物联网与城乡建设
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1.2 住房和城乡建设事业

住房和城乡建设工作直接关系到我国经济社会发展大局,关系到广大人民群众的切身利益。在新时代、新形势下,随着大力实施创新驱动发展战略、推动新型城镇化建设、加速现代化经济体系建设和实现高质量发展,住房和城乡建设系统各项工作在稳增长、促改革、调结构、惠民生、防风险、美环境中的作用越来越凸显。

住房和城乡建设领域已经成为经济建设的重要战场。推动城镇化提速提质发展,可释放出巨大的投资和消费需求。建筑业作为支柱产业的支撑作用日益凸显,建筑业的增加带动了GDP增长,经统计,2018年建筑业占GDP的比重为6.9%(数据来源于国家统计局)。房地产和市政服务业在促进经济发展和改善群众住房条件方面发挥着重要作用,房地产投资在民间投资中占很大比例,统计2019年1—6月的数据,其占比达到34.17%(数据来源于国家统计局)。城市老旧小区改造和农村人居环境改善是当前和今后城市经济发展新的增长点。

住房和城乡建设领域已经成为经济转型升级的主载体。近年来,我国大力实施城乡基础设施和基本公共服务均等化、新型城镇化和城乡一体化等,有力助推了经济转型升级。同时,推动了BIM技术、物联网、人工智能在工程建设项目设计、施工、运维、装配式建筑、绿色施工等方面的应用。

住房和城乡建设领域已经成为改善民生的主渠道。党的十九大报告提出,要在发展中补齐民生短板,在幼有所育、学有所教、劳有所得、病有所医、老有所养、住有所居、弱有所扶上不断取得新进展。其中,实现“住有所居”是最大的民生问题。

住房和城乡建设领域已经成为依法治国的主抓手。深化法治政府的建设,扎实推进城市执法体制改革,特别是在住房和城乡建设、环境保护管理、市场监督管理、交通管理,以及水务管理方面依法设定的、与城市管理密切相关的行政处罚权,由城市管理综合执法机构集中统一行使后,住房和城乡建设部门承担的任务更重、责任更大。

住房和城乡建设领域已经成为生态文明建设的主力军。从处理垃圾污水、改善人居环境、发展绿色建筑、治理施工扬尘,到综合治理城市、建设美丽乡村、防治大气水土壤污染、推行垃圾分类和厕所革命等,住房和城乡建设部门职能已涉及生态文明建设的方方面面。

党的十九大对党和国家事业发展做出了顶层设计,住房和城乡建设事业是党和国家事业的重要组成部分,因此,住房和城乡建设领域不能只停留在各企业信息化项目建设的自发层面,需要从全局的角度出发,对城乡建设事业在新型城镇高质量发展、生态建设、民生保障与改善等各方面统筹规划,从国家层面出台纲领性文件,形成统一的目标和路径。

1.2.1 主要发展目标和任务

改革开放40年来,城镇化进程波澜壮阔,城乡面貌发生了翻天覆地的变化。住房制度、建筑业体制、城乡规划建设管理体制等改革深入推进,住房和城乡建设事业在改革大潮中不断发展前进,群众居住条件显著改善,城乡建设成就斐然,建筑业快速发展,规模明显扩大。

建筑业信息化是建筑业发展战略的重要组成部分,也是建筑业转变发展方式、提质增效、节能减排的必然要求,对建筑业绿色发展、提高人民生活品质具有重要意义。

住房和城乡建设部于2016年发布的《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》中提出了要全面提升建筑业信息化水平,加强大数据、云计算、物联网、智能化、移动通信等信息技术的集成应用能力,建筑业网络化、数字化、智能化取得突破性进展,初步完成一体化行业监管和服务平台建设,数据资源利用水平和信息服务能力得到显著提升,形成一批具有较强信息技术创新能力和信息化应用达到国际领先水平的建筑企业,以及具备关键自主知识产权的建筑业信息技术企业。

住房和城乡建设部于2016年7月发布了《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》(以下简称《规划纲要》),明确了“十三五”时期全面推进住房城乡建设事业持续健康发展的总体要求和主要目标,从13个方面提出了五年规划的重点任务和重大举措,内涵丰富,精心谋划,行稳致远,为“十三五”时期住房城乡建设事业做出全面安排部署[2]

《规划纲要》是全面建成小康社会、实现第一个百年目标的收官规划,也是我国经济发展进入新常态下的首个五年规划。与“十二五”专项规划相比,《规划纲要》是依据党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神,根据中央城市工作会议对住房和城乡建设工作提出的新的目标和要求编制的五年规划,包含了住房和城乡建设事业的各项工作,综合性更强、含金量更高,是指导住房和城乡建设事业改革与发展的全局性、综合性、战略性规划。

综上所述,城乡建设应结合住房和城乡建设发展目标规划,依托物联网相关技术,提升城市基础设施建设水平,提升城市承载力和系统化水平,用统筹的方式、系统的方法加强城市基础设施建设。

1.2.2 住房和城乡建设领域物联网应用

1.小网连家庭

在过去,个人计算机和手机是人们和数字世界连接的最主要方式。但现在以至未来,人们不再只依靠它们来连接,而是可以依靠冰箱、电视、手表等和数据世界发生联系。下班到家,门开的时候,房间灯已经打开,空调或取暖设备将自动调整房间温度,而音箱里已经开始播放温馨的音乐。房间很干净,因为扫地机器人已经将房间打扫了一遍。随着物联网的进一步发展,家庭的智能,也不仅是完成指定任务,而是更充分地与人互动。冰箱可以告知牛奶已喝完,智能洗衣机可以告知该补充洗衣液。智能家居系统,通过家庭电器的相连实现了房间的智能化。

物联网正在以多样化的形式渗透到人们的生活当中。2017年全球共有840万个物联网(IoT)在全球范围内使用,比2016年增长了31%,2020年达到204亿个。这是通过互联网传播的大量智能设备,它对人们的家庭生活产生了影响,人们的生活和世界将会发生巨大的变化。下面通过一些现实案例说明物联网技术给人们生活带来的改变。

1)智能家居

清晨,在舒缓的音乐中慢慢苏醒。智慧家电动窗帘缓缓开启,温暖的阳光洒满卧室。智能系统为我们提示今日的天气情况,并分享晨间新闻资讯。穿戴整齐后,准备出门,便用手机一键开启离家模式。灯光渐渐关闭,电视、空调等家电设备开始休息,安防系统(水浸传感器、燃气传感器等)进入戒备状态,时刻监测家中的状况,一有情况便会汇报到我们的手机上。天气总是阴晴不定,上午还是晴天,这会儿却暴雨骤降,衣服和鞋子还晾在阳台,人却还在公司开会。不用担心,风雨传感器感知到风雨后,会联动开窗器把窗户关闭,毫不费力地解决此类突发状况。回家途中用手机将智能系统开启回家模式,空调自动运行调节室内温度,热水器自动加热,窗帘徐徐拉开。到家后智能门锁开启,可实现一秒入户,门厅感应灯自动打开。在看电视时,客厅智能照明设备轻轻松松营造出电影院的观影氛围,灯光亮度自适应慢慢降低,窗帘自动缓缓拉下。夜深了,躺在床上倦意袭来,如果不想起身,只要说句“我睡觉了”,智能系统就能立马开启睡眠模式,将卧室里的所有灯光关闭,同时将电视关闭。人们在安心睡觉的同时,安防系统默默地守护着家庭的安全。就这样,轻松度过了舒适的一天。

智能家居可为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境,这是在互联网环境里物物相连的体现,即通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、空调控制系统、安防系统、窗帘控制系统、影音服务器、影柜系统、数字影院系统、网络家电等)连接到一起,提供家电控制、环境监测、防盗报警,以及可编程定时控制等多种功能。智能家居与普通家居相比,除传统家具的居住功能外,还具备全方位的信息交互功能,甚至可以节约各种能源费用[1]

2)家庭安全

“高大上”的企业级应用通过物联网技术逐渐走进普通家庭,安全监控系统的引入则进一步保障了家庭安全。现在,不论房子有多大,通过安装几个家庭监控摄像头,就可以完成家庭监控系统的搭建。这些摄像头通常配置广角镜头,并内置移动传感器和夜视仪等先进功能,可拍摄720P或1080P画面的视频,还可以通过手机应用随时随地查看室内的状态。

物联网门锁是家庭安防的第一道防线,具备强大的功能,如多种开锁方式、防盗警报、亲情提醒、家居联动等功能,适用于家庭的每一个成员。

除了家庭监控系统用到的摄像头,家庭安全设备还包括智能门铃(内置摄像头)、窗户传感器、烟雾探测器等。这些设备与监控摄像头配合使用,可以增强家庭的安全防护,减轻安全隐患。

3)家庭医生

物联网技术不单应用在运动和健身监测方面,也已经涉及个人健康与护理领域。

清晨,一支牙刷也可以通过蓝牙与智能手机连接,智能系统可以根据用户刷牙的数据生成分析图表,估算口腔健康情况。夜里,随着困意来袭,灯光自适应由亮变暗,空调调至合适的温度;睡眠监测器开始记录睡眠状态并生成健康报告发送至手机App,让人们能够随时掌握自己的健康状况。

对于有老人的家庭来说,可以在卧室装一个紧急按钮。当老人半夜身体不舒服的时候可以按下紧急按钮求助,子女便可以及时赶到老人身边进行处理。另外,血糖分析仪等家用自检设备也可以实现基础的自我护理及保健应用功能。

科技改变生活,物联网技术已悄然应用在人们的生活中,通过对物联网家居设备的使用,各种看似烦琐的事情都变得轻松与舒适。我们相信,未来的家庭生活会因物联网不断地应用开发而变得更加美好。

2.中网连社区

目前,我们正处于一个技术日新月异、消费不断升级的时代。大数据、物联网、区块链、5G、人工智能等概念不断涌现,让“好社区”不断被重新定义。“互联网+”背景下的“智慧社区”之所以受到人们的广泛关注,是由于其能够为人们的生活带来很多的愉悦和便利,改善人们的生活质量,提高人们的生活幸福感。

然而,人们对“智慧社区”的认识还存在一些分歧。一些“智慧社区”项目缺乏大数据管理平台的支撑和售后服务,只是简单地在智能产品上安装应用;还有一些“智慧社区”项目仅针对单一场景应用,因此可控性较差,缺少产业链上下游融合与延伸服务。究竟什么样的社区才能叫作“智慧社区”?真正意义上的“智慧社区”不是简单地安装智能单品,而是为满足人们的智能化需求提供一个系统的解决方案。

首先,坚持以问题为导向,优先解决人民群众日常生活中迫切需要解决的痛点和难点,提出合理的解决方案。如居民用水、电、气的安全。其次,要网络互通,“智慧社区”不是简单地通过宽带网络建设控制家居设备,而是要构建“以人为本”的系统工程,通过信息化技术手段预判生活中潜在的安全风险,涉及人们日常生活的方方面面,如监控燃气、水、电的安全风险,让住户能够通过自动监控及时采取防范措施,或在风险刚发生时就让住户知晓,这比自动窗帘、自动关灯、自动开关空调等功能更重要。只有充分考虑社区居民的实际生活需求,才能使相关系统更好地实现互联互通、惠民利民。

围绕“便民、惠民、利民”的原则,打造“智慧社区”的基础设施与网络、高效便民的智能服务体系、安全可靠的社区管理服务体系,实现社区居民“吃、住、行、健、购、娱”生活六大要素的网络化、数字化、智能化、互动化和协同化。一方面,能够显著提升社区安全管理的能力和水平,夯实智慧城市建设的基础;另一方面,也可以大大提高社区居民公共服务的质量和效率,给居民带来更多的获得感和幸福感。

1)构建智慧社区布控的三道防线

通过在社区出入口、公共区域,以及单元门布设监控终端和人脸自助核验门禁智能终端,构建“前端安防设备+人工智能+大数据”的立体化治安防控体系,形成“智慧社区”的三道防线,做到“人过留像、车过留牌”,不仅对社区安全进行了全方位监控保障,而且为公安部门开展缉查布控等相关业务提供数据支撑。智慧社区布控图如图1-4所示。

出入口:智慧社区的第一道防线是出入口的安全防控,由出入口车辆卡口、人脸自助核验闸机组成,可以实现陌生人提醒、尾随告警及重点目标布控告警。

公共区域:在社区内固定安装一些监控摄像机,全覆盖社区公共区域,进行24小时监控值守,可随时掌握人员车辆的活动情况,并对危险区域发出警告。

单元门:为每栋社区楼宇单元门安装人脸自助核验门禁、半球摄像机与烟感探测器,提升安全防护,杜绝消防隐患。

图1-4 智慧社区布控图

2)打造智慧社区管理的三类应用

(1)对于社区工作人员。

充分利用信息化手段,建设云平台、视频监控平台、视图库平台,搭建基于电子地图的“智慧社区”房屋、人口、车辆、动态人像及事件的可视化数据库,实现“智慧社区”在人口管理、车辆管理及治安防范等方面的效率和质量的提升。

实有人口管理:采用多种登记方式,督促社区居民主动登记个人信息。如物业上门登记、手机App自助登记、手机App开门功能自助开通、“刷脸开门”登记等。通过多种信息化手段完成人员数据的动态管理,形成社区工作人员人口登记工作闭环。利用平台对前端门禁设备、监控设备等数据的采集与分析,实现社区人物轨迹跟踪、人员性质分析,并将分析结果推送到辖区工作人员的手机App中,完成居民信息核查。

通过社区人员登记信息、社区出入情况,以及房屋信息的关联关系,分析得出房屋性质是属于自住还是出租,租户形式是群租还是合租等,协助工作人员进行房屋信息采集与核查,提升人口数据、房屋数据的准确性,优化人员管理模式,整治群租乱象。

机动车管理:通过出入口车辆卡口设置,实现不停车通行、社区车辆信息采集与管控、空余车位统计等功能。针对外来车辆,可使用空余车位感知设备,对外来车辆进行停车引导,缓解社区、老旧小区“停车难”的问题。

非机动车管理:通过搭建智能电动车棚,可实现出入口“刷脸开门”、非机动车充电保护及消防联动等功能。同时,针对非机动车失窃问题,一方面,闸机“刷脸开门”的功能限定了社区出入人员的范围,实现无人值守的同时也降低了电动车偷盗事件的发生概率;另一方面,“GPS/北斗+LBS”的定位模式可以对车辆进行轨迹跟踪,上锁双保险。

(2)对于社区居民。

全新的社区管理模式不仅为社区竖立起一道牢固的安全防护体系,而且“智能车棚”“刷脸开门”也为社区居民的出行、居住带来了极大的便利,社区品质也得到了提升。

(3)对于住区/街道、物业。

利用各种智能技术和方式,整合社区现有的各类服务资源,能够更精准地了解社区居民信息,及时开展孤寡老人关怀、健康讲座、儿童放学通知等活动,为社区居民提供更多人性化、定制化服务。

智慧社区是“智慧城市”的一个“细胞”,智慧社区的建造将“智慧城市”的概念引入了社区,以社区大众的幸福感为起点,通过打造智慧社区为大众提供便利,加速和谐社区的建造,推动区域社会进步。智慧社区将是一个以人为本的智能服务体系,能够让居民充分享受社会现代化发展的成果,引领社会发展进步。

3.大网连城乡

当前,全球正在兴起新科技革命和产业变革,以互联网、云计算、大数据、物联网、5G、区块链为代表的新一代信息技术,正快速向装备制造、建筑家居、物流交通、环保节能、农业食品、电子消费、文化教育、生活服务等领域广泛渗透。中国正处于城镇化加速发展的时期,一些地区“城市病”日益严重。为更好地解决城市发展中遇到的问题,实现城市可持续、高质量发展,建设智慧城市已成为中国城市发展的必然趋势。

智慧城市的概念源自IBM公司2008年提出的智慧地球的理念,是在数字城市基础上结合物联网技术的产物,被认为是信息时代城市发展的方向,是新的城市发展建设模式,其实质是充分运用云计算、大数据、物联网、空间地理信息、5G集成等新一代信息技术,打造集城市规划、设计、建设、管理和运营服务于一体的智慧化体系,推动城市运行系统的网络化、高效化、智能化,为城市居民创造更加美好的生活,使城市发展更加和谐、充满活力[3]

2008年为智慧城市的起步阶段,其建设的重心是通过政府内部系统改造来实现政府管理效率的提升。第二阶段,智慧城市建设的重心则是面向自然人、法人和城市管理者的不同需求搭建多样化的融合服务平台。今天,城市变得越来越复杂,面对这样一个复杂的体系,智慧城市发展到第三阶段。第三阶段在第二阶段的基础上,围绕城乡建设的重点、痛点与难点,助力智慧城市建设,让城市成为智慧的有机体。

以深圳为例,这个迅速崛起的城市面临最严重的“城市病”是交通堵塞。为此,政府“对症下药”,引入中国平安的“智慧交通”平台,并将其应用在城市道路拥堵预测、道路违法识别、现场事故远程定责及信息共享等多个场景,有效引导市民错峰出行,缓解了一定的交通压力。据监测数据显示,在“五一”深圳大鹏半岛试点期间,车速整体提升51.5%。

以北京为例,奥运会对北京经济的带动作用明显,城市面貌发生了翻天覆地的变化,城市发展正处在一个新的历史起点上。为应对首都“大城市病”的治理需要,强化城市精细化管理,北京积极探索物联感知、数据驱动、众创共治的城市治理新路子,创新了智慧城市建设和社会管理方法,提出了建设基于感知、分析、服务、指挥、监察“五位一体”的城管物联网平台,开启了基于创新2.0的公共服务模式、感知数据驱动的高峰勤务模式和“巡查即监察、巡查即录入”的工作模式,加强服务能力建设,增强与公众的互动和与社会的协同,提高快速响应群众诉求的能力和处理突发事件的能力,提高城市管理的精细化、智能化、社会化水平,实现从数字城管向智慧城管的跨越。