王金益 郭湧 李長霖 張洋

1 智慧公園管理系統(tǒng)產(chǎn)生的背景與其時(shí)代意義

以公園為主的城市戶外公共空間，作為城市生態(tài)和文明建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域和廣大市民使用的場(chǎng)所，越來越多地受到人們的重視和喜愛。隨著游客的大量涌入，公園等公共空間的建設(shè)、保護(hù)、維護(hù)和管理都需要大量的人力和物力，這既增大了財(cái)政支出的壓力，也增加了管理成本。在后疫情時(shí)代，向往戶外綠色空間的人們，傾向于選擇國內(nèi)短途旅行，因此城市公園成了人們的首選。此外，從安全衛(wèi)生的角度出發(fā)，人們也傾向于在戶外保持社交距離。在這樣的背景下，公園管理的市場(chǎng)化運(yùn)作需要更有效的管理模式，實(shí)現(xiàn)在節(jié)省成本、提高效率的同時(shí)，了解并滿足游客的使用需求。

基于人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，北京海淀園林局、北京龍湖與甲板智慧科技公司在龍湖G-PARK能量公園中進(jìn)行了政企共建的探索，共同探索公園智慧化管理的方式，實(shí)現(xiàn)無人化管理和智慧化運(yùn)營的目標(biāo)。無人化管理主要是基于物聯(lián)網(wǎng)建立的綜合服務(wù)平臺(tái)，來支撐各個(gè)管理系統(tǒng)，包括信息發(fā)布、環(huán)境感知、照明管理、智慧安防、能耗管理、智慧灌溉、運(yùn)營感知、保潔管理和設(shè)備管理等板塊，可降低人力成本，減少電耗水耗。智慧化運(yùn)營則是依托綜合服務(wù)平臺(tái)與管理系統(tǒng)，結(jié)合公園中的智能化設(shè)備，滿足游客服務(wù)需求。具體的實(shí)現(xiàn)方式是游客可通過刷臉、掃碼識(shí)別注冊(cè)綁定手機(jī)小程序，通過使用相應(yīng)智能設(shè)備如騎行設(shè)備、踩踏集電地板、跑步打卡等積累能量，兌換“能量幣”，用“能量幣”購買公園內(nèi)的相應(yīng)服務(wù)如手機(jī)充電、座椅加溫等。游客使用過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和對(duì)設(shè)備的反饋信息將會(huì)從設(shè)備端和手機(jī)端發(fā)送到管理平臺(tái)，由管理平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一的分析和管理，為公園的優(yōu)化升級(jí)、運(yùn)營管理提供方向。

1 龍湖G-PARK能量公園模型鳥瞰圖Aerial view of the Lonfor G-PARK’s model

2 龍湖G-PARK能量公園入口景觀和互動(dòng)水簾Entrance landscape and interactive water curtain of the Lonfor G-PARK

2 智慧公園管理面臨的挑戰(zhàn)與解決方案

目前的城市公園管理普遍存在著一些問題，通過智慧化管理，一方面可以降低意外問題和故障發(fā)生的概率，提升管理者對(duì)問題和故障處理的效率；另一方面，智慧化設(shè)施能夠通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)反饋，如土壤、空氣、水傳感器上傳的數(shù)據(jù)，智能地決定每個(gè)設(shè)備的開關(guān)情況，節(jié)約水電、人員等成本損耗。

1）開放性公園，人流量大，偶有出現(xiàn)游客不文明行為。對(duì)此，智慧安防、信息發(fā)布等系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)將園區(qū)道路與路燈布設(shè)的攝像頭和廣播音箱結(jié)合，幫助管理方監(jiān)測(cè)公園不文明行為并且警告。

2）公園中大量的基礎(chǔ)設(shè)施散布在公園各處，損壞后很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)。智慧化管理下的公園設(shè)備，都通過物聯(lián)網(wǎng)接入終端進(jìn)行統(tǒng)一處理，減少了巡查的人工成本，也能更快地發(fā)現(xiàn)問題，提升公園整體質(zhì)量。

3）公園的養(yǎng)護(hù)管理需要投入大量成本。專業(yè)人員短缺，管理隊(duì)伍的專業(yè)水平參差不齊，合同工和臨時(shí)工較多。由于編制的限制，管理人員數(shù)量也不能滿足公園實(shí)際的維護(hù)需求。在智慧化管理的公園中，智能灌溉、病蟲害檢測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)公園人工灌溉、巡查的成本，智能保潔系統(tǒng)結(jié)合智能垃圾桶內(nèi)的滿溢傳感器，實(shí)現(xiàn)滿溢預(yù)警并向保潔人員發(fā)送提示信息。管理、養(yǎng)護(hù)、保潔等人員，可以通過手機(jī)端、大屏幕端的智慧化管理平臺(tái)統(tǒng)一查看數(shù)據(jù)、處理公園警告信息，實(shí)現(xiàn)多人、多工種協(xié)同作業(yè)。

4）作為居民日常休閑的重要的公共場(chǎng)所，如何運(yùn)營開放性公園，也是政府等管理部門面臨的難題。如今很多公園開始嘗試新的運(yùn)營模式，如基于公眾參與的運(yùn)營，無人零售和線上游園等。智慧化運(yùn)營下的公園，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)記錄和導(dǎo)向游客行為，讓游客在公園場(chǎng)景中的行為能夠得到實(shí)時(shí)和良性的反饋。在增加游客量和使用黏性的同時(shí)，公園將逐步轉(zhuǎn)型成為一個(gè)具有凝聚力的在良好監(jiān)管下的社交場(chǎng)所。

3 龍湖G-PARK能量公園

3 龍湖G-PARK能量公園AI環(huán)球騎行大賽的互動(dòng)騎行裝置Interactive cycling device for AI Global Cycling Competition

5 智能調(diào)溫座椅拆解圖Intelligent thermostat seat

6 智慧空間Dsketch小程序“Smart space” Dsketch applet

7 虛擬馬拉松打卡桿拆解圖Virtual marathon punch

8 龍湖G-PARK能量公園互動(dòng)地圖-互動(dòng)設(shè)施一覽Interactive map of the Lonfor G-PARK - interactive facilities overview

龍湖G-PARK能量公園占地約1萬m2，位于稻香湖路與北清路交叉口的西南角附近，中關(guān)村環(huán)?？萍紙@旁。公園北部緊鄰科技創(chuàng)新基地和生態(tài)環(huán)境一流新區(qū)，周邊還有華為、百度等辦公科研基地，為年輕一代白領(lǐng)精英提供休閑、健身的新場(chǎng)所。出于對(duì)人類活動(dòng)、氣候變化和地球未來環(huán)境的思考，基于一直以來的實(shí)踐理念，甲板智慧科技公司提出了“能量公園”的概念，力圖實(shí)現(xiàn)一個(gè)節(jié)能、智慧的未來公園。

3.1 無人化管理

龍湖G-PARK能量公園的“公園大腦”——智慧管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)園內(nèi)安防、交通、照明、灌溉、病蟲害、保潔、設(shè)備管理、能耗、環(huán)境等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程智慧化控制。管理人員無須開柜子、下井，而是通過電腦端、小程序端和大屏幕端來觸屏控制各種功能。G-PARK能量公園中的系統(tǒng)主要包括5個(gè)部分。1）信息發(fā)布系統(tǒng)?？蓪?shí)時(shí)發(fā)布開、閉園時(shí)間及天氣預(yù)警等相關(guān)業(yè)務(wù)信息，結(jié)合安防視頻分析，自動(dòng)向游客發(fā)布危險(xiǎn)提示信息，以提高響應(yīng)速度，降低危險(xiǎn)事件發(fā)生頻率，節(jié)省人工消耗等。2）智慧保潔系統(tǒng)與AI語音智能垃圾桶等設(shè)備結(jié)合，統(tǒng)計(jì)各個(gè)垃圾桶的使用頻次、不同分類垃圾的投放次數(shù)，從而對(duì)園區(qū)的保潔管理提供理論依據(jù)。AI語音智能垃圾桶在被語音喚醒后，一旦接收到人說出的垃圾名稱，其智能云端會(huì)根據(jù)設(shè)定正確開啟分類電動(dòng)檔口，實(shí)現(xiàn)零接觸投放。管理人員可以通過電腦端、小程序、大屏幕端進(jìn)行設(shè)備控制及保潔管理。 3）智慧路燈結(jié)合智能安防系統(tǒng)，基于紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，對(duì)智慧路燈進(jìn)行單燈單控、遠(yuǎn)程檢測(cè)路燈狀態(tài)并進(jìn)行故障警告、監(jiān)測(cè)功耗。當(dāng)有人進(jìn)入感應(yīng)范圍時(shí)，燈光變亮，人離開后燈光變暗為正常照度的30%，實(shí)現(xiàn)部分區(qū)域節(jié)能環(huán)保。4）智慧灌溉是利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，智慧化解決傳統(tǒng)園區(qū)灌溉耗水量大、耗人工等弊端的一種精細(xì)化、智慧化的灌溉方式。通過智慧灌溉可以實(shí)現(xiàn)灌溉用水量的精確監(jiān)控、電腦端和手機(jī)小程序端的遠(yuǎn)程控制、灌溉系統(tǒng)的故障檢測(cè)、灌溉系統(tǒng)與傳感器的聯(lián)動(dòng)等功能，達(dá)到園區(qū)灌溉系統(tǒng)智慧化管理的目的。5）結(jié)合土壤、空氣、水質(zhì)等傳感器設(shè)置的環(huán)境感知系統(tǒng)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為園內(nèi)提供水質(zhì)監(jiān)測(cè)、土壤墑情監(jiān)測(cè)、大氣感知等功能，與設(shè)備運(yùn)維管理平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)環(huán)境的感知、分析與管理。針對(duì)更大面積的公園綠地，還可以接入智能停車系統(tǒng)、電瓶車調(diào)度系統(tǒng)、游船調(diào)度系統(tǒng)、病蟲害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、管養(yǎng)運(yùn)維系統(tǒng)等。

9 模塊式地下雨水蓄水池Modular underground rainwater reservoir

10 刷臉查詢個(gè)人信息Scan face for personal information

3.2 自我持續(xù)系統(tǒng)

自我持續(xù)系統(tǒng)是指景觀可以自產(chǎn)自銷所需能源、進(jìn)行自我運(yùn)營和維護(hù)。在龍湖G-PARK能量公園中，嘗試將太陽能和動(dòng)能作為傳統(tǒng)電能源的補(bǔ)充，將雨水儲(chǔ)蓄作為灌溉用水的一個(gè)重要來源，邁出自我持續(xù)景觀實(shí)現(xiàn)的第一步。

1）電能循環(huán)。在龍湖G-PARK能量公園中，采用了整體太陽能發(fā)電方案，太陽能裝機(jī)共7 000W，一年可以發(fā)1萬多度電，甚至還有富余電量并網(wǎng)。除了廊架頂部、燈具和路面等景觀構(gòu)筑物融合了太陽能薄膜材質(zhì)，園區(qū)里的道路也封裝了薄膜太陽能芯片，嵌在透光路面材料內(nèi)，是目前北京市首個(gè)商用薄膜太陽能發(fā)電道路。

園區(qū)中的跳跳泉、能量駕駛艙和霧噴灌溉，都結(jié)合了集電地板進(jìn)行設(shè)計(jì)。集電地板能夠?qū)⑷瞬忍ぎa(chǎn)生的微小形變轉(zhuǎn)化成電能存儲(chǔ)，用于園區(qū)內(nèi)用電。另外，產(chǎn)生的電信號(hào)通過傳輸過程與其他景觀元素連動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了景觀對(duì)人行為及時(shí)反饋的效應(yīng)，創(chuàng)造出人與景觀互動(dòng)的新形式（例如白天馬路吸收太陽光，并轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來；夜晚時(shí)段，儲(chǔ)存的電能用于照明和夜景。冬季馬路還能自行發(fā)熱，融化路面的冰雪）。

2）水循環(huán)。能量公園中的道路、綠地、廣場(chǎng)等硬質(zhì)地表產(chǎn)生的降雨流經(jīng)收集—滲透—滯留—過濾—存儲(chǔ)—控制管路一系列程序后，存入儲(chǔ)水模塊之中。這些雨水能夠依照系統(tǒng)設(shè)定和土壤傳感器自動(dòng)進(jìn)行灌溉、綠化、景觀水體地下水源補(bǔ)給，以達(dá)到綜合利用雨水資源和節(jié)約用水的目的。

海綿斷層模塊和控制臺(tái)等單元，將水循環(huán)融入智慧科普的一部分，讓游客能夠了解循環(huán)的機(jī)制，加深對(duì)保護(hù)環(huán)境的理解。

3.3 基于物聯(lián)網(wǎng)管理和游客自發(fā)參與的智慧化運(yùn)營

在滿足公園基本的需求之余，基于物聯(lián)網(wǎng)的支持，智慧公園的大數(shù)據(jù)能夠識(shí)別收集游客的刷臉注冊(cè)信息，為他們呈現(xiàn)個(gè)性化的定制體驗(yàn)，也方便了公園的管理。在未來，人們可以自主地刷臉或掃碼進(jìn)入公園，公園內(nèi)需要付費(fèi)的功能，如零售、餐飲和游戲體驗(yàn)等，都可以在手機(jī)客戶端掃碼自動(dòng)扣費(fèi)，無須專人監(jiān)管。在G-PARK能量公園中，甲板智慧科技公司就基于這個(gè)想法，做出了智慧化運(yùn)營的新嘗試，為未來公園的多元化經(jīng)營做出了探索：

1）實(shí)名制游園。在手機(jī)小程序端注冊(cè)成為DreamDeck小程序的用戶之后，游客可以刷臉或小程序掃碼使用公園內(nèi)的所有智能設(shè)備，同時(shí)也可在使用過程中，獲取或消耗“能量幣”?！澳芰繋拧笔且粋€(gè)為了便于公園運(yùn)營而設(shè)置的虛擬貨幣概念，它將儲(chǔ)存在每一位游客實(shí)名認(rèn)證的個(gè)人賬戶中。賺取的“能量幣”能夠使用調(diào)溫座椅為手機(jī)充電、播放音樂，還可以用來預(yù)約會(huì)議室、健身房的時(shí)間。

2）為公園基礎(chǔ)功能賦能。在公園的基礎(chǔ)功能上，智慧化運(yùn)營為每一個(gè)智能設(shè)備都提供了專屬二維碼，對(duì)應(yīng)手機(jī)小程序中的模塊。掃一掃設(shè)備上的二維碼，賬戶自動(dòng)開始消耗或獲取“能量幣”。在龍湖G-PARK能量公園中，為了鼓勵(lì)游客運(yùn)動(dòng)健身，當(dāng)游客使用虛擬馬拉松、虛擬騎行裝置、跳跳泉時(shí)，他們都能獲取“能量幣”。虛擬騎行、虛擬馬拉松等競(jìng)技性互動(dòng)體育游戲，能夠監(jiān)測(cè)游客的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并發(fā)送到大屏幕和手機(jī)端。大屏幕和手機(jī)端還會(huì)顯示游客個(gè)人跑步信息及排名情況，讓游客清楚地知道自己消耗的卡路里、積累里程、瞬時(shí)速度等。此外，這些競(jìng)技類游戲還能舉行全園區(qū)競(jìng)賽，顯示所有游客的周排名、日排名。

未來，甲板智慧科技推出的AR科普互動(dòng)觀光車也可以通過消耗“能量幣”的形式，減免一定的租賃費(fèi)用。這樣，通過虛擬游園貨幣“能量幣”的形式，公園能夠?qū)τ慰偷男袨榧右砸龑?dǎo)，也增強(qiáng)了游客參與園內(nèi)活動(dòng)的興趣和熱情。

圖片來源(Sources of Figures)：

圖1、4～9由DreamDeck夢(mèng)想甲板提供；圖2由高爾夫印記Golfimpress提供；圖3由王金益繪制；圖6由藺昕宇拍攝；圖10由王錚拍攝。