智能決策平臺(tái)設(shè)計(jì)及其在規(guī)?；鐓^(qū)運(yùn)營(yíng)應(yīng)用

金海衛(wèi)，熊 勇，黃勇剛，朱磊基

（1.上海浦東東方有線網(wǎng)絡(luò)有限公司，上海 201203；2.上海海旭軟件有限公司，上海 200000；3.中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所，上海 200050）

0 引 言

2020 年，上海發(fā)布《新型城域物聯(lián)專網(wǎng)建設(shè)導(dǎo)則》[1]，開(kāi)展新型智慧城市轉(zhuǎn)型升級(jí)，全力助推卓越的全球城市建設(shè)。2021 年1 月，進(jìn)一步發(fā)布了《關(guān)于全面推進(jìn)上海城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意見(jiàn)》[2]，加速開(kāi)展城市數(shù)字化建設(shè)，提升城市精細(xì)化管理效能。

社區(qū)是城市的重要組成單元，社區(qū)治理水平直接影響城市的治理水平。為了提升社區(qū)智慧化管理水平，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用[3-5]，大量的水壓[6-7]、煙感[8]等方面的感知設(shè)備在社區(qū)部署。大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生了海量的未清洗感知數(shù)據(jù)[9-10]，冗余消息甚至是誤報(bào)消息夾雜在一起，加重了社區(qū)運(yùn)營(yíng)管理負(fù)擔(dān)；同時(shí)，部署設(shè)備的運(yùn)維與管理也處于空白狀態(tài)。受多方面因素的綜合影響，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)未能有效發(fā)揮助力管理水平提升的作用，迫切需要可用于規(guī)模化社區(qū)運(yùn)營(yíng)的智能決策平臺(tái)技術(shù)方案，助力社區(qū)智慧化管理。

本文提出了用于規(guī)?；鐓^(qū)運(yùn)營(yíng)的智能決策平臺(tái)技術(shù)方案。從總體架構(gòu)、智能決策算法、應(yīng)用服務(wù)三方面分別闡述技術(shù)結(jié)構(gòu)、主要功能，并給出具體應(yīng)用案例。平臺(tái)的應(yīng)用將極大提升社區(qū)精細(xì)化管理水平，助力智慧城市精細(xì)化管理。

1 規(guī)?；鐓^(qū)運(yùn)營(yíng)智能決策平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

規(guī)?；鐓^(qū)運(yùn)營(yíng)智能決策平臺(tái)主要由物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理模塊、智能決策算法模塊、綜合應(yīng)用服務(wù)模塊等組成，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理、冗余數(shù)據(jù)自動(dòng)清洗與告警、綜合應(yīng)用服務(wù)提供等核心功能，能夠支撐規(guī)?；鐓^(qū)運(yùn)營(yíng)智能決策應(yīng)用，進(jìn)而提升社區(qū)精細(xì)化管理水平。

1.1 智能決策平臺(tái)總體架構(gòu)

規(guī)?；鐓^(qū)運(yùn)營(yíng)智能決策平臺(tái)基于層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思路，圍繞物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入的連接管理、物聯(lián)設(shè)備管理、物聯(lián)設(shè)備告警信息管理、數(shù)據(jù)融合與智能化決策、物聯(lián)設(shè)備全生命周期管理、自動(dòng)化運(yùn)維以及融合應(yīng)用功能等開(kāi)展平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?？傮w架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 智能決策平臺(tái)總體架構(gòu)

1.2 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理與告警模塊

物聯(lián)設(shè)備管理模塊可分解為設(shè)備類型管理、設(shè)備型號(hào)管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、設(shè)備資源管理、設(shè)備運(yùn)行管理及設(shè)備配置管理等子模塊。

物聯(lián)設(shè)備告警包括設(shè)備的故障報(bào)警和業(yè)務(wù)報(bào)警兩部分。設(shè)備告警監(jiān)控支持設(shè)備的故障及報(bào)警管理、故障及報(bào)警通知，包括將故障及報(bào)警關(guān)聯(lián)到設(shè)備、用戶，以短信等方式進(jìn)行通知，故障及報(bào)警信息的統(tǒng)計(jì)、查詢等功能。告警信息處理架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 告警信息處理架構(gòu)

1.3 智能決策算法

智能決策算法運(yùn)行在智能化決策管理模塊。智能化決策管理模塊由融合數(shù)據(jù)管理子模塊、融合數(shù)據(jù)分析子模塊和AI-aas 組件構(gòu)成。智能決策融合分析處理架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 智能決策融合分析處理架構(gòu)

融合數(shù)據(jù)管理子模塊面向物聯(lián)設(shè)備或者物聯(lián)子平臺(tái)進(jìn)行連接后接收到各類數(shù)據(jù)，包括設(shè)備基本屬性、設(shè)備安裝資源及位置屬性、設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、設(shè)備故障數(shù)據(jù)、設(shè)備報(bào)警數(shù)據(jù)等。融合數(shù)據(jù)管理子模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的全生命周期管理，如數(shù)據(jù)采集接收過(guò)程、數(shù)據(jù)初步處理過(guò)程（如數(shù)據(jù)過(guò)濾、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)義等），并根據(jù)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分揀和組合，為融合數(shù)據(jù)分析子模塊提 供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

融合數(shù)據(jù)分析子模塊根據(jù)物聯(lián)設(shè)備特性、物聯(lián)業(yè)務(wù)特性進(jìn)行專業(yè)化處理。通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)聚合引擎，實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備跨型號(hào)數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)；通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)清洗引擎，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的有效管理，剔除異常、重復(fù)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理；通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)分析引擎，加速設(shè)備數(shù)據(jù)到業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，輸出有效的數(shù)據(jù)干預(yù)手段或者建議，形成智能化決策依據(jù)。

AI-aas 組件對(duì)海量的離線歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行智能挖掘，發(fā)現(xiàn)基于規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)的分析過(guò)程的缺陷或者覆蓋面差異；通過(guò)設(shè)計(jì)態(tài)到運(yùn)行態(tài)的持續(xù)循環(huán)，挖掘出更多“沉默”分析因子，優(yōu)化分析過(guò)程，進(jìn)而提升智能決策的時(shí)效性、有效性和準(zhǔn)確性。

1.4 綜合應(yīng)用服務(wù)模塊

平臺(tái)通過(guò)融合能力開(kāi)放模塊，構(gòu)建社區(qū)應(yīng)用所必須的綜合應(yīng)用服務(wù)能力模塊集，重點(diǎn)開(kāi)展社區(qū)典型的消防通道管理場(chǎng)景、突發(fā)事件管理場(chǎng)景（居家隔離電子封條管理、疫情門鈴管理）和老人關(guān)愛(ài)管理場(chǎng)景的綜合應(yīng)用服務(wù)模塊設(shè)計(jì)。

在消防通道智能監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合布設(shè)在消防通道的無(wú)線地磁設(shè)備，進(jìn)行消防通道非法占用的監(jiān)控聯(lián)動(dòng)處置。該應(yīng)用場(chǎng)景調(diào)用地磁設(shè)備報(bào)警能力監(jiān)控消防通道是否被占用，當(dāng)獲取到地磁設(shè)備的報(bào)警，調(diào)用通知志愿者巡更設(shè)備的能力，通知志愿者現(xiàn)場(chǎng)干預(yù)。平臺(tái)重點(diǎn)對(duì)事件發(fā)生/確認(rèn)/通知/處置等工作流程進(jìn)行融合能力的服務(wù)模塊設(shè)計(jì)。

居家隔離電子封條管理，主要是對(duì)居家隔離人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)監(jiān)控門窗開(kāi)/合狀態(tài)判斷人員是否擅自外出，若有被隔離人員擅自外出，立刻會(huì)觸發(fā)向?qū)?yīng)社區(qū)負(fù)責(zé)人員報(bào)警，社區(qū)人員收到報(bào)警短信后第一時(shí)間聯(lián)系并確認(rèn)開(kāi)門原因，全方位助力疫情防控工作精細(xì)化。

疫情門鈴模塊以平臺(tái)的AI 能力為基礎(chǔ)，在被隔離人員住所大門的對(duì)面安裝智能可視門鈴，利用AI 圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)隔離人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)被隔離人員打開(kāi)門出來(lái)時(shí)，智能門鈴設(shè)備將實(shí)時(shí)捕獲到該事件，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上傳到平臺(tái)，做到精準(zhǔn)門禁監(jiān)控、異常數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)等。通過(guò)部署可視化平臺(tái)，與平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，將轄區(qū)內(nèi)所有被隔離人員私自外出的事件在平臺(tái)頁(yè)面上進(jìn)行呈現(xiàn)和統(tǒng)計(jì)，并支持與用戶已有的管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，將事件推送至社區(qū)管理人員的管理終端，實(shí)現(xiàn)管理閉環(huán)。

老人關(guān)愛(ài)場(chǎng)景通過(guò)平臺(tái)構(gòu)建住戶與監(jiān)護(hù)人的登記關(guān)系，構(gòu)建住戶與巡更志愿者一對(duì)一或一對(duì)多的匹配關(guān)系。當(dāng)平臺(tái)獲取到該場(chǎng)景下任意一端物聯(lián)設(shè)備的故障或者報(bào)警（老人三件套：煙感+燃?xì)獗O(jiān)測(cè)+一鍵呼救），自動(dòng)檢索出該住戶的監(jiān)護(hù)人，通過(guò)短信或微信通知到監(jiān)護(hù)人；同時(shí)產(chǎn)生一條巡更請(qǐng)求，發(fā)送給自動(dòng)查閱到的距離住戶最近的志愿者，安排志愿者上門觀察。

2 應(yīng)用案例

在上海市政府指導(dǎo)下，依據(jù)上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)發(fā)布的《新型城域物聯(lián)專網(wǎng)建設(shè)導(dǎo)則》，上海浦東東方有線網(wǎng)絡(luò)有限公司在上海市浦東新區(qū)開(kāi)展了平臺(tái)的規(guī)?；鐓^(qū)運(yùn)營(yíng)應(yīng)用，特別針對(duì)消防通道管理、老人關(guān)愛(ài)管理、突發(fā)事件管理、隔離電子封條管理四個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景，在東方有線已有核心網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)自建LoRa 網(wǎng)關(guān)，支撐各場(chǎng)景部署地磁傳感器、燃?xì)獗O(jiān)測(cè)傳感器等感知設(shè)備接入。應(yīng)用案例系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)如圖4 所示。應(yīng)用部署LoRa 網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用服務(wù)機(jī)房分別如圖5、圖6 所示。平臺(tái)總體頁(yè)面如圖7所示。

圖4 應(yīng)用案例系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)

圖6 應(yīng)用服務(wù)機(jī)房

圖7 平臺(tái)頁(yè)面

3 結(jié) 語(yǔ)

本文提出了用于規(guī)?；鐓^(qū)運(yùn)營(yíng)的智能決策平臺(tái)技術(shù)方案。從總體架構(gòu)、智能決策算法、應(yīng)用服務(wù)三方面分別闡述技術(shù)結(jié)構(gòu)、主要功能并給出具體應(yīng)用案例。該平臺(tái)是《新型城域物聯(lián)專網(wǎng)建設(shè)導(dǎo)則》落地的最佳實(shí)踐，也為住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城市管理監(jiān)督局的《城市綜合管理服務(wù)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)體系》的制定提供支撐，可規(guī)?；瘡?fù)制推廣提升社區(qū)管理水平，具有廣闊的應(yīng)用前景。