高博林 王云才* 張 浪

快速、高度的城市化對城市公園的建設水平和服務功能提出了越來越高的要求。應用智能化的信息技術來提升城市公園的設計、管理、服務水平，是有效應對這些要求的重要技術途徑。文章首先梳理了城市公園智能化建設的4個發(fā)展階段，依次歸納為信息化、數(shù)字化、智能化與智慧化；然后結(jié)合國內(nèi)外代表性研究案例，重點總結(jié)了面向不同服務對象的城市公園智能化建設的相關進展；最后提出基于智能信息技術在上海開展城市公園智能化建設的發(fā)展趨勢，具體包括面向規(guī)劃設計者的精細化設計建造、面向公園管理者的智慧化運營管理以及面向公園游客的人性化交互體驗3個方面。

城市公園；信息技術；人工智能；實踐應用；品質(zhì)提升

根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，截至2019年，上海市常住人口城鎮(zhèn)化率已達到88.10%，成為我國城市化程度最高的地區(qū)之一。伴隨著城市快速發(fā)展帶來人口數(shù)量的急速增長與城市建設密度的不斷增大，城市中的公共開放空間越來越受到重視。城市公園作為城市主要的公共開放空間，是改善城市人居生態(tài)環(huán)境的重要載體，在生態(tài)、社會、文化等方面發(fā)揮著重要的多重功能[1]。同時，在城市化背景下，市民對多元化與高品質(zhì)的游憩體驗的需求也對城市公園的設計、管理、服務水平提出了更高要求。在近期公示的《上海市生態(tài)空間專項規(guī)劃（2018-2035）》中，上海市提出構(gòu)建以22個主要城市公園為核心的城鄉(xiāng)公園體系，以實現(xiàn)“建設公園城市以滿足市民對城市美好生活向往”的目標[2]。為此，如何有效地借鑒和采用當前國內(nèi)外先進的智能化信息技術，進一步提升上海市城市公園的建設標準、管理機制與服務體系，已成為上海市城市公園高品質(zhì)建設和發(fā)展工作的當務之急。

1. 上海迪士尼樂園（韓保同 攝）

1 城市公園智能化建設

公園的智能化建設是指綜合運用計算機技術、移動互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、“3S”、虛擬仿真、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等智能化信息技術，對公園的規(guī)劃、設計、建造、管理和服務等進行提升或改造的過程。城市公園智能化建設的發(fā)展歷程總體上可以總結(jié)為以下四個階段：（1）信息化。公園信息化建設伴隨著計算機相關技術、互聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)而普及，主要內(nèi)容包括構(gòu)建公園內(nèi)部的信息化管理系統(tǒng)和公園對外的信息公開平臺。信息化是公園智能化建設的基礎階段。（2）數(shù)字化。數(shù)字城市公園使城市公園全面信息化[3]，可以從兩方面的內(nèi)容來理解：其一是數(shù)字化管理體系的構(gòu)建[4]，其二是公園規(guī)劃設計過程中數(shù)字景觀技術的應用。數(shù)字化是公園智能化建設的雛形階段。（3）智能化。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動通信技術和人工智能技術的興起，公園的發(fā)展理念更加注重科技對人的關懷，旨在對公園和游客情況進行監(jiān)管的同時，建立起公園與游客交流互動的平臺。智能化是公園智能化建設的成熟階段。（4）智慧化。英文中智能的涵義常為smart，筆者用smarter來解釋智慧，以表達“更加的智能化”。在智慧城市的語境下，智慧化的建設手段將應用在城市公園監(jiān)測、養(yǎng)護、預警等方面，在有限的綠色環(huán)境中實現(xiàn)時間、空間、用量、質(zhì)量上的準確化和精細化[5]。智慧化是公園智能化建設的最新目標。

2 城市公園智能化建設的進展與經(jīng)驗

2.1 迪士尼樂園的智能化建設：游客的超強場景體驗

上海迪士尼主題公園的中心景點——奇幻童話城堡（圖1）在2016年開園后獲得美國建筑師協(xié)會授予的“建筑實踐技術大獎”，用以表彰奇幻童話城堡項目團隊對建筑信息化模型（Building Information Modeling，BIM）技術的成功運用（圖2）。在城堡開發(fā)過程中，美國迪士尼項目總部運用BIM模型結(jié)合遠程視頻、云同步等信息技術，可以每天實時對建設項目進行結(jié)構(gòu)、設施、進程等各分項工程的可視化審核，并根據(jù)實時反饋的各類問題及時優(yōu)化施工組織，實現(xiàn)了對項目現(xiàn)場精細化管理和實時監(jiān)控。實際上在迪士尼樂園的建設過程之中，超過70%的建筑物是在BIM環(huán)境中開發(fā)的，項目建設團隊使用相同的BIM生態(tài)系統(tǒng)并組織了多個項目，節(jié)省開發(fā)成本的同時大大提高了公園的建設效率，使迪士尼樂園的施工進度和工程質(zhì)量都達到了最佳的狀態(tài)。

規(guī)劃設計師在設計建造過程中運用BIM模型所采集、分析、使用的信息也為后期的運營管理提供了必要手段。上海迪士尼樂園運營管理系統(tǒng)的載體——迪士尼度假區(qū)官方移動應用程序為游客創(chuàng)造了全新的個性化體驗。游客不僅可以使用App瀏覽實時更新的游樂設施排隊等候時間，還能線上預約某項游樂設施的快速通道以便在預約時間內(nèi)提前進入設施而免去排隊時間，同時還能在園中通過App進行自我定位與導航（圖3）。上海迪士尼度假區(qū)通過App與實體設施的數(shù)據(jù)平臺相結(jié)合而連接了服務端與使用端，在實現(xiàn)客流智慧引導的同時，還極大地幫助了運營者進行游客管理。

在當今的建筑領域，為了實現(xiàn)對建設過程進行全生命周期的管理，集中心化、智能化和集成化特點于一身的BIM技術已經(jīng)被廣泛使用。上海迪士尼樂園運用BIM技術實現(xiàn)項目建設管理與后期精細化運營的成功案例對智能化公園的建設具有極強的借鑒意義。

2. 上海迪士尼主題公園奇幻童話城堡BIM模型效果圖（源自網(wǎng)絡）

3. 上海迪士尼度假區(qū)官方App界面

2.2 新加坡公園智能化建設的實踐：互動與友好的交互體系

作為享譽全球的花園國家，新加坡?lián)碛谐^3 347 hm2的自然保護區(qū)，600萬棵樹木以及遍布整個國家的350多個公園。為了應對快速城市化進程對自然環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)，新加坡國家公園管理局（NParks）研發(fā)并制定了多項智能公園建設措施來維護和發(fā)展城市的綠色公共空間。

首先，NParks構(gòu)建了一個綜合信息數(shù)據(jù)管理平臺。該數(shù)據(jù)平臺將其管理范圍內(nèi)的每棵樹都指定了ID號，將其地理位置信息標記到GIS空間信息數(shù)據(jù)庫（MAVEN）中。管理員可以使用一款與數(shù)據(jù)庫同步的App在現(xiàn)場掃描樹木的ID號，獲取樹木的詳細信息和維護記錄，并將帶有地理標簽的照片附加到相關的檢查數(shù)據(jù)記錄中，從而輕松完成樹木等公園基礎設施的日常管理與維護。

有了數(shù)據(jù)平臺，接下來需要將具體的樹木監(jiān)測與養(yǎng)護信息添加到數(shù)據(jù)庫當中。NParks采用了一系列先進的智能技術來獲取樹木的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、冠頂狀況以及3D模型（圖4），這在古樹名木的養(yǎng)護方面有很大的利用價值。同時，使用與氣象和土壤濕度傳感器相連的智能灌溉系統(tǒng)，可以在干燥天氣條件下自動觸發(fā)植物澆水（圖5）。此外，NParks還與新加坡科技設計大學合作開發(fā)了用于樹木檢查的微型無人機，探索使用無人機來監(jiān)測森林火災的技術。通過一系列的智能技術應用，NParks大大節(jié)省了對新加坡公園綠化管理的時間與人力成本，有效提升了管理效率。

4. 新加坡國家公園管理局針對樹木監(jiān)測與養(yǎng)護的智能技術應用（作者改繪自網(wǎng)絡）

5. 智能灌溉技術應用模式示意圖（作者改繪自網(wǎng)絡）

此外，NParks還開發(fā)了與MAVEN數(shù)據(jù)庫同步的門戶網(wǎng)站（trees. sg）。通過該網(wǎng)站，公眾不僅可以與管理者共享公共資源，還可以參與到公園綠化管理工作當中。市民和公園游客可以在新加坡周圍拍攝動植物的照片，并將這些圖像提交給公園管理者進行識別。大自然愛好者還可以通過訪問該網(wǎng)站了解新加坡公園植物的詳細信息（圖6）。在游客獲得個性化交互體驗的同時，公園管理者還可以通過點擊量收集到游客對不同興趣點的訪問頻率，促進了游客與公園之間充分的信息交流。

2.3 西班牙布努埃爾公園智慧化實踐：高效的游客智能化管理

長期以來，公園對游客的管理多只限于通過每天的入園人數(shù)統(tǒng)計了解游客總量。西班牙薩拉戈薩市議會運用新興的技術手段，實現(xiàn)了對公園內(nèi)游客實時狀態(tài)的掌握。

坐落在西班牙第六大人口稠密城市薩拉戈薩的路易斯·布努埃爾水上公園是一座超過120 hm2的大型城市綜合公園。由于其功能多樣性，公園每周都會吸引大量游客，這對公園管理者的管理水平提出了很大考驗。為了保證公園有效的人流管控并且更高效地利用公園管理資源，薩拉戈薩市議會（公園管理者）在停車場、公園各個出入口以及公園主要景點處安裝了一種基于物聯(lián)網(wǎng)和云存儲技術的傳感器（圖7）。該傳感器可以檢測手機Wi-Fi信號或藍牙信號并將其發(fā)送到云端儲存轉(zhuǎn)換（圖8），最終數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計計算后顯示在管理員的顯示屏上（圖9），這可以反應出車輛和游客進出公園的時間和平均停留時間。此外，管理者還能通過傳感器反饋的游客位置信息了解公共空間的實時占用情況。得益于傳感器安裝的簡易性與云同步的精準性和迅速性，通過對游客訪問數(shù)量、大型活動容量等動態(tài)信息的掌握，公園管理者能夠通過適當?shù)卣{(diào)整公共預算來合理使用管理資源，并研究設計合理的公共服務措施以提高游客的游憩體驗，這種方式是一種使公園經(jīng)濟效益、社會效益最大化的有效途徑。

3 上海城市公園智能化建設發(fā)展趨勢與展望

隨著以5G為代表的新一代通訊技術的逐步落地和商業(yè)化應用，大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等相關信息技術的發(fā)展進入快車道，萬物互聯(lián)的人工智能城市即將到來[7]。如何在高度城市化的城區(qū)充分推進公園智能化建設，已成為上海城市公園建設最重要的機遇，同時也是上海城市高質(zhì)量發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。新加坡、迪士尼、西班牙等世界各地的實踐經(jīng)驗為上海城市公園的建設和發(fā)展提供了思路和參照。未來，上海在城市公園智能化建設過程中應重點關注以下3個層面：

（1）面向公園規(guī)劃設計者的精細化設計建造?？焖俸透叨瘸鞘谢尘跋?，城市公園的設計正朝著精準設計的方向發(fā)展，以滿足更準確、更精細的設計要求[8]。迪士尼主題樂園在上海的成功實踐為我們提供了一個運用BIM技術對構(gòu)筑物的設計建造進行精細化管理的范本。但是公園不僅包括建筑物等非自然要素，還包括動植物及其棲生環(huán)境（如水、土壤）等自然要素，因此公園的智能化建造是個復雜的系統(tǒng)工程。運用BIM技術來對非自然要素的建設進行管控，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)傳感器、衛(wèi)星遙感等技術手段對自然要素的種養(yǎng)全過程進行信息化管理，是實現(xiàn)公園的智能化設計建造的有效途徑。此外，在公園的前期規(guī)劃設計階段，積極運用社交網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實等技術展開數(shù)據(jù)信息采集、景觀過程分析評估以及公眾參與設計可以有效應對城市綠化強度、密度、設計復雜性不斷增大的問題。將智能化的信息技術應用在城市公園“采集—分析—設計—建造”全過程的各個階段，可以在最大化節(jié)省開發(fā)成本的同時提升公園的建設效率。

6. 新加坡國家公園植物門戶（trees.sg）網(wǎng)站界面（源自網(wǎng)絡）

7. 路易斯·布努埃爾水上公園出入口安裝的物聯(lián)網(wǎng)傳感器（源自網(wǎng)絡）

8. 路易斯·布努埃爾水上公園游客智能管理技術應用模式示意圖（作者改繪自網(wǎng)絡）

9. 路易斯·布努埃爾水上公園游客動態(tài)信息實時監(jiān)測和管理面板（作者改繪自網(wǎng)絡）

（2）面向公園管理者的智慧化運營管理。運營和維護一直是公園管理者最關心的問題，因為這需要獲取大量的第一手信息并且耗費大量的人力物力資源。進入信息智能化的時代后，城市公園管理與運營的統(tǒng)一，使公園具有了可持續(xù)的旺盛生命力[9]。公園管理者在對公園構(gòu)成要素進行監(jiān)管維護的過程中可以借鑒新加坡的實踐，通過構(gòu)建一個包含動植物三維模型及其空間位置信息的綜合信息平臺對公園所有構(gòu)成要素進行定量分析與監(jiān)測，同時采用智能灌溉、無人機監(jiān)測等人工智能技術完成公園植物的日常養(yǎng)護；對公園游客的管理可以借鑒西班牙的具體探索，通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術、云存儲技術來捕捉手機在公園內(nèi)的移動信號以獲取游客動態(tài)信息，再結(jié)合傳統(tǒng)的地面視頻監(jiān)控，以實現(xiàn)公園對安全預警、訪問控制、活動管理等內(nèi)容的動態(tài)化智能管理。運用智能化的信息技術對公園要素進行精細化維護以及對公園游客進行精準化管理，簡化運營模式并且提高管理效率，是降低運營維護成本并且鼓勵游客參觀使用的有效途徑。

（3）面向公園游客的人性化交互體驗。游客是公園的主體服務對象。隨著時代發(fā)展，公園游客的游憩理念從“被動接受模式”變?yōu)椤爸鲃舆x擇模式”，公園管理者應當借助智能信息技術開發(fā)更多的功能項目以提升游客體驗。目前上海的多數(shù)公園都已經(jīng)借助社交媒體、App等互聯(lián)網(wǎng)技術建立了自己的信息平臺，這在一定程度上緩解了城市化背景下市民游憩需求增加與城市公園時空分布不均衡的現(xiàn)實之間的矛盾，但總體而言，這些平臺的服務質(zhì)量與游客使用體驗都比較一般。反觀上海迪士尼度假區(qū)官方App和新加坡國家公園門戶信息網(wǎng)站trees.sg，都是公園管理者利用前期設計管理階段收集到的數(shù)據(jù)信息搭建的互動交流平臺，實現(xiàn)了公園與游客的資源共享，為游客提供了人性化的交互體驗，trees.sg甚至借助公眾的力量幫助公園進行綠化管理，是信息時代為了滿足不同游客愈加豐富的游憩需求的積極嘗試，值得學習借鑒。此外，應對公園基礎設施和建筑家具還進行智能化改造升級，如增加無線網(wǎng)絡覆蓋、智能導視系統(tǒng)、智慧解說系統(tǒng)等，從而進一步提升公園的社會服務功能[10]。

4 結(jié)語

上海的城市建設正在進入一個前所未有的新時代。伴隨快速、高度城市化進程帶來的用地緊縮，城市綠色空間的建設也將更加追求在數(shù)量、質(zhì)量、功能和服務上的精準化和精細化，智能化的信息技術可用于提升城市公園設計、管理和服務水平。本文結(jié)合典型案例介紹了當前國內(nèi)外城市公園智能化建設的相關進展，并且提出上?；谥悄苄畔⒓夹g的城市公園發(fā)展趨勢，主要包括面向規(guī)劃設計者的精細化設計建造、面向公園管理者的智慧化運營管理以及面向公園游客的人性化交互體驗3個方面。然而，在大力推進城市公園智能化技術實踐的同時，也應當清楚地看到這樣的事實：技術終歸只是輔助人類分析數(shù)據(jù)和開拓思路的工具，不能解決所有復雜的城市問題。只有設計師不斷培養(yǎng)對環(huán)境感知的敏銳度、公園的管理者能夠制定科學高效的業(yè)務管理流程、公園對待游客始終秉持“以人為本”的服務態(tài)度，再加上智能信息技術的合理運用，才能實現(xiàn)城市公園的環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益的同步提升。