智慧社區(qū)的人工智能技術(shù)應(yīng)用*

王笑洋 劉業(yè)輝 趙元蘇

（北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

人工智能作為推動(dòng)新一輪產(chǎn)業(yè)與技術(shù)變革的重要力量，顛覆傳統(tǒng)決策方式、邏輯思維與管理模式，明確傳播信息方式、社會(huì)利益格局與主體行為習(xí)慣等，推動(dòng)社會(huì)邁入社會(huì)化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化時(shí)代。例如，上海2019年5月啟動(dòng)人工智能試驗(yàn)區(qū)建設(shè)，開始有序建設(shè)智慧社區(qū)，啟動(dòng)數(shù)據(jù)獲取及分析工作，提高了政務(wù)智能水平。因此，智慧社區(qū)應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)社區(qū)治理與人工智能技術(shù)的深度融合，以構(gòu)建現(xiàn)代化治理體系，提高社區(qū)服務(wù)水平。

一、人工智能技術(shù)概述

人工智能（簡稱“AI”）涉及諸多學(xué)科領(lǐng)域，分別為自然語言解釋、機(jī)器人學(xué)、認(rèn)知與推理、自然語言理解、博弈與理論等。以人工智能研究而言，通過智能機(jī)器加強(qiáng)人類在治理社會(huì)、改造自然等任務(wù)中的效率與能力，實(shí)現(xiàn)機(jī)器與人和諧共存，機(jī)器以類似人類智能方式予以反應(yīng)，以遠(yuǎn)超人類的工作精度、速度、耐力，完成更多復(fù)雜的、高難度工作?？梢姡斯ぶ悄芸缮?jí)技術(shù)，賦能機(jī)器改變?nèi)藗兯季S方式與生活方式。以技術(shù)層面而言，AI包含人工智能與增強(qiáng)智能。人工智能是以機(jī)器替代人類程序化、普通的勞動(dòng)；增強(qiáng)智能是通過機(jī)器為人們?nèi)粘９ぷ?、生活提供輔助。AI領(lǐng)域還可細(xì)分為機(jī)器人與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器人能夠輔助、替代人類的體力勞動(dòng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可輔助人類開展腦力勞動(dòng)。具體特征如下：會(huì)看（文字識(shí)別、圖像識(shí)別）、會(huì)說（人機(jī)對(duì)話、語音合成）、會(huì)聽（機(jī)器翻譯、語音識(shí)別）、會(huì)思考（定理證明、人機(jī)對(duì)弈、醫(yī)療診斷）、會(huì)行動(dòng)（無人機(jī)、自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人）、會(huì)學(xué)習(xí)（知識(shí)表示、機(jī)器學(xué)習(xí)）。

二、智慧社區(qū)功能特點(diǎn)

人工智能基于大數(shù)據(jù)支持，利用人工設(shè)定運(yùn)算方式及特定性能，可為智慧社區(qū)提供大量數(shù)據(jù)，從繁雜數(shù)據(jù)中分離、提取有用數(shù)據(jù)，供人工智能使用以滿足人們的優(yōu)質(zhì)生活需求、基礎(chǔ)生存需求及基本生活需求。（見圖1）。

圖1 智慧社區(qū)服務(wù)需求

智慧社區(qū)應(yīng)用人工智能具有以下功能特點(diǎn)：

（一）數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域及人工智能熱點(diǎn)問題，可從數(shù)據(jù)庫中大量數(shù)據(jù)內(nèi)揭示先前未知、隱含的潛在信息。典型數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)成分包含數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、知識(shí)庫、數(shù)據(jù)挖掘引擎、模式評(píng)估模塊、圖形用戶界面等。以原則而言，其能夠在任意類型信息存儲(chǔ)上實(shí)施，包含數(shù)據(jù)倉庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、高級(jí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、展開文件及事務(wù)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)挖掘步驟：數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)選擇、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)挖掘、模式評(píng)估、知識(shí)表示。數(shù)據(jù)挖掘見表1。

表1 數(shù)據(jù)挖掘

（二）預(yù)測分析

預(yù)測分析是統(tǒng)計(jì)或解決數(shù)據(jù)挖掘方案，包含非結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)能夠使用確定未來結(jié)果的技術(shù)與算法，可為預(yù)報(bào)、預(yù)測、模擬、優(yōu)化等提供方式，為流程規(guī)劃提供信息，洞察智慧社區(qū)關(guān)鍵點(diǎn)。預(yù)測分析系統(tǒng)能夠綜合考量數(shù)十項(xiàng)、百項(xiàng)預(yù)測變量，將已知數(shù)據(jù)均輸入至系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)綜合考慮因素變量，通過核心學(xué)習(xí)技術(shù)，獲得預(yù)測結(jié)果。

（三）數(shù)據(jù)管理

大數(shù)據(jù)離不開數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)質(zhì)量，可為大數(shù)據(jù)提供良好工具，保證實(shí)現(xiàn)有效、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)管理，為后續(xù)分析提供支持。可利用Spark、Hadoop等分布式計(jì)算框架解決大數(shù)據(jù)讀取問題，面對(duì)大量數(shù)據(jù)，多臺(tái)機(jī)器輪番運(yùn)算，以協(xié)調(diào)工作前后數(shù)據(jù)，保證其能夠協(xié)調(diào)通信。

三、智慧社區(qū)的人工智能技術(shù)的應(yīng)用

（一）社區(qū)基礎(chǔ)信息采集

智慧社區(qū)需做好安防工作。近幾年，先進(jìn)社區(qū)通常會(huì)建設(shè)入侵報(bào)警、視頻監(jiān)控、訪客管理、門禁管理、停車場管理、消防報(bào)警等系統(tǒng)，但會(huì)存在監(jiān)控模糊、看不清、丟失視頻的情況，需加強(qiáng)社區(qū)基礎(chǔ)信息采集。在社區(qū)采集信息中，通過人工智能與大數(shù)據(jù)先進(jìn)算法，不僅可及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備故障，通過定期巡查，探查視頻畫面模糊、條紋、花屏、云臺(tái)故障、臟污等潛在問題，及時(shí)處理。特別是社區(qū)視頻采集信息中，原始視頻包含諸多冗余數(shù)據(jù)，檢索與查看視頻仍消耗大量人力，通過AI攝像機(jī)，則能夠辨認(rèn)畫面車、人等信息，呈現(xiàn)清晰人臉。在智慧化社區(qū)改造中，為保證準(zhǔn)確采集基礎(chǔ)信息，逐漸增加單元門禁、人員出入口、地下室門禁、車輛出入口等。而生物識(shí)別作為人工智能最火熱的技術(shù)，在深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展下，虹膜、人臉、指紋、掌紋等技術(shù)用于社區(qū)場景，對(duì)于社區(qū)特殊環(huán)境，即特殊人群識(shí)別（老幼男女）、大規(guī)模識(shí)別、惡劣環(huán)境、黑夜白天、衛(wèi)生型要求，分解生物識(shí)別技術(shù)（見表2），具有環(huán)境適應(yīng)性、非接觸、大庫容優(yōu)勢。

表2 生物識(shí)別技術(shù)

小區(qū)單元門禁、出入口以最佳視角彌補(bǔ)監(jiān)控不足，記錄人員必經(jīng)之路，利用智能門禁及出入口產(chǎn)品，無縫對(duì)接社區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，還原真相、隨時(shí)查看。人員出入口系統(tǒng)，通過人臉門禁、人臉?biāo)偻ㄩT、認(rèn)證訪客機(jī)采集人像，對(duì)比中心服務(wù)器，推送異常情況至收集，保證人員能夠迅速反應(yīng)，且在監(jiān)控室屏幕上將圖像實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，做好人員權(quán)限管理、出入管理工作。車輛出入口管理，采取出入口相近管理車輛出入，以視頻采集車輛信息；事后可查詢車牌、時(shí)間等，降低管理社區(qū)車輛復(fù)雜度，具有方案靈活、識(shí)別率高的特點(diǎn)。

（二）社區(qū)實(shí)有人口管理

小區(qū)重要路段、出入口設(shè)置圖像分析及AI產(chǎn)品，對(duì)比名單庫人員，分析人員身份，識(shí)別疑似登記后搬離人員、居住未登記人員，按照研判信息加強(qiáng)人員入庫管理，更新人口變動(dòng)信息，推送平臺(tái)名單庫至人臉識(shí)別名單庫，以形成閉環(huán)人口登記。

（1）疑似登記后搬離人員。智慧社區(qū)自動(dòng)分析搬離人員，按照人員名單，可研判登記人員及疑似搬離家庭的詳細(xì)信息，包含出現(xiàn)在小區(qū)內(nèi)的同住人信息、抓拍信息、月出現(xiàn)規(guī)律、可能搬離地址等，推送預(yù)警信息至責(zé)任民警，民警采取電話聯(lián)系方式，確認(rèn)人員去向，對(duì)人員做好搬離處理。

（2）居住未登記人員。智慧社區(qū)建立頻繁出現(xiàn)人物，根據(jù)結(jié)果研判頻繁出現(xiàn)在社區(qū)內(nèi)的未登記人員，掌握詳細(xì)信息，自動(dòng)將人臉信息和登記人口名單庫加以對(duì)比，且結(jié)合相似度從高至低加以篩選，預(yù)判人員身份。同時(shí)，在詳情研判中，展示居住未登記人員出行規(guī)律、活躍地點(diǎn)、同行人信息等，推送預(yù)警信息至責(zé)任民警，核實(shí)確認(rèn)后，登記人員或進(jìn)行誤報(bào)處理。

（三）智能研判

在智慧社區(qū)建設(shè)中，社區(qū)房屋、車輛、人員可能出現(xiàn)異常，為保證社區(qū)安全，需加強(qiáng)智能研判分析。具體如下：

（1）車輛異常研判。社區(qū)停車場或出入口中，分析車輛出行規(guī)律，提取有關(guān)規(guī)則，設(shè)置可疑、異常車輛行為標(biāo)簽，構(gòu)建夜不歸宿、頻繁夜歸、晝伏夜出等異常車輛模型，補(bǔ)充分析僵尸車輛信息，即小區(qū)未登記車輛和已登記車輛，按照配置分析小區(qū)車輛行駛?cè)胄^(qū)內(nèi)超過一定時(shí)間無通行記錄，符合僵尸車規(guī)律，則需要獲取車輛可能車主信息、基礎(chǔ)信息及最后出現(xiàn)車輛的抓拍數(shù)據(jù)等。

（2）房屋異常研判。疑似非法商用/生產(chǎn)研判，社區(qū)內(nèi)信息做到按戶歸檔，包含實(shí)有單位、實(shí)有房屋、實(shí)有人口、標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)、物業(yè)費(fèi)、水電費(fèi)等，統(tǒng)計(jì)分析每戶水電信息，水電費(fèi)出現(xiàn)異常增長，超出設(shè)置閾值后，即可初步判定非法商用或生產(chǎn)；疑似群租房研判，陌生人員頻繁出入租賃房屋，且有規(guī)律出入該租賃房屋，規(guī)律性早出晚歸，即可判定人員住于租賃房屋，達(dá)到一定指標(biāo)，即多少平米住宿不能超出多少人，可研判為疑似群租房；未登記出租房研判，利用業(yè)務(wù)模型登記住戶為疑似租賃、自住房屋情況，物業(yè)采集登記人員信息，相同房屋多人頻繁拜訪，或是房屋人員出入規(guī)律，研判為疑似未登記出租房，民警獲得異常信息后，親自上門查看，或是督促物業(yè)查看。

（3）人員異常研判。智慧社區(qū)為滿足防范安全需求，可在公共區(qū)域或出入口內(nèi)分析人員出行規(guī)律，提取規(guī)律。頻繁夜出，夜間某時(shí)間段人員出行抓拍，且標(biāo)記為夜間陌生人出行標(biāo)簽，系統(tǒng)可提取人像庫陌生人庫人員夜出規(guī)律，且支持統(tǒng)計(jì)展示頻繁夜出陌生人的信息、出現(xiàn)次數(shù)等，系統(tǒng)也可將夜出規(guī)律指定配置；晝伏夜出，社區(qū)公共區(qū)域及出入口，分析某階段內(nèi)出行頻次規(guī)律及天數(shù)符合晝伏夜出規(guī)律，提取人員信息，系統(tǒng)將晝伏夜出規(guī)律指定配置系統(tǒng)內(nèi)；疑似盜竊人員研判，分析社區(qū)公共區(qū)域、出入口記錄，對(duì)非小區(qū)人員某階段進(jìn)出情況，或是多小區(qū)出行加以分析，對(duì)比公安盜竊人員數(shù)據(jù)庫，即可預(yù)警人員盜竊踩點(diǎn)；深居簡出，社區(qū)某階段登記居住人員未出現(xiàn)或出現(xiàn)頻次及天數(shù)低于出行正常頻次水平，提取深居簡出人員規(guī)律。

四、總結(jié)

綜上所述，人工智能對(duì)于世界造成了顛覆性影響，深刻改變了社會(huì)發(fā)展格局與人們生活方式，可用于智慧社區(qū)中，加強(qiáng)社區(qū)治理。智慧社區(qū)應(yīng)用人工智能技術(shù)中，可從社區(qū)基礎(chǔ)信息采集、社區(qū)實(shí)有人口管理、智能研判這幾方面出發(fā)，為社區(qū)治理提供信息決策支持。