馬睿兒　蔣倩

摘要：隨著我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制和管理得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)改造利用程度不高、基礎(chǔ)設(shè)施破損的傳統(tǒng)公園，推動(dòng)公園管理數(shù)字化升級(jí)，使其更好地滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的體驗(yàn)需求。文章以廣通湖公園為例，將“智慧”與“公園”結(jié)合，把智能管理系統(tǒng)、公園應(yīng)急系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)融入園內(nèi)不同分區(qū)的硬件設(shè)備中，以達(dá)到園區(qū)管理自動(dòng)化、智能化管理的效果，探析城市更新背景下“智慧公園”的應(yīng)用與建設(shè)，為各地公園改造、建設(shè)“智慧公園”提供參考。

關(guān)鍵詞：智能化；智慧系統(tǒng)；“智慧公園”

中圖分類號(hào)：TU986.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2023）18-0-04

0 引言

當(dāng)前時(shí)代背景下，各地應(yīng)積極探索創(chuàng)新城市公園建設(shè)模式，建設(shè)一批具有高科技含量、高審美品位和生態(tài)品質(zhì)的“智慧公園”。根據(jù)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于科學(xué)綠化的指導(dǎo)意見》，各地應(yīng)切實(shí)做好城市園林綠化工作，促進(jìn)城市高質(zhì)量發(fā)展。國(guó)家“十三五”規(guī)劃綱要明確提出要“建設(shè)一批新型示范性智慧城市”，“十四五”規(guī)劃綱要提出發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)圍繞“碳中和”“碳達(dá)峰”“發(fā)展人工智能”等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)［1］，因此大力建設(shè)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的“智慧公園”順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的必然要求。

1 “智慧公園”概述

1.1 “智慧公園”的發(fā)展

20世紀(jì)90年代末，綜合布線系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，為公園智能系統(tǒng)的萌芽奠定了基礎(chǔ)。得益于基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和完善，智能化成果和經(jīng)驗(yàn)得到廣泛應(yīng)用，智能系統(tǒng)開始應(yīng)用到公園基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)中，為市民提供基礎(chǔ)安全保障。公園智能系統(tǒng)在滿足市民基本需求后，重點(diǎn)利用大數(shù)據(jù)、多媒體等技術(shù)提高市民體驗(yàn)，由此逐步進(jìn)入智能系統(tǒng)3.0階段，即“智慧公園”。

1.2 “智慧公園”國(guó)內(nèi)外建設(shè)進(jìn)展

1.2.1 國(guó)內(nèi)“智慧公園”發(fā)展情況

目前，北京、上海、重慶等多個(gè)城市在公園建設(shè)上不斷推進(jìn)和應(yīng)用新技術(shù)、新模式，在“智慧公園”建設(shè)方面取得了顯著成效，如北京奧林匹克森林公園，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)市民數(shù)量、游覽路線等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析［2］；上海星空之境海綿公園運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，智能化養(yǎng)護(hù)控制和管理植物［3］；重慶市江南新城智谷公園，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造了一個(gè)全新的VR游戲科技互動(dòng)體驗(yàn)區(qū)域［4］。

1.2.2 國(guó)外“智慧公園”發(fā)展情況

IBM公司最早提出“智慧地球”的概念［5］。2012年歐盟在25座歐洲城市率先啟動(dòng)“智慧城市與社區(qū)歐洲創(chuàng)新伙伴行動(dòng)”，并在此基礎(chǔ)上研究新能源與信息通信等技術(shù)［6］。國(guó)外智慧旅游、智慧城市、智慧園區(qū)等方面的研究比較超前，因此打造“智慧公園”具備一定的理論基礎(chǔ)。如West End Square位于美國(guó)達(dá)拉斯中心，該公園集成技術(shù)包括Wi-Fi、風(fēng)扇、攝像頭、電源插座和運(yùn)動(dòng)激活照明等，是一座智能化公園；西班牙布努埃爾公園，通過(guò)傳感器在顯示屏上展示游客及交通工具到達(dá)園區(qū)內(nèi)時(shí)間和平均逗留時(shí)間，方便統(tǒng)計(jì)游客總量［7］。

1.3 “智慧公園”概念

“智慧公園”是指以信息技術(shù)為支撐，通過(guò)“感知、傳輸、處理、應(yīng)用”的智慧化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)公園內(nèi)人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，提供實(shí)時(shí)共享信息服務(wù)的智慧化管理體系。目前，我國(guó)“智慧公園”包含公園景觀智能化、公園環(huán)境智慧化、公園管理自動(dòng)化三個(gè)方面。“智慧公園”可以為公眾提供更舒適、更愉悅也更人性化的休憩環(huán)境。

2 “智慧公園”建設(shè)路徑

當(dāng)今時(shí)代信息技術(shù)日益成熟，城市公園規(guī)劃設(shè)計(jì)中引入“智慧系統(tǒng)”理念，不僅符合社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)文明的發(fā)展要求，也符合城市公園自身建設(shè)的需求 ［8］。所謂“智慧系統(tǒng)”是指將相互聯(lián)系、相互影響的事物以自動(dòng)或半自動(dòng)的形式更準(zhǔn)確、更靈活地交流和響應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)象與對(duì)象之間的直接交互，從而大幅提升決策的效率和質(zhì)量。如圖1所示，“智慧系統(tǒng)”主要由智能管理系統(tǒng)、公園應(yīng)急系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。

2.1 智能管理系統(tǒng)

以“公園之芯”為名的智能管理系統(tǒng)，作為整個(gè)公園的“智慧大腦”，把收集到的各種數(shù)據(jù)，如環(huán)境數(shù)據(jù)、人流量數(shù)據(jù)、動(dòng)植物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等反饋到公園的智慧設(shè)備中進(jìn)行綜合處理。同時(shí)，管理者還能利用“公園之芯”可視化管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)園內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能設(shè)施的遠(yuǎn)程管理，有效減少資源浪費(fèi)和人力成本，提高工作效率。

2.2 公園應(yīng)急系統(tǒng)

公園應(yīng)急系統(tǒng)主要由應(yīng)急綜合系統(tǒng)和應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)組成［9］，應(yīng)急綜合系統(tǒng)用于預(yù)警、監(jiān)測(cè)、管理、處置和評(píng)估公園突發(fā)事件；應(yīng)急指揮中心處理、調(diào)度公園內(nèi)突發(fā)事件等。

2.3 數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)

公園數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)利用傳感器監(jiān)測(cè)公園內(nèi)氣候、土壤肥力、水分等環(huán)境指標(biāo)［10］，并利用多種通信方式（如5G無(wú)線通信）將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，存儲(chǔ)、管理和分析這些數(shù)據(jù)，為智慧化養(yǎng)護(hù)方案提供信息基礎(chǔ)。

2.4 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)主要用于網(wǎng)絡(luò)傳輸。該系統(tǒng)可以將語(yǔ)音、圖像等多媒體信息以數(shù)字信號(hào)的形式傳送到公園各個(gè)區(qū)域進(jìn)行信息共享；還能通過(guò)數(shù)據(jù)分析及時(shí)排查網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)，保障網(wǎng)絡(luò)安全［11］。

3 臨夏廣河縣廣通湖公園現(xiàn)狀

3.1 項(xiàng)目概況

廣通湖公園是2012年建成的綜合性公園，總面積為62 033㎡，位于甘肅省臨夏回族自治州廣河縣團(tuán)結(jié)路與河北街交匯處。廣河縣文化底蘊(yùn)深厚，早在四五千年前就有先民在此繁衍生息，是我國(guó)新石器時(shí)代與夏商過(guò)渡期典型文化——齊家文化的發(fā)源地，被譽(yù)為“齊家文化搖籃”，境內(nèi)有馬家窯文化遺址和豐富的古動(dòng)物化石遺跡。

3.2 廣通湖公園現(xiàn)存問題

3.2.1 功能分區(qū)不合理

廣通湖公園注重景觀外在形式，忽視了對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件、地域人文特色、功能需求等多方面的考慮，導(dǎo)致園內(nèi)功能分區(qū)不合理，各功能分區(qū)的定位和特點(diǎn)不明確，功能單一，分區(qū)之間功能連接較弱。

3.2.2 景觀空間結(jié)構(gòu)單一

因廣通湖公園的使用功能、空間設(shè)計(jì)、景觀內(nèi)容等過(guò)于單調(diào)，且硬質(zhì)景觀缺乏地域文化特色，因此該公園景觀空間結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，景觀類型單一，可用于游憩活動(dòng)的項(xiàng)目相對(duì)匱乏，不能滿足市民需求。

3.2.3 部分植物長(zhǎng)勢(shì)不良，植物景觀不豐富

公園內(nèi)現(xiàn)有部分植物缺乏科學(xué)養(yǎng)護(hù)，在不同生長(zhǎng)期未給予合理的水分和養(yǎng)分供給，造成植物長(zhǎng)勢(shì)不良。公園局部空間植物種類較少，配置方式較為單一，無(wú)法營(yíng)造豐富多彩的植物景觀效果。

3.2.4 基礎(chǔ)設(shè)施老舊破損

公園內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施陳舊，服務(wù)設(shè)施不完善，存在較多安全隱患，如園路破損、路燈不亮、部分健身器材損壞、垃圾桶間距過(guò)長(zhǎng)，公園內(nèi)沒有衛(wèi)生間，降低了公園的整體品質(zhì)。

4 改造設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)原則

4.1 設(shè)計(jì)理念

為適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展需要，對(duì)廣通湖公園進(jìn)行智慧化改造設(shè)計(jì)，將其打造為集合“智能性、體驗(yàn)性、實(shí)時(shí)性”，融會(huì)“感知、計(jì)算、傳輸”，聚焦“云、網(wǎng)、端”的全新游玩環(huán)境，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)人、機(jī)、物、環(huán)境數(shù)據(jù)資源智能化管理和可視化展示。

4.2 設(shè)計(jì)原則

4.2.1 以人為本原則

人是城市的主體，以人為本是本項(xiàng)目改造設(shè)計(jì)的核心理念。在廣通湖智慧公園改造設(shè)計(jì)中，充分考慮公眾的行為、心理和思維方式等，讓來(lái)公園游玩的人獲得舒適、安全和愉悅的感受。

4.2.2 生態(tài)優(yōu)先原則

遵循綠色低碳理念，合理利用現(xiàn)有景觀空間和景觀資源、充分利用綠色技術(shù)手段進(jìn)行公園環(huán)境改造和生態(tài)保護(hù)。利用智能化手段處理生態(tài)問題，智能化利用可再生資源，達(dá)到節(jié)約能源、資源的目的。

4.2.3 技術(shù)創(chuàng)新原則

從當(dāng)?shù)厥忻裆畹母拘枨蟪霭l(fā)，將廣通湖公園改造成一個(gè)便于市民體驗(yàn)智能化服務(wù)的“智慧公園”。既要引進(jìn)“智慧”的新理念、新技術(shù)，又要保障智慧系統(tǒng)在廣通湖公園內(nèi)的可行性、科學(xué)性。

5 “智慧系統(tǒng)”在廣通湖公園的功能實(shí)現(xiàn)

廣通湖公園的改造以“智慧系統(tǒng)”為依托重新構(gòu)建功能區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公園內(nèi)人、事、物的全面感知和管理。將公園劃分為智慧運(yùn)動(dòng)區(qū)、智慧游樂區(qū)、智慧文化區(qū)和智能植物養(yǎng)護(hù)管理體系四個(gè)分區(qū)。

5.1 智慧運(yùn)動(dòng)區(qū)

位于公園北端的智慧運(yùn)動(dòng)區(qū)占地14 350㎡，內(nèi)設(shè)智能蹬力器、智能健身車、智能蹺蹺板等二代智能室外健身器。市民在公園內(nèi)可借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)健身，并獲取自己需要的個(gè)性化信息。例如公園內(nèi)AI智慧騎行，是多個(gè)自行車與大屏聯(lián)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)健身設(shè)施。一體機(jī)屏幕的3D效果會(huì)把人帶入不同的場(chǎng)景之中，并可以和同社區(qū)的市民比賽［12］，通過(guò)智能騎行控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)測(cè)試心率，科學(xué)指導(dǎo)市民鍛煉。單車前設(shè)置的屏幕中，以超清畫面呈現(xiàn)騎行數(shù)據(jù)，并在手機(jī)端進(jìn)行運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析，讓市民直觀了解自己的運(yùn)動(dòng)情況。

5.2 智慧游樂區(qū)

位于廣通湖公園中部的智慧游樂區(qū)由占地7100㎡的室內(nèi)場(chǎng)館和9105㎡的室外場(chǎng)地組成。游樂區(qū)所有項(xiàng)目基于一個(gè)信息采集終端和一套網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸體系運(yùn)作。市民通過(guò)信息采集終端進(jìn)行人臉識(shí)別認(rèn)證后就可以利用RFID技術(shù)直接進(jìn)入游樂區(qū)體驗(yàn)游玩項(xiàng)目，如室內(nèi)場(chǎng)館的VR滑雪、飛行和賽車游戲等。依托VR技術(shù)，市民可以觸發(fā)不同的圖像和音效，獲得沉浸式體驗(yàn)；室外場(chǎng)地的固定智能自行車配有彩色燈帶，當(dāng)市民騎行娛樂時(shí)，彩色燈帶可隨騎行速度的變化而變化。水幕秋千是水幕和秋千的結(jié)合體，水幕上方放置監(jiān)測(cè)器，可以監(jiān)測(cè)秋千來(lái)回蕩的速度，從而計(jì)算落水時(shí)機(jī)，秋千穿梭于水幕，讓市民獲得驚險(xiǎn)刺激的體驗(yàn)。

5.3 智慧文化區(qū)

位于公園南端的智慧文化區(qū)占地14 266㎡，利用現(xiàn)代技術(shù)改造優(yōu)化區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的雕塑、水景和文化展示長(zhǎng)廊等。主景雕塑以當(dāng)?shù)刂鸟R家窯陶瓷為參考對(duì)象制作而成，其利用LED燈盤，營(yíng)造出“光輝普照”的光影效果；現(xiàn)有水景通過(guò)燈光和激光等形成水墻，將流水、聲音、光影等元素結(jié)合在一起，打造出馬家窯陶瓷圖案，讓市民進(jìn)一步了解馬家窯文化；文化長(zhǎng)廊所展示的3D陶瓷模型采用三維圖像渲染技術(shù)和高分辨率的投影技術(shù)，讓市民收獲基于立體感官的視覺效果，利用圖像、聲音等多媒體信息實(shí)現(xiàn)交互與展示。

5.4 智能植物養(yǎng)護(hù)管理體系

為打造廣通湖公園可持續(xù)生態(tài)景觀，結(jié)合植物生長(zhǎng)過(guò)程的環(huán)境條件和生長(zhǎng)規(guī)律，構(gòu)建了一套智能種植養(yǎng)護(hù)管理體系。該體系中的植物智能診斷功能通過(guò)無(wú)線傳感器收集植物的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，并將收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送給監(jiān)控中心的服務(wù)器。由服務(wù)器分析處理接收到的數(shù)據(jù)，形成植物生長(zhǎng)所需的數(shù)據(jù)報(bào)告；或利用遙感和視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)植物的病蟲害，如在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中使用圖像識(shí)別技術(shù)，將數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的葉片和昆蟲樣品進(jìn)行對(duì)比，從而分析取樣點(diǎn)的植物葉片變化以及害蟲種類［8］，進(jìn)而控制智能噴灑微生物菌劑和釋放害蟲天敵來(lái)實(shí)現(xiàn)智能病蟲害防治；自動(dòng)灌溉施肥功能，通過(guò)布設(shè)土壤水分、溫濕度和肥力傳感器，采集土壤含水量、溫度、濕度及肥力等數(shù)據(jù)，根據(jù)需要遠(yuǎn)程控制灌水量和施肥量，并采集和分析其生理參數(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)形成分析報(bào)告。

6 智慧專項(xiàng)設(shè)計(jì)

為了讓市民更好地體驗(yàn)智能化服務(wù)，將廣通湖公園打造為集智慧服務(wù)、智慧環(huán)境為一體的“智慧公園”，將數(shù)字化融入智慧跑道、智能衛(wèi)生間、智能照明、智能座椅和智能垃圾箱專項(xiàng)設(shè)計(jì)中。

6.1 智慧跑道

廣通湖公園內(nèi)的智慧跑道采用感應(yīng)燈設(shè)備，燈帶的亮度可以隨著跑步者的速度變化而變化，速度越快，感應(yīng)燈越亮［13］；智慧跑道的起點(diǎn)、中間點(diǎn)、終點(diǎn)三處分別設(shè)有電子顯示屏，市民只需在起點(diǎn)處完成注冊(cè)和人臉識(shí)別，系統(tǒng)識(shí)別到跑步者進(jìn)入跑道后就會(huì)開始計(jì)算步數(shù)和里程數(shù)，并啟動(dòng)計(jì)時(shí)功能。開始跑步時(shí)，顯示屏可以顯示當(dāng)前跑步速度和距離；跑步結(jié)束時(shí)，顯示屏?xí)@示當(dāng)前心率、平均步速、每分鐘的公里數(shù)等數(shù)據(jù)。

6.2 智能衛(wèi)生間

智能衛(wèi)生間采用先進(jìn)的無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，具備全自動(dòng)沖洗功能，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)衛(wèi)生間的衛(wèi)生情況。環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)，包括溫度、濕度、H2S、PM2.5、PM10及CO2等［14］。若參數(shù)超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)向后臺(tái)發(fā)去提醒并將有關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送給管理人員；智能管理系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線模塊與公廁內(nèi)的管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，可以與“無(wú)人值守”或“一鍵式”設(shè)備結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化管理。

6.3 智能照明

廣通湖公園具有園林景觀照明管理系統(tǒng)［15］。依托該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分時(shí)間段智能控制照明燈具，如根據(jù)不同的天氣和時(shí)段自動(dòng)調(diào)節(jié)燈具的亮度、色溫以及開關(guān)時(shí)間等參數(shù)，從而達(dá)到節(jié)能的目的；還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、集中智能調(diào)光。當(dāng)監(jiān)測(cè)到電壓過(guò)高時(shí)，智能控制器會(huì)立即切斷整個(gè)系統(tǒng)，并發(fā)出警報(bào)通知工作人員。該系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息交流，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

6.4 智能休息座椅

廣通湖公園內(nèi)置的智能座椅是一種新型的公園服務(wù)設(shè)施。座椅嵌有紅外線傳感裝置，用于探測(cè)有無(wú)人經(jīng)過(guò)［16］，底座之間采用無(wú)線通信技術(shù)傳輸信號(hào)，針對(duì)低溫天氣想坐在座椅上休息的市民，智能座椅可自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)，為市民提供合適的底座溫度；座椅配備小音響，手機(jī)端通過(guò)藍(lán)牙連接可傳輸數(shù)據(jù)、播放音樂、語(yǔ)音播報(bào)等；座椅外側(cè)設(shè)有手機(jī)充電孔，市民在公園游玩時(shí)可隨時(shí)充電，為市民提供了極大的便利。

6.5 智能垃圾箱

廣通湖公園內(nèi)放置的智能垃圾箱識(shí)別單元由超聲波傳感器和智能讀卡裝置組成。當(dāng)超聲波探測(cè)儀探測(cè)到物體與垃圾箱間的距離不超過(guò)80cm時(shí)，智能垃圾箱蓋將自動(dòng)啟動(dòng)［17］；單片機(jī)可以判斷垃圾箱的垃圾類別，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行分類管理；智能垃圾箱可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制箱內(nèi)有害氣體的濃度，通過(guò)相應(yīng)軟件分析采集到的數(shù)據(jù)，并計(jì)算有害氣體超標(biāo)的情況進(jìn)而作出相應(yīng)的處理。

7 結(jié)語(yǔ)

公園是城市的“綠肺”，在城市建設(shè)中扮演著重要角色?！爸腔酃珗@”運(yùn)用信息服務(wù)和通信技術(shù)，將傳統(tǒng)的公園升級(jí)為以數(shù)據(jù)為中心的公園。隨著信息化技術(shù)在園林的廣泛深入應(yīng)用，“智慧公園”建設(shè)勢(shì)在必行，智慧化建設(shè)已成為規(guī)劃園林景觀工程的新趨勢(shì)，從而為人們營(yíng)造更舒服的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。

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作者簡(jiǎn)介：馬睿兒（1999—），女，甘肅臨夏人，碩士在讀，研究方向：風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

蔣倩（1974—），女，甘肅榆中人，本科，副教授，系本文通訊作者，研究方向：風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)。