“5G+智慧園林”發展路徑探析

鐘汝淇，廖婉柔，余悅，蔡煜琦，柳怡辰，黃秋燕

（廣東理工學院 建設學院，廣東肇慶 526070）

0 引言

相對3G和4G而言，5G網絡的速度、運行質量、運行效率等方面的參數均得到了較好的優化提升，有望為用戶提供更加優質的服務體驗。隨著5G時代的開啟，5G將逐漸成為工業、交通、教育、醫療等各行各業創新發展所依賴的基礎技術。在此背景下，“5G+智慧園林”的理念也應運而生，5G技術與風景園林相關理念、手段相結合，可運用于園林規劃、施工、管理及服務等各個環節，“5G智慧園林”可以認為是傳統園林的轉型升級，在2016年發布的《國家園林城市系列標準》中就已經明確了城市綠化管理應重視信息技術的使用，并應該達到一定的標準和要求[1]。隨著城市園林發展需求的日漸多樣化和復雜化，十分有必要在日常工作中引入“5G+智慧園林”的理念，提升智慧園林精細化、科學化、智能化、人性化等多方位的水平。

1 智慧園林與“5G”

智慧園林是在“互聯網+”創新思維模式發展的大背景下，將物聯網、大數據、云計算、“3S”等科學技術手段與園林建設實踐相結合，構建而形成的兼具園林綠化立體感知、園林綠化維護管理、園林景觀智能決策與服務等多種功能的綜合性的園林數字化系統。智慧園林的最終目標是推動城市園林綠化朝著更加精細化、科學化、智能化的方向發展[2-4]。運用5G技術構建全方位的智慧園林，構建管理、保護、觀賞和服務體系，構建智慧園林大數據分享庫，建立更全面的“園林綠化云”，打破“信息孤島”，高效率高質量地打造更科學、更綠色的現代生態園林體系和園區管理服務體系，是生態效益、社會效益和經濟效益的有效結合。

2 國內“5G智慧園林”現狀及存在問題

2.1 現狀

為初步調查大眾對“智慧園林”的認知程度，開展了關于大眾城市公園與新興信息技術結合情況的問卷調查。通過分析回收的5200份有效問卷得出：受調查的人中，超過40%的人不知道智慧園林這一概念，而了解過的人中有將近一半的人未曾在游園及景區內體驗過智慧園林相關的服務設施。可見，目前的智慧園林受眾面并不廣泛。約98%的人認為所在城市公園的智慧設施需要改造升級。另據實地調查，大多數園區在生態、綠化、管理上存在不足，如水資源浪費、植物病害嚴重、人流量控制不力等，智慧設施的管理與服務水平、“智慧設施與服務”體驗感均需提升。

據有關部門統計，截至2020年10月，全國的智慧園林建設試點項目數量已經超過50余個，但目前國內園區運用智慧化設施的程度不深，還有諸多問題亟需研究解決[5]。

2.2 4G與5G在智慧園林上的比較

4G網絡容易受到環境差異如地形變化、建筑阻礙、區域隔斷、線路干擾等的影響，而園林園區內地理環境多樣，所以依托4G網絡技術的智慧園林常常具有運行不穩定的局限。4G網絡質量問題層出不窮，影響園區的管理和服務，智慧園林的發展也受到一定的技術制約。而5G關鍵技術的研發，如64QAM、MR技術等使4G網絡質量問題的出現率降低，5G技術具有高速率、高覆蓋、高解調、高協同等特點，能進一步同頻滿足用戶需求，并以通信技術為中心逐步向以用戶服務為中心轉變，業務編排能力也有了極大的提高。在此應用背景下，4G技術導控下的傳統智慧園林迎來新的發展契機，同時，“5G+智慧園林”的構建獲得新的探索路徑。

2.3 存在的問題

2.3.1 植物養護成本大，養護不合理

目前，多數園林的植物采用人工養護，但是人工養護效率低、成本大，且人力資源有限，難以對植物進行合理、細致的照料，容易造成園林植物養護不當、資源浪費等問題。

2.3.2 管理層資源配置率和利用率低，共享時效低

如今，各大城市均在進行智慧城市建設，智能設備也逐漸引入園林管理中，但大部分智慧園林仍有基礎設施建設不完整、管理設備和模式落后等問題，欠缺更加合理有效的園林監管體系。同時，智慧園林建設缺乏統一的管理標準和獨立行政規劃管理部門，這使得智慧園林建設質量參差不齊，管理混亂。另外，各地方園區缺乏有效的技術交流平臺和信息資源共享渠道，資源信息共享率低。

2.3.3 園區網絡運轉、信息傳遞局限性強

目前，現有智慧園林內的智能設施多采用4G聯網、WiFi鏈接或有線網絡鏈接，4G通信的系統容量限制，WiFi網絡的不穩定、不安全以及有線網絡連接的成本大、移動范圍小等問題逐漸暴露，這使得現有的智能設施容易出現信息接收慢、設備反應遲緩、同頻共享時效低等，降低了園區內的智能設施服務效率，也使得其服務范圍狹窄單一。游客難以從智能設施中獲得便捷的感受，大大削弱了智能公共設備的實用性。

2.3.4 園區服務救助設施不健全，動態識別精準度不高

城市公園、風景旅游區等區域由于面積較大、設施眾多、植物豐富，地形復雜，存在較多視覺盲區，同時存在管理人員及救助設備配置不健全等問題，導致緊急事件發生時難以得到及時有效的處理。因此，如何及時發現并妥當處理突發事件，提高園區監控設備、人員等運作效率，成為“5G+智慧園林”在服務救助方面的突破點。

3 “5G+”解決智慧園林后勁發展問題下的路徑探索

3.1 “5G+智能化園林養護管理系統”

5G傳輸技術契合了智能養護管理方面的訴求。“5G+”的園林監管技術可實現對全園所有植株的水分、營養等生長狀況等的全方位監管，合理統計每種植物所要需資源。

園林基礎設施的運用在5G的加持下可得到升級，例如灌溉系統的升級。智能澆灌系統要真正“解放雙手”，須得運用傳感器、視頻監控和物聯網等監測設備，結合5G技術能快速處理整合信息的性能，提前將園區植物地圖和水電網圖有機結合，進行科學計算，規劃設立最佳灌溉設施安置點，并把園區中的自動灌溉水管聯網，最后利用5G的高協同性，根據當日當時的空氣溫濕度、土壤含水量、風速風向、降雨和光照度等數據進行監控，通過服務器收到的數據合理調節灌溉用水、灌溉輻射范圍和水壓大小，達到有效、節約、科學園林綠化灌溉[6]。

3.2 “5G+”智能化監控系統

依托5G技術的監控設備可進行影音信息的高速傳輸。監控系統監控整個園區，并及時發現監管過程中的問題，利用5G低延時優勢快速打包，分塊精準投送到管理部門，利用網絡信息數據庫快速檢索生成優化方案。智能化管理監控系統，以視頻監控系統為基礎，主要分為前端電視監控系統、專用網絡傳輸系統、指揮監控系統、控管平臺、存儲系統等五大部分，其中監控中心管理平臺是管理核心，包括交通檢測、垃圾堆積量偵測、疊加移動偵測、目標跟蹤追索、防疫安全熱映像觀測等等，保證園區的運行速率、服務效率、安全問題。統計更準確，刷新頻率更高，可更快速地了解園林的動向以及發展情況，及時獲取關鍵信息，并且形成數據庫，用于智慧園林的改造升級。

3.3 “5G+”園林生態信息可視化平臺

利用5G+大數據技術、網絡技術、衛星遙感技術、多媒體技術等將城市園林布局在一個特殊空間之內，從而實現城市園林生態信息的可視化。采集園區覆蓋系統中的數據（自建系統、橫向共用系統等），形成數據共享池，通過AI學習模型自動重構數據，建立數據關聯，形成生態環境專題數據庫。在城市園林生態信息的可視化平臺中可以直觀地呈現園林的每一個細節，構建一幅清晰且高度還原的園林生態信息的位圖。除此之外，“5G+多源數據分析”可以在園林管理中利用技術優勢再現和分享園林生態涵養、生境修復等功能現狀，對城市園林綠化的空間布置進行智能化指導。

3.4 “5G+”智能化服務系統

運用5G技術，與當地氣象部門、交通部門和景區進行連線，發布天氣狀況、交通狀況、活動優惠、環境條件、人流量等實時數據，游客可以根據實時數據選擇和規劃旅行路線，獲得更好的旅行體驗，并進一步解決旅游景區人流量在空間和時間上分配不均勻的問題，降低景區管理壓力，使冷門景區得到宣傳。園區內的智能設備也可以實現靈活的遠程服務，例如引入無人機、割草機器人、引路機器人、交流機器人，建設智能體驗館等等，使游客獲得服務的同時增強游覽體驗，增加游玩的趣味性。同時，5G技術的萬物互聯優勢可以使園內智能設施實現遠程信息交流，大大擴展了智能服務系統的服務范圍，使得智能設施服務靈活多樣。

3.5 “5G+”智能化救護報警系統

針對園林突發狀況，“5G+園林邊界聯動報警”可以提供更加便捷有效的消息，特別是在圖像及聲音的傳輸中極占優勢。通過5G，接收者能夠得到清晰不卡頓的直播信號，解決由于信息延遲造成的影像模糊卡頓嚴重、難以收集可靠信息的問題。將5G與監控設備和報警系統結合使用，在緊急事件發生時，通過監控設備及時監控，快速聯系并將監控影像和事故地點等信息轉送至救助或執法部門。5G所具備的高速傳輸和低延時性能可以極大地提升監控視頻處理反饋機制的效率[7-9]，接收者根據高清的直播影像可得到更為精確的信息，便于做出更有針對性的行動，從而大大提高事故處理效率，且能保留更多清晰的影像證據，降低后續糾紛處理的復雜程度。

4 結語

“5G智慧園林”建設是一個滿足多目標的、感性與理性相結合的過程。既要維護風景園林的自然生態客體因素，又要顧及人們的生產、審美及心理滿足等主體需求。園林與5G技術的有機結合，使園林生態得到更加到位的保護；使優秀園內文化得到更加有效的傳播；使園區服務功能、管理功能和體驗功能得到有效提升，從而實現社會效益和經濟效益的統一；使精致園林與智慧科技相得益彰，將推動我國園林智能化、信息化運轉和創新發展。對已有公園進行智慧園林的系統改造升級，融合5G技術，實現園林日常養護、病蟲害預警、古樹名木及物資管理、智能灌溉、智能施肥、設施管理等智能化管理功能。將信息技術應用在園林管理之中，構建城市園林信息管理平臺，能夠有效提高園林管理效率，促進城市園林綠化工作進一步優化提升[8-10]。風景園林行業及城市管理部門應積極探索，充分利用5G技術，盡早全面實現智慧園林建設，把人與自然用智慧的方式連接起來，形成藍綠交織、林水相依、生物多樣、生態惠民的生態空間，助力生態文明和美麗中國建設[10]。