基于智慧路灯设施的智慧社区建设及管理模式研究——以南京市百水工业园保障房为例

白旭冉，朱亚著

(南京市路灯管理处，江苏 南京 210013)

引言

近年来新型基础设施建设如火如荼，其中的5G基站建设、新能源汽车、人工智能、大数据等方面与智慧社区息息相关，用科技手段支撑新型城镇化，落地智慧城市、绿色城市、海绵城市等理念[1]。从另一方面来讲，作为城市的管理者和市民，对于智慧城市也有广泛的需求：人民需要智慧、绿色、人文、宜居的居住环境[2]，管理者也需要通过让城市智慧化来更有效地管理和发展城市，尤其是在当前疫情防控形势严峻、极端天气突发等情况下。社区是人们日常居住出行的始发地，也是城市治理的最后一公里，做好社区其实就是做好了城市[3]。

从方方面面来说，智慧城市、智慧小区的建设都是大势所趋，智慧设施的建设必然需要空间、能源和通信三大保障，而路灯设施恰好具有相关优势，因此，智慧路灯是智慧城市、智慧小区建设的最佳入口[4-7]。本文基于智慧路灯建设这一重要节点，以南京市百水工业园保障房项目为例，从研究真正使用需求入手确定该智慧社区的建设内容，并架构起智慧社区系统的管理体系，重点探讨在疫情防控常态化下的管理模式，为智慧社区建设提供行之有效的思路。

1 社区内主要人群画像及使用需求分析

本文所研究的案例是南京市百水工业园保障房项目，项目位于南京主城区、仙林副城和麒麟科创园之间，地理区位和交通条件优势明显。本文提出的方案基于智慧路灯设施，需要从服务和管理两个维度入手，一方面给居民提供服务，另一方面帮助政府实现智能化治理，让社区智慧起来，后续接入智慧城市建设中。管理和服务并非相互独立，而是相辅相成。对于政府而言，好的服务就是好的管理；对于民众而言，好的管理就是好的服务。

1.1 服务类需求分析

从服务角度来看，社区内居民按照年龄可大致分为儿童、青年人、中年人和老年人四个群体，针对不同的受众时需要侧重不同的服务类别，如表1所示。例如儿童的活动范围相对而言是固定的，通常是学校、社区两点一线，其需求主要集中在培训、娱乐等方面。再如青年人和中年人，他们的活动范围通常是公司和社区，针对青年人更适宜提供日常住行和个人提升方面的服务，而中年人群则更看重整体的居住体验。对于老年人而言，他们的活动主要围绕着锻炼、消费和医疗等方面，因此社区应该侧重响应国家养老健康号召和政策，重点发挥自身的服务职能。

表1 不同人群的活动范围及需求特点

1.2 管理类需求分析

从管理角度而言，社区的智慧系统最少应该包含三个层面的管理：系统管理、常态管理和应急管理，如表2所示。系统管理是智慧系统自身的管理，针对的对象是社区内软硬件设施，要求稳定、可靠，甚至是经济性。常态管理是指针对社区内住户的日常住行提供的基本管理，例如门禁安防、户外监控记录、停车记录等。尤其是对于当前疫情防控常态化形势下，普通社区的常态管理面临更高的要求，更加需要科技手段。应急管理的对象是重大紧急事件，例如突发疫情、极端天气以及社区内违法犯罪行为和突发状况(如摔倒、心脏病发作等需要及时就医的事件)等。此外，应急管理系统对于能源、通信和信息的软硬件要求更高，与智慧系统是相适应的。

表2 不同管理类型的要求及特点

2 智慧社区建设方案

智慧路灯(图1)是以路灯杆为物理载体，通过搭载摄像头、传感器、通信基站、屏幕、广播、充电接口等硬件设施以及相应的软件模块，能够实现照明、监控、监测、通信、储能等多功能，具有集成性高、可扩展性强、数字化程度高等特点，且通过挂载硬件设备集成各项功能，整合各类杆件和城市管线，能够完成信息感知，改善市容市貌，提升城市管理水平。智慧路灯作为将信息通信技术与传统城市公共基础设施融合的典范，被认为是最有发展前景的新型公共基础设施。因而本文所提出的智慧社区建设方案就是以智慧路灯设施作为实施基础和技术手段，通过具体的系统架设方案和对应的分区建设方案系统建立智慧社区管理体系。

图1 智慧路灯多功能示意图Fig.1 Schematic diagram of smart street lighting functions

2.1 系统架设方案

为了满足智慧社区服务与管理的需求，基于智慧路灯设施，提出一套社区系统的建设方案，整个系统共包括5+1个层面以及储能系统：感知层、平台层、管理层、服务层、数据层和政务层，其中前五层是本系统的主要组成，储能装置搭载在路灯杆件上。各层面之间关系如图2所示。

图2 智慧社区系统5+1个层面关系示意图Fig.2 Schematic diagram of 5+1 levels of smart community system

在该系统中，感知层主要指以智慧路灯为载体的多种硬件设备和技术，如摄像头、基站、传感器、屏幕、储物柜等，可实现所有终端设备的全面感知。管理层作为各硬件设施的指挥中心和控制中心，将从感知层收集的数据反馈给数据层，得到相应的控制策略，实现智慧控制。服务层是指提供数据、信息的发布与审核以及反馈的处理等方面的后台，主要是面向提供服务方，包括物业、政务等。平台层是指智能终端，与住户建立连接，提供日常服务，同时将运营中产生的数据和信息反馈给服务层，并经过数据层进行优化运算。数据层是一个抽象层，主要指数据的中转、存储以及基于大数据、人工智能等技术，为上述功能提供决策支持的算法中枢，并与政务层对接，为公共服务提供数据支持。最后储能系统作为基站、照明设备、监控设备、媒体设备、智能终端等不同用电设施的供电/充电源，可以根据应用场景切换充放电模式。

2.2 分区建设方案

考虑到社区不同的区域承担的功能不一样，相应的建设安排也应有所差异，因此首先对社区内物理空间进行划分。如图3所示，该社区一共被分成四个板块：迎宾区、活力区、功能区、居住区。

图3 社区内物理空间区域划分Fig.3 The division of different spatial areas in the community

简单来说，区域划分既要考虑到该区人员活动的特点，也要兼顾该区应该承载的功能。如迎宾区是指社区的大门及其主干道。该区具有特定的人流量和车流量，是主要的进出门户，因此需要设置门禁、视频监控、屏幕和广播等，提供进出登记统计、监控记录、迎宾、信息发布等服务及管理功能。活力区是指居民户外活动频次较高，具有一定交际功能的区域，一般为内部广场、花园附近，适宜设置智慧交互设施，将提供照明、娱乐、健康监测等生活服务。功能区主要指充电站和快递点，提供满足住户的出行用电和物流物储需求服务。居住区是指各单元楼体，与住户的距离最近，提供单元管家服务，兼容送奶、订报等传统储物功能，并有所升级。此外，各单元楼体的出入门附近设置采集点，除了常规照明外，还将提供日常视频监控、高空抛物监控、违法行为记录等管理功能，连点成片，为社区搭建安全、可靠的服务体系。

3 智慧社区系统管理体系

随着我国的城市化进程的加快，交通拥堵、社区治安等常见问题日益受到关注，新冠疫情、极端天气等重大公共事件的应对也不容轻视。常态管理和应急管理相结合成为城市治理体系的新方向。本文所提出的智慧社区系统通过系统管理、常态管理和应急管理三个层面构建社区管理体系。

3.1 系统管理

系统管理负责社区内硬件设施的监测、控制，由管理层的可视化平台呈现，包括实时显示、总控、分控、智能调控、数据存储、统计报告等功能，将系统可视化、功能扁平化，大大提升了管理的便捷程度和效率，同时强大的数据后台为智能调控提供重要支撑，通过硬件自检、居民反馈相结合的方式进一步保障了平常各设施的正常运行。针对智慧照明，系统根据算法可以根据特定日期、特定天气、特定情况智能化开关灯，从而在满足居民正常需求的同时大幅降低用电能耗。在管理层中可以实时监测所有硬件设施的工作状态、位置信息等，同时可以及时收到居民的报修反馈，能够实现精准维护，大大减少成本。

3.2 常态管理

常态管理是一个社区的管理水平的最常见体现。以居民的居住、出行为两个起点，社区应当满足居民基本的服务需求，同时对重要活动轨迹监测记录、对重要信息公告及时发布，保障上令下达、流程顺畅，而智慧社区系统在上述功能实现上都具有独特的优势。尤其是在当前疫情防控常态化的形势下，常态管理水平的提升更加需要科技手段赋能。监控系统可以记录、登记人员流动信息，监测体温，避免未知风险；媒体广播系统可以高效发布疫情防控信息，敦促居民形成防控意识，积极配合社区工作；健康养老系统、娱乐服务等可以调节居民日常生活、愉悦身心、锻炼体魄、增强免疫力、抵抗病毒风险等。

上述所有记录、信息、反馈都可以通过平台及时发布和共享。在常态化的大背景下，做好“居民-社区-政府”之间的信息交流、数据记录、生活服务等工作才能有效防患于未然，支持和保障政府科学精准施策，让人民真正感到踏实和放心。

3.3 应急管理

应急管理作为国家治理体系和治理能力的重要组成部分，担负着保护人民群众生命财产安全和维护社会稳定的重要使命[8]。随着疫情反复的严峻形势以及极端天气频发的背景下，如何在重大公共安全事件中最大限度保障人民生命财产安全是安全与发展“双轮驱动”中的重要一轮。

在应对突发疫情方面，目前已有防控手段主要包括快速溯源、大规模筛查、定点救治与全面精准防控并举、后期巩固成果等四个方面，客观而言，其中许多环节还存在问题。例如，溯源过程主要根据行程记录、信号定位以及口述回忆，这个过程当然会存在偏差，造成疏漏。再如在大规模筛查中，检测人群的登记和统计需要网格员逐个动员，工作量和身心压力巨大，且易存在疏漏，尤其是对于流动人口，由于房东、游客备案不及时等原因，增加传播风险和防控难度。此外在社区核酸检测中，巨大工作量亟待智慧化手段有效助力。再如，在社区半封闭、封闭管理中，现有社区体系在生活物资配给等环节仍然存在效能不足等问题。

如图4所示，本文所提出的智慧系统中的监控系统能够有效记录居民出行信息(可结合人脸识别技术，为精准快速溯源提供有力支持)、大规模筛查时的排队状态(有效引导居民排队，缓解工作量集中，避免扎堆风险)等，媒体广播系统能够及时播报重要疫情防控工作通知信息(通过增大宣传力度，推进工作开展)，物储系统可以为社区提供从物流到中转到存储全程智能化管理(此外还可增加紫外杀菌消毒环节，进一步阻断病毒传播)，避免外来人口接触造成传播风险，并可以通过后台统一调度物资配给，保障管理工作有序进行。

图4 智慧社区系统应对突发疫情的应急管理功能Fig.4 The management function of the smart community system under epidemic outbreak

4 结语

从目前智慧城市建设实例中可以看到，投资成本十分巨大，这是限制智慧城市建设推广的重要因素。因此，智慧社区、智慧城市的建设必须要以更新的理念、模式、业态来实现内生驱动，达到可持续发展。

路灯作为城市的重要基础设施，具有存量和增量上的数量优势以及覆盖道路、社区、园区等多场所的广度优势，本身是分布式体系，可组合、可调度，应用灵活度高。以智慧路灯为节点，逐步搭载智慧设施，构建智慧系统，能够降低建设成本、业务拓展的边际成本。在智慧系统的统一管理下，根据不同的使用情景做出相应的调整，实现居民、社区、政府需求的精准匹配，再通过商业运营的赋能，更易形成良性循环和可持续发展，从而破除智慧社区、智慧城市建设难度大、运转不灵活等问题。