基于智能物联网技术的智慧社区综合管理系统的研究与应用

2019-07-29焦俊一

物联网技术 2019年6期

焦俊一?

摘要：文章介绍智慧社区综合管理运营系统，其是运用人工智能+物联网（AI+IoT）、大数据等技术，通过建立神经元系统，按照物联、数联、智联三位一体打造“社区大脑”，能够融合综治、网格、民政等系统数据，及时发现社区管理问题和风险，完善线下实时联动，形成“发现-推送-处置-协调-监督-反馈”的管理闭环。结果表明，此系统实现了智慧社区对不同的子系统的信息收集、资源共享与实时控制等功能，提高了整个社区的管理效率和智能化水平。

关键词：智能物联网;大数据;人脸识别;智慧社区;人工智能;管理效率

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2019）06-00-05

0 引言

近年来，为了更好地发挥社区在基层管理与为人民服务方面的作用，解决传统百姓服务手段匮乏、政府信息收集存在盲区、国际化与现代化建设缺乏有利信息化手段支撑的问题，社区积极开展研究“社会管理服务创新”“智慧社区”的课题，拟通过一系列数字化、智能化工作模式的探索，构建社区管理与单位管理，共建共享的基层管理服务体系，打造信息共享、扁平高效的“智慧社区数据信息管理平台”。

1 概述

1.1 现状分析

视频监控作为目前最主要的感知手段，其不足在于，社区覆盖不全，且高清探头占比较小，主要依靠人力巡查视频监控，视频数据结构化程度低，社区场景应用不能满足需求，尚未形成有效的物联网络感知体系。

业务功能不能互联互通表现在：一是网络不互联，在用公安网、政务网、公务网等10余种网络时，网络之间互相隔离、互不联通;二是系统不互联，重复建设的系统较多，不仅功能简单重复，而且标准不统一，在汇集整合方面困难重重;三是业务不互联。

平台技术创新不够体现在：第一，思路创新不足，不少领导干部思想僵化、观念陈旧，没有主动把“互联网+”“大数据+”等理念方法贯穿于政务工作中;第二，技术创新不足，面对日新月异的现代科技，缺少主动探索使用新技术的眼光和魄力。

1.2 AIoT技术

人工智能物联网（AIoT）即AI+IoT（人工智能+物联网），此技术已经被广泛应用在公安、金融、教育、医疗等行业，因此，中央政法委提出了建设集“天网、天智、天算”为一体的先进信息化體系的要求，各地政府机关纷纷开展智慧社区、智慧交通等方面的智能化应用探索。

1.2.1 物联网技术

在社区管理中，通过物联网把社区中的感知设备全部连接到一个网络中，实现社区感知系统的整合，通过局域网络和互联网，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制，达到更加精细和动态的方式管理社区。

1.2.2 人工智能-人脸识别技术

人工智能[4]是用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为，如学习、推理、思考、规划等;而人工智能-人脸识别技术的核心是深度学习，其是基于精心设计的包含数百万相互连接的神经元网络结构，通过学习海量的人脸图像，从而让这个复杂的非线性神经网络具备判断“两个人脸照片是否为同一个人”的能力，这种能力甚至可以超越人眼的准确率。在智慧社区系统应用中，可建设规模可达千万级人脸图像目标库，实现1∶N身份识别比对，1∶1人脸图对。

2 智慧社区综合管理运营系统

2.1 系统概述

在某区统一建设智慧社区系统，运用移动物联网、大数据、人工智能等技术，建立神经元系统全覆盖，按照物联、数联、智联三位一体打造“社区大脑”，及时发现社区管理问题和风险，以智能化引领城市管理和社会治理能力的提升。通过“物联”打造深度感知的链接体系，通过“数联”创造数据的共享体系，通过“智联”创造智能应用和决策体系，实现智慧社区功能不同的各子系统的信息收集、资源共享与实时控制等功能，提高整个社区的管理效率、智能化水平，以及社区居民的生活质量。

2.2 系统架构

系统架构图如图2所示。该系统基于GIS技术，实现全社区1张图，在地图上集中展示社区所涉及到的网格、楼栋、户、人口、部门等各类业务信息，实现业务互通。

由图3可知：IaaS层为计算、存储、网络等基础设施;PaaS层包含分布式并行数据库、大数据处理、AI和应用中间件等平台基础服务;DaaS层包括视频图像信息、视频图像分析和处理，以及视频图像信息仓库等数据类基础服务;SaaS层提供GIS、视频调用、数据检索等多种应用服务接口;业务应用层组合调用上述应用服务接口，为综治、网格等政府部门提供实战应用。

2.3 系统详细设计

系统结合区人口办实有人-房信息、综治信息、网格信息等平台数据，整合出现有区县人、地、事、物等基础信息数据。同时，系统给相关重要数据设置访问权限。系统功能框架如图4所示。

2.3.1 社区人-房关联数据

通过实有人口库接口获取社区人口信息，实现社区实有人口、实有房屋的分类统计;通过地图、房屋建筑、人口的关联，图示化房屋建筑内的分层分户口图，关联到房屋内的人员信息，整合人员的工作标签和管理标签。

重点管控人员主要包括在册吸毒人员、以奖代补精神疾病患者、社区青少年、社区服刑人员、社区安置帮教人员、其他管控人员六类人群。此模块是对这六类重点人员进行数据融合、梳理和管控。

智慧社区的工作人员是把社区管理人员、网格化巡查人员、移动视频巡查人员、社区志愿者结合起来。居委一室三站包括居委的实有人口数、门牌数和户数，居委的警务室、综治工作站、消防工作站、法律服务站的工作人员及联系方式，展现社区中的4个标准化网格，并显示网格中的工作力量。

2.3.2 社区企事业单位数据

（1）实有单位数据：结合大调研的六个小单位数据进行分类整理，并以地址匹配图5。

（2）重点保护建筑：在地图上展示社区的重点保护目标。

（3）校园周边建筑：在地图上展示社区所有学校以及校园周边整治情况，结合GIS分析，对学校周边信息进行数据整合、清洗等加工处理，并根据地址库将周边整治信息和空间位置相关联，实现周边界面信息的地图在图5中展示。

（4）分类分布：根据“已取缔”“规范经营”“整治中”

三种整治状态类型，用户选择不同的整治状态类型，学校周边街面信息在地图上分类分布定位，每种整治状态类别以不同的标注表示。

（5）详情展示：用户点击街面定位点，能查看该街面整治情况的基本信息。

2.3.3 社区业务事件数据

（1）综治工作：整合以司法平台、信访平台、“12345”平台为来源的3类数据，通过参与人、发生地等信息进行挖掘分析，在地图上以热力图方式展示矛盾热点区域。

（2）群体性事件：对养老、网络金融等新发的突出的群体性矛盾事件进行显示，并在地图上处置状态分类。

（3）网格事件：将网格化平台中近1周的事件在地图上进行聚合分析。

（4）基层上报事件：基层工作人员通过微网格和手机APP上报发现事件线索，将手机APP上报的微网格事件在地图上撒点，将志愿者上报的网格事件在地图上撒点。

（5）事件分析：在各类案件中，电信诈骗类和入民宅盗窃类案件发案概率高、分布广，且直接损害公民人身财产安全，严重影响社会治安。将这些案由在地图上进行热力分析，便于业务工作人员有针对性地对刑事案件和社会治安进行分析。

2.3.4 社区感知设备数据

汇总、处理包括烟感、温控、视频、图像（人脸、车牌等）等感知数据，通过统一接口汇总到地图上分类显示，接收及展示警告和维护信息。设备撒点，在地图上展示4类消防数据（烟感、电表、消火栓、电弧）、门禁、告警事件位置信息和基础信息。

管理模块设计包括基础管理功能、用户管理机制、系统运行机制、系统权限。

（1）基础管理功能

①用户管理：维护用户资料，如证件号码、姓名、联系方式、所属部门、使用期限等信息。

②角色管理：给不同的角色分配不同的功能菜单权限和数据项权限。默认角色为管理员、社区、居委。

③菜单管理：可授权功能显示为一个树形列表，对属性列表进行操作授权，数據项配置为关联系统画面及标准的数据项，对标准的数据项进行维护。

④日志查询：用表格的形式显示用户操作系统的日志记录，对用户行为进行回溯，以确保数据使用的规范性。

（2）用户管理机制

①访问控制。用户需要填写用户申请表及信息安全承诺书，登录系统时需要通过秘钥设备和工作电脑IP地址双认证，并配有秘钥审核更新机制以及账户有效期限制。

②分级授权。用户访问信息系统之前必须根据每类信息资源的属性在系统中注册。

③数据授权。细化系统授权，严格控制信息流向，分类系统根据角色设定所能看到的数据范围，并可将数据范围精确控制到数据项。

（3）系统运行机制

针对信息数据库的所有操作，都会以系统运行日志的形式在后台记录，包括操作时间、操作人员、操作内容等，以防止对系统数据的违规查询，同时也能考核相关人员的工作。

（4）系统权限

系统权限设计的主要目标是保证信息的保密性与完整性，主要依赖数字签名和电脑IP绑定等安全服务来完成。结合现有用户授权体系功能，基于功能和数据两个层面扩展授权功能：用户授权体系涵盖现有智慧社区系统主要信息系统的授权功能，在功能逻辑上实现系统的统一。用户授权体系基于功能层面，采用传统的“用户-角色-菜单-功能”按钮的控制方式，增加用户对应用系统数据的访问控制。图6

为系统权限设计图。

2.4 平台特色功能社区感知事件管理如图7所示。

本文建立社区政府逐层精细化管理层级，形成社区、居委、小区三级管理模式，深化管理层次，强化管理层级。

（1）感知发现。系统根据社区内各类传感设备采集的数据进行统计分析，通过人工智能技术进行数据处理，及时发现异常事件，包括安全类事件、管理类事件和服务类事件。系统自动生成事件并推送相关责任部门，如综治、网格、社区办等，大大提高政府的管理效率。

（2）事件推送。系统会对感知事件进行自动整理，根据上报事件的内容和性质进行不同的分流归类，而后结合不同性质的各个部门，将所有未处理的事件分发到事宜部门进行处理。

（3）事件处置、协调。工作人员操作模块，在系统进行事件派发后，系统工作人员将对派发的事件进行查看和接收确认。

（4）事件监督。在系统进行事件派发后，政府工作人员将对派发的事件进行查看和处理，而后填写处理人和处理结果、处理时间，系统将对此进行实时记录。

（5）事件反馈。当工作人员处理事件后，将结果反馈给智慧社区系统，此系统自动对回访人、回访时间进行记录入库，对处理结果不满意的事件，系统将会再次提醒工作人员进行派发和处理。

（6）APP处理流程如图8所示。

应急联动处置系统分为自动预警与分级响应、信息共享与紧密联动。应急指挥处理如图9所示。

（1）自动预警与分级响应。系统进入应急指挥中心模式，按照预案明确的职责调动各自应急力量，按照预设位置和措施开展应急处置。

（2）信息共享与紧密联动。系统调阅感知前端实时数据，形成便捷高效的沟通渠道，加强中心与现场信息的互联互通，有效提高应急联动效率。

3 系统应用效果

3.1 实现社区安防感知的全覆盖和智能化

图10为社区感知点位图。智慧社区的建设将全覆盖各社区的智能化安防设施，以视频监控、高层建筑的温感、烟感探测、危化品监管等作为丰富的感知手段，形成完整的感知体系。通过对社区从里到外的层层防护，实现可防性案件数量大幅减少，百姓更感安全。

3.2 实现社区感知数据全面整合

设备感知数据展示图如图11所示。

在社区感知数据全面整合的基础上，将汇聚后的各类数据按照不同职能部门的业务需求以及不同类型数据的安全级别进行数据的按需分流推送，实现资源跨部门共享。

3.3 实现社区管控的精准无痕

智能感知系统能够精准识别新来和外来人员、车辆，统一汇聚社区内实有人口、实有房屋、实有单位、实有安防设备、实有安防力量、实有报警数据等信息，对社区内人员出入、车辆通行、消防烟感等情况的管控从局部迟缓模糊变为全面快速准确，且过程非接触、不停留、无感知，不影响居民日常生活，让居民更有尊严。

3.4 实现政务流程再造，完善业务闭环

烟感报警业务流程展示图如图13所示。在数据共享的基础上，从各类感知数据中挖掘出民生事件，通过系统的智能分析，精准推送。按照不同事件的紧急程度、危害程度、重要程度以及对应的职责划分等，自动选择推送对象，让最合适的实有力量去解决问题，完善处置的流程，加强处置过程的监督和反馈，并纳入考核的指标，形成业务闭环。

4 结语

经过实际项目的运作，智能物联网技术能够不断地结合实际应用发挥实时采集数据、快速传递数据、智能分析数据的优势;而且应用更贴合实际需求，面对社区公共安全、公共管理与公共服务的目标再造社区管理流程，从而实现精确、敏捷、高效、全时段、全方位覆盖的城市管理模式。

参考文献

[1]彭明盛.智慧的地球[N].人民日报，2009-07-24（9）.

[2]王鑫.物联网技术的发展和在安防领域的应用研究[J].电子测试，2017（4）：91-92.

[3]毛亮，付倩文.物联网携手智能安防开启智慧城市之门[J].中国公共安全，2014（16）：142-145.

[4]王帅帅.基于人脸识别智慧社区门禁控制系统的设计与实现[D].沈阳：东北大学，2014.

[5]徐金秋.基于物联网技术的安全防范系统的研究与应用[D].长春：吉林建筑大学，2015.

[6]张倩.我国物聯网发展现状[J].信息系统工程，2016（11）：26.

[7]米加宁，贾妍，邱枫.“互联网+”时代的公共管理学科[J].中国行政管理，2016（5）：152-153.

[8]卢永军，秦光银.智慧社区建设的思考与建议—以石油路街道为例[J].重庆城市管理职业学院学报， 2015，15（3）：19-21.

[9]邱向雪.物联网的发展及其在城市管理中的应用研究[J].数字技术与应用，2010（9）：13-14.