城市更新背景下“智慧公園”的應用

馬睿兒　蔣倩

摘要：隨著我國物聯網技術的迅速發展，智能控制和管理得到廣泛應用。應改造利用程度不高、基礎設施破損的傳統公園，推動公園管理數字化升級，使其更好地滿足人們日益增長的體驗需求。文章以廣通湖公園為例，將“智慧”與“公園”結合，把智能管理系統、公園應急系統、數據采集與傳輸系統和網絡通信系統融入園內不同分區的硬件設備中，以達到園區管理自動化、智能化管理的效果，探析城市更新背景下“智慧公園”的應用與建設，為各地公園改造、建設“智慧公園”提供參考。

關鍵詞：智能化；智慧系統；“智慧公園”

中圖分類號：TU986.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）18-0-04

0 引言

當前時代背景下，各地應積極探索創新城市公園建設模式，建設一批具有高科技含量、高審美品位和生態品質的“智慧公園”。根據《國務院辦公廳關于科學綠化的指導意見》，各地應切實做好城市園林綠化工作，促進城市高質量發展。國家“十三五”規劃綱要明確提出要“建設一批新型示范性智慧城市”，“十四五”規劃綱要提出發展重點應圍繞“碳中和”“碳達峰”“發展人工智能”等高新技術產業［1］，因此大力建設應用數字化技術的“智慧公園”順應了時代發展的必然要求。

1 “智慧公園”概述

1.1 “智慧公園”的發展

20世紀90年代末，綜合布線系統蓬勃發展，為公園智能系統的萌芽奠定了基礎。得益于基礎通信網絡的構建和完善，智能化成果和經驗得到廣泛應用，智能系統開始應用到公園基礎運營中，為市民提供基礎安全保障。公園智能系統在滿足市民基本需求后，重點利用大數據、多媒體等技術提高市民體驗，由此逐步進入智能系統3.0階段，即“智慧公園”。

1.2 “智慧公園”國內外建設進展

1.2.1 國內“智慧公園”發展情況

目前，北京、上海、重慶等多個城市在公園建設上不斷推進和應用新技術、新模式，在“智慧公園”建設方面取得了顯著成效，如北京奧林匹克森林公園，通過物聯網技術實現了對市民數量、游覽路線等信息的實時監測和分析［2］；上海星空之境海綿公園運用“互聯網+”思維，智能化養護控制和管理植物［3］；重慶市江南新城智谷公園，通過虛擬現實技術打造了一個全新的VR游戲科技互動體驗區域［4］。

1.2.2 國外“智慧公園”發展情況

IBM公司最早提出“智慧地球”的概念［5］。2012年歐盟在25座歐洲城市率先啟動“智慧城市與社區歐洲創新伙伴行動”，并在此基礎上研究新能源與信息通信等技術［6］。國外智慧旅游、智慧城市、智慧園區等方面的研究比較超前，因此打造“智慧公園”具備一定的理論基礎。如West End Square位于美國達拉斯中心，該公園集成技術包括Wi-Fi、風扇、攝像頭、電源插座和運動激活照明等，是一座智能化公園；西班牙布努埃爾公園，通過傳感器在顯示屏上展示游客及交通工具到達園區內時間和平均逗留時間，方便統計游客總量［7］。

1.3 “智慧公園”概念

“智慧公園”是指以信息技術為支撐，通過“感知、傳輸、處理、應用”的智慧化平臺，實現公園內人、機、物的全面互聯，提供實時共享信息服務的智慧化管理體系。目前，我國“智慧公園”包含公園景觀智能化、公園環境智慧化、公園管理自動化三個方面。“智慧公園”可以為公眾提供更舒適、更愉悅也更人性化的休憩環境。

2 “智慧公園”建設路徑

當今時代信息技術日益成熟，城市公園規劃設計中引入“智慧系統”理念，不僅符合社會、經濟、生態文明的發展要求，也符合城市公園自身建設的需求 ［8］。所謂“智慧系統”是指將相互聯系、相互影響的事物以自動或半自動的形式更準確、更靈活地交流和響應，可實現對象與對象之間的直接交互，從而大幅提升決策的效率和質量。如圖1所示，“智慧系統”主要由智能管理系統、公園應急系統、數據采集與傳輸系統和網絡通信系統四個子系統構成。

2.1 智能管理系統

以“公園之芯”為名的智能管理系統，作為整個公園的“智慧大腦”，把收集到的各種數據，如環境數據、人流量數據、動植物監測數據等反饋到公園的智慧設備中進行綜合處理。同時，管理者還能利用“公園之芯”可視化管理平臺，實時監測園內的各項數據，實現對智能設施的遠程管理，有效減少資源浪費和人力成本，提高工作效率。

2.2 公園應急系統

公園應急系統主要由應急綜合系統和應急指揮中心系統組成［9］，應急綜合系統用于預警、監測、管理、處置和評估公園突發事件；應急指揮中心處理、調度公園內突發事件等。

2.3 數據采集與傳輸系統

公園數據采集與傳輸系統利用傳感器監測公園內氣候、土壤肥力、水分等環境指標［10］，并利用多種通信方式（如5G無線通信）將數據上傳到云平臺，存儲、管理和分析這些數據，為智慧化養護方案提供信息基礎。

2.4 網絡通信系統

網絡通信系統主要用于網絡傳輸。該系統可以將語音、圖像等多媒體信息以數字信號的形式傳送到公園各個區域進行信息共享；還能通過數據分析及時排查網絡運行中存在的風險，保障網絡安全［11］。

3 臨夏廣河縣廣通湖公園現狀

3.1 項目概況

廣通湖公園是2012年建成的綜合性公園，總面積為62 033㎡，位于甘肅省臨夏回族自治州廣河縣團結路與河北街交匯處。廣河縣文化底蘊深厚，早在四五千年前就有先民在此繁衍生息，是我國新石器時代與夏商過渡期典型文化——齊家文化的發源地，被譽為“齊家文化搖籃”，境內有馬家窯文化遺址和豐富的古動物化石遺跡。

3.2 廣通湖公園現存問題

3.2.1 功能分區不合理

廣通湖公園注重景觀外在形式，忽視了對當地環境條件、地域人文特色、功能需求等多方面的考慮，導致園內功能分區不合理，各功能分區的定位和特點不明確，功能單一，分區之間功能連接較弱。

3.2.2 景觀空間結構單一

因廣通湖公園的使用功能、空間設計、景觀內容等過于單調，且硬質景觀缺乏地域文化特色，因此該公園景觀空間結構相對簡單，景觀類型單一，可用于游憩活動的項目相對匱乏，不能滿足市民需求。

3.2.3 部分植物長勢不良，植物景觀不豐富

公園內現有部分植物缺乏科學養護，在不同生長期未給予合理的水分和養分供給，造成植物長勢不良。公園局部空間植物種類較少，配置方式較為單一，無法營造豐富多彩的植物景觀效果。

3.2.4 基礎設施老舊破損

公園內基礎設施陳舊，服務設施不完善，存在較多安全隱患，如園路破損、路燈不亮、部分健身器材損壞、垃圾桶間距過長，公園內沒有衛生間，降低了公園的整體品質。

4 改造設計理念和設計原則

4.1 設計理念

為適應新時代發展需要，對廣通湖公園進行智慧化改造設計，將其打造為集合“智能性、體驗性、實時性”，融會“感知、計算、傳輸”，聚焦“云、網、端”的全新游玩環境，實現園區內人、機、物、環境數據資源智能化管理和可視化展示。

4.2 設計原則

4.2.1 以人為本原則

人是城市的主體，以人為本是本項目改造設計的核心理念。在廣通湖智慧公園改造設計中，充分考慮公眾的行為、心理和思維方式等，讓來公園游玩的人獲得舒適、安全和愉悅的感受。

4.2.2 生態優先原則

遵循綠色低碳理念，合理利用現有景觀空間和景觀資源、充分利用綠色技術手段進行公園環境改造和生態保護。利用智能化手段處理生態問題，智能化利用可再生資源，達到節約能源、資源的目的。

4.2.3 技術創新原則

從當地市民生活的根本需求出發，將廣通湖公園改造成一個便于市民體驗智能化服務的“智慧公園”。既要引進“智慧”的新理念、新技術，又要保障智慧系統在廣通湖公園內的可行性、科學性。

5 “智慧系統”在廣通湖公園的功能實現

廣通湖公園的改造以“智慧系統”為依托重新構建功能區，實現對公園內人、事、物的全面感知和管理。將公園劃分為智慧運動區、智慧游樂區、智慧文化區和智能植物養護管理體系四個分區。

5.1 智慧運動區

位于公園北端的智慧運動區占地14 350㎡，內設智能蹬力器、智能健身車、智能蹺蹺板等二代智能室外健身器。市民在公園內可借助移動互聯網進行運動健身，并獲取自己需要的個性化信息。例如公園內AI智慧騎行，是多個自行車與大屏聯動的運動健身設施。一體機屏幕的3D效果會把人帶入不同的場景之中，并可以和同社區的市民比賽［12］，通過智能騎行控制系統，實時測試心率，科學指導市民鍛煉。單車前設置的屏幕中，以超清畫面呈現騎行數據，并在手機端進行運動數據分析，讓市民直觀了解自己的運動情況。

5.2 智慧游樂區

位于廣通湖公園中部的智慧游樂區由占地7100㎡的室內場館和9105㎡的室外場地組成。游樂區所有項目基于一個信息采集終端和一套網絡數據傳輸體系運作。市民通過信息采集終端進行人臉識別認證后就可以利用RFID技術直接進入游樂區體驗游玩項目，如室內場館的VR滑雪、飛行和賽車游戲等。依托VR技術，市民可以觸發不同的圖像和音效，獲得沉浸式體驗；室外場地的固定智能自行車配有彩色燈帶，當市民騎行娛樂時，彩色燈帶可隨騎行速度的變化而變化。水幕秋千是水幕和秋千的結合體，水幕上方放置監測器，可以監測秋千來回蕩的速度，從而計算落水時機，秋千穿梭于水幕，讓市民獲得驚險刺激的體驗。

5.3 智慧文化區

位于公園南端的智慧文化區占地14 266㎡，利用現代技術改造優化區內現有的雕塑、水景和文化展示長廊等。主景雕塑以當地著名的馬家窯陶瓷為參考對象制作而成，其利用LED燈盤，營造出“光輝普照”的光影效果；現有水景通過燈光和激光等形成水墻，將流水、聲音、光影等元素結合在一起，打造出馬家窯陶瓷圖案，讓市民進一步了解馬家窯文化；文化長廊所展示的3D陶瓷模型采用三維圖像渲染技術和高分辨率的投影技術，讓市民收獲基于立體感官的視覺效果，利用圖像、聲音等多媒體信息實現交互與展示。

5.4 智能植物養護管理體系

為打造廣通湖公園可持續生態景觀，結合植物生長過程的環境條件和生長規律，構建了一套智能種植養護管理體系。該體系中的植物智能診斷功能通過無線傳感器收集植物的生長數據，并將收集到的數據經過GPRS網絡傳送給監控中心的服務器。由服務器分析處理接收到的數據，形成植物生長所需的數據報告；或利用遙感和視頻監測技術監測植物的病蟲害，如在后臺數據庫中使用圖像識別技術，將數據庫中存儲的葉片和昆蟲樣品進行對比，從而分析取樣點的植物葉片變化以及害蟲種類［8］，進而控制智能噴灑微生物菌劑和釋放害蟲天敵來實現智能病蟲害防治；自動灌溉施肥功能，通過布設土壤水分、溫濕度和肥力傳感器，采集土壤含水量、溫度、濕度及肥力等數據，根據需要遠程控制灌水量和施肥量，并采集和分析其生理參數，通過網絡傳輸到數據庫形成分析報告。

6 智慧專項設計

為了讓市民更好地體驗智能化服務，將廣通湖公園打造為集智慧服務、智慧環境為一體的“智慧公園”，將數字化融入智慧跑道、智能衛生間、智能照明、智能座椅和智能垃圾箱專項設計中。

6.1 智慧跑道

廣通湖公園內的智慧跑道采用感應燈設備，燈帶的亮度可以隨著跑步者的速度變化而變化，速度越快，感應燈越亮［13］；智慧跑道的起點、中間點、終點三處分別設有電子顯示屏，市民只需在起點處完成注冊和人臉識別，系統識別到跑步者進入跑道后就會開始計算步數和里程數，并啟動計時功能。開始跑步時，顯示屏可以顯示當前跑步速度和距離；跑步結束時，顯示屏會顯示當前心率、平均步速、每分鐘的公里數等數據。

6.2 智能衛生間

智能衛生間采用先進的無線射頻識別技術，具備全自動沖洗功能，可隨時監測衛生間的衛生情況。環境參數采集系統可實時監測環境參數，包括溫度、濕度、H2S、PM2.5、PM10及CO2等［14］。若參數超標，系統會向后臺發去提醒并將有關數據及時發送給管理人員；智能管理系統通過無線模塊與公廁內的管理系統聯網，可以與“無人值守”或“一鍵式”設備結合，實現智能化管理。

6.3 智能照明

廣通湖公園具有園林景觀照明管理系統［15］。依托該系統可實現分時間段智能控制照明燈具，如根據不同的天氣和時段自動調節燈具的亮度、色溫以及開關時間等參數，從而達到節能的目的；還可以通過網絡進行遠程控制、集中智能調光。當監測到電壓過高時，智能控制器會立即切斷整個系統，并發出警報通知工作人員。該系統通過無線通信技術實現信息交流，增強了整個系統的安全性。

6.4 智能休息座椅

廣通湖公園內置的智能座椅是一種新型的公園服務設施。座椅嵌有紅外線傳感裝置，用于探測有無人經過［16］，底座之間采用無線通信技術傳輸信號，針對低溫天氣想坐在座椅上休息的市民，智能座椅可自動調節參數，為市民提供合適的底座溫度；座椅配備小音響，手機端通過藍牙連接可傳輸數據、播放音樂、語音播報等；座椅外側設有手機充電孔，市民在公園游玩時可隨時充電，為市民提供了極大的便利。

6.5 智能垃圾箱

廣通湖公園內放置的智能垃圾箱識別單元由超聲波傳感器和智能讀卡裝置組成。當超聲波探測儀探測到物體與垃圾箱間的距離不超過80cm時，智能垃圾箱蓋將自動啟動［17］；單片機可以判斷垃圾箱的垃圾類別，進而對其進行分類管理；智能垃圾箱可以自動監測和控制箱內有害氣體的濃度，通過相應軟件分析采集到的數據，并計算有害氣體超標的情況進而作出相應的處理。

7 結語

公園是城市的“綠肺”，在城市建設中扮演著重要角色。“智慧公園”運用信息服務和通信技術，將傳統的公園升級為以數據為中心的公園。隨著信息化技術在園林的廣泛深入應用，“智慧公園”建設勢在必行，智慧化建設已成為規劃園林景觀工程的新趨勢，從而為人們營造更舒服的環境，實現人與自然和諧相處。

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作者簡介：馬睿兒（1999—），女，甘肅臨夏人，碩士在讀，研究方向：風景園林規劃與設計。

蔣倩（1974—），女，甘肅榆中人，本科，副教授，系本文通訊作者，研究方向：風景園林規劃與設計。