.org/W2253276617
- https://openalex.org/W2262361118
- https://openalex.org/W2286366981
- https://openalex.org/W2289189039
- https://openalex.org/W2293066912
- https://openalex.org/W2323493803
- https://openalex.org/W2340884752
- https://openalex.org/W2403237691
- https://openalex.org/W2416455072
- https://openalex.org/W2465856436
- https://openalex.org/W2513506629
- https://openalex.org/W2513604209
- https://openalex.org/W2527360652
- https://openalex.org/W2528536908
- https://openalex.org/W2546989977
- https://openalex.org/W2556099105
- https://openalex.org/W2563054515
- https://openalex.org/W2564451641
- https://openalex.org/W2571453572
- https://openalex.org/W2586091672
- https://openalex.org/W2593656009
- https://openalex.org/W2594141822
- https://openalex.org/W2600751636
- https://openalex.org/W2603421041
- https://openalex.org/W2606708036
- https://openalex.org/W2610569199
- https://openalex.org/W2610886376
- https://openalex.org/W2618763773
- https://openalex.org/W2619568410
- https://openalex.org/W2727235472
- https://openalex.org/W2732922352
- https://openalex.org/W2735111871
- https://openalex.org/W2735466339
- https://openalex.org/W2742484346
- https://openalex.org/W2748226726
- https://openalex.org/W2753689584
- https://openalex.org/W2753995782
- https://openalex.org/W2755274050
- https://openalex.org/W2756745798
- https://openalex.org/W2761321446
- https://openalex.org/W2765613616
- https://openalex.org/W2765716344
- https://openalex.org/W2767456274
- https://openalex.org/W2768483273
- https://openalex.org/W2769282738
- https://openalex.org/W2769305860
- https://openalex.org/W2769750997
- https://openalex.org/W2770576571
- https://openalex.org/W2770820547
- https://openalex.org/W2770958024
- https://openalex.org/W2773331170
- https://openalex.org/W2777465902
- https://openalex.org/W2778213743
- https://openalex.org/W2778953522
- https://openalex.org/W2782762108
- https://openalex.org/W2784147655
- https://openalex.org/W2785766274
- https://openalex.org/W2789510652
- https://openalex.org/W2789804389
- https://openalex.org/W2791113635
- https://openalex.org/W2791256869
- https://openalex.org/W2791351338
- https://openalex.org/W2791775269
- https://openalex.org/W2791990661
- https://openalex.org/W2792297482
- https://openalex.org/W2792705987
- https://openalex.org/W2794529058
- https://openalex.org/W2796418006
- https://openalex.org/W2798489324
- https://openalex.org/W2798604353
- https://openalex.org/W2802587164
- https://openalex.org/W2809528734
- https://openalex.org/W2883113267
- https://openalex.org/W2904566383
- https://openalex.org/W2912494098
- https://openalex.org/W2913677189
- https://openalex.org/W2914406279
- https://openalex.org/W2919115771
- https://openalex.org/W2963516936
- https://openalex.org/W2964248614
- https://openalex.org/W3099593650
- https://openalex.org/W3121263799
- https://openalex.org/W4229737049
- https://openalex.org/W4239510810
- https://openalex.org/W4251101231