周文彬，杜曉東，齊安樂，王 帥，劉可欽

（北方國際合作股份有限公司 北京 100001）

0 引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)日益成熟，信息化建設(shè)成為科技強(qiáng)國的必經(jīng)之路，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和重大的戰(zhàn)略意義。 同時(shí)隨著我國的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和編制體制的調(diào)整，智慧園區(qū)的建設(shè)逐漸向集約化、大型化和信息化方向發(fā)展，以智慧園區(qū)保障與管理信息化建設(shè)為主要特征的智慧園區(qū)逐漸成為當(dāng)前建設(shè)的趨勢［1］。 但是目前智慧園區(qū)在總體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上還存在一定問題，智慧園區(qū)與物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)融合還不夠深入，因此，本文探討了基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)，構(gòu)建安全、便捷、智能、高效的園區(qū)綜合信息處理體系的可行路徑。

1 智慧園區(qū)內(nèi)涵

準(zhǔn)確把握智慧園區(qū)的建設(shè)目標(biāo)和概念內(nèi)涵是順利推動(dòng)智慧園區(qū)“數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、互動(dòng)化、融合化”建設(shè)的第一步。

（1）從智慧園區(qū)建設(shè)角度出發(fā)探析其內(nèi)涵，明確了構(gòu)建基于信息系統(tǒng)的智慧園區(qū)管理體系需重點(diǎn)加強(qiáng)綜合管理能力建設(shè)。 智慧園區(qū)建設(shè)首先需要圍繞“園區(qū)”概念實(shí)施，因此，本文對智慧園區(qū)做出如下定義：智慧園區(qū)是聚焦管理能力生成，以園區(qū)一體化建設(shè)需求為牽引，以綜合管理為應(yīng)用領(lǐng)域，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和自動(dòng)化控制等先進(jìn)信息技術(shù)［2］，建設(shè)園區(qū)綜合信息平臺和各類信息應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)信息資源的共享以及業(yè)務(wù)的協(xié)同應(yīng)用和多樣化綜合管理的智慧應(yīng)用的發(fā)展戰(zhàn)略要求。

（2）從信息技術(shù)視角探究其內(nèi)涵。 智慧園區(qū)建設(shè)的內(nèi)核是新一代信息技術(shù)的應(yīng)用。 在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時(shí)代浪潮中，智慧園區(qū)的建設(shè)重點(diǎn)正逐步從傳統(tǒng)的以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的園區(qū)自動(dòng)化管理，向以人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)為核心的智慧化服務(wù)轉(zhuǎn)型［3］。 因此，從技術(shù)的視角來看，智慧園區(qū)是通過綜合運(yùn)用新一代信息技術(shù)，整合智慧園區(qū)各類資源，依托先進(jìn)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，以智慧園區(qū)信息服務(wù)平臺為支撐，提升智慧園區(qū)服務(wù)和治理水平，推進(jìn)園區(qū)運(yùn)營管理模式轉(zhuǎn)變，提升園區(qū)信息化水平，構(gòu)建智慧園區(qū)生態(tài)系統(tǒng)。

綜上，智慧園區(qū)的建設(shè)是一個(gè)開放的體系，要與園區(qū)當(dāng)?shù)氐亩鄠€(gè)單位有廣泛的聯(lián)系。 園區(qū)的建設(shè)工作、生活物資的供給、水電氣暖等能源的提供等都需要與當(dāng)?shù)卣透骷墕挝痪o密的合作。 在各類信息系統(tǒng)應(yīng)用越來越全面、深入的形勢下，智慧園區(qū)的信息化應(yīng)與相關(guān)的信息化建設(shè)保持同步，實(shí)現(xiàn)信息互通、數(shù)據(jù)共享，才能保證園區(qū)的保障與管理效率跟得上社會發(fā)展的步伐，改變傳統(tǒng)模式，補(bǔ)齊信息化的短板。

2 智慧園區(qū)需求

從建設(shè)的總體目標(biāo)與整體架構(gòu)而言，智慧園區(qū)建設(shè)應(yīng)至少能滿足以下需求：

一是數(shù)據(jù)綜合處理需求。 首先提供與園區(qū)保障與管理相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、存儲、分發(fā)、維護(hù)等數(shù)據(jù)綜合處理功能，確保數(shù)據(jù)的規(guī)范、安全和可用。 其次提供通用靈活的信息服務(wù)能力，能夠?qū)?shù)據(jù)按需進(jìn)行處理分析，支持固定模式的統(tǒng)計(jì)查詢和基于主題的關(guān)聯(lián)查詢，并以多種形式展現(xiàn)和輸出查詢結(jié)果；最后制定相關(guān)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)并提供配套工具，在工作中數(shù)據(jù)滿足按需共享、順暢交換等要求。

二是業(yè)務(wù)工作處理需求。 滿足園區(qū)各業(yè)務(wù)領(lǐng)域需求，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)工作從計(jì)劃制定、開展實(shí)施、決策分析到綜合管理等一系列過程的業(yè)務(wù)流程覆蓋，形成“縱向到底、橫向到邊”的完整信息鏈。

三是輔助決策支持需求。 在構(gòu)建園區(qū)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析和可視化技術(shù)，展示業(yè)務(wù)處理、管理和保障等方面的規(guī)律性、關(guān)聯(lián)性和趨勢性；能夠有效支撐園區(qū)運(yùn)營、園區(qū)管理、日常辦公、園區(qū)安全、文化宣傳、日常業(yè)務(wù)處理等應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，有效增強(qiáng)系統(tǒng)決策支持能力，為建成智慧園區(qū)提供輔助支撐。

四是網(wǎng)系融合需求。 充分利用園區(qū)現(xiàn)有的各類網(wǎng)絡(luò)資源，綜合運(yùn)用區(qū)域網(wǎng)、專網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N技術(shù)，構(gòu)建園區(qū)專用網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)體系，同時(shí)利用服務(wù)質(zhì)量保障策略確保系統(tǒng)運(yùn)行所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬和傳輸質(zhì)量體系，提高系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的可管理性［4］。

五是安全保密防護(hù)需求。 按照國家的相關(guān)安全保密有關(guān)規(guī)定，采用信息系統(tǒng)分級保護(hù)相關(guān)防護(hù)手段，構(gòu)建“縱深防御、整體聯(lián)動(dòng)、立體防護(hù)”的安全保密保障體制，具備邊界防護(hù)、身份認(rèn)證、密碼保護(hù)、訪問控制、病毒檢測、漏洞掃描、入侵檢測、安全審計(jì)等能力，為信息的處理、傳輸和存儲提供可靠的安全保障，確保系統(tǒng)實(shí)體可信、行為可控、資源可管、事件可查和信息保密。

六是適應(yīng)性需求。 具有集中配置、靈活部署和適度冗余能力，能夠適應(yīng)新形勢下園區(qū)保障與管理業(yè)務(wù)處理方式，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)工作需求的變化實(shí)現(xiàn)快速定制流程和功能組配，最大限度滿足人防各業(yè)務(wù)流程功能要求；能夠滿足用戶個(gè)性化需求，依托個(gè)性接口，按需提取，展示園區(qū)各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

七是可靠性需求。 采用技術(shù)成熟、性能指標(biāo)較高的設(shè)備設(shè)施，保證信息系統(tǒng)的高質(zhì)量與高穩(wěn)定性，提供穩(wěn)定可靠的運(yùn)行能力；冗余設(shè)計(jì)關(guān)鍵服務(wù)和部位，對信息系統(tǒng)重要環(huán)節(jié)采用冗余設(shè)計(jì)，避免關(guān)鍵服務(wù)或部位故障導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰或癱瘓，提供對突發(fā)事件、故障的及時(shí)響應(yīng)能力；提供對系統(tǒng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的合法性、一致性進(jìn)行檢查、提示和審核，確保信息系統(tǒng)的可靠性。

八是可伸縮性需求。 可伸縮性需求是指一個(gè)信息系統(tǒng)適應(yīng)負(fù)載變化的能力。 在負(fù)載變化時(shí)自身能力能夠作出相應(yīng)的變化，以適應(yīng)負(fù)載。 智慧園區(qū)的各類應(yīng)用系統(tǒng)需要具備調(diào)度的可伸縮性，當(dāng)信息服務(wù)需要更多資源時(shí)能及時(shí)、適量地給予資源分配，當(dāng)信息服務(wù)資源需求減少時(shí)能夠適時(shí)回收資源，保證系統(tǒng)的資源高效利用，從而節(jié)省運(yùn)行成本。

九是管理維護(hù)需求。 首先是可維護(hù)性，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、服務(wù)化的軟件設(shè)計(jì)方法，提供業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的安裝部署、升級、補(bǔ)丁分發(fā)等功能，便于技術(shù)人員日常維護(hù)。其次是可管理性，在資源整合后能夠提供完整的功能集，智慧園區(qū)各類業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)包含種類繁多的軟件和硬件設(shè)備，每個(gè)軟件都有相應(yīng)的工具提供全面的管理支持。 最后是可追溯性，系統(tǒng)歷史和重要數(shù)據(jù)記錄在案以備查找，記錄可以作為故障診斷的依據(jù)，幫助及時(shí)定位和解決故障問題。

3 總體架構(gòu)

智慧園區(qū)建設(shè)作為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，既要從宏觀層面加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，又要從微觀層面考慮具體的操作實(shí)施。 智慧園區(qū)遵循“六層兩域”體系架構(gòu)：一是感知采集層，實(shí)現(xiàn)全域感知；二是基礎(chǔ)設(shè)施層，實(shí)現(xiàn)接入與泛在聯(lián)系；三是數(shù)據(jù)管理層，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化服務(wù)的支撐；四是中臺服務(wù)層，實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用基礎(chǔ)；五是應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用和專題分析；六是展示層，通過門戶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各類信息呈現(xiàn)?！皟捎颉眲t是安全體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。 具體如圖1 所示。

（1）感知采集層：物聯(lián)感知設(shè)備接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智慧園區(qū)管理與保障相關(guān)的設(shè)施設(shè)備，如對監(jiān)控?cái)z像機(jī)、門禁控制器、道閘控制器、數(shù)字水表、數(shù)字電表和自控閥門等各類傳感器的適配、安全接入和身份認(rèn)證，保證采集數(shù)據(jù)的安全可靠傳輸，并通過對數(shù)據(jù)的協(xié)議解析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和提取，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

（2）基礎(chǔ)設(shè)施層：基礎(chǔ)設(shè)施層包括地理信息平臺、云資源服務(wù)平臺和云平臺，應(yīng)用相關(guān)平臺主流的技術(shù)體系，如云基礎(chǔ)軟件技術(shù)，為數(shù)據(jù)層提供基礎(chǔ)的地理信息管理、云資源管理和各種傳感數(shù)據(jù)管理等服務(wù)。

（3）數(shù)據(jù)層：將智慧園區(qū)各類數(shù)據(jù)統(tǒng)一組織和存儲，實(shí)現(xiàn)資源按需分配。 為各類應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)環(huán)境支撐，高質(zhì)量地滿足智慧園區(qū)各單位、各級用戶對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施資源的需求，并根據(jù)實(shí)際需要采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫支撐技術(shù)。 數(shù)據(jù)庫需要按照應(yīng)用系統(tǒng)的需求，以及“一人一檔”“一車一檔”的思路，建立相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和主題數(shù)據(jù)庫。

（4）平臺服務(wù)層：通過數(shù)據(jù)層的交換手段和數(shù)據(jù)接口，以數(shù)據(jù)層為基礎(chǔ)，對外提供數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)分析等服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)與智慧園區(qū)其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成應(yīng)用。

（5）應(yīng)用層：面向智慧園區(qū)綜合管理提供園區(qū)運(yùn)營、園區(qū)管理、日常辦公、文化宣傳、智慧園區(qū)安防與智慧園區(qū)管理等應(yīng)用。

（6）展示層：通過門戶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用的單點(diǎn)登錄、消息集成、統(tǒng)一權(quán)限、統(tǒng)一用戶和組織機(jī)構(gòu)，對采集的各類數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行深入數(shù)據(jù)挖掘和處理，為預(yù)警監(jiān)測、指揮決策及應(yīng)急處置等提供信息支撐，并對各類信息和輔助分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一展示。

4 功能架構(gòu)

智慧園區(qū)建設(shè)包括綜合態(tài)勢展示、園區(qū)智慧型物聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)平臺、業(yè)務(wù)應(yīng)用、基礎(chǔ)設(shè)施以及相應(yīng)的安全保密和運(yùn)維管理設(shè)備構(gòu)成。 具體功能組成如圖2 所示。 智慧園區(qū)建設(shè)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的登錄門戶，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄、統(tǒng)一搜索引擎、統(tǒng)一基礎(chǔ)資源管理、統(tǒng)一綜合日志審計(jì)、統(tǒng)一權(quán)限管理、統(tǒng)一組織機(jī)構(gòu)與用戶、統(tǒng)一服務(wù)注冊、統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一業(yè)務(wù)流程集成與應(yīng)用、統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換和統(tǒng)一消息等功能。

5 數(shù)據(jù)架構(gòu)

智慧園區(qū)數(shù)據(jù)架構(gòu)體系劃分為打牢共用、整合通用和開發(fā)應(yīng)用等層次。 一方面，通過梳理智慧園區(qū)各個(gè)業(yè)務(wù)之間需要協(xié)同共享的數(shù)據(jù)，形成業(yè)務(wù)主題園區(qū)大數(shù)據(jù)中心，由大數(shù)據(jù)中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)，并以服務(wù)的方式向各應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分共享，打破信息孤島。 另一方面，對各應(yīng)用系統(tǒng)中都需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，包括由組織架構(gòu)、用戶角色等構(gòu)成的公共信息主體數(shù)據(jù)，以及由系統(tǒng)數(shù)據(jù)、工作流數(shù)據(jù)等構(gòu)成的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)。 此外，還包括人員信息數(shù)據(jù)、車輛信息數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)源，以此保證各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，減少各系統(tǒng)獨(dú)立維護(hù)的成本，進(jìn)而提高管理效率。

6 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

依據(jù)以上體系架構(gòu)、功能架構(gòu)與數(shù)據(jù)架構(gòu)，根據(jù)實(shí)際的園區(qū)進(jìn)行模塊化組合，形成特定場景下的智慧園區(qū)。

首先，對信息基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行升級改造。 重新搭建園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，將原來的網(wǎng)絡(luò)區(qū)分為若干網(wǎng)絡(luò)，例如安防專網(wǎng)、設(shè)備設(shè)施與物業(yè)專網(wǎng)、辦公內(nèi)部網(wǎng)與備用網(wǎng)絡(luò)等不同功能的局域網(wǎng)。 對存在安全隱患、功能老舊的設(shè)備進(jìn)行更換或智能化升級；對尚未部署相關(guān)設(shè)備的場景，如監(jiān)控死角進(jìn)行全面補(bǔ)充。 重新建立接口標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成，將獨(dú)立分散的各類設(shè)備設(shè)施整體接入物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)管理和運(yùn)維。

其次，搭建園區(qū)數(shù)字平臺，包括數(shù)據(jù)集成平臺、物聯(lián)平臺、信息系統(tǒng)平臺、視頻云平臺、低代碼開發(fā)平臺與數(shù)據(jù)治理中心等多個(gè)子平臺［5］。 園區(qū)數(shù)字平臺一般由值班人員進(jìn)行日常管理維護(hù)，當(dāng)園區(qū)處于任務(wù)時(shí)，值班人員可以通過指揮中心工作臺電腦，輸入分配賬號登錄綜合管控平臺。 再投影到電子沙盤上查看園區(qū)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，當(dāng)園區(qū)重點(diǎn)區(qū)域和業(yè)務(wù)有所變動(dòng)時(shí)，可通過平臺中自定義配置功能對實(shí)時(shí)視頻和業(yè)務(wù)呈現(xiàn)模塊進(jìn)行相應(yīng)的顯示調(diào)整，便于值班人員在可視化大屏直觀了解到所關(guān)注的園區(qū)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，有效提升值班人員對園區(qū)實(shí)時(shí)安防動(dòng)態(tài)和潛在風(fēng)險(xiǎn)的把控。

最后，重點(diǎn)圍繞安全園區(qū)與智慧園區(qū)構(gòu)建雙數(shù)字孿生體系。 在安全園區(qū)方面，通過安防、消防等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的聯(lián)通及設(shè)備設(shè)施的聯(lián)通，構(gòu)建一體化安全監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“人員、設(shè)備、環(huán)境”全方位智能監(jiān)控。 遵循國家等保三級安全要求，打造信息安全防護(hù)體系，并通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的分離改造，進(jìn)一步提高信息安全保障。

在智慧園區(qū)方面，重點(diǎn)圍繞運(yùn)維、通行和服務(wù)打造智慧管理手段。 通過設(shè)備設(shè)施管理云平臺，實(shí)現(xiàn)對電梯、高壓配電房、電梯機(jī)房、空調(diào)機(jī)組等設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，主動(dòng)預(yù)知故障并自動(dòng)派發(fā)工單，提供運(yùn)維效率。升級智慧停車系統(tǒng)，建立無人值守體系，提供車位引導(dǎo)等功能，升級訪客管理系統(tǒng)，解決園區(qū)通行數(shù)字認(rèn)證問題，提升通行效率。

7 結(jié)語

綜上所述，智慧園區(qū)在未來一定是整體智能化的“生命體”。 整個(gè)“生命體”應(yīng)具備統(tǒng)一服務(wù)能力的園區(qū)大腦，承擔(dān)和用戶交互、提供服務(wù)的核心AI 能力，調(diào)動(dòng)和協(xié)同整個(gè)園區(qū)的能力為用戶提供智能、便捷、聯(lián)動(dòng)的服務(wù)；園區(qū)大腦能通過學(xué)習(xí)用戶的生活習(xí)慣，逐步積累用戶畫像，持續(xù)升級個(gè)性化服務(wù)；并且通過物聯(lián)網(wǎng)的鏈接能力建設(shè)整個(gè)園區(qū)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使設(shè)備在線、環(huán)境狀態(tài)在線，打造人、設(shè)備、空間實(shí)時(shí)在線的數(shù)字空間世界。