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    基于物联网和人工智能的园区安全运营管理平台＊

    时间：2023-06-27 21:35:02来源：百花范文网本文已影响人

    张 雯，周子航，周明升

    (1.玫琳凯（中国）化妆品有限公司，上海 200042；
    2.上海市存志学校；
    3.上海外高桥保税区联合发展有限公司)

    园区是一个特定空间，通过区位优势、政策措施、综合服务推动园区产业集聚和发展。我国园区建设始于二十世纪八十年代，经过多年发展，以自由贸易试验区、高科技园区为代表的各类经济园区数量众多，在我国经济社会发展中起着重要作用。经过传统园区、数字园区、智慧园区等园区迭代升级，虽然园区安全运营管理水平有很大提升，但总体仍呈现物业分散、智慧化水平不高等特点[1]。

    园区安全运营包括设备安全、经营安全、运行安全等多个方面，是近几年来国内外学者研究的热点。贾音等设计了应急物资储备系统[2]，刘在英等提出了卸货平台超载的智能检测方法[3]，李达铭等构建了电梯调度控制方案[4，5]，肖玮等构建了智慧停车系统和交通状况预测模型[6,7]，韩存地等构建了智慧园区管理总体架构[8,9]。

    受到多种因素制约，我国园区信息系统存在数据交互不畅、功能重叠重复等问题[10]。中国（上海）自由贸易试验区（外高桥片区）占地10平方公里，前身是上海外高桥保税区，是我国1990 年设立的第一个保税区，2013 年挂牌为我国第一个自由贸易试验区，经过三十多年的建设，园区建成厂房、仓库、办公楼等各类房产500余幢，电梯、电站、视频监控、消防等专业设备设施8000 余套，园区引进生产、研发、贸易、物流等各类客户近万家[11,12]。与区域面积大、房产设备多、客户类型杂形成鲜明对比的是，作为老牌工业园区，上海自贸区（外高桥片区）园区管理方式仍以劳动密集型为主，园区安全运营管理中存在诸多痛点。园区房产、设备等资源分散，日益老化，维修成本高。园区房产和设备设施管理各自为政，条线分割，缺少联动和统一管控，资源调度以经验为主，有效性差。园区运营管理以劳动密集型模式为主，房产及设备设施运维数据缺失，信息化数字化水平不高，难以满足园区安全运营和客户协同服务的要求。

    上海自贸区（外高桥片区）已建成房产管理、设备管理、工程管理、物业管理、智慧园区等各类业务系统，基本实现“全业务、全流程的信息化支撑”。与此同时，园区信息系统之间跨平台、跨部门、跨网络，系统数据交互困难，存在“信息孤岛”问题。本文在园区已有信息化成果基础上，面向多源数据、多源系统和多类型平台，构建基于物联网和人工智能的园区安全运营管理平台，实现园区安全态势实时感知，园区状态集中监管，提升园区应急处置效率和效力，提升客户响应速度和满意度。平台组成：园区总控中心和园区客户服务中心建设，实现园区信息集成监管、集中调度和应急指挥；
    园区房产综合监管呈现，实现园区租赁、运维等运营一体化管理；
    园区专业设备设施集成，实现园区电站、电梯、消防等设备设施资源集中监管；
    园区视频集成和智能分析实现园区安全运营智能预警预测。

    基于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术，打造开放、安全、共享的园区安全运营平台，提升园区运营管理的数字化、自动化、智能化水平，构建基于物联网和人工智能的园区安全运营管理平台。

    2.1 平台架构设计

    平台总体采用B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）架构，通过浏览器访问。如图1 所示，平台分用户层、展示层、业务层、数据层、网络层五层。

    图1 平台系统架构图

    用户层：平台用户包括园区管委会、开发公司、物业公司、服务供应商和园区客户。展示层：平台通过总控中心监管大屏展示，通过Web 端、移动端、协同APP等访问。业务层：包括园区房产综合监管、园区客户服务、专业设备集成、智慧视频分析等，园区房产监管含房产、客户、收入、成本、图层、预警等功能模块，园区客户服务含客户、合同、楼宇、销控、走访服务、活动管理等功能模块，专业设备集成含电站、电梯、消防、水泵房、光伏发电、停车管理等专业系统，智慧视频分析含CCTV 探头管理、场景展现、智能报警、算法配置、后台管理等功能模块。数据层：平台数据包括设备数据、业务数据、视频数据、停车数据等。网络层：平台通过园区专网、WIFI 网络、物联网、3G/4G/5G等网络资源进行数据采集传输和平台访问。

    2.2 网络拓扑设计

    平台借助园区光纤专网实现视频、停车等信息集成，通过物联网卡采集设备设施数据到本地接入网关，通过移动网络加密传输至平台，平台网络拓扑如图2所示。

    图2 平台网络拓扑图

    平台网络架构具有一定的防攻击能力[13]，网络防火墙是平台内外网数据交互通道，园区状态数据通过分布在园区的各数据接入网关采集，设备设施数据通过3G/4G/5G 移动网络加密传输至防火墙，视频数据、停车数据通过园区光纤专线传输至园区专线网关，接入平台服务器。园区分支机构通过点对点VPN 防火墙接入，其他场所电脑、移动设备、移动APP 等通过SSL VPN 接入。防火墙内部为核心交换机，连接服务器接入交换机、办公区域交换机和园区专线网关，平台与园区现有系统在服务器区交换机内完成数据交互，办公区域电脑、移动设备、监管大屏通过办公区域交换机访问平台，园区终端通过本地接入交换机接入园区专线，经园区专线网关接入平台。

    平台功能包括：园区总控中心和客户服务中心，园区房产综合监管，园区设备设施集成及专业管理系统，园区视频汇集和智能分析。

    3.1 园区总控中心和客户服务中心

    园区总控中心为园区安全运营、管理和服务的实体中心，负责园区设备设施运行监控、园区客户需求响应、园区安全应急和值班调度。园区各类设备设施的报警、故障、维保等信息集中呈现至总控中心，由值守人员监督处置；
    园区客户通过呼叫中心发起报修、投诉或诉求，由总控中心分类处置，并跟进处理情况；
    园区消防报警、防台防汛等安全处置由总控中心来完成；
    总控中心同时作为园区值班调度中心，24 小时专班值守，处理园区各类突发情况。

    园区客户服务中心为园区安全运营、管理和服务的虚拟中心，实现园区各类客户入驻、管理、服务、离园等全要素、全周期、全流程系统化管理，见图3。

    图3 园区客户全周期服务

    园区客户服务中心通过客户模块、合同模块、楼宇模块、销控模块、走访服务、活动管理等，实现园区客户全生命周期服务系统化。

    表1 园区客户服务中心功能

    3.2 园区房产综合监管

    园区房产综合监管以房产资源为视角，整合房产信息、租售情况、租金情况、运维成本等园区经营、管理和服务信息，通过GIS（Generalized Information System，地理信息系统）图层分级、分层、分类展现，进行业务预警和辅助决策支持。

    表2 园区房产综合监管功能

    以上各模块功能均可按园区、地块、项目等分层分级展示。

    3.3 园区设备设施集成及专业管理系统

    园区设备设施集成平台整合园区电站、电梯、消防、水泵房、停车、光伏等专业设备实施系统的台账、运行、故障、报警、维修、维保等各类信息。园区电站、电梯、消防、水泵房、停车等专业系统采用市场化方式，专业设备设施管理厂商提供O2O（Online to Offline，线上到线下）一体化服务，通过集成平台实现设备设施专业系统集成展示、统一调度、集中监管和大数据分析。系统包括专业系统入口、设备管理、资产管理、统一调度、统计报表等功能模块。

    表3 园区设备设施集成功能

    各专业系统运维模式如图4 所示，通过物联网实现专业设备设施状态实时监控，故障时通过系统自动报警，通知相关人员处置，相关人员进行现场处置，若未在规定时间内完成则进行人工干预，由总控中心管理人员督促相关人员整改，从而形成设备状态监控、自动报警、报警响应、人工干预、整改提高的园区设备设施管理闭环。

    图4 园区设备设施专业系统管理闭环图

    3.4 园区智慧视频分析

    通过园区专网集成园区数千个CCTV 摄像头，通过视频流管理和视频分析，感知和发现园区重点出入口人员车辆密集、消防通道占用、违章停车、电瓶车进电梯、岗亭保安瞌睡等事件，及时做出预警和处置，见图5。园区实际管理中，当物联网设别感知到园区设备设施异常时，可调用附近的探头进行查看，提升处置效率，节省人力物力。

    图5 园区智慧视频分析功能图

    基于物联网和人工智能的园区安全管理平台在上海自贸区（外高桥片区）实施和应用，使园区安全运营的自动化和智能化水平大幅提升，园区用电安全、治安安全、电梯安全、消防安全、停车秩序、疫情防控等保障能力明显提升。

    ⑴园区用电安全：对园区100多个供电电站加装物联网设备，通过智慧电站管理系统实现电站及其设备状态的实时感知，温湿度、用电负荷等达到阈值通过APP 和手机短信通知管理人员，处理过程全面线上留痕，处理效率和效果提升明显，提升园区用电安全保证水平。

    ⑵园区治安安全：对园区数千个CCTV探头进行数字化改造，全部接入园区总控中心，将上百个管理小区监控室的职能集中到总控中心，在大幅减低人工成本的同时，通过园区出入口、安全通道、岗亭等重点部位场景设置和智能视频分析，实现消防通道占用、违章停车、电动车违规入电梯、岗亭保安脱岗等事件的自动报警，通过总控中心集中调度、管理和监督，园区视频智能分析和预警提升园区安全运营保障能力。

    ⑶园区电梯安全：对园区416台电梯加装物联网模块，实时感知电梯运行状态，智能识别电梯卡门、电动车进梯等事件（可自动停运电梯，直至违规事件解除），遇电梯困人等事件实时报警，总控中心值守人员可按需视频交互，电梯运行、维保等信息自动线上化，通过电梯状态的大数据分析和智能评分提高用梯安全。

    ⑷园区消防安全：对园区数百套消防系统和水泵房进行智能化改造，实时感知水泵房压力、运行状态等信息，通过改造和配套管理手段实现消防泵启动15分钟内到达现场处置，提升园区消防安全水平。

    ⑸园区停车秩序：集成园区停车场和停车管理系统，通过黑名单和白名单设置，解决了园区停车难、停车乱的问题。

    ⑹疫情常态化防控：在疫情常态化防控中，通过视频分析加强各园区出入口管理，加强员工、供应商等人员登记排查，通过客户服务系统实现园区企业租赁合同续签、租金减免等事项的“不见面办理”。

    将物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术应用到园区安全运营管理中，建立面向多源数据、多平台的园区安全运营管理平台，打造园区总控中心和客户服务中心，建设园区房产综合监管和设备/设施集成管理平台，构建园区视频汇集和智能分析功能。通过远程监测、立体感知和智能处理实现运营、管理和服务闭环，打造以服务客户和房产资源为视角、全要素全覆盖的安全运营管理平台，实现园区运营管理从平面管理向立体管理转变。该平台在上海自贸区实施和应用，取得良好的经济和社会效益。

    后续，可以继续深化园区安全运营管理平台的应用功和拓展。①在园区安全保障方面，在已有专业设备设施集成基础上，可以实现关联系统联动（如火灾报警和水泵房联动、视频联动等）。②在园区安全经营方面，可以在现有视频汇集和分析基础上，设置更多的业务场景，进一步发挥视频联网和智能分析的效果。③在平台整合方面，可以更深入地结合园区招商引资和配套服务，让园区有更大的获得感。④在平台应用方面，平台汇集了园区设备、房产、客户等大量数据，可以进一步挖掘客户数据价值，提升园区安全和运营的预判能力。⑤在平台推广方面，在上海自贸区实施的基础上，可以向其他园区推广应用，进一步推进园区安全运营管理与新一代信息技术的深度融合。

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