秦皇島城市智慧公園建設(shè)策略研究

桑 懿，姜 博，趙 琳，張棲萌，付雅琪

（1.花旗大學，蒙古人民共和國 烏蘭巴托 14190-0077；2.燕山大學，河北秦皇島 066000；3.燕山大學環(huán)境藝術(shù)研究設(shè)計所，河北秦皇島 066000）

2012 年，中國社會科學院信息化研究中心和國脈互聯(lián)智慧城市研究中心共同發(fā)布了《2012 中國智慧城市發(fā)展水平評估報告》，首次提到城市公園景觀智能化建設(shè)，開啟了我國智慧公園建設(shè)的萌芽階段。2019 年，華為發(fā)布《智慧公園建設(shè)方案》，提出智慧體系架構(gòu)；同年，貝塔智能科技、分形科技于分別協(xié)助地方政府建造“重慶禮嘉智慧公園”“海淀智慧公園”并投入運營，標志著我國智慧公園建設(shè)進入多方探索階段。

根據(jù)《北京市智慧公園建設(shè)指導書》（2020）中的定義，智慧公園是指在公園中運用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、信息智能終端等新一代信息技術(shù)，對服務、管理、養(yǎng)護過程進行數(shù)字化表達、智能化控制和管理，實現(xiàn)與游人互感、互知、互動的公園[1]。

隨著建設(shè)理論與實踐的推陳出新，從智能設(shè)施產(chǎn)品到智慧城市服務，智慧公園的內(nèi)涵也在不斷擴充。當前，智慧公園建設(shè)的重點在于提升公園管理效率和設(shè)施設(shè)備的運維質(zhì)量，而智慧服務系統(tǒng)則著眼于提升游客的互動體驗和服務質(zhì)量，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)游客和景觀元素之間的互動和溝通，從而豐富游客在公園中的感受和體驗。整個系統(tǒng)的目的是在保障公園可持續(xù)運營的基礎(chǔ)上，提供更好的服務和體驗，滿足游客和公園管理者的需求。

智慧公園因其區(qū)位情況、場地面積、建設(shè)投入等情況的影響，普遍形成3 種類型。小微型智慧公園，運用物聯(lián)網(wǎng)及簡單的自動化技術(shù)，方便市民和游客游玩的傳統(tǒng)公園；大中型智慧公園，在智慧園林管養(yǎng)的基礎(chǔ)上，公園建設(shè)設(shè)施與建筑設(shè)計過程中融入智慧技術(shù)手段，使其成為具有較高科技含量的新型公園[2]；全面型智慧公園，運用前沿智慧技術(shù)對公園進行系統(tǒng)性改造，達到具有明顯的智慧技術(shù)展示和技術(shù)體驗式效果的公園。

1 智慧公園的構(gòu)成要素

當前，我國智慧公園主要由硬件要素、平臺管理要素、環(huán)境要素構(gòu)成，不同類型的智慧公園在各要素中的分項投入占比不盡相同，在調(diào)研我國典型智慧公園案例的基礎(chǔ)上，將各要素中的主要內(nèi)容總結(jié)如下。

1.1 硬件設(shè)備要素

智慧步道是以步道、跑道、綠道為載體，結(jié)合人臉識別等多項技術(shù)，將跑步的里程、時長、速度以及消耗的熱量值等信息顯示在智能跑道大屏，以及微信公眾號上。用戶注冊后，無需佩戴任何其他設(shè)備即可在智能識別桿處刷臉記錄自己的運動信息。為廣大市民健身鍛煉提供多元化的服務，讓健身鍛煉變得更加科學和貼心，讓科技真正為人民的健康生活賦能，為運動健身提供多元化的體驗與服務。

智慧休憩設(shè)施系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)戶外涼亭、座椅，除基本的休息功能外，加入照明燈光、WiFi 基站、USB 充電、藍牙音響等擴展功能，滿足運動和休憩人員的需求，增加健康步道、休息區(qū)、健身區(qū)等使用率[3]。座椅可利用太陽能進行供電，USB 快充口可全天提供電能給手機、平板電腦及其他電子產(chǎn)品，夜晚微光條件下可自動點亮燈箱和LED 燈照明。此外，傳統(tǒng)儲物柜需要卡片、鑰匙或者條形碼等，很容易弄丟。隨著人臉生物技術(shù)的快速發(fā)展，通過生物特征識別（如人臉生物技術(shù)）結(jié)合實用的APP 小程序，實現(xiàn)智能儲存的功能，真正滿足游園者即時存儲，即時取出的體驗。

公園內(nèi)的衛(wèi)生設(shè)施主要包括智慧垃圾桶、雨水排污井、公共廁所等。例如，智能垃圾桶通過傳感器檢測狀況，通過無線智能模塊將存儲狀況發(fā)送到垃圾回收中心或者保潔人員的手機APP，能協(xié)助工作人員及時掌握垃圾桶的存儲狀況，準確處理垃圾。

智能導覽系統(tǒng)涵蓋了景區(qū)精細化地圖、路線推薦、智能導游、最佳拍照點和運動場地預約等自動化服務，可以幫助市民和游客自動定制線路與計劃。沿公園主路的智能路燈將照明、屏幕信息發(fā)布、廣播、感應器、WiFi、環(huán)境監(jiān)測、高清視頻監(jiān)控和緊急呼叫等多種功能集中于一根燈桿，實現(xiàn)了集約化管理。智慧路燈擁有緊急呼叫功能，客服人員隨時隨地為市民和游客服務。感應路燈在人經(jīng)過時變亮，節(jié)約能源。

智能化無人設(shè)備中，可通過無人售賣車的透明櫥窗選擇餐點，掃描車身二維碼在手機上下單，支付成功后車門自動打開，即可完成取貨，全程無需人工干預售賣，帶來安全、方便、免接觸的用餐體驗；可通過網(wǎng)上預約乘坐無人駕駛游覽車，便于一些腿腳不便的市民和游客來往公園的各個出入口進行接駁服務，內(nèi)設(shè)智能廣播系統(tǒng)，沿途可介紹公園景色；不同款式的環(huán)衛(wèi)機器人，包括環(huán)衛(wèi)智能潔掃作業(yè)機器人、環(huán)衛(wèi)智慧清撿保潔機器人、無人駕駛小掃車等，從事灑水、垃圾清掃、撿拾垃圾和垃圾轉(zhuǎn)運等方面的工作。

1.2 平臺管理要素

在公園管理方面，智慧管理服務系統(tǒng)可以對內(nèi)部工作人員、游客、設(shè)備設(shè)施和衛(wèi)生進行實時監(jiān)管和管理，通過物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)提升公園管理效率和服務質(zhì)量，降低運營成本。公園救生系統(tǒng)建設(shè)首先要考慮防火設(shè)施設(shè)計，在公園建筑物、構(gòu)筑物設(shè)施、人流量較大的地方設(shè)置符合防火規(guī)范要求的設(shè)施。其次，水系區(qū)域要特別注意救生系統(tǒng)設(shè)計，保證游客安全，例如，在水域周圍增設(shè)智能監(jiān)控設(shè)備；在濱水碼頭、濱水平臺等濱水空間及石灘、草坡入水、灘涂、硬質(zhì)駁岸和水中小島等處放置救生裝置。救生裝置外觀可進行仿石、仿樹墩設(shè)計，將智能裝置外形景觀化，與周圍環(huán)境融為一體。最后，完善智能救生裝置控制系統(tǒng)，例如，為控制系統(tǒng)預留存放位置，協(xié)調(diào)市電接入；協(xié)調(diào)運營商數(shù)據(jù)線路接入，一般要求專線接入，固定IP，上下對稱；協(xié)調(diào)運營方準許和配合強弱電及土建施工進場的便利性。

1.3 環(huán)境管理要素

環(huán)境監(jiān)測依托布設(shè)的生態(tài)環(huán)境在線監(jiān)測設(shè)備獲取關(guān)于大氣、土壤、水質(zhì)水位、氣象、噪聲和負氧離子等有關(guān)數(shù)據(jù)，通過電腦、大屏、手機APP 等途徑提供生態(tài)環(huán)境監(jiān)測指標數(shù)據(jù)實時展示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)下載和站點對比等功能，為公園管理者提供決策依據(jù)，為公園長效低成本養(yǎng)護提供環(huán)境數(shù)據(jù)支撐。雨洪管理主要涉及城市公園水系、排水設(shè)計，其與海綿城市建設(shè)息息相關(guān)，涉及規(guī)劃、水利、景觀等內(nèi)容，需要多個學科共同協(xié)調(diào)策劃建設(shè)。其中，景觀設(shè)計與雨洪管理密切相關(guān)，景觀豎向地形設(shè)計會影響雨水排水方向、雨水匯集等，景觀濕地、水體設(shè)計會影響雨洪的吸納及存儲等。因此，在設(shè)計前期需要深入研究雨洪管理，探討開發(fā)建設(shè)智慧管理平臺，應以跨學科視角將城市雨洪管理設(shè)施檢測與智慧景觀設(shè)計進行結(jié)合，既有利于解決雨洪管理設(shè)施建設(shè)與檢測脫節(jié)的問題，保障檢測系統(tǒng)的有效性，又有利于提高城市管理的科學性。

2 城市體檢視域下的秦皇島城市綠地公園建設(shè)現(xiàn)狀

2021 年9 月，秦皇島市政府明確由秦皇島市城市管理綜合行政執(zhí)法局牽頭開展秦皇島市城市體檢工作，統(tǒng)籌謀劃和推動全市城市體檢工作。2022 年8 月，在河北省城市體檢指標體系的基礎(chǔ)上，增加14 項特色指標，形成了“90＋14”的秦皇島市城市體檢指標體系，并明確了各項指標的指標釋義、計算方法、指標拆解和數(shù)據(jù)來源等內(nèi)容，報市政府批準后正式印發(fā)；同年12月，完成2022 年秦皇島市城市自體檢最終成果。其中，公園綠化活動場地服務半徑覆蓋率為82.27%，達到河北省標準，秦皇島已經(jīng)申報成為國家園林城市，該指標未達到國家園林城市評選標準（大于等于85%）且低于大連水平。

究其原因，主要在于海港區(qū)西區(qū)組團白塔嶺街道大部分居住用地未被公園綠化場地服務范圍所覆蓋到；撫寧區(qū)驪城街道建成區(qū)邊界范圍未覆蓋到。因此，需要加強海港區(qū)白塔嶺街道生活圈居住區(qū)內(nèi)公園綠地的配套建設(shè)、多類型公園綠化建設(shè)工程、加強撫寧區(qū)酈城街道建成區(qū)邊界周邊居住用地綠化工程建設(shè)等工作。

3 秦皇島城市智慧公園建設(shè)策略

針對秦皇島城市公共綠地及公園建設(shè)現(xiàn)狀，以傳統(tǒng)公園向智慧公園轉(zhuǎn)型建設(shè)為目標，提出“1+5+4+N”的建設(shè)策略，即以1 個綜合服務監(jiān)管云平臺為核心，5類核心專題模塊為指引，對標4 項建設(shè)與實施策略，形成N 個試點工程。

3.1 1 個整體功能框架設(shè)計

核心框架主要包括以下內(nèi)容：生態(tài)環(huán)境監(jiān)測模塊、綠色生命管理模塊、動態(tài)游客服務模塊、共享互動科普模塊，以及多源數(shù)據(jù)分析模塊。在核心功能下，針對不同類型公園和管理要求的彈性配置，采用分權(quán)限管理平臺和模塊化組合的框架結(jié)構(gòu)；相應模塊則按照生態(tài)、生活、生命和市民、公園和政府2 個維度的功能目標歸類，形成相應場景矩陣。

3.2 5 類核心數(shù)字場景模塊設(shè)計

3.2.1 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測模塊

通過水體、土壤、空氣、氣象和聲音等6 個方面環(huán)境生態(tài)指標的動態(tài)收集沉淀，形成對整體環(huán)境的評價和感知。數(shù)據(jù)可通過大屏幕或APP 等形式為社區(qū)游客與居民提供生態(tài)品質(zhì)情況的視覺展示與分析查詢；公園管理可聯(lián)動開展智能澆灌作業(yè)、重點動植物病蟲害自動預警；研判部門可使用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模擬分析風環(huán)境、熱環(huán)境對于居民游客體感的影響，服務景觀及基建優(yōu)化。

3.2.2 綠色生命管理模塊

針對日益增長的綠色資產(chǎn)保護與管理趨勢，聯(lián)動規(guī)劃、綠化、環(huán)保部門數(shù)據(jù)，結(jié)合古樹名木、物種調(diào)查建設(shè)鳥類、哺乳動物、魚類、兩棲動物、爬行動物、陸生植物、底棲生物和浮游生物等物種數(shù)據(jù)庫，基于動植物資源的空間位置分布形成生境地圖，分類統(tǒng)計動植物資源，對公園內(nèi)生物多樣性、碳匯等指標進行監(jiān)測、核算。

3.2.3 動態(tài)游客服務模塊

通過互聯(lián)網(wǎng)與移動終端為游客提供覆蓋游前、游中、游后的服務。游前開展查詢、預訂、了解信息；游中通過園區(qū)服務站或游客手機終端數(shù)字地圖提供設(shè)施服務查詢、個性化目的地導航、客流與即時管理引導信息；園區(qū)可根據(jù)游客需求的噴霧降溫、輪椅租賃等響應動態(tài)配置內(nèi)部設(shè)施設(shè)備服務，根據(jù)天氣、交通、客流提供信息告知等服務；游玩后，可以繼續(xù)查閱信息與反饋。

3.2.4 共享互動科普模塊

針對市民需求不斷增長的科教文化需求，設(shè)置景點、設(shè)施、裝置及物種二維碼系統(tǒng)；結(jié)合空間位置的植物坐標，介紹動植物特性、動物活動范圍、土壤、地貌和生物入侵等科普知識，通過移動終端提供信息互動，豐富游客與市民對生命的感知；結(jié)合不斷豐富的身體鍛煉、多人游戲、行為感應等互動裝置的主動健康智慧運動共享空間，介紹使用方法、根據(jù)許可為市民提供實時運動信息，引導健康生活；并可按照UGC（User Generate Content）用戶分享內(nèi)容的方式，促進市民科普認知與線下活動舉辦。

3.2.5 多源數(shù)據(jù)分析模塊

面向政府決策研判需求，通過客流、生物、環(huán)境、設(shè)施和管理等多源數(shù)據(jù)融合，開展分析評估預測，服務多元管理和服務目標。在開展的公園客流情況監(jiān)測中，可通過客流規(guī)模、輻射力、腹地互動情況評估公園規(guī)劃效益實現(xiàn)情況，通過客流在時間空間上的分布與波動性優(yōu)化內(nèi)部客流服務管理，可通過不同群體的使用特性優(yōu)化設(shè)施。

3.3 4 項建設(shè)與實施策略

3.3.1 搭建平臺，實現(xiàn)公園智慧化管理

智慧公園將無線WiFi、遠程視頻監(jiān)控、定制信息發(fā)布平臺、官方微信開發(fā)等信息化手段融入公園管理。這些公園設(shè)備的操控和數(shù)據(jù)采集，都能統(tǒng)一地鏈接到公園的綜合管理平臺上，最終實現(xiàn)管理者對公園智慧化、流程化的高效管理。

綜合管理平臺。公園綜合管理平臺實現(xiàn)對公園內(nèi)事件進行感知監(jiān)測、動態(tài)分析及數(shù)據(jù)支持提供管理與服務。圍繞安保、游客、設(shè)施和環(huán)境等重點領(lǐng)域，通過對各業(yè)務部門信息拉通整合，對信息進行關(guān)聯(lián)、統(tǒng)計、分析和可視化展示，使管理者迅速了解公園總體情況，科學輔助決策。

3.3.2 智慧導覽，讓公園游覽更方便

公園智慧導覽系統(tǒng)有著匹配衛(wèi)星地圖的高清精美的手繪地圖，結(jié)合GPS 精準定位，提供公園設(shè)施推薦、位置導航、語音講解等服務功能，是一個圖、文、聲、形并茂的導游導覽系統(tǒng)。

智慧導覽涵蓋了景區(qū)精細化地圖、路線推薦、智能導游和最佳拍照點等自動化服務，可以幫助市民和游客自動定制線路與計劃，打造公園出行新體驗。語音講解系統(tǒng)，可以根據(jù)游客GPS 定位自動導覽，實時定位跟蹤，游客走到景點位置實現(xiàn)自動觸發(fā)式講解，為人們語音講解沿途風景，體驗更好。

智慧導覽的重要通知和資訊也會同步在智能導覽系統(tǒng)中，供人們了解和閱讀。智能導覽提前存儲了公園熱門打卡點的全部信息，準確率更高，講解方式也更加多元化，人們將會獲得更好的游覽體驗。

3.3.3 智慧配置，為市民提高更科技感體驗

公園是市民休閑娛樂的地方，也起著親近自然、陶冶性情的作用，“智慧化”讓公園擁有更多新的功能和配置，更有炫酷的科技元素加持，讓市民享受全新的智能服務。

智慧步道系統(tǒng)，是通過人臉識別和體感控制技術(shù)，零接觸進行用戶注冊和數(shù)據(jù)采集，步道上設(shè)置了多個AI 智能識別桿，通過快速人臉識別、抓拍等功能，自動采集用戶數(shù)據(jù)，并計算運動數(shù)據(jù)，市民可以在AI 智慧互動大屏上，通過人臉識別查詢到自己的運動信息以及運動排名。智慧跑道軟件系統(tǒng)主要包含智慧跑道綜合管理平臺和小程序[4]。智慧跑道綜管平臺，主要是讓運營管理者快速查看運動人群的運動數(shù)據(jù)，包括運動人數(shù)、運動時長、年齡分布等，同時管理者可根據(jù)需要，對跑道設(shè)施設(shè)備進行管理，查看報警數(shù)據(jù)。還可以通過智慧步道關(guān)聯(lián)的小程序，查看自己當天運動數(shù)據(jù)、熱量消耗，以及科學跑步建議等信息，智慧步道的建設(shè)讓公園更巨特色和科技感，為群眾的生活帶來更多的新鮮感和幸福感。

智慧垃圾分類管理系統(tǒng)應用于智能垃圾桶、廚余垃圾桶、智能果皮箱，依托GIS 技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等，通過信息化的手段，從垃圾分類、垃圾設(shè)備管理、數(shù)據(jù)展示等方面著手，對垃圾分類各個環(huán)節(jié)進行智能化管理。智慧垃圾桶能夠有效幫助公園建立與再生資源利用相協(xié)調(diào)的回收體系，完善與垃圾分類相銜接的終端處理設(shè)施，以確保分類收運、回收、利用和處理設(shè)施相互銜接[5]。

智慧路燈搭載了多種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應用，可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇K端管理平臺。其整合了沿公園主路的智能路燈，將照明、屏幕信息發(fā)布、廣播、感應器、WiFi、環(huán)境監(jiān)測、高清視頻監(jiān)控和緊急呼叫等多種功能集中于一根燈桿，實現(xiàn)了集約化管理。智慧路燈擁有緊急呼叫功能，客服人員隨時隨地為市民和游客服務。感應路燈在人經(jīng)過時變亮，節(jié)約能源。

3.3.4 智慧環(huán)境，為生態(tài)治理打造智慧大腦

在公園生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面，智慧公園利用多系統(tǒng)綜合聯(lián)動機制，形成科學、高效的智慧園林監(jiān)測體系。運用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)等監(jiān)測設(shè)備，對土壤、空氣溫濕度、風速、風向、降雨和光照度等數(shù)據(jù)進行監(jiān)控及預警。

空氣質(zhì)量及水質(zhì)量監(jiān)測。以構(gòu)建的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡為基礎(chǔ)，通過空氣質(zhì)量檢測站收集環(huán)境數(shù)據(jù)，對涉及大氣、水、噪聲等環(huán)境質(zhì)量進行全方位實時監(jiān)測。通過水質(zhì)檢測站收集環(huán)境數(shù)據(jù)，包括酸堿度、余氯、溶解氧、電導率、濁度和溫度等數(shù)據(jù)實行監(jiān)測。依靠它能實時查看生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。為公園區(qū)域內(nèi)的空氣、湖泊、河流等災害防治提供數(shù)據(jù)參考和指導，通過閾值設(shè)置，可實現(xiàn)報警等效果，一旦發(fā)現(xiàn)污染情況，公園管理者能迅速找到并及時分析成因，立即采取措施，迅速提高管理效率。

土壤信息檢測和植物生理監(jiān)測。可以測量公園綠植區(qū)域、草坪里土壤中的水分、溫度、肥力。管理人員可以隨時隨地地動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，將分析結(jié)果同步呈現(xiàn)，更高效地監(jiān)測土壤的質(zhì)量，適時改良土壤質(zhì)地，讓土壤更適宜植物生長。

同時，通過植物生理監(jiān)測傳感器，監(jiān)測植物生長變化的實時動態(tài)，通過提取被測植物的圖像信息得到準確的測量值。

4 結(jié)束語

國家“十三五”規(guī)劃提出建設(shè)一批新型示范性智慧城市，“十四五”規(guī)劃提出發(fā)展重點應圍繞“碳中和”“碳達峰”及“發(fā)展人工智能”等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。這些舉措顯示了我國對于高科技、硬科技的重視，并強調(diào)重點關(guān)注環(huán)境保護、建設(shè)美好家園等。在智慧城市中，公園智能化建設(shè)應將建設(shè)美好人居環(huán)境與高科技進行連接與融合。

當代城市建設(shè)及規(guī)劃設(shè)計更加注重公眾的參與，交往性的規(guī)劃設(shè)計能逐漸普及化和成熟化，不僅凸顯了社會的公正性，也是踐行“人民城市”建設(shè)理念的表現(xiàn)。隨著城市居民素質(zhì)的不斷提高，對于公園體驗、感知的要求也在逐步提升，借助大數(shù)據(jù)、智能設(shè)施平臺能更廣泛地表達公眾需求，既有利于設(shè)計者、建設(shè)者篩選出真正有效的數(shù)據(jù)，從而提升大數(shù)據(jù)質(zhì)量，又有利于建設(shè)應用公眾有效性評價體系，實現(xiàn)“共謀、共建、共治、共享、共融”發(fā)展，做到經(jīng)濟效益與生態(tài)效益、社會效益相統(tǒng)一，真正踐行“人民城市為人民”的建設(shè)理念。智慧城市公園的智能化設(shè)計需要逐步發(fā)展，成熟的智能化公園體系體現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集成化、運營的高效性、管理的精細化、服務的便捷性及體驗的交互性。智慧城市建設(shè)、智能化設(shè)計順應了時代發(fā)展，智能化生活也將是不可避免的發(fā)展趨勢。在傳統(tǒng)造園、規(guī)劃設(shè)計理論及實踐基礎(chǔ)上，可大膽創(chuàng)新嘗試，將高科技信息技術(shù)應用于設(shè)計中，遵循自然規(guī)律，實現(xiàn)人與自然和諧相處，為人們營造更舒適的環(huán)境。