5G 技術在智慧社區管理系統中的應用

陸澤豐

（廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引 言

信息化時代背景下，城市化發展促使城市基本特征發生了比較明顯的變化。作為城市中的基本單元，社區在管理和服務工作的開展過程中需要進行適應性的調整與變動，基于新的發展思想進行管理體系優化，確保社區管理工作與城市發展整體需求相契合。將5G 技術應用到社區管理中，能夠建立智慧社區管理系統，高效化管理社區管理過程中的各項數據資源，構建具有實時性、全面性的動態化社區管理模式，即智慧社區。智慧社區管理系統能夠實現多樣化功能，包括社區人員和房屋的數據關聯、人員流動信息的感知與控制、智慧家居的遠程管理以及多樣化時間控制管理等。

1 5G 技術和智慧社區概述

1.1 5G 技術

5G 技術即第五代移動電話行動通信標準，其理論速度最高值能夠達到10 Gb/s。它的應用目的在于進一步提升通信效果與質量，加快信息數據的傳輸速度，從而為用戶提供穩定的聯網體驗。現階段，我國針對5G 技術投入了大量的研發資金，為其商業化建設提供了基礎保障，已經在全國大部分地區進行了5G 通信網絡的建設[1]。5G 技術主要利用軟件定義網絡（Software Defined Networking，SDN）+綜合遠程處理網絡（Integrated Teleprocessing Network，ITN）或者分組傳送網絡（Packet Transport Network，PTN）作為承載，SDN 是其核心技術。基于SDN 技術，5G 技術進一步提高了通信速度和效率，為智慧化建設與發展提供了有力支持。

1.2 智慧社區

智慧社區作為新的發展概念，其起源可追溯到20 世紀90 年代。2014 年，我國在智慧城市建設中對智慧社區進行明確規定，認為需要將5G 技術、人工智能、云計算等現代化技術應用到社區管理，以此打造具有特色的城市發展與管理模式。將5G 技術應用于智慧社區管理系統的建設，能夠進一步提升社區管理服務的科學性、智慧化以及精細化水平，為社區用戶提供多元化服務。

2 應用5G 技術的智慧社區管理系統的技術內涵

5G 技術是實現物聯網建設的網絡基礎設施，也是打造現代化管理系統的關鍵技術。智慧社區作為智慧城市建設的重要載體，利用5G 技術構建智慧社區管理系統能夠實現技術與社區場景需求的高度契合，從而充分發揮自身的技術價值，推動社區的智慧化建設。

應用5G 技術的智慧社區管理系統具有以下技術作用：首先，5G 技術中的云網融合能力具有低時延、高速率以及大量連接的優點，能夠實現數據資源的云計算與云儲存，為計算、網絡、存儲等云網融合提供有效途徑，為打造新型融合基礎設施系統奠定基礎；其次，該系統應用了人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術，基于AI 協同分析技術分析海量數據信息，深入挖掘大數據的應用價值，為社區管理決策提供輔助支持；最后，基于物聯網技術，該系統能夠有效兼容不同服務層級系統，進而實現不同系統之間的互聯互通。

3 5G 技術在智慧社區管理系統中的實踐應用

為進一步探究5G 技術在智慧社區管理系統中的應用，文章以某地區建立的智慧社區管理系統項目為例，深入分析5G 技術在其中的具體應用效果與功能。

3.1 智慧社區管理系統的架構

基于5G 技術構建的智慧社區管理系統不僅運用了先進的通信技術，還充分整合了大數據、物聯網與云計算等多種信息化技術，結合了5G 技術和信息化技術，從而構建出一套完備的數字化綜合管理系統。該系統采用多層服務架構設計，包括基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）層、平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）層以及軟件即服務（Software as a Service，SaaS）層。不同服務層次采用了不同模塊，包括物理硬件、業務數據、云計算管理等，不同模塊又對應了不同的系統功能，如子系統隔離、數據訪問控制、信息交換傳輸以及應用服務與管理等。該智慧社區管理系統的具體架構情況如圖1 所示。

圖1 系統服務架構

在IaaS 層級中，主要包括網絡設備、云服務器、存儲器、數據庫、相關資源池以及中央處理器（Central Processing Unit，CPU）計算池等物理支撐設備。這些設備可以實現對業務系統模塊和物理服務器的虛擬化操作，并對CPU 計算池和相關資源池中的數據資源進行虛擬化分布式計算以及并行計算。

在PaaS 層級中，主要包括大數據服務、Hadoop平臺以及AI 服務等模塊，負責業務數據的具體執行操作。其中，Hadoop 平臺模塊負責匯總與整理海量數據資源以及相關明細信息；大數據服務模塊的主要功能為管理用戶訪問操作許可權限、批量處理數據流和數據信息；AI 服務模塊則主要負責推理訓練現有的信息資源以及對特征進行檢索等[2]。

在SaaS 層級中，主要包括綜合管理、應急指揮預案、視圖分析和處理、應用支撐以及基礎視圖等功能模塊，提供多樣化的業務管理服務以及對外業務管理服務。基于此服務層，社區、人員和房屋之間得以實現智慧化聯通管理。

3.2 智慧社區管理系統的功能分析

3.2.1 社區人員和房屋的數據關聯

統計處理社區房屋和社區人員的數據資源，主要是通過移動地理信息系統（Mobile Geospatial Information System，Mobile GIS）在地圖中收集整理社區相關建筑物、每棟建筑的居住人數、戶數等信息。一般情況下，社區管理人員負責該工作，他們通過社區用戶門禁卡上的相關信息（性別、姓名）、聯系方式以及證件號碼等內容構建用戶自身的數據庫系統，并通過樹形列表統計的方法，統計整理不同居民點的用戶身份信息，進而獲取到相關系統資源，如人員屬性列表和相關數據項匹配系統等[3]。智慧社區管理系統實施分層級、分權限的管理模式，對于社區居委會和管理人員設計不同的管理層次，對應的系統數據訪問權限以及功能使用權限也不盡相同。

3.2.2 社區人員信息感知的流動控制

基于智慧社區管理系統，社區進入口位置設置了流動信息感應系統，其中包括人臉識別、煙霧感應、溫度控制、車牌錄像等傳感裝置。基于5G 通信技術、通用分組無線業務（General Packet Radio Service，GPRS）技術以及傳輸控制協議/網際協議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）等，采集與整理多種不同類型信息數據，并通過統一化的接口系統將其傳遞至地圖，最終展示數據分類。5G 技術具有高速率和大寬帶的特點，使得社區實現了多路口和通道的實時精準監控管理。同時，利用AI 深度學習技術對視頻圖像信息進行全面解析，打破了原有通信技術的限制性，實現了行為識別、軌跡識別、違停識別、入侵檢測等多樣化功能。除此之外，在不同進出口點位還會設置有多功能的檢測裝置系統，包括消火栓、門禁、電弧以及電表等。這些裝置將全面收集統計現有系統的基礎信息和位置告警信息等數據，然后將其傳輸到系統云平臺。

3.2.3 社區多樣化事件控制管理

智慧社區管理系統還包括內部車輛停靠、社區巡邏檢查、電梯運行控制、可視化對講交流、安全防范以及購物消費等管理功能，主要通過社區大數據物聯網平臺和電商服務系統聯合實現[4]。該系統利用近紅外人臉識別技術、用戶身份數據采集技術，如二維碼和藍牙等，管理社區進出口權限、停車權限以及消費購物權限等操作權限，并自動為訪客人員授予適當的操作權利。同時，該系統設置了合理的有效操作時間和次數，以便在遇到非法入侵或者異常情況時能夠自動觸發安全警報。社區多樣化事件控制管理功能的具體情況如圖2 所示。

圖2 社區多樣化事件控制管理功能

當智慧社區管理系統的傳感裝置感知到周圍環境存在危險或者異常情況時，它會通過深度學習算法對相關數據信息進行處理，將其自動化生成事件數據日志，包括安全事件、服務事件以及管理事件等日志。隨后將數據信息傳遞到綜合管理系統或者社區辦公室系統，基于不同事件情況對數據內容、嚴重程度以及相關信息進行編寫，并將其傳遞到對應的管理部門進行查看[5]。

3.2.4 社區智慧家居遠程控制管理

智慧社區管理系統的通信系統主要由5G 模塊、低速短距離傳輸的無線網上協議和無線路由器等構成，并且與社區內部的智能電視、網絡計算機、智能腕表、門禁監控、讀寫器系統以及其他多種家用電器等相連接。作為智慧社區管理系統中的最底層系統，網絡傳輸層的主要功能是移動通信網絡的連接、數據信息發送等，這也是5G 技術應用中最為顯著的系統環節。

基于社區智慧家居遠程控制管理功能可以實現遠程操作與控制，對社區用戶家中的各種聯網電器設備進行個性化管理。在系統應用期間，網絡傳輸層作為獲取相關數據信息的層級，可以利用多種網絡傳輸節點智慧化控制管理家庭環境中的冰箱、風扇以及照明系統等設備。在本系統中，其主要利用電磁繼電器裝置的斷開與連接，實現對網絡信號的發送，最終完成遠程操作處理。

3.2.5 5G 網絡在智慧社區的部署

在構建智慧社區管理系統時，需結合社區實際情況，對5G 技術網絡的部署情況進行綜合分析。在此期間，重點關注以下幾個方面的內容。第一，社區內具有大流量高清視頻傳輸的需求，且數據中心設置在社區邊緣區域。如果使用公共5G 網絡會提高系統運行負載，同時占用網絡資源。因此，需構建獨立運行的通信系統，降低系統運行壓力。第二，在系統建設期間，考慮虛擬現實技術對網絡時延性的高要求，需對網絡部署進行適當優化改進。第三，科學設計窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）技術的全覆蓋效果，以此滿足物聯網的全面性基本需求。第四，由于社區內部具有大量居民，因此需深入分析不同用戶的功能需求。第五，在5G 技術建設時，分析社區內現有的光纖網絡運行情況，保證5G 技術與原有網絡系統之間的相互兼容。同時，結合該社區現有居民入住率以及信息化建設水平，在進行系統規劃時預留一部分提升優化空間，以此應對社區未來階段的發展需求。

4 結 論

在智慧社區管理系統建設過程中，靈活運用5G技術能夠為其提供有力支持，充分發揮5G 技術高速率、大帶寬的技術優勢。同時，5G 技術能夠將云技術、人工智能、大數據等先進技術融入管理系統，構建出多元化的智慧社區管理系統，實現社區內的智能化建設，并以此為社區人員提供高效、精準、科學的綜合性服務。