秦皇岛城市智慧公园建设策略研究

桑 懿，姜 博，赵 琳，张栖萌，付雅琪

（1.花旗大学，蒙古人民共和国 乌兰巴托 14190-0077；2.燕山大学，河北秦皇岛 066000；3.燕山大学环境艺术研究设计所，河北秦皇岛 066000）

2012 年，中国社会科学院信息化研究中心和国脉互联智慧城市研究中心共同发布了《2012 中国智慧城市发展水平评估报告》，首次提到城市公园景观智能化建设，开启了我国智慧公园建设的萌芽阶段。2019 年，华为发布《智慧公园建设方案》，提出智慧体系架构；同年，贝塔智能科技、分形科技于分别协助地方政府建造“重庆礼嘉智慧公园”“海淀智慧公园”并投入运营，标志着我国智慧公园建设进入多方探索阶段。

根据《北京市智慧公园建设指导书》（2020）中的定义，智慧公园是指在公园中运用“互联网+”的思维和物联网、大数据云计算、移动互联网、信息智能终端等新一代信息技术，对服务、管理、养护过程进行数字化表达、智能化控制和管理，实现与游人互感、互知、互动的公园[1]。

随着建设理论与实践的推陈出新，从智能设施产品到智慧城市服务，智慧公园的内涵也在不断扩充。当前，智慧公园建设的重点在于提升公园管理效率和设施设备的运维质量，而智慧服务系统则着眼于提升游客的互动体验和服务质量，通过物联网技术实现游客和景观元素之间的互动和沟通，从而丰富游客在公园中的感受和体验。整个系统的目的是在保障公园可持续运营的基础上，提供更好的服务和体验，满足游客和公园管理者的需求。

智慧公园因其区位情况、场地面积、建设投入等情况的影响，普遍形成3 种类型。小微型智慧公园，运用物联网及简单的自动化技术，方便市民和游客游玩的传统公园；大中型智慧公园，在智慧园林管养的基础上，公园建设设施与建筑设计过程中融入智慧技术手段，使其成为具有较高科技含量的新型公园[2]；全面型智慧公园，运用前沿智慧技术对公园进行系统性改造，达到具有明显的智慧技术展示和技术体验式效果的公园。

1 智慧公园的构成要素

当前，我国智慧公园主要由硬件要素、平台管理要素、环境要素构成，不同类型的智慧公园在各要素中的分项投入占比不尽相同，在调研我国典型智慧公园案例的基础上，将各要素中的主要内容总结如下。

1.1 硬件设备要素

智慧步道是以步道、跑道、绿道为载体，结合人脸识别等多项技术，将跑步的里程、时长、速度以及消耗的热量值等信息显示在智能跑道大屏，以及微信公众号上。用户注册后，无需佩戴任何其他设备即可在智能识别杆处刷脸记录自己的运动信息。为广大市民健身锻炼提供多元化的服务，让健身锻炼变得更加科学和贴心，让科技真正为人民的健康生活赋能，为运动健身提供多元化的体验与服务。

智慧休憩设施系统区别于传统户外凉亭、座椅，除基本的休息功能外，加入照明灯光、WiFi 基站、USB 充电、蓝牙音响等扩展功能，满足运动和休憩人员的需求，增加健康步道、休息区、健身区等使用率[3]。座椅可利用太阳能进行供电，USB 快充口可全天提供电能给手机、平板电脑及其他电子产品，夜晚微光条件下可自动点亮灯箱和LED 灯照明。此外，传统储物柜需要卡片、钥匙或者条形码等，很容易弄丢。随着人脸生物技术的快速发展，通过生物特征识别（如人脸生物技术）结合实用的APP 小程序，实现智能储存的功能，真正满足游园者即时存储，即时取出的体验。

公园内的卫生设施主要包括智慧垃圾桶、雨水排污井、公共厕所等。例如，智能垃圾桶通过传感器检测状况，通过无线智能模块将存储状况发送到垃圾回收中心或者保洁人员的手机APP，能协助工作人员及时掌握垃圾桶的存储状况，准确处理垃圾。

智能导览系统涵盖了景区精细化地图、路线推荐、智能导游、最佳拍照点和运动场地预约等自动化服务，可以帮助市民和游客自动定制线路与计划。沿公园主路的智能路灯将照明、屏幕信息发布、广播、感应器、WiFi、环境监测、高清视频监控和紧急呼叫等多种功能集中于一根灯杆，实现了集约化管理。智慧路灯拥有紧急呼叫功能，客服人员随时随地为市民和游客服务。感应路灯在人经过时变亮，节约能源。

智能化无人设备中，可通过无人售卖车的透明橱窗选择餐点，扫描车身二维码在手机上下单，支付成功后车门自动打开，即可完成取货，全程无需人工干预售卖，带来安全、方便、免接触的用餐体验；可通过网上预约乘坐无人驾驶游览车，便于一些腿脚不便的市民和游客来往公园的各个出入口进行接驳服务，内设智能广播系统，沿途可介绍公园景色；不同款式的环卫机器人，包括环卫智能洁扫作业机器人、环卫智慧清捡保洁机器人、无人驾驶小扫车等，从事洒水、垃圾清扫、捡拾垃圾和垃圾转运等方面的工作。

1.2 平台管理要素

在公园管理方面，智慧管理服务系统可以对内部工作人员、游客、设备设施和卫生进行实时监管和管理，通过物联网、移动互联网和大数据技术提升公园管理效率和服务质量，降低运营成本。公园救生系统建设首先要考虑防火设施设计，在公园建筑物、构筑物设施、人流量较大的地方设置符合防火规范要求的设施。其次，水系区域要特别注意救生系统设计，保证游客安全，例如，在水域周围增设智能监控设备；在滨水码头、滨水平台等滨水空间及石滩、草坡入水、滩涂、硬质驳岸和水中小岛等处放置救生装置。救生装置外观可进行仿石、仿树墩设计，将智能装置外形景观化，与周围环境融为一体。最后，完善智能救生装置控制系统，例如，为控制系统预留存放位置，协调市电接入；协调运营商数据线路接入，一般要求专线接入，固定IP，上下对称；协调运营方准许和配合强弱电及土建施工进场的便利性。

1.3 环境管理要素

环境监测依托布设的生态环境在线监测设备获取关于大气、土壤、水质水位、气象、噪声和负氧离子等有关数据，通过电脑、大屏、手机APP 等途径提供生态环境监测指标数据实时展示、数据分析、数据统计、数据查询、数据下载和站点对比等功能，为公园管理者提供决策依据，为公园长效低成本养护提供环境数据支撑。雨洪管理主要涉及城市公园水系、排水设计，其与海绵城市建设息息相关，涉及规划、水利、景观等内容，需要多个学科共同协调策划建设。其中，景观设计与雨洪管理密切相关，景观竖向地形设计会影响雨水排水方向、雨水汇集等，景观湿地、水体设计会影响雨洪的吸纳及存储等。因此，在设计前期需要深入研究雨洪管理，探讨开发建设智慧管理平台，应以跨学科视角将城市雨洪管理设施检测与智慧景观设计进行结合，既有利于解决雨洪管理设施建设与检测脱节的问题，保障检测系统的有效性，又有利于提高城市管理的科学性。

2 城市体检视域下的秦皇岛城市绿地公园建设现状

2021 年9 月，秦皇岛市政府明确由秦皇岛市城市管理综合行政执法局牵头开展秦皇岛市城市体检工作，统筹谋划和推动全市城市体检工作。2022 年8 月，在河北省城市体检指标体系的基础上，增加14 项特色指标，形成了“90＋14”的秦皇岛市城市体检指标体系，并明确了各项指标的指标释义、计算方法、指标拆解和数据来源等内容，报市政府批准后正式印发；同年12月，完成2022 年秦皇岛市城市自体检最终成果。其中，公园绿化活动场地服务半径覆盖率为82.27%，达到河北省标准，秦皇岛已经申报成为国家园林城市，该指标未达到国家园林城市评选标准（大于等于85%）且低于大连水平。

究其原因，主要在于海港区西区组团白塔岭街道大部分居住用地未被公园绿化场地服务范围所覆盖到；抚宁区骊城街道建成区边界范围未覆盖到。因此，需要加强海港区白塔岭街道生活圈居住区内公园绿地的配套建设、多类型公园绿化建设工程、加强抚宁区郦城街道建成区边界周边居住用地绿化工程建设等工作。

3 秦皇岛城市智慧公园建设策略

针对秦皇岛城市公共绿地及公园建设现状，以传统公园向智慧公园转型建设为目标，提出“1+5+4+N”的建设策略，即以1 个综合服务监管云平台为核心，5类核心专题模块为指引，对标4 项建设与实施策略，形成N 个试点工程。

3.1 1 个整体功能框架设计

核心框架主要包括以下内容：生态环境监测模块、绿色生命管理模块、动态游客服务模块、共享互动科普模块，以及多源数据分析模块。在核心功能下，针对不同类型公园和管理要求的弹性配置，采用分权限管理平台和模块化组合的框架结构；相应模块则按照生态、生活、生命和市民、公园和政府2 个维度的功能目标归类，形成相应场景矩阵。

3.2 5 类核心数字场景模块设计

3.2.1 生态环境监测模块

通过水体、土壤、空气、气象和声音等6 个方面环境生态指标的动态收集沉淀，形成对整体环境的评价和感知。数据可通过大屏幕或APP 等形式为社区游客与居民提供生态品质情况的视觉展示与分析查询；公园管理可联动开展智能浇灌作业、重点动植物病虫害自动预警；研判部门可使用基础数据模拟分析风环境、热环境对于居民游客体感的影响，服务景观及基建优化。

3.2.2 绿色生命管理模块

针对日益增长的绿色资产保护与管理趋势，联动规划、绿化、环保部门数据，结合古树名木、物种调查建设鸟类、哺乳动物、鱼类、两栖动物、爬行动物、陆生植物、底栖生物和浮游生物等物种数据库，基于动植物资源的空间位置分布形成生境地图，分类统计动植物资源，对公园内生物多样性、碳汇等指标进行监测、核算。

3.2.3 动态游客服务模块

通过互联网与移动终端为游客提供覆盖游前、游中、游后的服务。游前开展查询、预订、了解信息；游中通过园区服务站或游客手机终端数字地图提供设施服务查询、个性化目的地导航、客流与即时管理引导信息；园区可根据游客需求的喷雾降温、轮椅租赁等响应动态配置内部设施设备服务，根据天气、交通、客流提供信息告知等服务；游玩后，可以继续查阅信息与反馈。

3.2.4 共享互动科普模块

针对市民需求不断增长的科教文化需求，设置景点、设施、装置及物种二维码系统；结合空间位置的植物坐标，介绍动植物特性、动物活动范围、土壤、地貌和生物入侵等科普知识，通过移动终端提供信息互动，丰富游客与市民对生命的感知；结合不断丰富的身体锻炼、多人游戏、行为感应等互动装置的主动健康智慧运动共享空间，介绍使用方法、根据许可为市民提供实时运动信息，引导健康生活；并可按照UGC（User Generate Content）用户分享内容的方式，促进市民科普认知与线下活动举办。

3.2.5 多源数据分析模块

面向政府决策研判需求，通过客流、生物、环境、设施和管理等多源数据融合，开展分析评估预测，服务多元管理和服务目标。在开展的公园客流情况监测中，可通过客流规模、辐射力、腹地互动情况评估公园规划效益实现情况，通过客流在时间空间上的分布与波动性优化内部客流服务管理，可通过不同群体的使用特性优化设施。

3.3 4 项建设与实施策略

3.3.1 搭建平台，实现公园智慧化管理

智慧公园将无线WiFi、远程视频监控、定制信息发布平台、官方微信开发等信息化手段融入公园管理。这些公园设备的操控和数据采集，都能统一地链接到公园的综合管理平台上，最终实现管理者对公园智慧化、流程化的高效管理。

综合管理平台。公园综合管理平台实现对公园内事件进行感知监测、动态分析及数据支持提供管理与服务。围绕安保、游客、设施和环境等重点领域，通过对各业务部门信息拉通整合，对信息进行关联、统计、分析和可视化展示，使管理者迅速了解公园总体情况，科学辅助决策。

3.3.2 智慧导览，让公园游览更方便

公园智慧导览系统有着匹配卫星地图的高清精美的手绘地图，结合GPS 精准定位，提供公园设施推荐、位置导航、语音讲解等服务功能，是一个图、文、声、形并茂的导游导览系统。

智慧导览涵盖了景区精细化地图、路线推荐、智能导游和最佳拍照点等自动化服务，可以帮助市民和游客自动定制线路与计划，打造公园出行新体验。语音讲解系统，可以根据游客GPS 定位自动导览，实时定位跟踪，游客走到景点位置实现自动触发式讲解，为人们语音讲解沿途风景，体验更好。

智慧导览的重要通知和资讯也会同步在智能导览系统中，供人们了解和阅读。智能导览提前存储了公园热门打卡点的全部信息，准确率更高，讲解方式也更加多元化，人们将会获得更好的游览体验。

3.3.3 智慧配置，为市民提高更科技感体验

公园是市民休闲娱乐的地方，也起着亲近自然、陶冶性情的作用，“智慧化”让公园拥有更多新的功能和配置，更有炫酷的科技元素加持，让市民享受全新的智能服务。

智慧步道系统，是通过人脸识别和体感控制技术，零接触进行用户注册和数据采集，步道上设置了多个AI 智能识别杆，通过快速人脸识别、抓拍等功能，自动采集用户数据，并计算运动数据，市民可以在AI 智慧互动大屏上，通过人脸识别查询到自己的运动信息以及运动排名。智慧跑道软件系统主要包含智慧跑道综合管理平台和小程序[4]。智慧跑道综管平台，主要是让运营管理者快速查看运动人群的运动数据，包括运动人数、运动时长、年龄分布等，同时管理者可根据需要，对跑道设施设备进行管理，查看报警数据。还可以通过智慧步道关联的小程序，查看自己当天运动数据、热量消耗，以及科学跑步建议等信息，智慧步道的建设让公园更巨特色和科技感，为群众的生活带来更多的新鲜感和幸福感。

智慧垃圾分类管理系统应用于智能垃圾桶、厨余垃圾桶、智能果皮箱，依托GIS 技术、移动互联网、大数据和物联网等，通过信息化的手段，从垃圾分类、垃圾设备管理、数据展示等方面着手，对垃圾分类各个环节进行智能化管理。智慧垃圾桶能够有效帮助公园建立与再生资源利用相协调的回收体系，完善与垃圾分类相衔接的终端处理设施，以确保分类收运、回收、利用和处理设施相互衔接[5]。

智慧路灯搭载了多种物联网设备和应用，可以将数据传输到终端管理平台。其整合了沿公园主路的智能路灯，将照明、屏幕信息发布、广播、感应器、WiFi、环境监测、高清视频监控和紧急呼叫等多种功能集中于一根灯杆，实现了集约化管理。智慧路灯拥有紧急呼叫功能，客服人员随时随地为市民和游客服务。感应路灯在人经过时变亮，节约能源。

3.3.4 智慧环境，为生态治理打造智慧大脑

在公园生态环境监测方面，智慧公园利用多系统综合联动机制，形成科学、高效的智慧园林监测体系。运用传感器和物联网等监测设备，对土壤、空气温湿度、风速、风向、降雨和光照度等数据进行监控及预警。

空气质量及水质量监测。以构建的生态环境监测网络为基础，通过空气质量检测站收集环境数据，对涉及大气、水、噪声等环境质量进行全方位实时监测。通过水质检测站收集环境数据，包括酸碱度、余氯、溶解氧、电导率、浊度和温度等数据实行监测。依靠它能实时查看生态环境监测数据。为公园区域内的空气、湖泊、河流等灾害防治提供数据参考和指导，通过阈值设置，可实现报警等效果，一旦发现污染情况，公园管理者能迅速找到并及时分析成因，立即采取措施，迅速提高管理效率。

土壤信息检测和植物生理监测。可以测量公园绿植区域、草坪里土壤中的水分、温度、肥力。管理人员可以随时随地地动态监测数据，将分析结果同步呈现，更高效地监测土壤的质量，适时改良土壤质地，让土壤更适宜植物生长。

同时，通过植物生理监测传感器，监测植物生长变化的实时动态，通过提取被测植物的图像信息得到准确的测量值。

4 结束语

国家“十三五”规划提出建设一批新型示范性智慧城市，“十四五”规划提出发展重点应围绕“碳中和”“碳达峰”及“发展人工智能”等高新技术产业。这些举措显示了我国对于高科技、硬科技的重视，并强调重点关注环境保护、建设美好家园等。在智慧城市中，公园智能化建设应将建设美好人居环境与高科技进行连接与融合。

当代城市建设及规划设计更加注重公众的参与，交往性的规划设计能逐渐普及化和成熟化，不仅凸显了社会的公正性，也是践行“人民城市”建设理念的表现。随着城市居民素质的不断提高，对于公园体验、感知的要求也在逐步提升，借助大数据、智能设施平台能更广泛地表达公众需求，既有利于设计者、建设者筛选出真正有效的数据，从而提升大数据质量，又有利于建设应用公众有效性评价体系，实现“共谋、共建、共治、共享、共融”发展，做到经济效益与生态效益、社会效益相统一，真正践行“人民城市为人民”的建设理念。智慧城市公园的智能化设计需要逐步发展，成熟的智能化公园体系体现了数据的集成化、运营的高效性、管理的精细化、服务的便捷性及体验的交互性。智慧城市建设、智能化设计顺应了时代发展，智能化生活也将是不可避免的发展趋势。在传统造园、规划设计理论及实践基础上，可大胆创新尝试，将高科技信息技术应用于设计中，遵循自然规律，实现人与自然和谐相处，为人们营造更舒适的环境。