基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧社區(qū)建設(shè)研究

摘要：科技的進(jìn)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(yīng)加強(qiáng)智慧社區(qū)的建設(shè)，靈活運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)，解決社區(qū)管理漏洞問題，使社區(qū)服務(wù)更加智能化、標(biāo)準(zhǔn)化。本文論述了智慧社區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀，指出了當(dāng)下基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧社區(qū)建設(shè)過程中存在的問題，并提出了基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧社區(qū)建設(shè)路徑。

關(guān)鍵詞：智慧社區(qū)；建設(shè)；數(shù)字孿生技術(shù)

一、引言

新時(shí)代背景下，智慧城市建設(shè)進(jìn)程顯著加快。社區(qū)作為城市的基本構(gòu)成單元之一，其智能化設(shè)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(shù)字孿生技術(shù)的智慧社區(qū)建設(shè)仍存在一些不足之處，如因缺少智慧社區(qū)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，造成市政基礎(chǔ)設(shè)施布置不合理等。故此，本文立足于智慧社區(qū)的基本情況，分析數(shù)字孿生技術(shù)的原理與特點(diǎn)，制定一套可行性較高的建設(shè)方案，強(qiáng)化社區(qū)治理效果。

二、智慧社區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀

（一）數(shù)字孿生智慧社區(qū)平臺建設(shè)現(xiàn)狀

建設(shè)數(shù)字孿生智慧社區(qū)平臺，應(yīng)遵循以人為本原則，利用數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建安全、有序的社區(qū)環(huán)境，滿足社區(qū)工作人員的工作需求和居民的生活需求。實(shí)際工作過程中，以提高社區(qū)服務(wù)質(zhì)量為目標(biāo)，從安全保障、日常管理、交通出行、醫(yī)療衛(wèi)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(chuàng)建有利條件。同時(shí)，參考地方政策內(nèi)容，借助多元化的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，不斷豐富智慧社區(qū)服務(wù)平臺的功能，充分整合數(shù)字化建設(shè)資源，加快信息傳遞效率，完善社區(qū)智能化基礎(chǔ)設(shè)施，如智能門禁、停車場管理系統(tǒng)、人臉識別、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、安全指示裝置等，保障居民生命財(cái)產(chǎn)的安全性。

（二）智慧社區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀

相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，目前，在建設(shè)智慧社區(qū)的過程中，各項(xiàng)政策與措施落實(shí)效果良好，pgzYGrIchbXgOzXBJZe9hw==智慧社區(qū)建設(shè)工作正在有條不紊地展開，但由于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡、地理環(huán)境差異較大等原因，各個(gè)地區(qū)智慧社區(qū)建設(shè)效果與進(jìn)度差異明顯，工作方案與側(cè)重點(diǎn)也有所不同。

以寧德某社區(qū)為例，該社區(qū)已建設(shè)三維智慧社區(qū)綜合管理平臺，依托于傾斜攝影模型與人工設(shè)計(jì)模型，實(shí)行社區(qū)的綜合化管理。社區(qū)工作人員通過管控平臺即可進(jìn)行精準(zhǔn)服務(wù)，幫助群眾解決困難[1]。該智慧社區(qū)設(shè)有車牌識別、人臉抓拍、電子繳費(fèi)、防疫門禁、黨建專欄、視頻監(jiān)控等等。是目前智慧社區(qū)建設(shè)的樣板級范例。

總體上，目前的智慧社區(qū)建設(shè)過程中，將管理服務(wù)、信息化基礎(chǔ)設(shè)施、綜合信息服務(wù)平臺作為基礎(chǔ)任務(wù)，采用能耗較低的廣域網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等作為通信支持。在智能化技術(shù)的加持下，智慧社區(qū)呈現(xiàn)功能多樣化、服務(wù)廣泛化、基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化的特征，可依據(jù)居民的個(gè)性化需求，為其提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、物業(yè)服務(wù)等。不僅如此，伴隨著科技水平的不斷進(jìn)步，科技公司正在加強(qiáng)對數(shù)字孿生技術(shù)的研究，通過構(gòu)建三維規(guī)劃決策系統(tǒng)、數(shù)字孿生平臺等，為智慧社區(qū)建設(shè)提供先進(jìn)的科技資源，這也將成為智慧社區(qū)未來的發(fā)展方向。具體應(yīng)用情況為：數(shù)字孿生技術(shù)以三維模塊為載體，建設(shè)可視化智慧社區(qū)，同時(shí)提供不同功能的智慧應(yīng)用軟件、智慧服務(wù)，為居民打造基礎(chǔ)設(shè)施完善的智慧社區(qū)生活環(huán)境，為社區(qū)管理人員提供便利的社區(qū)管理工具和管理平臺。

三、基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧社區(qū)建設(shè)現(xiàn)存問題

（一）數(shù)據(jù)無法互聯(lián)互通

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施更新速度加快，多種智能化設(shè)施有機(jī)融合，雖然在一定程度上加快了智慧社區(qū)的建設(shè)腳步，但也容易造成數(shù)據(jù)整理難度高、信息傳遞不通暢不及時(shí)、社區(qū)管理工作效率低等問題[2]。同時(shí)，智慧社區(qū)管理部門復(fù)雜，每個(gè)部門主要職責(zé)與工作內(nèi)容不盡相同，且相互獨(dú)立，缺乏有效互通，導(dǎo)致工作效率低，內(nèi)部矛盾頻發(fā)，降低社區(qū)管理質(zhì)量，從而背離智慧社區(qū)的建設(shè)初衷。

（二）市政設(shè)施管理方面問題

智慧社區(qū)建設(shè)階段還存在市政設(shè)施管理不科學(xué)的問題。由于智能化設(shè)備安裝與使用不合理，會(huì)導(dǎo)致資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。就目前狀況而言，城市社區(qū)內(nèi)普遍存在大量的滑板、嬰兒車、電動(dòng)車、自行車、三輪車等非機(jī)動(dòng)車輛。非機(jī)動(dòng)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(jiān)控平臺精準(zhǔn)識別與有效管理的難度，不僅會(huì)提高各類安全事故發(fā)生的概率，還會(huì)增加智慧社區(qū)的建設(shè)難度。

（三）忽略對老年群體的關(guān)注

智慧社區(qū)建設(shè)最主要目標(biāo)是服務(wù)于社區(qū)居民，改善社區(qū)生活環(huán)境，提高人均幸福指數(shù)。但同時(shí)，由于智慧社區(qū)涉及大量先進(jìn)技術(shù)與設(shè)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(qū)的生活難度。相關(guān)人員在引進(jìn)與設(shè)置智慧社區(qū)設(shè)備與設(shè)施的過程中，優(yōu)先考慮的是物業(yè)日常管理的便利度，廣泛搭建人工智能、AI技術(shù)等的運(yùn)用場景等，對居民生活需求方面的關(guān)注度較低[3]。

四、基于數(shù)字孿生技術(shù)的智慧社區(qū)建設(shè)路徑

數(shù)字孿生技術(shù)背景下，智慧社區(qū)建設(shè)期間應(yīng)不斷優(yōu)化社區(qū)綜合服務(wù)管理平臺，重點(diǎn)凸顯人性化、自動(dòng)化的特征，通過調(diào)查和分析社區(qū)居民實(shí)際需求，結(jié)合社區(qū)的未來發(fā)展規(guī)劃，遵守有關(guān)設(shè)計(jì)原則與建設(shè)目標(biāo)，靈活運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，持續(xù)完善智慧社區(qū)建設(shè)框架。

（一）基于數(shù)字孿生技術(shù)的三維模型數(shù)據(jù)庫

為有效解決數(shù)據(jù)傳播不通暢、共享不及時(shí)的問題，智慧社區(qū)建設(shè)技術(shù)服務(wù)方需利用數(shù)字孿生技術(shù)，搭建三維模型庫，并融入BIM技術(shù)，設(shè)置動(dòng)態(tài)化的社區(qū)宣傳欄、廣播系統(tǒng)等，向居民系統(tǒng)化介紹智慧社區(qū)的便利性與快捷性，闡述各項(xiàng)智能基礎(chǔ)設(shè)施的使用方法，并明確相關(guān)注意事項(xiàng)。三維模型數(shù)據(jù)庫分成緩存數(shù)據(jù)分庫與源數(shù)據(jù)分庫，二者又依據(jù)要素分成建筑物、植被、地面、水系、道路、其他等模型。其中，每個(gè)模型子分庫可存放三維可視化模型，并一一對應(yīng)于原始模型（如圖1所示），同時(shí)融入二三維一體化技術(shù)體系，使智慧社區(qū)具備數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)分析、存儲管理一體化的功能，達(dá)到可視化管理。另外，在保證數(shù)據(jù)互通的前提下，遵循信息數(shù)據(jù)保密性原則，依托于空間大數(shù)據(jù)技術(shù)，精細(xì)化管理數(shù)據(jù)，避免個(gè)人信息或重要機(jī)密泄漏，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失[4]。

數(shù)字孿生技術(shù)下的智慧社區(qū)包含虛擬實(shí)體、物理實(shí)體、社區(qū)服務(wù)、社區(qū)領(lǐng)域知識數(shù)據(jù)等內(nèi)容，系統(tǒng)可借助數(shù)據(jù)采集卡、不同類型的傳感器收集與存儲數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全天候動(dòng)態(tài)化監(jiān)測與感知社區(qū)運(yùn)行情況。同時(shí)，基于數(shù)字孿生技術(shù)下的虛擬社區(qū)還能模擬實(shí)際社區(qū)環(huán)境、事物、人員等。

（二）依托數(shù)字孿生平臺的市政設(shè)施系統(tǒng)化管理

數(shù)字孿生平臺利用三維技術(shù)，融合大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)行可視化管理模式，做到多層面動(dòng)態(tài)化管理，深度整合社區(qū)資源，滿足風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、應(yīng)急指揮、全面化管理的需求。平臺正常運(yùn)行過程中，結(jié)合前期實(shí)地勘察結(jié)果所掌握的社區(qū)市政設(shè)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(zhǔn)確標(biāo)注每個(gè)管線的基礎(chǔ)信息，與傾斜攝影模型相連接，可從地下、地上兩個(gè)角度分別進(jìn)行瀏覽和分析。

管理地上社區(qū)市政管線時(shí)，智慧社區(qū)數(shù)字孿生平臺可從管線查詢定位、統(tǒng)計(jì)、管理、制圖等方面入手。用戶通過點(diǎn)擊平臺查詢模塊，可以專題或區(qū)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(qū)管線的分布情況；也可以采用區(qū)域或框選的方法，統(tǒng)計(jì)社區(qū)地上市政管線的數(shù)量與占地面積，繪制餅狀圖或是柱狀圖，并根據(jù)自身需求將圖形轉(zhuǎn)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(jìn)行管線屬性的編輯。數(shù)字孿生平臺具備批量修改的功能，可為管理人員節(jié)省編輯時(shí)間。同時(shí)，該系統(tǒng)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(qū)停車場管理也包括查詢定位與統(tǒng)計(jì)兩個(gè)方面。數(shù)字孿生平臺能查詢和定位社區(qū)內(nèi)所有車輛的位置，用戶可自行展開區(qū)域、條件或點(diǎn)擊查詢，獲取車輛在停車場的具體位置等信息。

（三）基于數(shù)字孿生技術(shù)建立社區(qū)老人幫扶系統(tǒng)

建設(shè)智慧社區(qū)過程中，應(yīng)優(yōu)先考慮老年群體的特殊需求，在不違背綜合建設(shè)方案與主體目標(biāo)的前提下，利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建社區(qū)老人幫扶系統(tǒng)，從而為老年人群體提供全方位的、便利的服務(wù)。以九點(diǎn)十分科技企業(yè)為例，在建設(shè)寧德市智慧社區(qū)綜合管理平臺時(shí)，即著重考慮到中老年群體的特殊需求。在全面調(diào)查了社區(qū)老人的日常生活習(xí)慣的基礎(chǔ)上，同時(shí)運(yùn)用人工設(shè)計(jì)模型+傾斜攝影模型，針對性地定制了老年人幫扶系統(tǒng)。在具體設(shè)計(jì)過程中，這套系統(tǒng)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(bǔ)了傳統(tǒng)垂直拍攝的不足之處，還可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理之處?；趦A斜攝影測量模型下，得到社區(qū)內(nèi)不同位置房屋的高度、朝向、戶型、層數(shù)、樓層高度等數(shù)據(jù)參數(shù)，再通過空間地理查詢組件，準(zhǔn)確標(biāo)注社區(qū)內(nèi)樓房的地理位置。同時(shí)，為防止圖層疊加導(dǎo)致的相關(guān)信息數(shù)據(jù)混亂，優(yōu)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(zhǔn)查詢空間信息。

針對獨(dú)居老人構(gòu)建了智慧社區(qū)專題數(shù)據(jù)庫，以動(dòng)態(tài)化的統(tǒng)計(jì)圖方式展現(xiàn)獨(dú)居老人的基本信息，實(shí)行可視化管理。動(dòng)態(tài)化統(tǒng)計(jì)圖內(nèi)容主要包含：管理人員表、獨(dú)居老人信息表、管理單位、聯(lián)系方式等，以便于老人需要幫助時(shí)，社區(qū)管理人員能第一時(shí)間聯(lián)系家屬或照護(hù)人。

與此同時(shí)，HqlLsNkCd0KgrBai0yHs1g==針對社區(qū)管理人員，該系統(tǒng)能結(jié)合智慧社區(qū)人員基本構(gòu)成，依據(jù)管理職務(wù)、工作內(nèi)容、級別等將社區(qū)工作人員劃分成不同類別，一一對應(yīng)其職務(wù)、值班安排等。確保老人在需要幫助時(shí)，能及時(shí)與管理人員取得聯(lián)系。

智慧社區(qū)老人幫扶系統(tǒng)融入數(shù)字孿生技術(shù)、三維模型、智能化產(chǎn)品與設(shè)備等，擁有數(shù)據(jù)管理、空間分析、信息查詢功能模塊，從而為社區(qū)老人提供精細(xì)化的服務(wù)。其一，數(shù)據(jù)管理模塊。系統(tǒng)能自動(dòng)采集一些敏感信息，阻礙不良信息的傳播，記錄于決策樹內(nèi)，再按照首字母建立子決策樹，形成一個(gè)龐大的敏感信息過濾庫，以維護(hù)社區(qū)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(tǒng)以老年人居住位置為中心計(jì)算最短幫扶距離，并實(shí)時(shí)更新社區(qū)人員的位置，以便工作人員能在短時(shí)間內(nèi)迅速制定最佳幫扶方案。其三，信息查詢模塊。與傳統(tǒng)社區(qū)網(wǎng)格化管理模式相比，信息查詢模塊能提供一站式信息服務(wù)，依據(jù)數(shù)字孿生理論體系，通過信息導(dǎo)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(shí)間分享最新要求與工作計(jì)劃等，促進(jìn)社區(qū)人員、老人、家人之間的信息互聯(lián)[5]。

五、結(jié)束語

總而言之，在城市化建設(shè)進(jìn)程加速推進(jìn)的過程中，智慧社區(qū)成為熱點(diǎn)討論話題。但由于受到多種因素的影響，智慧社區(qū)建設(shè)過程中仍存在一些問題，如市政設(shè)施管理不科學(xué)、老年群體幫扶缺位等等。鑒于此，需利用數(shù)字孿生技術(shù)，結(jié)合智慧社區(qū)建設(shè)目標(biāo)和任務(wù)，構(gòu)建數(shù)字孿生社區(qū)老人幫扶系統(tǒng)、數(shù)字孿生平臺等，以促進(jìn)智慧城市朝著更加智能化、人性化的方向發(fā)展。

作者單位：鄭晟 福州九點(diǎn)十分科技有限公司

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