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基于主动安全和数字孪生技术的智慧社区建设赵雪莲，赵丽琴（石家庄学院 理学院，河北 石家庄050035）摘要：社区治理作为社会治理的重要组成部分，其治理水平的有效提升对完善社会治理体系、提升社会治理效能、保障社会稳定具有重大意义。主动安全在社会治理领域的提出，在丰富主动安全内涵的同时，也给社会治理提供了新思路。伴随着智慧城市建设的发展浪潮，大数据、人工智能、云计算、数字孪生、区块链等技术在社会治理领域的扩展应用，为智慧社区的数字化治理平台建设提供了技术支持。从主动安全技术入手，搭建基于主动安全和数字孪生技术的数字化社区治理平台，能充分提升社区风险预测、预警和预控能力，辅助提升社会公共安全治理水平，完善公共安全体系，从而有效推动公共安全治理模式向事前预防转型。关键词：智慧社区；主动安全；数字孪生中图分类号：F490.6；C916文献标识码：A文章编号：1673-1972（2023）04-0065-05一、数字化背景下的新型智慧社区建设要求2022 年中国国际数字经济博览会开幕式现场发布的 2022 中国数字经济发展研究报告 中列出了我国数字经济百强城市，其中河北石家庄排名第30 位。石家庄市政府出台的 石家庄市数字经济发展规划（2020-2025）（以下简称 规划）中提出：要将石家庄打造成为具有核心竞争力和国际知名的“中国数字新城”。为实现这一目标，规划 中明确提出了包含以推动“数字产业化、产业数字化、数字化治理”为主线，主抓包括“提升政府治理和民生服务数字化水平”及“推进新型智慧城市运行管理体系建设”两项数字化治理任务在内的八项任务。在“提升民生服务数字化水平”中，明确提出了要打造安全便捷的平安社区。该举措旨在提升社区公共安全基础设施感知能力，加强智慧社区前端智能感知和立体感知，实现社区异常情况及时发现和快速响应。另外，社区作为城市中的重要组成元素，当楼宇、社区等一个个基础建筑单元的数字化蔓延到整个城市的数字镜像，说明能够轻松触达过去、感知现在、预见未来的智慧城市已逐步靠近。依托互联网、大数据和云计算的数字经济，推动了智慧城市建设。而推进智慧社区建设、提升数字化治理水平，有助于实现“中国数字新城”的建设目标。二、我国智慧社区发展历程及建设现状（一）智慧社区发展历程智慧社区是充分应用大数据、云计算、人工智能等信息技术手段，整合社区各类服务资源，打造基于信息化、智能化管理与服务的社区治理新形态。1智慧社区的建设目前正处于三重风口叠加之际，一是基层治理体系方面，以街道社区为场景的基层治理体系接下来会爆发式增长；二是老旧小区改造方面，新城建加速推动全国 17 万个老旧小区改造；三是物业转型升级方面，住建、工信等六部委联合发文推动物业加快发展线上线下服务。同时，各地政府也在积极探索“智慧社区”建设，已有 31 个省近 280 个城市或地区提出了建设“智慧社区”的目标和规划，其中：68 个大型城市提出规划和发展思路；212 个中型城市提出规划，部分启动建设计划。图 1 展示了我国智慧社区的发展历程。（二）智慧社区建设现状智慧社区建设发展迅速，但因受地域、经济等多收稿日期：2022-11-11作者简介：赵雪莲（1988-），女，山东烟台人，讲师，主要从事大数据分析与处理、数字化及主动安全研究。第 25 卷 第 4 期石家庄学院学报Vol.25，No.42023 年 7 月Journal of Shijiazhuang UniversityJul.2023 2015年以前，智慧社区主要功能为记录数据，使物业管理进入数字化时代。2015年，智慧社区建立了人与物的联结能力，完成了数字化的产品。2016年至今，智慧社区进入AI的初级阶段，车牌识别等AI技术广泛应用，人脸识别、行业进一步发展。种因素影响，各地智慧社区的部署差距较大。以石家庄为例，裕华区部署的电信领域的智慧社区产品主要面向政府监管及物业管理需求，提供的应用服务主要包括物业缴费、电子巡更、物管网盘、周界防护、能耗监控、体温监测、智能门禁、人脸门禁、对讲门禁、防疫门禁、安全充电、智能烟感、燃气检测、智能门磁、视频监控、人脸抓拍、高空抛物、车牌识别、违停告警、电瓶车识别、智慧党建社区版、网格化管理、智慧停车等服务，满足了基本物业管理需求，但距离规划中智慧平安社区的要求还有一定的差距；而长安区内暂无智慧社区相关产品部署，社区的数字化治理水平可见一斑。由此可见，推动社区治理现代化既是持久战，也是攻坚战。（三）智慧社区建设中存在的问题一方面，目前部署的智慧社区产品从功能上来说仍是以满足物业基本管理为主。人脸识别等 AI 技术、人工智能应用场景不断增加，一定程度上实现了社区智能，但对“人”这一主体的关注度依然较低。另一方面，缺乏对社区环境如楼宇、水系、植被等动态变化因素的及时响应等，这与打造“智慧平安社区信息平台、提升社区治理能力的要求存在较大差距。再者，现行智慧社区产品中针对安全治理模块，如智能烟感、燃气检测等技术，主要实现机制是事发时的报警，无法进行事前预防，即无法实现社区安全治理模式向事前预防转型。三、智慧平安社区建设思路规划 中明确提出智慧平安社区应能实现社区异常情况及时发现和响应，推进家居生活设备设施和家庭生活环境的智能化管理，推送社区楼宇智能化改造，建设成为集医疗、健身、社保、文化、体育、养老等便民服务于一体的智能管理平台，最终与城市电子政务进行对接，赋能“城市大脑”的建设。对比现状与目标的差距，对现有智慧社区产品提出以下两方面的改进建议：一是引入主动安全技术，助力社区安全治理模式向事前预防转型，进而推动社会公共安全治理模式优化；二是引入数字孪生技术构建虚拟社区，通过数字化平台对社区中所有要素进行统一管理，实现社区的可视化、实时性、全方位运维。（一）将主动安全引入社区治理主动安全发源于汽车领域，近年来向更广领域发展的趋势明显。阎耀军教授等人在 2023 年发表的基于前馈控制和未来学导向的主动安全系统 一文中，首次对社会治理领域的主动安全概念进行了定义：主动安全是以前馈控制为逻辑起点，以未来导向为无限空间，以现代科学技术为主体，整合所有安全管理内容，使其变为一种可实操的预控技术系统，2即主动安全是一种可实操的预控技术系统。主动安全概念在事前预测及预防这一维度与构建智慧平安社区的理念是一致的，因此可以在现有智慧社区产品平台基础上增加主动安全模块的构建。（二）数字孪生赋能社区数字化建设数字孪生技术能够通过模拟仿真，基于现实场景构成时空仿真的虚拟场景，从而实现在虚拟场景中对城市问题和风险的仿真实验和演练，再结合大数据、人工智能等技术整合，深入分析城市日常运行中可能存在的隐患，预测城市各类公共安全事件，以完备应急管理工作，为城市建设、风险治理等提供指导。数字孪生技术的嵌入过程，将物联网技术、智能机器学习技术等融为一体，形成了庞大的技术融合产业链，不同的数据、技术、知识等资源要素通过数字孪生平台得到汇聚，为城市风险治理的智能化提供技术支撑，以提高城市治理的智能化水平。住房和城乡建设部发布城市信息模型（CIM）基础平台技术导则 后，雄安新区、深圳、杭州、厦门、重庆等城市陆续探索“数字孪生”技术在城市管理领图 1中国智慧社区发展历程石家庄学院学报2023 年 7 月66域的应用。在我国，数字孪生技术已在智慧城市建设、智能制造推广、智慧网络搭建等领域广泛应用。作为虚实相融的重要抓手，数字孪生技术已日渐成为推动数字经济发展的重要动力。数字孪生技术迅速推广应用的重要原因在于其充分利用物理模型、运行历史、传感器更新等数据，形成了多学科、多尺度、多概率的仿真过程3，并有助于评估未来风险。与应用在智慧城市建设方面的理念相同，数字孪生技术同样可以引入智慧社区建设。CIM 平台是以三维城市数字空间为构建对象，推广至社区建设，则是以三维社区数字空间为构建对象，集成多尺度和多维度的社区信息数据，实现社区风险治理问题的虚拟场景化处理，从而实现实践结果的超前预判，避免实际消极影响的产生。例如，可以基于该技术结合 VR 仿真技术等模拟社区常见的火灾风险，居民通过智慧社区平台，可以身临其境地感受火灾事件，一是加深居民安全意识，二是通过对模拟场景下应急处理机制效果的评估来提升社区治理水平。四、智慧平安社区数字化治理平台构建（一）数字化背景下的智慧社区建设目标构建网格化管理、精细化服务、信息化支撑、开放共享的智慧社区服务平台，初步打造智慧共享、和睦共治的新型数字社区，以提高社区治理和服务智能化水平，从而更好感知社会态势、畅通沟通渠道、辅助决策施政、方便群众办事。智慧社区以网格化管理为基础，整合各类网格数据和资源，形成各级数据的互联共享，为各部门提供统一的工作平台，进而提升社区治理的针对性、主动性、实效性。网格化管理是指通过采集社区基础数据，包含实有人口、实有房屋、实有单位、实有安防设施、实有力量装备和实有警情数据标准等，以实现社区管理、物业管理、预警管理等功能。（二）智慧社区建设重点任务数字化背景下的新型智慧平安社区构建过程中，重点功能模块及应用场景包括：（1）集约建设智慧社区平台；（2）拓展智慧社区治理场景，即依托智慧社区综合信息平台，建立健全民情反馈、风险研判、应急响应、舆情应对机制，提升社区全周期管理水平；（3）构筑社区数字生活新图景，推动就业、健康、卫生、医疗、救助、养老、助残、托育、未成年人保护等服务“指尖办”“网上办”“就近办”；（4）推进大数据在社区的应用，即充分依托自然资源和地理空间基础信息库，加强地名地址信息管理，完善社区重点场所、常住居民、流动人口、失能老年人、未成年人和精神障碍患者等重点人群基础数据，深化大数据挖掘应用，提高基于高频大数据精准动态监测预测预警水平；（5）精简归并社区数据录入，完善统一采集、统一制表、统一报送机制，加快建立标准统一、动态管理的社区数据资源体系；（6）加强智慧社区基础设施建设改造，实施城乡社区综合服务设施智慧化改造工程，加快部署政务通用自助服务一体机，完善社区政务、便利店、智能快递柜等自助便民服务网络布局。（三）将主动安全概念引入社会治理的注意事项在社会治理领域构建主动安全系统时，需要考虑到社会性质的特殊性、复杂性，不能简单将汽车领域、社会安全生产领域的主动安全概念直接移植到社会治理领域，需要引入或创造现代社会管理技术。例如，来源于工业膜技术的社会膜技术、来源于地理信息系统的网格化管理技术及来源于项目风险诊断的社会风险评估技术等。2（四）基于主动安全的智慧平安社区概念模型2基于主动安全在社会治理领域的扩展定义，该模型设计以前馈控制理论为基础，以数学模型、智能算法、大数据技术等为技术手段，建构智慧平安社区概念模型（见图 2）。创新的筛选技术、仿真推演技术结合社区治理现有的被动安全技术等既可以进行社区风险事件发生时的模拟、预演，也可以在风险事件发生后提供良好的应对措施，进而不断提高社区风险预案与应对能力，实现主动安全构想和社区治理能力现代化。（五）社区主动安全模块场景设计构建基于主动安全的数字化社区治理平台，是以满足社区中每个家庭各方面的需求为切入点，设计了七个社区主动安全模块场景，并赋予每个模块具体的功能（详见表 1）。（六）社区主动安全管理系统中的技术创新点“外生风险的识别与拒止”和“内生风险的预测与控制”是智慧平安社区统一管理平台的两个重要创新模块。其中：外生风险识别与拒止就是指基于社会膜技术的风险评估与阻断技术，是对社区环境中存在的潜在风险因素进行主动识别并主动采取预防措施，如火灾、燃气泄露、高空坠物、盗窃等高概率风险，均可以通过技术手段及时推送报警，最大程度避赵雪莲，赵丽琴：基于主动安全和数字孪生技术的智慧社区建设第 4 期67免风险事件的发生。内生风险推演是指通过仿真推演的主动安全预测与防范技术。通过数字孪生技术构建“虚拟社区”，结合 VR 技术在社区搭建模拟厅，让居民身临其境地体验风险事件的发生以及导致的灾难性后果，结合一系列安全教育、规章制度管理等手段尽可能避免风险发生。基于主动安全在社会治理领域上的广义定义，数字孪生技术本身也可纳入主动安全的技术范畴。因此，基于虚拟社区平台数据的智能趋势预测及智能态势感知和提醒督导等均属于推演预测范前馈控制理论大数据与物联网技术数学模型与智能算法理论依据技术手段技术手段智慧平安社区管理平台社区主动安全管理系统外生风险的识别与拒止内生风险的预测与控制筛滤技术仿真推演技术社区被动安全管理系统社区风险推演与预控社区风险预案与应对荩荩荩银银茛图 2智慧平安社区概念模型图模块功能教育培训意识是行为的先导。被动安全主要依靠事后补救，主动安全主要依靠事先防范，这与人的安全意识及所掌握的安全知识及技术手段息息相关，因而必须进行教育培训。基于社区网格化管理模式，以家庭为单位进行主动安全意识的教育培训工作并对其效果进行指标化的检测考核、赋权显示、追踪管理等。幼儿（0-6 岁）安全网格员基于设计好的调查表，对幼儿家庭中所涉及幼儿安全的隐患（如电气安全，电吹风、电磁炉、插头线板、洗衣机、窗台、浴缸、厨房、药品摆放等）进行排查和排除，并将其安全指数通过网格化管理平台予以显示。独居者安全主要针对空巢老人、只身在城市打拼的中年科技工作者人群，主要表现形式是不慎摔倒、突然昏厥、突发心血管疾病以及搬移重物时受伤等情况。设计预先防控措施和事故发生时的自动应急启动功能。智慧家居以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智慧护老利用物联网技术，通过各类传感器，使老人的日常生活处于远程监控监测状态。宠物安全宠物伤人而引起邻里纠纷，扰民而引起众人不满，以及还有卫生防疫问题等，针对以上场景设计主动安全策略，提升社区管理满意度。健康检测包括传染病的诊测和预防等，设计一套简易的监测系统可以实现疫情突发及常态化疫情期间的社区居民基础数据的数字化管理。表 1社区治理主动安全应用场景石家庄学院学报2023 年 7 月68围的主动安全技术。五、总结本文通过介绍数字经济背景下智慧社区的发展及存在的问题，将主动安全在社会治理领域的应用扩展至社区治理，并阐述了主动安全与数字孪生等现代技术相结合构建平安社区、平安社会的可行性及重要性。在了解石家庄智慧社区建设目前存在的问题及不足的基础上，提出了基于主动安全和数字孪生技术建设智慧平安社区数字化治理平台的构想。笔者相信，这一构想对于贯彻石家庄市数字经济发展规划、提高公共安全治理水平、推动公共安全治理模式向事前预防转型、提升政府治理和民生服务数字化水平以及贯彻二十大提出的“推动国家安全体系和能力现代化”具有重要的现实意义。参考文献：1连君.数字化社区建设中的问题与对策研究D.青岛：中国海洋大学，2014.2阎耀军，王桂芳，赵丽琴，等.基于前馈控制和未来学导向的主动安全系统J.深圳社会科学，2023，（1）：93-105.3刘西友.数字经济制度体系构建研究D.北京：中共中央党校（国家行政学院），2021.4胡亚玲.数字经济影响中国经济增长的路径研究D.兰州：兰州财经大学，2021.5张威.耦合与嵌入：数字挛生技术赋能韧性城市建设J.湖北文理学院学报，2022，（9）：35-40.6陆园园.“回天大脑”数字赋能城市治理J.首都发展与首都治理，2022，（9）.7周瑜.数字经济影响公共服务的经济学机理与实现路径研究D.北京：中国社会科学院大学，2020.（责任编辑周亚红）Intelligent Community Construction Based on Active Security and Digital TwinTechnologyZHAO Xue-lian,ZHAO Li-qin(School of Science,Shijiazhuang University,Shijiazhuang,Hebei 050035,China)Abstract:As an important part of social governance,the effective improvement of the governance level ofcommunity governance is of great significance to the improvement of the social governance system,the improvementof social governance efficiency and the guarantee of social stability.The proposal of active security in the field ofsocial governance not only enriches its connotation,but also provides a new idea of social governance.Along with thevigorous development of intelligent city construction,the application of advanced technologies,such as big data,artificial intelligence,cloud computing,digital twin and block chain are also becoming more and more extensive,which provides technical support for the construction of digital governance platform for intelligent community.Fromthe active security technology,building a digital community governance platform based on active security and digitaltwin technology can fully improve the capabilities of community risk prediction,early warning and pre-controlability,and then help to enhance the level of social public security management,to improve the public securitygovernance system,so as to effectively promote public security governance mode to prevent transition.Key words:intelligent community;active safety;digital twin赵雪莲，赵丽琴：基于主动安全和数字孪生技术的智慧社区建设第 4 期69