基于數字孿生技術的智慧社區建設研究

摘要：科技的進步對人們的生活方式帶來了巨大的改變。為了滿足人們多樣化的生活需求，應加強智慧社區的建設，靈活運用數字孿生技術，解決社區管理漏洞問題，使社區服務更加智能化、標準化。本文論述了智慧社區建設現狀，指出了當下基于數字孿生技術的智慧社區建設過程中存在的問題，并提出了基于數字孿生技術的智慧社區建設路徑。

關鍵詞：智慧社區；建設；數字孿生技術

一、引言

新時代背景下，智慧城市建設進程顯著加快。社區作為城市的基本構成單元之一，其智能化設施的不斷完善，可以為居民日常生活提供便利。但就目前狀況而言，基于數字孿生技術的智慧社區建設仍存在一些不足之處，如因缺少智慧社區建設經驗，造成市政基礎設施布置不合理等。故此，本文立足于智慧社區的基本情況，分析數字孿生技術的原理與特點，制定一套可行性較高的建設方案，強化社區治理效果。

二、智慧社區建設現狀

（一）數字孿生智慧社區平臺建設現狀

建設數字孿生智慧社區平臺，應遵循以人為本原則，利用數字孿生技術，構建安全、有序的社區環境，滿足社區工作人員的工作需求和居民的生活需求。實際工作過程中，以提高社區服務質量為目標，從安全保障、日常管理、交通出行、醫療衛生、文化氛圍等方面入手，滿足居民衣、食、住、行等方面和各種需求，為居民日常生活創建有利條件。同時，參考地方政策內容，借助多元化的現代科學技術，不斷豐富智慧社區服務平臺的功能，充分整合數字化建設資源，加快信息傳遞效率，完善社區智能化基礎設施，如智能門禁、停車場管理系統、人臉識別、火災自動報警、安全指示裝置等，保障居民生命財產的安全性。

（二）智慧社區建設現狀

相關調查結果顯示，目前，在建設智慧社區的過程中，各項政策與措施落實效果良好，pgzYGrIchbXgOzXBJZe9hw==智慧社區建設工作正在有條不紊地展開，但由于區域經濟發展不平衡、地理環境差異較大等原因，各個地區智慧社區建設效果與進度差異明顯，工作方案與側重點也有所不同。

以寧德某社區為例，該社區已建設三維智慧社區綜合管理平臺，依托于傾斜攝影模型與人工設計模型，實行社區的綜合化管理。社區工作人員通過管控平臺即可進行精準服務，幫助群眾解決困難[1]。該智慧社區設有車牌識別、人臉抓拍、電子繳費、防疫門禁、黨建專欄、視頻監控等等。是目前智慧社區建設的樣板級范例。

總體上，目前的智慧社區建設過程中，將管理服務、信息化基礎設施、綜合信息服務平臺作為基礎任務，采用能耗較低的廣域網、移動通信網等作為通信支持。在智能化技術的加持下，智慧社區呈現功能多樣化、服務廣泛化、基礎設施自動化的特征，可依據居民的個性化需求，為其提供優質的網絡服務、物業服務等。不僅如此，伴隨著科技水平的不斷進步，科技公司正在加強對數字孿生技術的研究，通過構建三維規劃決策系統、數字孿生平臺等，為智慧社區建設提供先進的科技資源，這也將成為智慧社區未來的發展方向。具體應用情況為：數字孿生技術以三維模塊為載體，建設可視化智慧社區，同時提供不同功能的智慧應用軟件、智慧服務，為居民打造基礎設施完善的智慧社區生活環境，為社區管理人員提供便利的社區管理工具和管理平臺。

三、基于數字孿生技術的智慧社區建設現存問題

（一）數據無法互聯互通

在互聯網技術的支持下，網絡基礎設施更新速度加快，多種智能化設施有機融合，雖然在一定程度上加快了智慧社區的建設腳步，但也容易造成數據整理難度高、信息傳遞不通暢不及時、社區管理工作效率低等問題[2]。同時，智慧社區管理部門復雜，每個部門主要職責與工作內容不盡相同，且相互獨立，缺乏有效互通，導致工作效率低，內部矛盾頻發，降低社區管理質量，從而背離智慧社區的建設初衷。

（二）市政設施管理方面問題

智慧社區建設階段還存在市政設施管理不科學的問題。由于智能化設備安裝與使用不合理，會導致資源的嚴重浪費。就目前狀況而言，城市社區內普遍存在大量的滑板、嬰兒車、電動車、自行車、三輪車等非機動車輛。非機動車輛的行駛方向與路線、停靠位置等具有較高的不確定性，加大了智慧停車監控平臺精準識別與有效管理的難度，不僅會提高各類安全事故發生的概率，還會增加智慧社區的建設難度。

（三）忽略對老年群體的關注

智慧社區建設最主要目標是服務于社區居民，改善社區生活環境，提高人均幸福指數。但同時，由于智慧社區涉及大量先進技術與設備，不利于老年人的日常操作與使用，在無形中增加了老年群體在社區的生活難度。相關人員在引進與設置智慧社區設備與設施的過程中，優先考慮的是物業日常管理的便利度，廣泛搭建人工智能、AI技術等的運用場景等，對居民生活需求方面的關注度較低[3]。

四、基于數字孿生技術的智慧社區建設路徑

數字孿生技術背景下，智慧社區建設期間應不斷優化社區綜合服務管理平臺，重點凸顯人性化、自動化的特征，通過調查和分析社區居民實際需求，結合社區的未來發展規劃，遵守有關設計原則與建設目標，靈活運用物聯網安全技術、移動通信技術、傳感器技術等先進技術，持續完善智慧社區建設框架。

（一）基于數字孿生技術的三維模型數據庫

為有效解決數據傳播不通暢、共享不及時的問題，智慧社區建設技術服務方需利用數字孿生技術，搭建三維模型庫，并融入BIM技術，設置動態化的社區宣傳欄、廣播系統等，向居民系統化介紹智慧社區的便利性與快捷性，闡述各項智能基礎設施的使用方法，并明確相關注意事項。三維模型數據庫分成緩存數據分庫與源數據分庫，二者又依據要素分成建筑物、植被、地面、水系、道路、其他等模型。其中，每個模型子分庫可存放三維可視化模型，并一一對應于原始模型（如圖1所示），同時融入二三維一體化技術體系，使智慧社區具備數據服務、數據分析、存儲管理一體化的功能，達到可視化管理。另外，在保證數據互通的前提下，遵循信息數據保密性原則，依托于空間大數據技術，精細化管理數據，避免個人信息或重要機密泄漏，產生經濟損失[4]。

數字孿生技術下的智慧社區包含虛擬實體、物理實體、社區服務、社區領域知識數據等內容，系統可借助數據采集卡、不同類型的傳感器收集與存儲數據，實現全天候動態化監測與感知社區運行情況。同時，基于數字孿生技術下的虛擬社區還能模擬實際社區環境、事物、人員等。

（二）依托數字孿生平臺的市政設施系統化管理

數字孿生平臺利用三維技術，融合大數據、人工智能、物聯網等先進技術，實行可視化管理模式，做到多層面動態化管理，深度整合社區資源，滿足風險預警、應急指揮、全面化管理的需求。平臺正常運行過程中，結合前期實地勘察結果所掌握的社區市政設施管線的類型、管徑、埋深、使用年限等，生成三維管線模型，并準確標注每個管線的基礎信息，與傾斜攝影模型相連接，可從地下、地上兩個角度分別進行瀏覽和分析。

管理地上社區市政管線時，智慧社區數字孿生平臺可從管線查詢定位、統計、管理、制圖等方面入手。用戶通過點擊平臺查詢模塊，可以專題或區域查詢的方法查詢管線的位置，于三維場景中的定位，以及社區管線的分布情況；也可以采用區域或框選的方法，統計社區地上市政管線的數量與占地面積，繪制餅狀圖或是柱狀圖，并根據自身需求將圖形轉變成文件形式，便于更加直觀的查看與研究；確定市政管線位置后，能進行管線屬性的編輯。數字孿生平臺具備批量修改的功能，可為管理人員節省編輯時間。同時，該系統還支持制作不同形式的專題圖，適用范圍更加廣泛。

智慧社區停車場管理也包括查詢定位與統計兩個方面。數字孿生平臺能查詢和定位社區內所有車輛的位置，用戶可自行展開區域、條件或點擊查詢，獲取車輛在停車場的具體位置等信息。

（三）基于數字孿生技術建立社區老人幫扶系統

建設智慧社區過程中，應優先考慮老年群體的特殊需求，在不違背綜合建設方案與主體目標的前提下，利用數字孿生技術構建社區老人幫扶系統，從而為老年人群體提供全方位的、便利的服務。以九點十分科技企業為例，在建設寧德市智慧社區綜合管理平臺時，即著重考慮到中老年群體的特殊需求。在全面調查了社區老人的日常生活習慣的基礎上，同時運用人工設計模型+傾斜攝影模型，針對性地定制了老年人幫扶系統。在具體設計過程中，這套系統利用傾斜攝影測量的方法，獲取了不同角度的影像資源，彌補了傳統垂直拍攝的不足之處，還可及時發現設計不合理之處。基于傾斜攝影測量模型下，得到社區內不同位置房屋的高度、朝向、戶型、層數、樓層高度等數據參數，再通過空間地理查詢組件，準確標注社區內樓房的地理位置。同時，為防止圖層疊加導致的相關信息數據混亂，優先采用了多圖層的查詢組件，可支持按照不同圖層、類型精準查詢空間信息。

針對獨居老人構建了智慧社區專題數據庫，以動態化的統計圖方式展現獨居老人的基本信息，實行可視化管理。動態化統計圖內容主要包含：管理人員表、獨居老人信息表、管理單位、聯系方式等，以便于老人需要幫助時，社區管理人員能第一時間聯系家屬或照護人。

與此同時，HqlLsNkCd0KgrBai0yHs1g==針對社區管理人員，該系統能結合智慧社區人員基本構成，依據管理職務、工作內容、級別等將社區工作人員劃分成不同類別，一一對應其職務、值班安排等。確保老人在需要幫助時，能及時與管理人員取得聯系。

智慧社區老人幫扶系統融入數字孿生技術、三維模型、智能化產品與設備等，擁有數據管理、空間分析、信息查詢功能模塊，從而為社區老人提供精細化的服務。其一，數據管理模塊。系統能自動采集一些敏感信息，阻礙不良信息的傳播，記錄于決策樹內，再按照首字母建立子決策樹，形成一個龐大的敏感信息過濾庫，以維護社區治安，避免由于敏感信息的傳播對老人身心健康造成危害。其二，空間分析模塊。系統以老年人居住位置為中心計算最短幫扶距離，并實時更新社區人員的位置，以便工作人員能在短時間內迅速制定最佳幫扶方案。其三，信息查詢模塊。與傳統社區網格化管理模式相比，信息查詢模塊能提供一站式信息服務，依據數字孿生理論體系，通過信息導航指引用戶操作，檢索所需要的信息，或是通過智能公告欄第一時間分享最新要求與工作計劃等，促進社區人員、老人、家人之間的信息互聯[5]。

五、結束語

總而言之，在城市化建設進程加速推進的過程中，智慧社區成為熱點討論話題。但由于受到多種因素的影響，智慧社區建設過程中仍存在一些問題，如市政設施管理不科學、老年群體幫扶缺位等等。鑒于此，需利用數字孿生技術，結合智慧社區建設目標和任務，構建數字孿生社區老人幫扶系統、數字孿生平臺等，以促進智慧城市朝著更加智能化、人性化的方向發展。

作者單位：鄭晟 福州九點十分科技有限公司

參考文獻

[1]姚錢，周兆軍.數字孿生技術驅動下的智慧圖書館建設與實踐[J].中文科技期刊數據庫（全文版）社會科學，2023（02）：31-34.

[2]王松岳，陳鳳琴，朱照遠.數字孿生技術在智慧水利建設中的應用[J].山東水利，2023（09）：13-14.

[3]李磊，李家歡，王旭等.數字孿生流域水流網絡建設關鍵技術研究[J].水文，2023，43（05）：6-11.

[4]盧惠芳，鄭桂忠，袁福懷.基于數字孿生技術的中順大圍智慧流域建設途徑研究[J].科技創新與應用，2023，13（10）：103-106.

[5]許爾惟，王波，江函洋等.基于數字孿生技術的智慧校園時空底座建設[J].現代測繪，2023，46（02）：10-13.