基于物聯網和人工智能的園區安全運營管理平臺＊

張 雯，周子航，周明升

(1.玫琳凱（中國）化妝品有限公司，上海 200042；2.上海市存志學校；3.上海外高橋保稅區聯合發展有限公司)

0 引言

園區是一個特定空間，通過區位優勢、政策措施、綜合服務推動園區產業集聚和發展。我國園區建設始于二十世紀八十年代，經過多年發展，以自由貿易試驗區、高科技園區為代表的各類經濟園區數量眾多，在我國經濟社會發展中起著重要作用。經過傳統園區、數字園區、智慧園區等園區迭代升級，雖然園區安全運營管理水平有很大提升，但總體仍呈現物業分散、智慧化水平不高等特點[1]。

園區安全運營包括設備安全、經營安全、運行安全等多個方面，是近幾年來國內外學者研究的熱點。賈音等設計了應急物資儲備系統[2]，劉在英等提出了卸貨平臺超載的智能檢測方法[3]，李達銘等構建了電梯調度控制方案[4，5]，肖瑋等構建了智慧停車系統和交通狀況預測模型[6,7]，韓存地等構建了智慧園區管理總體架構[8,9]。

1 需求分析

受到多種因素制約，我國園區信息系統存在數據交互不暢、功能重疊重復等問題[10]。中國（上海）自由貿易試驗區（外高橋片區）占地10平方公里，前身是上海外高橋保稅區，是我國1990 年設立的第一個保稅區，2013 年掛牌為我國第一個自由貿易試驗區，經過三十多年的建設，園區建成廠房、倉庫、辦公樓等各類房產500余幢，電梯、電站、視頻監控、消防等專業設備設施8000 余套，園區引進生產、研發、貿易、物流等各類客戶近萬家[11,12]。與區域面積大、房產設備多、客戶類型雜形成鮮明對比的是，作為老牌工業園區，上海自貿區（外高橋片區）園區管理方式仍以勞動密集型為主，園區安全運營管理中存在諸多痛點。園區房產、設備等資源分散，日益老化，維修成本高。園區房產和設備設施管理各自為政，條線分割，缺少聯動和統一管控，資源調度以經驗為主，有效性差。園區運營管理以勞動密集型模式為主，房產及設備設施運維數據缺失，信息化數字化水平不高，難以滿足園區安全運營和客戶協同服務的要求。

上海自貿區（外高橋片區）已建成房產管理、設備管理、工程管理、物業管理、智慧園區等各類業務系統，基本實現“全業務、全流程的信息化支撐”。與此同時，園區信息系統之間跨平臺、跨部門、跨網絡，系統數據交互困難，存在“信息孤島”問題。本文在園區已有信息化成果基礎上，面向多源數據、多源系統和多類型平臺，構建基于物聯網和人工智能的園區安全運營管理平臺，實現園區安全態勢實時感知，園區狀態集中監管，提升園區應急處置效率和效力，提升客戶響應速度和滿意度。平臺組成：園區總控中心和園區客戶服務中心建設，實現園區信息集成監管、集中調度和應急指揮；園區房產綜合監管呈現，實現園區租賃、運維等運營一體化管理；園區專業設備設施集成，實現園區電站、電梯、消防等設備設施資源集中監管；園區視頻集成和智能分析實現園區安全運營智能預警預測。

2 平臺總體架構

基于物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術，打造開放、安全、共享的園區安全運營平臺，提升園區運營管理的數字化、自動化、智能化水平，構建基于物聯網和人工智能的園區安全運營管理平臺。

2.1 平臺架構設計

平臺總體采用B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務器）架構，通過瀏覽器訪問。如圖1 所示，平臺分用戶層、展示層、業務層、數據層、網絡層五層。

圖1 平臺系統架構圖

用戶層：平臺用戶包括園區管委會、開發公司、物業公司、服務供應商和園區客戶。展示層：平臺通過總控中心監管大屏展示，通過Web 端、移動端、協同APP等訪問。業務層：包括園區房產綜合監管、園區客戶服務、專業設備集成、智慧視頻分析等，園區房產監管含房產、客戶、收入、成本、圖層、預警等功能模塊，園區客戶服務含客戶、合同、樓宇、銷控、走訪服務、活動管理等功能模塊，專業設備集成含電站、電梯、消防、水泵房、光伏發電、停車管理等專業系統，智慧視頻分析含CCTV 探頭管理、場景展現、智能報警、算法配置、后臺管理等功能模塊。數據層：平臺數據包括設備數據、業務數據、視頻數據、停車數據等。網絡層：平臺通過園區專網、WIFI 網絡、物聯網、3G/4G/5G等網絡資源進行數據采集傳輸和平臺訪問。

2.2 網絡拓撲設計

平臺借助園區光纖專網實現視頻、停車等信息集成，通過物聯網卡采集設備設施數據到本地接入網關，通過移動網絡加密傳輸至平臺，平臺網絡拓撲如圖2所示。

圖2 平臺網絡拓撲圖

平臺網絡架構具有一定的防攻擊能力[13]，網絡防火墻是平臺內外網數據交互通道，園區狀態數據通過分布在園區的各數據接入網關采集，設備設施數據通過3G/4G/5G 移動網絡加密傳輸至防火墻，視頻數據、停車數據通過園區光纖專線傳輸至園區專線網關，接入平臺服務器。園區分支機構通過點對點VPN 防火墻接入，其他場所電腦、移動設備、移動APP 等通過SSL VPN 接入。防火墻內部為核心交換機，連接服務器接入交換機、辦公區域交換機和園區專線網關，平臺與園區現有系統在服務器區交換機內完成數據交互，辦公區域電腦、移動設備、監管大屏通過辦公區域交換機訪問平臺，園區終端通過本地接入交換機接入園區專線，經園區專線網關接入平臺。

3 平臺功能實現

平臺功能包括：園區總控中心和客戶服務中心，園區房產綜合監管，園區設備設施集成及專業管理系統，園區視頻匯集和智能分析。

3.1 園區總控中心和客戶服務中心

園區總控中心為園區安全運營、管理和服務的實體中心，負責園區設備設施運行監控、園區客戶需求響應、園區安全應急和值班調度。園區各類設備設施的報警、故障、維保等信息集中呈現至總控中心，由值守人員監督處置；園區客戶通過呼叫中心發起報修、投訴或訴求，由總控中心分類處置，并跟進處理情況；園區消防報警、防臺防汛等安全處置由總控中心來完成；總控中心同時作為園區值班調度中心，24 小時專班值守，處理園區各類突發情況。

園區客戶服務中心為園區安全運營、管理和服務的虛擬中心，實現園區各類客戶入駐、管理、服務、離園等全要素、全周期、全流程系統化管理，見圖3。

圖3 園區客戶全周期服務

園區客戶服務中心通過客戶模塊、合同模塊、樓宇模塊、銷控模塊、走訪服務、活動管理等，實現園區客戶全生命周期服務系統化。

表1 園區客戶服務中心功能

3.2 園區房產綜合監管

園區房產綜合監管以房產資源為視角，整合房產信息、租售情況、租金情況、運維成本等園區經營、管理和服務信息，通過GIS（Generalized Information System，地理信息系統）圖層分級、分層、分類展現，進行業務預警和輔助決策支持。

表2 園區房產綜合監管功能

以上各模塊功能均可按園區、地塊、項目等分層分級展示。

3.3 園區設備設施集成及專業管理系統

園區設備設施集成平臺整合園區電站、電梯、消防、水泵房、停車、光伏等專業設備實施系統的臺賬、運行、故障、報警、維修、維保等各類信息。園區電站、電梯、消防、水泵房、停車等專業系統采用市場化方式，專業設備設施管理廠商提供O2O（Online to Offline，線上到線下）一體化服務，通過集成平臺實現設備設施專業系統集成展示、統一調度、集中監管和大數據分析。系統包括專業系統入口、設備管理、資產管理、統一調度、統計報表等功能模塊。

表3 園區設備設施集成功能

各專業系統運維模式如圖4 所示，通過物聯網實現專業設備設施狀態實時監控，故障時通過系統自動報警，通知相關人員處置，相關人員進行現場處置，若未在規定時間內完成則進行人工干預，由總控中心管理人員督促相關人員整改，從而形成設備狀態監控、自動報警、報警響應、人工干預、整改提高的園區設備設施管理閉環。

圖4 園區設備設施專業系統管理閉環圖

3.4 園區智慧視頻分析

通過園區專網集成園區數千個CCTV 攝像頭，通過視頻流管理和視頻分析，感知和發現園區重點出入口人員車輛密集、消防通道占用、違章停車、電瓶車進電梯、崗亭保安瞌睡等事件，及時做出預警和處置，見圖5。園區實際管理中，當物聯網設別感知到園區設備設施異常時，可調用附近的探頭進行查看，提升處置效率，節省人力物力。

圖5 園區智慧視頻分析功能圖

4 平臺實施成效

基于物聯網和人工智能的園區安全管理平臺在上海自貿區（外高橋片區）實施和應用，使園區安全運營的自動化和智能化水平大幅提升，園區用電安全、治安安全、電梯安全、消防安全、停車秩序、疫情防控等保障能力明顯提升。

⑴園區用電安全：對園區100多個供電電站加裝物聯網設備，通過智慧電站管理系統實現電站及其設備狀態的實時感知，溫濕度、用電負荷等達到閾值通過APP 和手機短信通知管理人員，處理過程全面線上留痕，處理效率和效果提升明顯，提升園區用電安全保證水平。

⑵園區治安安全：對園區數千個CCTV探頭進行數字化改造，全部接入園區總控中心，將上百個管理小區監控室的職能集中到總控中心，在大幅減低人工成本的同時，通過園區出入口、安全通道、崗亭等重點部位場景設置和智能視頻分析，實現消防通道占用、違章停車、電動車違規入電梯、崗亭保安脫崗等事件的自動報警，通過總控中心集中調度、管理和監督，園區視頻智能分析和預警提升園區安全運營保障能力。

⑶園區電梯安全：對園區416臺電梯加裝物聯網模塊，實時感知電梯運行狀態，智能識別電梯卡門、電動車進梯等事件（可自動停運電梯，直至違規事件解除），遇電梯困人等事件實時報警，總控中心值守人員可按需視頻交互，電梯運行、維保等信息自動線上化，通過電梯狀態的大數據分析和智能評分提高用梯安全。

⑷園區消防安全：對園區數百套消防系統和水泵房進行智能化改造，實時感知水泵房壓力、運行狀態等信息，通過改造和配套管理手段實現消防泵啟動15分鐘內到達現場處置，提升園區消防安全水平。

⑸園區停車秩序：集成園區停車場和停車管理系統，通過黑名單和白名單設置，解決了園區停車難、停車亂的問題。

⑹疫情常態化防控：在疫情常態化防控中，通過視頻分析加強各園區出入口管理，加強員工、供應商等人員登記排查，通過客戶服務系統實現園區企業租賃合同續簽、租金減免等事項的“不見面辦理”。

5 結束語

將物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術應用到園區安全運營管理中，建立面向多源數據、多平臺的園區安全運營管理平臺，打造園區總控中心和客戶服務中心，建設園區房產綜合監管和設備/設施集成管理平臺，構建園區視頻匯集和智能分析功能。通過遠程監測、立體感知和智能處理實現運營、管理和服務閉環，打造以服務客戶和房產資源為視角、全要素全覆蓋的安全運營管理平臺，實現園區運營管理從平面管理向立體管理轉變。該平臺在上海自貿區實施和應用，取得良好的經濟和社會效益。

后續，可以繼續深化園區安全運營管理平臺的應用功和拓展。①在園區安全保障方面，在已有專業設備設施集成基礎上，可以實現關聯系統聯動（如火災報警和水泵房聯動、視頻聯動等）。②在園區安全經營方面，可以在現有視頻匯集和分析基礎上，設置更多的業務場景，進一步發揮視頻聯網和智能分析的效果。③在平臺整合方面，可以更深入地結合園區招商引資和配套服務，讓園區有更大的獲得感。④在平臺應用方面，平臺匯集了園區設備、房產、客戶等大量數據，可以進一步挖掘客戶數據價值，提升園區安全和運營的預判能力。⑤在平臺推廣方面，在上海自貿區實施的基礎上，可以向其他園區推廣應用，進一步推進園區安全運營管理與新一代信息技術的深度融合。