陸澤豐
（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東 廣州 510630）
0 引 言
信息化時代背景下，城市化發(fā)展促使城市基本特征發(fā)生了比較明顯的變化。作為城市中的基本單元，社區(qū)在管理和服務(wù)工作的開展過程中需要進行適應(yīng)性的調(diào)整與變動，基于新的發(fā)展思想進行管理體系優(yōu)化，確保社區(qū)管理工作與城市發(fā)展整體需求相契合。將5G 技術(shù)應(yīng)用到社區(qū)管理中，能夠建立智慧社區(qū)管理系統(tǒng)，高效化管理社區(qū)管理過程中的各項數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建具有實時性、全面性的動態(tài)化社區(qū)管理模式，即智慧社區(qū)。智慧社區(qū)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化功能，包括社區(qū)人員和房屋的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、人員流動信息的感知與控制、智慧家居的遠程管理以及多樣化時間控制管理等。
1 5G 技術(shù)和智慧社區(qū)概述
1.1 5G 技術(shù)
5G 技術(shù)即第五代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)，其理論速度最高值能夠達到10 Gb/s。它的應(yīng)用目的在于進一步提升通信效果與質(zhì)量，加快信息數(shù)據(jù)的傳輸速度，從而為用戶提供穩(wěn)定的聯(lián)網(wǎng)體驗。現(xiàn)階段，我國針對5G 技術(shù)投入了大量的研發(fā)資金，為其商業(yè)化建設(shè)提供了基礎(chǔ)保障，已經(jīng)在全國大部分地區(qū)進行了5G 通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)[1]。5G 技術(shù)主要利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networking，SDN）+綜合遠程處理網(wǎng)絡(luò)（Integrated Teleprocessing Network，ITN）或者分組傳送網(wǎng)絡(luò)（Packet Transport Network，PTN）作為承載，SDN 是其核心技術(shù)。基于SDN 技術(shù)，5G 技術(shù)進一步提高了通信速度和效率，為智慧化建設(shè)與發(fā)展提供了有力支持。
1.2 智慧社區(qū)
智慧社區(qū)作為新的發(fā)展概念，其起源可追溯到20 世紀(jì)90 年代。2014 年，我國在智慧城市建設(shè)中對智慧社區(qū)進行明確規(guī)定，認為需要將5G 技術(shù)、人工智能、云計算等現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到社區(qū)管理，以此打造具有特色的城市發(fā)展與管理模式。將5G 技術(shù)應(yīng)用于智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的建設(shè)，能夠進一步提升社區(qū)管理服務(wù)的科學(xué)性、智慧化以及精細化水平，為社區(qū)用戶提供多元化服務(wù)。
2 應(yīng)用5G 技術(shù)的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的技術(shù)內(nèi)涵
5G 技術(shù)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，也是打造現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。智慧社區(qū)作為智慧城市建設(shè)的重要載體，利用5G 技術(shù)構(gòu)建智慧社區(qū)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)與社區(qū)場景需求的高度契合，從而充分發(fā)揮自身的技術(shù)價值，推動社區(qū)的智慧化建設(shè)。
應(yīng)用5G 技術(shù)的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)具有以下技術(shù)作用：首先，5G 技術(shù)中的云網(wǎng)融合能力具有低時延、高速率以及大量連接的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)資源的云計算與云儲存，為計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等云網(wǎng)融合提供有效途徑，為打造新型融合基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)；其次，該系統(tǒng)應(yīng)用了人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)，基于AI 協(xié)同分析技術(shù)分析海量數(shù)據(jù)信息，深入挖掘大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值，為社區(qū)管理決策提供輔助支持；最后，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，該系統(tǒng)能夠有效兼容不同服務(wù)層級系統(tǒng)，進而實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。
3 5G 技術(shù)在智慧社區(qū)管理系統(tǒng)中的實踐應(yīng)用
為進一步探究5G 技術(shù)在智慧社區(qū)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，文章以某地區(qū)建立的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)項目為例，深入分析5G 技術(shù)在其中的具體應(yīng)用效果與功能。
3.1 智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的架構(gòu)
基于5G 技術(shù)構(gòu)建的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)不僅運用了先進的通信技術(shù)，還充分整合了大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)與云計算等多種信息化技術(shù)，結(jié)合了5G 技術(shù)和信息化技術(shù)，從而構(gòu)建出一套完備的數(shù)字化綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用多層服務(wù)架構(gòu)設(shè)計，包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service，IaaS）層、平臺即服務(wù)（Platform as a Service，PaaS）層以及軟件即服務(wù)（Software as a Service，SaaS）層。不同服務(wù)層次采用了不同模塊，包括物理硬件、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、云計算管理等，不同模塊又對應(yīng)了不同的系統(tǒng)功能，如子系統(tǒng)隔離、數(shù)據(jù)訪問控制、信息交換傳輸以及應(yīng)用服務(wù)與管理等。該智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的具體架構(gòu)情況如圖1 所示。
圖1 系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)
在IaaS 層級中，主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、云服務(wù)器、存儲器、數(shù)據(jù)庫、相關(guān)資源池以及中央處理器（Central Processing Unit，CPU）計算池等物理支撐設(shè)備。這些設(shè)備可以實現(xiàn)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)模塊和物理服務(wù)器的虛擬化操作，并對CPU 計算池和相關(guān)資源池中的數(shù)據(jù)資源進行虛擬化分布式計算以及并行計算。
在PaaS 層級中，主要包括大數(shù)據(jù)服務(wù)、Hadoop平臺以及AI 服務(wù)等模塊，負責(zé)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的具體執(zhí)行操作。其中，Hadoop 平臺模塊負責(zé)匯總與整理海量數(shù)據(jù)資源以及相關(guān)明細信息；大數(shù)據(jù)服務(wù)模塊的主要功能為管理用戶訪問操作許可權(quán)限、批量處理數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)信息；AI 服務(wù)模塊則主要負責(zé)推理訓(xùn)練現(xiàn)有的信息資源以及對特征進行檢索等[2]。
在SaaS 層級中，主要包括綜合管理、應(yīng)急指揮預(yù)案、視圖分析和處理、應(yīng)用支撐以及基礎(chǔ)視圖等功能模塊，提供多樣化的業(yè)務(wù)管理服務(wù)以及對外業(yè)務(wù)管理服務(wù)。基于此服務(wù)層，社區(qū)、人員和房屋之間得以實現(xiàn)智慧化聯(lián)通管理。
3.2 智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的功能分析
3.2.1 社區(qū)人員和房屋的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)
統(tǒng)計處理社區(qū)房屋和社區(qū)人員的數(shù)據(jù)資源，主要是通過移動地理信息系統(tǒng)（Mobile Geospatial Information System，Mobile GIS）在地圖中收集整理社區(qū)相關(guān)建筑物、每棟建筑的居住人數(shù)、戶數(shù)等信息。一般情況下，社區(qū)管理人員負責(zé)該工作，他們通過社區(qū)用戶門禁卡上的相關(guān)信息（性別、姓名）、聯(lián)系方式以及證件號碼等內(nèi)容構(gòu)建用戶自身的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并通過樹形列表統(tǒng)計的方法，統(tǒng)計整理不同居民點的用戶身份信息，進而獲取到相關(guān)系統(tǒng)資源，如人員屬性列表和相關(guān)數(shù)據(jù)項匹配系統(tǒng)等[3]。智慧社區(qū)管理系統(tǒng)實施分層級、分權(quán)限的管理模式，對于社區(qū)居委會和管理人員設(shè)計不同的管理層次，對應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問權(quán)限以及功能使用權(quán)限也不盡相同。
3.2.2 社區(qū)人員信息感知的流動控制
基于智慧社區(qū)管理系統(tǒng)，社區(qū)進入口位置設(shè)置了流動信息感應(yīng)系統(tǒng)，其中包括人臉識別、煙霧感應(yīng)、溫度控制、車牌錄像等傳感裝置。基于5G 通信技術(shù)、通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service，GPRS）技術(shù)以及傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）等，采集與整理多種不同類型信息數(shù)據(jù)，并通過統(tǒng)一化的接口系統(tǒng)將其傳遞至地圖，最終展示數(shù)據(jù)分類。5G 技術(shù)具有高速率和大寬帶的特點，使得社區(qū)實現(xiàn)了多路口和通道的實時精準(zhǔn)監(jiān)控管理。同時，利用AI 深度學(xué)習(xí)技術(shù)對視頻圖像信息進行全面解析，打破了原有通信技術(shù)的限制性，實現(xiàn)了行為識別、軌跡識別、違停識別、入侵檢測等多樣化功能。除此之外，在不同進出口點位還會設(shè)置有多功能的檢測裝置系統(tǒng)，包括消火栓、門禁、電弧以及電表等。這些裝置將全面收集統(tǒng)計現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息和位置告警信息等數(shù)據(jù)，然后將其傳輸?shù)较到y(tǒng)云平臺。
3.2.3 社區(qū)多樣化事件控制管理
智慧社區(qū)管理系統(tǒng)還包括內(nèi)部車輛停靠、社區(qū)巡邏檢查、電梯運行控制、可視化對講交流、安全防范以及購物消費等管理功能，主要通過社區(qū)大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)平臺和電商服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)合實現(xiàn)[4]。該系統(tǒng)利用近紅外人臉識別技術(shù)、用戶身份數(shù)據(jù)采集技術(shù)，如二維碼和藍牙等，管理社區(qū)進出口權(quán)限、停車權(quán)限以及消費購物權(quán)限等操作權(quán)限，并自動為訪客人員授予適當(dāng)?shù)牟僮鳈?quán)利。同時，該系統(tǒng)設(shè)置了合理的有效操作時間和次數(shù)，以便在遇到非法入侵或者異常情況時能夠自動觸發(fā)安全警報。社區(qū)多樣化事件控制管理功能的具體情況如圖2 所示。
圖2 社區(qū)多樣化事件控制管理功能
當(dāng)智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的傳感裝置感知到周圍環(huán)境存在危險或者異常情況時，它會通過深度學(xué)習(xí)算法對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行處理，將其自動化生成事件數(shù)據(jù)日志，包括安全事件、服務(wù)事件以及管理事件等日志。隨后將數(shù)據(jù)信息傳遞到綜合管理系統(tǒng)或者社區(qū)辦公室系統(tǒng)，基于不同事件情況對數(shù)據(jù)內(nèi)容、嚴重程度以及相關(guān)信息進行編寫，并將其傳遞到對應(yīng)的管理部門進行查看[5]。
3.2.4 社區(qū)智慧家居遠程控制管理
智慧社區(qū)管理系統(tǒng)的通信系統(tǒng)主要由5G 模塊、低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議和無線路由器等構(gòu)成，并且與社區(qū)內(nèi)部的智能電視、網(wǎng)絡(luò)計算機、智能腕表、門禁監(jiān)控、讀寫器系統(tǒng)以及其他多種家用電器等相連接。作為智慧社區(qū)管理系統(tǒng)中的最底層系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸層的主要功能是移動通信網(wǎng)絡(luò)的連接、數(shù)據(jù)信息發(fā)送等，這也是5G 技術(shù)應(yīng)用中最為顯著的系統(tǒng)環(huán)節(jié)。
基于社區(qū)智慧家居遠程控制管理功能可以實現(xiàn)遠程操作與控制，對社區(qū)用戶家中的各種聯(lián)網(wǎng)電器設(shè)備進行個性化管理。在系統(tǒng)應(yīng)用期間，網(wǎng)絡(luò)傳輸層作為獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息的層級，可以利用多種網(wǎng)絡(luò)傳輸節(jié)點智慧化控制管理家庭環(huán)境中的冰箱、風(fēng)扇以及照明系統(tǒng)等設(shè)備。在本系統(tǒng)中，其主要利用電磁繼電器裝置的斷開與連接，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)信號的發(fā)送，最終完成遠程操作處理。
3.2.5 5G 網(wǎng)絡(luò)在智慧社區(qū)的部署
在構(gòu)建智慧社區(qū)管理系統(tǒng)時，需結(jié)合社區(qū)實際情況，對5G 技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的部署情況進行綜合分析。在此期間，重點關(guān)注以下幾個方面的內(nèi)容。第一，社區(qū)內(nèi)具有大流量高清視頻傳輸?shù)男枨螅覕?shù)據(jù)中心設(shè)置在社區(qū)邊緣區(qū)域。如果使用公共5G 網(wǎng)絡(luò)會提高系統(tǒng)運行負載，同時占用網(wǎng)絡(luò)資源。因此，需構(gòu)建獨立運行的通信系統(tǒng)，降低系統(tǒng)運行壓力。第二，在系統(tǒng)建設(shè)期間，考慮虛擬現(xiàn)實技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)時延性的高要求，需對網(wǎng)絡(luò)部署進行適當(dāng)優(yōu)化改進。第三，科學(xué)設(shè)計窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）技術(shù)的全覆蓋效果，以此滿足物聯(lián)網(wǎng)的全面性基本需求。第四，由于社區(qū)內(nèi)部具有大量居民，因此需深入分析不同用戶的功能需求。第五，在5G 技術(shù)建設(shè)時，分析社區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)運行情況，保證5G 技術(shù)與原有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的相互兼容。同時，結(jié)合該社區(qū)現(xiàn)有居民入住率以及信息化建設(shè)水平，在進行系統(tǒng)規(guī)劃時預(yù)留一部分提升優(yōu)化空間，以此應(yīng)對社區(qū)未來階段的發(fā)展需求。
4 結(jié) 論
在智慧社區(qū)管理系統(tǒng)建設(shè)過程中，靈活運用5G技術(shù)能夠為其提供有力支持，充分發(fā)揮5G 技術(shù)高速率、大帶寬的技術(shù)優(yōu)勢。同時，5G 技術(shù)能夠?qū)⒃萍夹g(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)融入管理系統(tǒng)，構(gòu)建出多元化的智慧社區(qū)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)社區(qū)內(nèi)的智能化建設(shè)，并以此為社區(qū)人員提供高效、精準(zhǔn)、科學(xué)的綜合性服務(wù)。
