淺析智慧園區規劃的挑戰與應對

摘? 要：園區作為城市的基本單元，在全球技術革新浪潮中，正快速步入智慧化階段。在智慧園區規劃中，面臨著一些共性的挑戰。為應對挑戰，智慧園區規劃要從個人、企業、建設和運營方三類主體的核心需求和痛點出發，以發展的眼光，保障園區在經歷數年建設期后仍領先于時代，打破技術迭代可能造成的園區前期設備投資浪費的窘境，并基于積累的園區私有數據優化人工智能算法，在運營管理中推進園區持續進化。

關鍵詞：智慧園區;規劃;感知;人工智能

中圖分類號：TP399? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）24-0147-03

Analysis on the Challenge and Response of the Planning of Smart Park

WU Chao

（CITIC Construction Co.，Ltd.，Beijing? 100027，China）

Abstract：As the basic unit of the city，the park is stepping into the intelligent stage quickly in the global technological innovation wave. In the smart park planning，there are some common challenges. In order to meet the challenge，the planning of smart park should start from the core needs and pain points of individuals，enterprises，construction and operators. From the perspective of development，it should ensure that the park is still ahead of the times after several years of construction，break the dilemma of equipment investment waste in the early stage of the park caused by technology iteration，and optimize the artificial intelligence algorithm based on the accumulated private data of the park，so as to promote the continuous evolution of the park in the operation and management.

Keywords：smart park;planning;perception;artificial intelligence

0? 引? 言

中國城鎮化正在加速發展。園區作為城市的基本單元，是最重要的人口和產業聚集區。在作者從事的一個大型園區綜合開發項目中，智能技術的快速革新，對智慧園區規劃提出了多種挑戰，需要從發展的視角進行前瞻性地應對。

一個智慧園區就是一個生命體，因需求而孕育，在規劃設計和建設中誕生，在使用和運營中不斷成長，不斷優化，發揮價值。智慧園區是城市的一個縮影，在感知、判斷、反應、學習的循環中持續進化，智慧程度越來越高，如圖1所示。

本文力求列出在一個智慧產業園區規劃實例中遇到的挑戰，并分析應對的辦法，為其他園區規劃提供借鑒和參考。

1? 智慧園區規劃面臨的挑戰

智慧園區規劃是對未來園區智慧化的整體性、長期性、基本性問題的思考，是融合多個園區利益相關方期望，對園區智能化建設的綜合部署，是一定時期內園區智能化發展的藍圖。

站在全局的視角，在智慧園區規劃過程中，普遍面臨著以下四個挑戰：

挑戰1：在規劃之后開始的園區建設期，往往需要數年，而在技術快速進步的當今時代，如何讓智慧園區在建成后仍保持先進性，不落伍。

挑戰2：智慧園區由多個智慧系統組成，如何避免多個系統網絡的獨立布線造成的系統復雜和高昂成本，提升傳感器布設的靈活性和擴展性。

挑戰3：軟硬件本身并不能賦予園區智慧，智慧化離不開園區管理的數據、算法、算力。如何用數據訓練和優化算法、自我學習，提升園區智慧性。

挑戰4：園區建成只是開端，運營期才是園區生命體學習成長、發揮作用的黃金年齡段。如何從建設階段平滑過渡到運營階段，保障園區在運營階段的持續發展？

規劃是智慧園區從規劃走向建設、運營的漫長生命歷程的起點，發揮著龍頭作用。針對規劃中面臨的挑戰，在頂層設計階段進行妥善應對，對智慧園區的成敗，發揮著決定性作用。

2? 基于核心需求分階段實施

園區的智能化技術日新月異，更新速度很快，但園區的核心需求卻是相對穩定的。如果僅僅從當前的技術架構出發，大量采購硬件設備，則園區建成后，常常難以避免因技術迭代造成的硬件淘汰和浪費。

智慧園區規劃應從相對穩定的核心需求出發，著眼園區的用戶——人、企業、建設及運營方三大主體，重點解決三大主體的痛點，以持續創造價值奠定智慧園區成功的基石。園區三大主體的需求示例如圖2所示。

人是園區的第一要素，舒心的工作、生活，便捷的交通、停車、社交、餐飲等，是人對園區的基本訴求。企業是園區的推動者，上下游的配套、暢通的物流、安全的辦公環境、高能效的建筑，促進了企業的聚集。建設及運營方是園區的管理者，先進的資產管理、高效的物業管理、可靠的給排水、經濟的制冷和供暖、健康的生態環境，助力園區資產升值，助力管理者獲取投資回報。

在園區投入使用的過程中，產業是逐漸導入的，入駐園區的企業和人是逐步明確的，需求也是日益清晰的。以核心需求為起點，就能劃分建設階段，控制投資規模，分階段實施，在每個階段來臨前，預留調優空間，與時俱進。避免了純粹從技術設備架構出發，大量采購硬件，又被快速的技術迭代淘汰，造成智慧園區建設投資失敗的情形。

3? 用總線/無線模式替代多張網絡的獨立部署

變智慧，首要的就是可感知，如果園區沒有感知，就不能稱之為智慧，而只是單純的系統。因此，園區走向智慧化的第一步，就是可感知。

感知不僅包括視覺、聽覺、觸覺，還要覺察設備運行狀態、人和資產的位置、獲取業務數據等等。園區中，多個設備系統并存，新風、冷源、熱源、消防、安防等等系統都需要感知和傳輸信息。由于每個系統都需要傳輸信號，各個設備系統又相對獨立，傳統的多張網絡獨立部署模式，造成巨大的接線工作量、眾多的故障點、低下的維護效率。

為破解多張網絡獨立部署的缺點，核心是要改變低效率的布線方式。通過推廣設備傳輸的標準化協議，使用“總線”這一公共通信干線，可以合并大量的有線線路，大幅減少布線的成本;通過使用無線傳輸，可以使各種系統終端布設的位置更加靈活，更具擴展性。所以，要綜合應用有線和無線的傳輸優勢，在干線傳輸側，發揮有線傳輸抗干擾、穩定、安全的優點，在靠近傳感器側，發揮無線終端位置靈活、易擴展、低成本的優勢。有線、無線共同發力，打造未來智能布線。部署模式的發展如圖3所示。

基于有線無線共同發力的思路，一方面，在樓宇、智慧燈桿、園區市政基礎設施中預留通信布線的管道，優先建設通信干線，另一方面，將末端尚未明確的部分傳感器布設適當延遲，可以大幅提升傳感器布設的擴展性。

4? 基于私有數據訓練和優化園區大腦

園區走向智慧，是持續進化的過程。園區，在全面感知的基礎上，在充分數據支撐下進行決策;對狀態和后果進行判斷;根據情景分析調動資源，做出恰當的反應;不斷改進決策模型和流程，持續學習，實現園區的持續進化。

在走向智慧的過程中，數據是核心資源，算法是智慧的思維，數據和算法共同構筑了園區大腦。

毫無疑問，園區智慧之路中，將會產生大量私有數據。這些數據，記錄著建筑節能是否高效、園區交通是否通暢、停車位統一調度是否有效、設備資產是否在可控范圍內、外來人員是否進入等等，成為訓練園區大腦的重要財富。數據不僅是園區大腦中算法的輸入，同時，記錄著園區大腦決策后的結果，給園區大腦中的人工智能算法的自學習提供反饋。人工智能算法架構如圖4所示。

園區的工作和生活，是數據持續生成的過程，是園區大腦中算法不斷使用、反饋的正向循環。通過數據治理，不斷推進園區管理數據的有效共享和互通;通過使用和反饋，不斷促進園區大腦的人工智能算法進步。人工智能算法，通過強化學習和深度學習，通過類腦的形象思維，持續優化，使園區更加智慧。基于GIS地理信息數據、路況信息、停車場等信息，模擬和預測交通路況，引導交通行車路線，控制交通信號燈，就是典型的人工智能算法應用的一個例子。

5? 推行物聯感知基礎設施管理標準化和BIM

如果把園區比喻成人，那么建設期只是孩子的呱呱墜地，運營期才是孩子長大成人，為社會做出貢獻的階段。

智慧園區的規模越大，在運營期管理的傳感器、隱蔽工程管線就越多。園區中的傳感器往往達到數萬、數十萬個。為了管理園區中規模巨大的物聯網感知基礎設施、復雜的隱蔽管線，保障從建設期平滑過渡到運營期，需要大力推行物聯網基礎設施管理標準化和BIM。

在物聯網基礎設施建設中，需大力推行標準化，需對物聯感知設備建立統一的標識管理和身份認證機制，保證合法有序接入;對傳輸、配電等物聯感知基礎設施，建立配套支撐設備的安全管理機制;對敏感物聯感知設備，防止未授權訪問、竊取、損壞和干擾，確保采集數據和執行指令的真實性、準確性和可用性。通過制定和實施預防性維護、故障發現、恢復管理措施，保障物理網基礎設施的持續可靠使用。

在園區的建設期應用BIM技術，構建園區的孿生數字模型，可以便捷訪問定位園區的空間、設施、管線。通過為BIM模型中的每項資產賦予參數、條形碼、維護手冊，持續應用，跟蹤其更新和改動，可以保障數字孿生版本的一致性和完整性。當園區從建設進入運營階段，可以通過BIM準確快速地管理園區龐大的資產，大幅降低運營管理成本。BIM信息模型成為園區從建設期平滑過渡到運營期的一項有效技術支撐手段。BIM、GIS地理信息系統、物聯網共同發力，可以更好地支撐智慧園區的數字孿生。

6? 結? 論

在智慧園區規劃的實例中，從園區穩定的核心需求出發，引入和推廣BIM、GIS、物聯網、5G、大數據、云計算、人工智能技術，升級網絡部署模式，謀劃通過積累私有數據提升園區大腦的智慧性，謀劃推行物聯感知基礎設施管理標準化和BIM，保障從建設期平滑過渡到運營期，大幅提升了智慧園區規劃的柔性和生命力。后續的工作中，智慧園區規劃還將隨著園區需求的發展而持續改進、走向完善。

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作者簡介：巫超（1977-），男，漢族，安徽馬鞍山人，高級職稱，碩士研究生，研究方向：物聯網和大數據。