“5G+智慧園林”發(fā)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(xué)院 建設(shè)學(xué)院，廣東肇慶 526070）

0 引言

相對3G和4G而言，5G網(wǎng)絡(luò)的速度、運行質(zhì)量、運行效率等方面的參數(shù)均得到了較好的優(yōu)化提升，有望為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗。隨著5G時代的開啟，5G將逐漸成為工業(yè)、交通、教育、醫(yī)療等各行各業(yè)創(chuàng)新發(fā)展所依賴的基礎(chǔ)技術(shù)。在此背景下，“5G+智慧園林”的理念也應(yīng)運而生，5G技術(shù)與風(fēng)景園林相關(guān)理念、手段相結(jié)合，可運用于園林規(guī)劃、施工、管理及服務(wù)等各個環(huán)節(jié)，“5G智慧園林”可以認為是傳統(tǒng)園林的轉(zhuǎn)型升級，在2016年發(fā)布的《國家園林城市系列標準》中就已經(jīng)明確了城市綠化管理應(yīng)重視信息技術(shù)的使用，并應(yīng)該達到一定的標準和要求[1]。隨著城市園林發(fā)展需求的日漸多樣化和復(fù)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(xué)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(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新思維模式發(fā)展的大背景下，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、“3S”等科學(xué)技術(shù)手段與園林建設(shè)實踐相結(jié)合，構(gòu)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(wù)等多種功能的綜合性的園林數(shù)字化系統(tǒng)。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(xué)化、智能化的方向發(fā)展[2-4]。運用5G技術(shù)構(gòu)建全方位的智慧園林，構(gòu)建管理、保護、觀賞和服務(wù)體系，構(gòu)建智慧園林大數(shù)據(jù)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(zhì)量地打造更科學(xué)、更綠色的現(xiàn)代生態(tài)園林體系和園區(qū)管理服務(wù)體系，是生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的有效結(jié)合。

2 國內(nèi)“5G智慧園林”現(xiàn)狀及存在問題

2.1 現(xiàn)狀

為初步調(diào)查大眾對“智慧園林”的認知程度，開展了關(guān)于大眾城市公園與新興信息技術(shù)結(jié)合情況的問卷調(diào)查。通過分析回收的5200份有效問卷得出：受調(diào)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(qū)內(nèi)體驗過智慧園林相關(guān)的服務(wù)設(shè)施?？梢姡壳暗闹腔蹐@林受眾面并不廣泛。約98%的人認為所在城市公園的智慧設(shè)施需要改造升級。另據(jù)實地調(diào)查，大多數(shù)園區(qū)在生態(tài)、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(shè)施的管理與服務(wù)水平、“智慧設(shè)施與服務(wù)”體驗感均需提升。

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，截至2020年10月，全國的智慧園林建設(shè)試點項目數(shù)量已經(jīng)超過50余個，但目前國內(nèi)園區(qū)運用智慧化設(shè)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(wǎng)絡(luò)容易受到環(huán)境差異如地形變化、建筑阻礙、區(qū)域隔斷、線路干擾等的影響，而園林園區(qū)內(nèi)地理環(huán)境多樣，所以依托4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智慧園林常常具有運行不穩(wěn)定的局限。4G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題層出不窮，影響園區(qū)的管理和服務(wù)，智慧園林的發(fā)展也受到一定的技術(shù)制約。而5G關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，如64QAM、MR技術(shù)等使4G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題的出現(xiàn)率降低，5G技術(shù)具有高速率、高覆蓋、高解調(diào)、高協(xié)同等特點，能進一步同頻滿足用戶需求，并以通信技術(shù)為中心逐步向以用戶服務(wù)為中心轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)編排能力也有了極大的提高。在此應(yīng)用背景下，4G技術(shù)導(dǎo)控下的傳統(tǒng)智慧園林迎來新的發(fā)展契機，同時，“5G+智慧園林”的構(gòu)建獲得新的探索路徑。

2.3 存在的問題

2.3.1 植物養(yǎng)護成本大，養(yǎng)護不合理

目前，多數(shù)園林的植物采用人工養(yǎng)護，但是人工養(yǎng)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(yǎng)護不當(dāng)、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(shè)，智能設(shè)備也逐漸引入園林管理中，但大部分智慧園林仍有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完整、管理設(shè)備和模式落后等問題，欠缺更加合理有效的園林監(jiān)管體系。同時，智慧園林建設(shè)缺乏統(tǒng)一的管理標準和獨立行政規(guī)劃管理部門，這使得智慧園林建設(shè)質(zhì)量參差不齊，管理混亂。另外，各地方園區(qū)缺乏有效的技術(shù)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(qū)網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)、信息傳遞局限性強

目前，現(xiàn)有智慧園林內(nèi)的智能設(shè)施多采用4G聯(lián)網(wǎng)、WiFi鏈接或有線網(wǎng)絡(luò)鏈接，4G通信的系統(tǒng)容量限制，WiFi網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定、不安全以及有線網(wǎng)絡(luò)連接的成本大、移動范圍小等問題逐漸暴露，這使得現(xiàn)有的智能設(shè)施容易出現(xiàn)信息接收慢、設(shè)備反應(yīng)遲緩、同頻共享時效低等，降低了園區(qū)內(nèi)的智能設(shè)施服務(wù)效率，也使得其服務(wù)范圍狹窄單一。游客難以從智能設(shè)施中獲得便捷的感受，大大削弱了智能公共設(shè)備的實用性。

2.3.4 園區(qū)服務(wù)救助設(shè)施不健全，動態(tài)識別精準度不高

城市公園、風(fēng)景旅游區(qū)等區(qū)域由于面積較大、設(shè)施眾多、植物豐富，地形復(fù)雜，存在較多視覺盲區(qū)，同時存在管理人員及救助設(shè)備配置不健全等問題，導(dǎo)致緊急事件發(fā)生時難以得到及時有效的處理。因此，如何及時發(fā)現(xiàn)并妥當(dāng)處理突發(fā)事件，提高園區(qū)監(jiān)控設(shè)備、人員等運作效率，成為“5G+智慧園林”在服務(wù)救助方面的突破點。

3 “5G+”解決智慧園林后勁發(fā)展問題下的路徑探索

3.1 “5G+智能化園林養(yǎng)護管理系統(tǒng)”

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

園林基礎(chǔ)設(shè)施的運用在5G的加持下可得到升級，例如灌溉系統(tǒng)的升級。智能澆灌系統(tǒng)要真正“解放雙手”，須得運用傳感器、視頻監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)等監(jiān)測設(shè)備，結(jié)合5G技術(shù)能快速處理整合信息的性能，提前將園區(qū)植物地圖和水電網(wǎng)圖有機結(jié)合，進行科學(xué)計算，規(guī)劃設(shè)立最佳灌溉設(shè)施安置點，并把園區(qū)中的自動灌溉水管聯(lián)網(wǎng)，最后利用5G的高協(xié)同性，根據(jù)當(dāng)日當(dāng)時的空氣溫濕度、土壤含水量、風(fēng)速風(fēng)向、降雨和光照度等數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，通過服務(wù)器收到的數(shù)據(jù)合理調(diào)節(jié)灌溉用水、灌溉輻射范圍和水壓大小，達到有效、節(jié)約、科學(xué)園林綠化灌溉[6]。

3.2 “5G+”智能化監(jiān)控系統(tǒng)

依托5G技術(shù)的監(jiān)控設(shè)備可進行影音信息的高速傳輸。監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控整個園區(qū)，并及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)管過程中的問題，利用5G低延時優(yōu)勢快速打包，分塊精準投送到管理部門，利用網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫快速檢索生成優(yōu)化方案。智能化管理監(jiān)控系統(tǒng)，以視頻監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，主要分為前端電視監(jiān)控系統(tǒng)、專用網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、指揮監(jiān)控系統(tǒng)、控管平臺、存儲系統(tǒng)等五大部分，其中監(jiān)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(qū)的運行速率、服務(wù)效率、安全問題。統(tǒng)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(fā)展情況，及時獲取關(guān)鍵信息，并且形成數(shù)據(jù)庫，用于智慧園林的改造升級。

3.3 “5G+”園林生態(tài)信息可視化平臺

利用5G+大數(shù)據(jù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)、多媒體技術(shù)等將城市園林布局在一個特殊空間之內(nèi)，從而實現(xiàn)城市園林生態(tài)信息的可視化。采集園區(qū)覆蓋系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)（自建系統(tǒng)、橫向共用系統(tǒng)等），形成數(shù)據(jù)共享池，通過AI學(xué)習(xí)模型自動重構(gòu)數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，形成生態(tài)環(huán)境專題數(shù)據(jù)庫。在城市園林生態(tài)信息的可視化平臺中可以直觀地呈現(xiàn)園林的每一個細節(jié)，構(gòu)建一幅清晰且高度還原的園林生態(tài)信息的位圖。除此之外，“5G+多源數(shù)據(jù)分析”可以在園林管理中利用技術(shù)優(yōu)勢再現(xiàn)和分享園林生態(tài)涵養(yǎng)、生境修復(fù)等功能現(xiàn)狀，對城市園林綠化的空間布置進行智能化指導(dǎo)。

3.4 “5G+”智能化服務(wù)系統(tǒng)

運用5G技術(shù)，與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T、交通部門和景區(qū)進行連線，發(fā)布天氣狀況、交通狀況、活動優(yōu)惠、環(huán)境條件、人流量等實時數(shù)據(jù)，游客可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)選擇和規(guī)劃旅行路線，獲得更好的旅行體驗，并進一步解決旅游景區(qū)人流量在空間和時間上分配不均勻的問題，降低景區(qū)管理壓力，使冷門景區(qū)得到宣傳。園區(qū)內(nèi)的智能設(shè)備也可以實現(xiàn)靈活的遠程服務(wù)，例如引入無人機、割草機器人、引路機器人、交流機器人，建設(shè)智能體驗館等等，使游客獲得服務(wù)的同時增強游覽體驗，增加游玩的趣味性。同時，5G技術(shù)的萬物互聯(lián)優(yōu)勢可以使園內(nèi)智能設(shè)施實現(xiàn)遠程信息交流，大大擴展了智能服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)范圍，使得智能設(shè)施服務(wù)靈活多樣。

3.5 “5G+”智能化救護報警系統(tǒng)

針對園林突發(fā)狀況，“5G+園林邊界聯(lián)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(yōu)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(jiān)控設(shè)備和報警系統(tǒng)結(jié)合使用，在緊急事件發(fā)生時，通過監(jiān)控設(shè)備及時監(jiān)控，快速聯(lián)系并將監(jiān)控影像和事故地點等信息轉(zhuǎn)送至救助或執(zhí)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(jiān)控視頻處理反饋機制的效率[7-9]，接收者根據(jù)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(jù)，降低后續(xù)糾紛處理的復(fù)雜程度。

4 結(jié)語

“5G智慧園林”建設(shè)是一個滿足多目標的、感性與理性相結(jié)合的過程。既要維護風(fēng)景園林的自然生態(tài)客體因素，又要顧及人們的生產(chǎn)、審美及心理滿足等主體需求。園林與5G技術(shù)的有機結(jié)合，使園林生態(tài)得到更加到位的保護；使優(yōu)秀園內(nèi)文化得到更加有效的傳播；使園區(qū)服務(wù)功能、管理功能和體驗功能得到有效提升，從而實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)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(zhuǎn)和創(chuàng)新發(fā)展。對已有公園進行智慧園林的系統(tǒng)改造升級，融合5G技術(shù)，實現(xiàn)園林日常養(yǎng)護、病蟲害預(yù)警、古樹名木及物資管理、智能灌溉、智能施肥、設(shè)施管理等智能化管理功能。將信息技術(shù)應(yīng)用在園林管理之中，構(gòu)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(yōu)化提升[8-10]。風(fēng)景園林行業(yè)及城市管理部門應(yīng)積極探索，充分利用5G技術(shù)，盡早全面實現(xiàn)智慧園林建設(shè)，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(tài)惠民的生態(tài)空間，助力生態(tài)文明和美麗中國建設(shè)[10]。