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倫敦奧運公園九大物聯網案例:Wi-Fi人流分析到動植物監控

奧林匹克公園是2012年倫敦奧運主會場,其中幾處較知名的場館包括倫敦體育場(現為英超球隊主場)、倫敦水上運動中心(Zaha Hadid設計的流線型建築)和倫敦室內自由車館。圖擷自維基百科
奧林匹克公園是2012年倫敦奧運主會場,其中幾處較知名的場館包括倫敦體育場(現為英超球隊主場)、倫敦水上運動中心(Zaha Hadid設計的流線型建築)和倫敦室內自由車館。圖擷自維基百科

出了東倫敦的斯特拉特福(Stratford)地鐵站,大批人潮隨即推湧進入大型購物中心。若是第一次來,很難想像在穿越這個購物中心後,映入眼簾的會是如此寬廣、遼闊的奧林匹克公園。

奧林匹克公園(Queen Elizabeth Olympic Park)是2012年倫敦奧運主會場,其中幾處較知名的場館包括倫敦體育場(現為英超球隊主場)、倫敦水上運動中心(Zaha Hadid設計的流線型建築)和倫敦室內自由車館。

在倫敦奧運結束十年後的今日,奧林匹克公園仍是倫敦人心中的驕傲,原因不外乎是公園內豐富的生態環境,滿足了人類休閒和野生動物棲息復育的需求;它也是倫敦最大的濕地公園,生活在其中的鳥類就有60幾種、超過十萬棵樹木。

除此之外,管理公園的倫敦奧運遺產開發公司(The London Legacy Development Corporation, LLDC),不斷強調奧運公園對東倫敦再生的重要性;現在持續開發園區內的住宅、學校與商業建築,使開放空間比例由當初的90%變為2022年的70%,也加速了倫敦的東擴。

特別的是,因為與其他倫敦公園的負責單位不同,奧林匹克公園成為倫敦新創及產、官、學的研發基地。在短近的未來,將能看到多所學校的創新與跨領域學程、世界級舞蹈中心及英國廣播公司(BBC)的大樓興建完成。而我所就讀的倫敦大學學院(UCL)的環境連結碩士學程(MSc Connected Environments)也將進駐即將完工的智慧大樓,將奧林匹克公園作為學生專案的實驗場域。

物聯網應用

本文介紹的公園內物聯網應用,部分是由我碩士課程的老師與企業合作建置與維運。我們學習過程中,常透過實際部署來理解在戶外建置物聯網應用的挑戰;更重要的是理解到,不是所有專案都如想像中美好,部分會成功,有些則失敗。值得肯定的是,因為有了奧林匹克公園,研發與創新的能量有了發揮。

物聯網存在的目的,無非是為了提高決策速度與品質,倚靠的則是有意義的資料搜集、分析與後續的人機應用。對於位於大型公園的物聯網系統來說,則是幫助不同的利益關係人深度理解動植物的生態與棲地、人流變化、共享運具的即時資訊、不可見的通訊強度分佈等。

因此,本文除介紹各專案內容,會盡量說明專案選擇特定技術的原因、困境,或不同利益關係人的想法。

接下來將介紹九個奧林匹克公園內的物聯網案例,也許你也能從中找到一些靈感,或改進作法,幫助我們有系統地認識自然與建成環境,並解決過往因洞察不足而無法行動的課題。

一、數位孿生平台ViLo(Digital Twin-ViLo)

這項專案是由倫敦大學學院環境連結碩士實驗室(UCL Connected Environments Lab,學術夥伴)與未來城市加速器(Future Cities Catapult,業界夥伴)合作。ViLo是一個虛擬的3D互動與即時資料視覺化的平台,最早是用於2012年奧林匹克公園的參與式規劃基礎。

ViLo可支援桌機、AR、VR三種媒介,以獲得不同的互動效果。ViLo展現的是以3D建築環境為基礎,加上即時交通資訊、天氣資訊、園區路線規劃,甚至WiFi熱點使用情況等資料的視覺化。

有趣的是,所有資料皆使用公開資料或免費API。

例如,建築物是利開放街圖(Open Street Map)與Mapbox API資料,每個建築物皆保留原先在OpenStreetMap的語意編碼,後續若有更多分析需求,可依循編碼檢索不同的資料屬性;另外,交通資訊,如共享自行車站的位置與可用數量、公車與地鐵的站點位置與即時班次,則是運用倫敦運輸局(Transport for London, TFL)的API,這個API也是公共交通與地圖服務商Citymapper在倫敦發跡時所使用的。天氣資訊則是使用W Underground的API,園區路線規劃是使用MapBox API。

先前提到,ViLo支援三種使用模式,提供不一樣的分析功能。如使用VR模式進行3D的可視性分析,使用者更能身歷其境感受視覺差異;使用AR則讓使用者更方便在不同地方,甚至實際場景中,模擬不同方案帶來的感受差異。

ViLo平台持續優化至2017年,即便今日再回看當時的成果,仍非常驚訝於平台的完整度。這不禁讓我思考:為什麼在2012年就能夠有這種應用?

我相信,重要的原因是資料透明度。在整合與公開資料的當下,我們或許不知道能如何應用,但透過業界與學術界的動能,常有意想不到的創意。

二、建築營建的基地現場控制中心(Site Biometrics & AEC Production Control Room)

這項專案是由倫敦大學學院環境連結碩士實驗室(UCL Connected Environments Lab,學術夥伴)、倫敦帝國學院(Imperial College London,學術夥伴)、Mace(業界夥伴)、3DRepo(業界夥伴)合作進行。

我們可以想像,在一個大型營建基地中,每天會出入許多設備機具,這些機具(如起重機)可能來自不同承包商;同樣地,整個營建基地的人員管理也很複雜,每天都有不同承包商的現場作業人員進出。因此,不論是人員或硬體設備管理,都對安全、有效的作業至關重要。

除此之外,營建案的專案管理能力也是另一個重要議題,工程延宕與超支是對整體成本管控影響最大的。儘管在建築規劃與設計階段,皆仰賴數位工具,甚至是建築資訊模型(Building Information Model, BIM)來整合資訊、提前發現問題,但在營建基地的現場,仍是處於資訊不對等的狀態,負責人須依據更多現場的即時資訊,例如天氣、風向、建材進場狀況等監測,來決定是否調整施工計畫或人員調度。

因此,這項計畫的基地現場控制中心,整合BIM的3D建築模型資訊及即時營建基地狀況。這個資訊平台有三個主要畫面區,第一個是呈現建築設計內容,屬於過去已發生的資訊;第二是正在發生、待解決的議題,屬於當前的資訊;第三則是依照歷史資料所預判的未來情況。除此之外,是利用生物臉部特徵管制人員進出。

可惜的是,我沒有詢問到這項專案的使用者反饋、運作侷限及改進方向。

三、以園區WiFi熱點計算人流(Wifi Spark AP’s and People Count)

園區內總共設置30至40個Wi-Fi熱點,使用者需註冊會員,提供信箱、名字和郵遞區號以使用Wi-Fi。在英國,常見的郵遞區號是由五到六個英文字母與數字所組成,郵遞區號可精確指出個別建築物;若是較熟悉郵遞區號組成的人,甚至看前二至三個號碼就知道大概位置。

因為每個信箱代表一個註冊會員,園區會使用Wi-Fi熱點連結數計算人流。有些人也許會好奇:並不是所有人都會連上園區Wi-Fi,這樣數據準確嗎?

這個考量的確沒錯,因此園區搜集人流數量後,主要觀察的是固定時間內的人流變化,如一日中或一星期內的人流變化,就能更妥善安排公園的清潔與活動規劃。至於郵遞區號,則是讓園區掌握使用者從何而來。作為倫敦大型的運動公園、濕地公園,園區希望更了解真正使用者為何、是否達到規劃預期。若無,則要考慮是否受其他因素,如交通、設施差異性等影響。

市面上有許多計算人流的工具,像是百貨公司及商場常見的攝影機及影像辨識應用。然而公園空間太寬闊,攝影機鏡頭範圍無法有效覆蓋,園區才選擇以Wi-Fi觀察。

先前,正好有機會訪問管理公園的倫敦奧運遺產開發公司。其中一位負責公園內所有「改變與創新」的經理提到,目前園區蒐集到的人流等數據,皆是自用為主,每個月會製作一份數據報告,但並未提供給其他機構使用。

經理也說,了解「使用者在公園內所從事的活動」對他們來說非常重要,目前僅能從人流數據加以猜測,但未來若有某種服務能側面提供「活動相關」數據,則能幫助他們了解公園規劃設計與營運管理。

「全文轉載自未來城市(倫敦奧運公園九大物聯網案例:數位孿生、Wi-Fi人流分析到動植物環境監控(上)),欲了解更多智慧科技,請上未來城市官網

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