智能決策平臺設計及其在規模化社區運營應用

金海衛，熊 勇，黃勇剛，朱磊基

（1.上海浦東東方有線網絡有限公司，上海 201203；2.上海海旭軟件有限公司，上海 200000；3.中國科學院上海微系統與信息技術研究所，上海 200050）

0 引 言

2020 年，上海發布《新型城域物聯專網建設導則》[1]，開展新型智慧城市轉型升級，全力助推卓越的全球城市建設。2021 年1 月，進一步發布了《關于全面推進上海城市數字化轉型的意見》[2]，加速開展城市數字化建設，提升城市精細化管理效能。

社區是城市的重要組成單元，社區治理水平直接影響城市的治理水平。為了提升社區智慧化管理水平，物聯網技術被廣泛應用[3-5]，大量的水壓[6-7]、煙感[8]等方面的感知設備在社區部署。大量物聯網設備產生了海量的未清洗感知數據[9-10]，冗余消息甚至是誤報消息夾雜在一起，加重了社區運營管理負擔；同時，部署設備的運維與管理也處于空白狀態。受多方面因素的綜合影響，物聯網系統未能有效發揮助力管理水平提升的作用，迫切需要可用于規模化社區運營的智能決策平臺技術方案，助力社區智慧化管理。

本文提出了用于規模化社區運營的智能決策平臺技術方案。從總體架構、智能決策算法、應用服務三方面分別闡述技術結構、主要功能，并給出具體應用案例。平臺的應用將極大提升社區精細化管理水平，助力智慧城市精細化管理。

1 規模化社區運營智能決策平臺設計與實現

規模化社區運營智能決策平臺主要由物聯網設備管理模塊、智能決策算法模塊、綜合應用服務模塊等組成，實現了物聯網設備全生命周期管理、冗余數據自動清洗與告警、綜合應用服務提供等核心功能，能夠支撐規模化社區運營智能決策應用，進而提升社區精細化管理水平。

1.1 智能決策平臺總體架構

規模化社區運營智能決策平臺基于層次化、模塊化的設計思路，圍繞物聯網設備接入的連接管理、物聯設備管理、物聯設備告警信息管理、數據融合與智能化決策、物聯設備全生命周期管理、自動化運維以及融合應用功能等開展平臺設計與實現。總體架構如圖1 所示。

圖1 智能決策平臺總體架構

1.2 物聯網設備管理與告警模塊

物聯設備管理模塊可分解為設備類型管理、設備型號管理、設備資產管理、設備資源管理、設備運行管理及設備配置管理等子模塊。

物聯設備告警包括設備的故障報警和業務報警兩部分。設備告警監控支持設備的故障及報警管理、故障及報警通知，包括將故障及報警關聯到設備、用戶，以短信等方式進行通知，故障及報警信息的統計、查詢等功能。告警信息處理架構如圖2 所示。

圖2 告警信息處理架構

1.3 智能決策算法

智能決策算法運行在智能化決策管理模塊。智能化決策管理模塊由融合數據管理子模塊、融合數據分析子模塊和AI-aas 組件構成。智能決策融合分析處理架構如圖3 所示。

圖3 智能決策融合分析處理架構

融合數據管理子模塊面向物聯設備或者物聯子平臺進行連接后接收到各類數據，包括設備基本屬性、設備安裝資源及位置屬性、設備業務數據、設備故障數據、設備報警數據等。融合數據管理子模塊負責數據的全生命周期管理，如數據采集接收過程、數據初步處理過程（如數據過濾、數據轉義等），并根據數據類型進行分揀和組合，為融合數據分析子模塊提 供數據基礎。

融合數據分析子模塊根據物聯設備特性、物聯業務特性進行專業化處理。通過構建數據聚合引擎，實現跨設備跨型號數據的倉庫；通過構建數據清洗引擎，實現海量數據的有效管理，剔除異常、重復數據，對數據進行專業化處理；通過構建數據分析引擎，加速設備數據到業務應用數據的轉化，輸出有效的數據干預手段或者建議，形成智能化決策依據。

AI-aas 組件對海量的離線歷史數據進行智能挖掘，發現基于規則、經驗的分析過程的缺陷或者覆蓋面差異；通過設計態到運行態的持續循環，挖掘出更多“沉默”分析因子，優化分析過程，進而提升智能決策的時效性、有效性和準確性。

1.4 綜合應用服務模塊

平臺通過融合能力開放模塊，構建社區應用所必須的綜合應用服務能力模塊集，重點開展社區典型的消防通道管理場景、突發事件管理場景（居家隔離電子封條管理、疫情門鈴管理）和老人關愛管理場景的綜合應用服務模塊設計。

在消防通道智能監控應用場景結合布設在消防通道的無線地磁設備，進行消防通道非法占用的監控聯動處置。該應用場景調用地磁設備報警能力監控消防通道是否被占用，當獲取到地磁設備的報警，調用通知志愿者巡更設備的能力，通知志愿者現場干預。平臺重點對事件發生/確認/通知/處置等工作流程進行融合能力的服務模塊設計。

居家隔離電子封條管理，主要是對居家隔離人員進行實時監控，通過監控門窗開/合狀態判斷人員是否擅自外出，若有被隔離人員擅自外出，立刻會觸發向對應社區負責人員報警，社區人員收到報警短信后第一時間聯系并確認開門原因，全方位助力疫情防控工作精細化。

疫情門鈴模塊以平臺的AI 能力為基礎，在被隔離人員住所大門的對面安裝智能可視門鈴，利用AI 圖像識別技術，實現對隔離人員的實時監控。當被隔離人員打開門出來時，智能門鈴設備將實時捕獲到該事件，并通過互聯網上傳到平臺，做到精準門禁監控、異常數據實時上報等。通過部署可視化平臺，與平臺進行對接，將轄區內所有被隔離人員私自外出的事件在平臺頁面上進行呈現和統計，并支持與用戶已有的管理系統進行對接，將事件推送至社區管理人員的管理終端，實現管理閉環。

老人關愛場景通過平臺構建住戶與監護人的登記關系，構建住戶與巡更志愿者一對一或一對多的匹配關系。當平臺獲取到該場景下任意一端物聯設備的故障或者報警（老人三件套：煙感+燃氣監測+一鍵呼救），自動檢索出該住戶的監護人，通過短信或微信通知到監護人；同時產生一條巡更請求，發送給自動查閱到的距離住戶最近的志愿者，安排志愿者上門觀察。

2 應用案例

在上海市政府指導下，依據上海市經濟和信息化委員會發布的《新型城域物聯專網建設導則》，上海浦東東方有線網絡有限公司在上海市浦東新區開展了平臺的規模化社區運營應用，特別針對消防通道管理、老人關愛管理、突發事件管理、隔離電子封條管理四個典型應用場景，在東方有線已有核心網的基礎之上，通過自建LoRa 網關，支撐各場景部署地磁傳感器、燃氣監測傳感器等感知設備接入。應用案例系統網絡拓撲架構如圖4 所示。應用部署LoRa 網關、應用服務機房分別如圖5、圖6 所示。平臺總體頁面如圖7所示。

圖4 應用案例系統網絡拓撲架構

圖6 應用服務機房

圖7 平臺頁面

3 結 語

本文提出了用于規模化社區運營的智能決策平臺技術方案。從總體架構、智能決策算法、應用服務三方面分別闡述技術結構、主要功能并給出具體應用案例。該平臺是《新型城域物聯專網建設導則》落地的最佳實踐，也為住房和城鄉建設部城市管理監督局的《城市綜合管理服務平臺標準體系》的制定提供支撐，可規模化復制推廣提升社區管理水平，具有廣闊的應用前景。