基于智慧路燈設施的智慧社區(qū)建設及管理模式研究
——以南京市百水工業(yè)園保障房為例

白旭冉，朱亞著

(南京市路燈管理處，江蘇 南京 210013)

引言

近年來新型基礎設施建設如火如荼，其中的5G基站建設、新能源汽車、人工智能、大數(shù)據(jù)等方面與智慧社區(qū)息息相關，用科技手段支撐新型城鎮(zhèn)化，落地智慧城市、綠色城市、海綿城市等理念[1]。從另一方面來講，作為城市的管理者和市民，對于智慧城市也有廣泛的需求：人民需要智慧、綠色、人文、宜居的居住環(huán)境[2]，管理者也需要通過讓城市智慧化來更有效地管理和發(fā)展城市，尤其是在當前疫情防控形勢嚴峻、極端天氣突發(fā)等情況下。社區(qū)是人們?nèi)粘＞幼〕鲂械氖及l(fā)地，也是城市治理的最后一公里，做好社區(qū)其實就是做好了城市[3]。

從方方面面來說，智慧城市、智慧小區(qū)的建設都是大勢所趨，智慧設施的建設必然需要空間、能源和通信三大保障，而路燈設施恰好具有相關優(yōu)勢，因此，智慧路燈是智慧城市、智慧小區(qū)建設的最佳入口[4-7]。本文基于智慧路燈建設這一重要節(jié)點，以南京市百水工業(yè)園保障房項目為例，從研究真正使用需求入手確定該智慧社區(qū)的建設內(nèi)容，并架構起智慧社區(qū)系統(tǒng)的管理體系，重點探討在疫情防控常態(tài)化下的管理模式，為智慧社區(qū)建設提供行之有效的思路。

1 社區(qū)內(nèi)主要人群畫像及使用需求分析

本文所研究的案例是南京市百水工業(yè)園保障房項目，項目位于南京主城區(qū)、仙林副城和麒麟科創(chuàng)園之間，地理區(qū)位和交通條件優(yōu)勢明顯。本文提出的方案基于智慧路燈設施，需要從服務和管理兩個維度入手，一方面給居民提供服務，另一方面幫助政府實現(xiàn)智能化治理，讓社區(qū)智慧起來，后續(xù)接入智慧城市建設中。管理和服務并非相互獨立，而是相輔相成。對于政府而言，好的服務就是好的管理；對于民眾而言，好的管理就是好的服務。

1.1 服務類需求分析

從服務角度來看，社區(qū)內(nèi)居民按照年齡可大致分為兒童、青年人、中年人和老年人四個群體，針對不同的受眾時需要側重不同的服務類別，如表1所示。例如兒童的活動范圍相對而言是固定的，通常是學校、社區(qū)兩點一線，其需求主要集中在培訓、娛樂等方面。再如青年人和中年人，他們的活動范圍通常是公司和社區(qū)，針對青年人更適宜提供日常住行和個人提升方面的服務，而中年人群則更看重整體的居住體驗。對于老年人而言，他們的活動主要圍繞著鍛煉、消費和醫(yī)療等方面，因此社區(qū)應該側重響應國家養(yǎng)老健康號召和政策，重點發(fā)揮自身的服務職能。

表1 不同人群的活動范圍及需求特點

1.2 管理類需求分析

從管理角度而言，社區(qū)的智慧系統(tǒng)最少應該包含三個層面的管理：系統(tǒng)管理、常態(tài)管理和應急管理，如表2所示。系統(tǒng)管理是智慧系統(tǒng)自身的管理，針對的對象是社區(qū)內(nèi)軟硬件設施，要求穩(wěn)定、可靠，甚至是經(jīng)濟性。常態(tài)管理是指針對社區(qū)內(nèi)住戶的日常住行提供的基本管理，例如門禁安防、戶外監(jiān)控記錄、停車記錄等。尤其是對于當前疫情防控常態(tài)化形勢下，普通社區(qū)的常態(tài)管理面臨更高的要求，更加需要科技手段。應急管理的對象是重大緊急事件，例如突發(fā)疫情、極端天氣以及社區(qū)內(nèi)違法犯罪行為和突發(fā)狀況(如摔倒、心臟病發(fā)作等需要及時就醫(yī)的事件)等。此外，應急管理系統(tǒng)對于能源、通信和信息的軟硬件要求更高，與智慧系統(tǒng)是相適應的。

表2 不同管理類型的要求及特點

2 智慧社區(qū)建設方案

智慧路燈(圖1)是以路燈桿為物理載體，通過搭載攝像頭、傳感器、通信基站、屏幕、廣播、充電接口等硬件設施以及相應的軟件模塊，能夠實現(xiàn)照明、監(jiān)控、監(jiān)測、通信、儲能等多功能，具有集成性高、可擴展性強、數(shù)字化程度高等特點，且通過掛載硬件設備集成各項功能，整合各類桿件和城市管線，能夠完成信息感知，改善市容市貌，提升城市管理水平。智慧路燈作為將信息通信技術與傳統(tǒng)城市公共基礎設施融合的典范，被認為是最有發(fā)展前景的新型公共基礎設施。因而本文所提出的智慧社區(qū)建設方案就是以智慧路燈設施作為實施基礎和技術手段，通過具體的系統(tǒng)架設方案和對應的分區(qū)建設方案系統(tǒng)建立智慧社區(qū)管理體系。

圖1 智慧路燈多功能示意圖Fig.1 Schematic diagram of smart street lighting functions

2.1 系統(tǒng)架設方案

為了滿足智慧社區(qū)服務與管理的需求，基于智慧路燈設施，提出一套社區(qū)系統(tǒng)的建設方案，整個系統(tǒng)共包括5+1個層面以及儲能系統(tǒng)：感知層、平臺層、管理層、服務層、數(shù)據(jù)層和政務層，其中前五層是本系統(tǒng)的主要組成，儲能裝置搭載在路燈桿件上。各層面之間關系如圖2所示。

圖2 智慧社區(qū)系統(tǒng)5+1個層面關系示意圖Fig.2 Schematic diagram of 5+1 levels of smart community system

在該系統(tǒng)中，感知層主要指以智慧路燈為載體的多種硬件設備和技術，如攝像頭、基站、傳感器、屏幕、儲物柜等，可實現(xiàn)所有終端設備的全面感知。管理層作為各硬件設施的指揮中心和控制中心，將從感知層收集的數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)層，得到相應的控制策略，實現(xiàn)智慧控制。服務層是指提供數(shù)據(jù)、信息的發(fā)布與審核以及反饋的處理等方面的后臺，主要是面向提供服務方，包括物業(yè)、政務等。平臺層是指智能終端，與住戶建立連接，提供日常服務，同時將運營中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息反饋給服務層，并經(jīng)過數(shù)據(jù)層進行優(yōu)化運算。數(shù)據(jù)層是一個抽象層，主要指數(shù)據(jù)的中轉、存儲以及基于大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，為上述功能提供決策支持的算法中樞，并與政務層對接，為公共服務提供數(shù)據(jù)支持。最后儲能系統(tǒng)作為基站、照明設備、監(jiān)控設備、媒體設備、智能終端等不同用電設施的供電/充電源，可以根據(jù)應用場景切換充放電模式。

2.2 分區(qū)建設方案

考慮到社區(qū)不同的區(qū)域承擔的功能不一樣，相應的建設安排也應有所差異，因此首先對社區(qū)內(nèi)物理空間進行劃分。如圖3所示，該社區(qū)一共被分成四個板塊：迎賓區(qū)、活力區(qū)、功能區(qū)、居住區(qū)。

圖3 社區(qū)內(nèi)物理空間區(qū)域劃分Fig.3 The division of different spatial areas in the community

簡單來說，區(qū)域劃分既要考慮到該區(qū)人員活動的特點，也要兼顧該區(qū)應該承載的功能。如迎賓區(qū)是指社區(qū)的大門及其主干道。該區(qū)具有特定的人流量和車流量，是主要的進出門戶，因此需要設置門禁、視頻監(jiān)控、屏幕和廣播等，提供進出登記統(tǒng)計、監(jiān)控記錄、迎賓、信息發(fā)布等服務及管理功能。活力區(qū)是指居民戶外活動頻次較高，具有一定交際功能的區(qū)域，一般為內(nèi)部廣場、花園附近，適宜設置智慧交互設施，將提供照明、娛樂、健康監(jiān)測等生活服務。功能區(qū)主要指充電站和快遞點，提供滿足住戶的出行用電和物流物儲需求服務。居住區(qū)是指各單元樓體，與住戶的距離最近，提供單元管家服務，兼容送奶、訂報等傳統(tǒng)儲物功能，并有所升級。此外，各單元樓體的出入門附近設置采集點，除了常規(guī)照明外，還將提供日常視頻監(jiān)控、高空拋物監(jiān)控、違法行為記錄等管理功能，連點成片，為社區(qū)搭建安全、可靠的服務體系。

3 智慧社區(qū)系統(tǒng)管理體系

隨著我國的城市化進程的加快，交通擁堵、社區(qū)治安等常見問題日益受到關注，新冠疫情、極端天氣等重大公共事件的應對也不容輕視。常態(tài)管理和應急管理相結合成為城市治理體系的新方向。本文所提出的智慧社區(qū)系統(tǒng)通過系統(tǒng)管理、常態(tài)管理和應急管理三個層面構建社區(qū)管理體系。

3.1 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理負責社區(qū)內(nèi)硬件設施的監(jiān)測、控制，由管理層的可視化平臺呈現(xiàn)，包括實時顯示、總控、分控、智能調(diào)控、數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計報告等功能，將系統(tǒng)可視化、功能扁平化，大大提升了管理的便捷程度和效率，同時強大的數(shù)據(jù)后臺為智能調(diào)控提供重要支撐，通過硬件自檢、居民反饋相結合的方式進一步保障了平常各設施的正常運行。針對智慧照明，系統(tǒng)根據(jù)算法可以根據(jù)特定日期、特定天氣、特定情況智能化開關燈，從而在滿足居民正常需求的同時大幅降低用電能耗。在管理層中可以實時監(jiān)測所有硬件設施的工作狀態(tài)、位置信息等，同時可以及時收到居民的報修反饋，能夠實現(xiàn)精準維護，大大減少成本。

3.2 常態(tài)管理

常態(tài)管理是一個社區(qū)的管理水平的最常見體現(xiàn)。以居民的居住、出行為兩個起點，社區(qū)應當滿足居民基本的服務需求，同時對重要活動軌跡監(jiān)測記錄、對重要信息公告及時發(fā)布，保障上令下達、流程順暢，而智慧社區(qū)系統(tǒng)在上述功能實現(xiàn)上都具有獨特的優(yōu)勢。尤其是在當前疫情防控常態(tài)化的形勢下，常態(tài)管理水平的提升更加需要科技手段賦能。監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄、登記人員流動信息，監(jiān)測體溫，避免未知風險；媒體廣播系統(tǒng)可以高效發(fā)布疫情防控信息，敦促居民形成防控意識，積極配合社區(qū)工作；健康養(yǎng)老系統(tǒng)、娛樂服務等可以調(diào)節(jié)居民日常生活、愉悅身心、鍛煉體魄、增強免疫力、抵抗病毒風險等。

上述所有記錄、信息、反饋都可以通過平臺及時發(fā)布和共享。在常態(tài)化的大背景下，做好“居民-社區(qū)-政府”之間的信息交流、數(shù)據(jù)記錄、生活服務等工作才能有效防患于未然，支持和保障政府科學精準施策，讓人民真正感到踏實和放心。

3.3 應急管理

應急管理作為國家治理體系和治理能力的重要組成部分，擔負著保護人民群眾生命財產(chǎn)安全和維護社會穩(wěn)定的重要使命[8]。隨著疫情反復的嚴峻形勢以及極端天氣頻發(fā)的背景下，如何在重大公共安全事件中最大限度保障人民生命財產(chǎn)安全是安全與發(fā)展“雙輪驅動”中的重要一輪。

在應對突發(fā)疫情方面，目前已有防控手段主要包括快速溯源、大規(guī)模篩查、定點救治與全面精準防控并舉、后期鞏固成果等四個方面，客觀而言，其中許多環(huán)節(jié)還存在問題。例如，溯源過程主要根據(jù)行程記錄、信號定位以及口述回憶，這個過程當然會存在偏差，造成疏漏。再如在大規(guī)模篩查中，檢測人群的登記和統(tǒng)計需要網(wǎng)格員逐個動員，工作量和身心壓力巨大，且易存在疏漏，尤其是對于流動人口，由于房東、游客備案不及時等原因，增加傳播風險和防控難度。此外在社區(qū)核酸檢測中，巨大工作量亟待智慧化手段有效助力。再如，在社區(qū)半封閉、封閉管理中，現(xiàn)有社區(qū)體系在生活物資配給等環(huán)節(jié)仍然存在效能不足等問題。

如圖4所示，本文所提出的智慧系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效記錄居民出行信息(可結合人臉識別技術，為精準快速溯源提供有力支持)、大規(guī)模篩查時的排隊狀態(tài)(有效引導居民排隊，緩解工作量集中，避免扎堆風險)等，媒體廣播系統(tǒng)能夠及時播報重要疫情防控工作通知信息(通過增大宣傳力度，推進工作開展)，物儲系統(tǒng)可以為社區(qū)提供從物流到中轉到存儲全程智能化管理(此外還可增加紫外殺菌消毒環(huán)節(jié)，進一步阻斷病毒傳播)，避免外來人口接觸造成傳播風險，并可以通過后臺統(tǒng)一調(diào)度物資配給，保障管理工作有序進行。

圖4 智慧社區(qū)系統(tǒng)應對突發(fā)疫情的應急管理功能Fig.4 The management function of the smart community system under epidemic outbreak

4 結語

從目前智慧城市建設實例中可以看到，投資成本十分巨大，這是限制智慧城市建設推廣的重要因素。因此，智慧社區(qū)、智慧城市的建設必須要以更新的理念、模式、業(yè)態(tài)來實現(xiàn)內(nèi)生驅動，達到可持續(xù)發(fā)展。

路燈作為城市的重要基礎設施，具有存量和增量上的數(shù)量優(yōu)勢以及覆蓋道路、社區(qū)、園區(qū)等多場所的廣度優(yōu)勢，本身是分布式體系，可組合、可調(diào)度，應用靈活度高。以智慧路燈為節(jié)點，逐步搭載智慧設施，構建智慧系統(tǒng)，能夠降低建設成本、業(yè)務拓展的邊際成本。在智慧系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下，根據(jù)不同的使用情景做出相應的調(diào)整，實現(xiàn)居民、社區(qū)、政府需求的精準匹配，再通過商業(yè)運營的賦能，更易形成良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展，從而破除智慧社區(qū)、智慧城市建設難度大、運轉不靈活等問題。