校園智能化系統(tǒng)搭建淺析

任寶立／張映珍（.哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計研究院，黑龍江哈爾濱50090；.河南省建筑設(shè)計研究院有限公司，河南鄭州45004）

校園智能化系統(tǒng)搭建淺析

任寶立1／張映珍2（1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計研究院，黑龍江哈爾濱150090；2.河南省建筑設(shè)計研究院有限公司，河南鄭州450014）

0 引言

2015年初，國家提出“互聯(lián)網(wǎng)＋”行動計劃，隨后以“移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)”為基礎(chǔ)的智能系統(tǒng)在國內(nèi)如火如荼地發(fā)展起來?！靶@智能化”作為最典型的智能系統(tǒng)之一，憑借高技術(shù)、高集成、易實施的特點成為當(dāng)代社會智能化發(fā)展的排頭兵。

雖然校園智能化已經(jīng)成為了各級校園的發(fā)展共識，但由于中國的智能化發(fā)展歷程較短、經(jīng)驗較少，大部分校園智能化設(shè)計都是從某個單獨的角度去考慮，導(dǎo)致各系統(tǒng)信息不對稱。目前全行業(yè)最急需的就是一個“完整的、可實施的”校園智能系統(tǒng)解決方案和建設(shè)程序，以從設(shè)計的角度綜合各個系統(tǒng)的集成。

作者從事電氣行業(yè)相關(guān)設(shè)計多年，設(shè)計過多個校園智能化系統(tǒng)，總結(jié)出一套以“建設(shè)管線和信息交互”為主干的校園智能化系統(tǒng)建設(shè)解決方案，該方案對校園智能化各系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行了分類，能夠更好地解決校園智能化各子系統(tǒng)設(shè)計中的統(tǒng)籌問題。

下面僅以某大學(xué)校園智能化系統(tǒng)的建設(shè)過程為例，從簡單、實用的角度闡述高校智能化系統(tǒng)的搭建與融合，為行業(yè)內(nèi)相關(guān)人員提供一個可參考的解決方案。

1 智能化系統(tǒng)涵蓋的內(nèi)容

本文所參考的高校智能化系統(tǒng)包含（但不僅限于）如下系統(tǒng)。

信息化應(yīng)用系統(tǒng)：公共服務(wù)系統(tǒng)、專業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（校務(wù)數(shù)字化管理系統(tǒng)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)評估音頻視頻觀察系統(tǒng)、多媒體制作與播放系統(tǒng)、語音教學(xué)系統(tǒng)、圖書館管理系統(tǒng)）、校園智能卡應(yīng)用系統(tǒng)、校園物業(yè)管理系統(tǒng)、信息設(shè)施運行管理系統(tǒng)、信息安全管理系統(tǒng)、通用業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

智能化集成系統(tǒng)：智能化信息集成（平臺）系統(tǒng)、集成信息應(yīng)用系統(tǒng)。

信息設(shè)施系統(tǒng)：信息接入系統(tǒng)、布線系統(tǒng)、移動通信室內(nèi)信號覆蓋系統(tǒng)、用戶電話交換系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)綜合布線系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、會議系統(tǒng)（包含同聲傳譯系統(tǒng)）、智能教學(xué)系統(tǒng)、信息導(dǎo)引及發(fā)布系統(tǒng)。

建筑設(shè)備管理系統(tǒng)：建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)、變電所綜合自動化系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)。

公共安全系統(tǒng)：入侵報警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出／入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、安全檢查系統(tǒng)、停車庫（場）管理系統(tǒng)、安全防范綜合管理（平臺）系統(tǒng)、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)。

機(jī)房工程：信息接入機(jī)房、信息設(shè)施系統(tǒng)總配線機(jī)房、智能化總控室、信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、有線電視前端機(jī)房、用戶電話交換機(jī)房、消防控制室、安防監(jiān)控中心、應(yīng)急響應(yīng)中心、建筑設(shè)備管理機(jī)房、一卡通機(jī)房、廣播機(jī)房、移動通信室內(nèi)信號覆蓋設(shè)備機(jī)房、智能化設(shè)備間（弱電間）、機(jī)房安全系統(tǒng)、機(jī)房綜合管理系統(tǒng)。

2 智能化系統(tǒng)搭建原則

上述智能化系統(tǒng)是按當(dāng)前相關(guān)規(guī)范規(guī)定的劃分方式陳述的，筆者認(rèn)為，工程實踐中按以下方式劃分更有利于工程設(shè)計人員理解及展開工作。

2.1 按土建工程是否配合預(yù)留管線劃分

軟件管理、應(yīng)用系統(tǒng)：此系統(tǒng)可以理解為運行在服務(wù)器上的應(yīng)用管理軟件，以實現(xiàn)對相應(yīng)信息終端上相關(guān)應(yīng)用的管理，如公共服務(wù)、圖書管理、專業(yè)業(yè)務(wù)、物業(yè)管理、信息設(shè)施運行管理、一卡通管理、信息安全管理、信息集成應(yīng)用、信息集成管理平臺、安全防范綜合管理（平臺）等系統(tǒng)，以及應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)等各類運行在服務(wù)器上的管理系統(tǒng)。

需預(yù)埋管線做路由設(shè)計的系統(tǒng)：此系統(tǒng)需要在進(jìn)行工程設(shè)計、施工時預(yù)埋管線才能實現(xiàn)系統(tǒng)功能，如建筑設(shè)備監(jiān)控、建筑能效監(jiān)管、智能照明、變電所綜合自動化、視頻安防監(jiān)控、入侵報警、出／入口控制、電子巡更、安全檢查、停車庫（場）管理、信息接入、布線、移動通信室內(nèi)信號覆蓋、用戶電話交換、無線對講、信息網(wǎng)絡(luò)、有線電視、公共廣播、會議等系統(tǒng)。

機(jī)房工程：顧名思義，放置各智能化系統(tǒng)設(shè)備的房間。機(jī)房工程是一個涉及很多專業(yè)的工程，不只是電氣專業(yè)，需要建筑、水、暖專業(yè)配合，電氣專業(yè)做為主專業(yè)需要對各配合專業(yè)提出設(shè)計需求。

2.2 按與數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)是否有信息交互劃分

無信息交互系統(tǒng)：包括用戶電話交換系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、移動通信室內(nèi)信號覆蓋系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)。如果這些系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計或者機(jī)房設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計，則可以進(jìn)行智能化系統(tǒng)集成，實現(xiàn)信息交互。

有信息交互系統(tǒng)：其他智能化系統(tǒng)。

按信息交換系統(tǒng)的有無劃分，能非常清晰地了解：哪些系統(tǒng)需要工程設(shè)計人員進(jìn)行線路設(shè)計；哪些系統(tǒng)不需要做線路設(shè)計但需要預(yù)留機(jī)房；哪些系統(tǒng)需要由設(shè)備廠家或智能化公司提供的軟件實現(xiàn)；哪些機(jī)房與信息中心機(jī)房之間是有聯(lián)系的，需要信息傳輸通道；哪些機(jī)房是完全獨立的。

2.3 智能化機(jī)房

智能化機(jī)房關(guān)系圖見圖1。其中，機(jī)房之間的連接線為粗黑實線，表示機(jī)房間有信息交互；機(jī)房之間的連接線為細(xì)線，表示機(jī)房與機(jī)房間沒有信息交互，數(shù)字化后可以進(jìn)行信息交互；機(jī)房之間無線路連接，表示機(jī)房之間相互獨立，或從其他集成平臺進(jìn)行信息交互。

這其間需要注意以下幾個問題。

1）雖然各智能化系統(tǒng)集成后可以通過集成平臺監(jiān)管或控制，但各個系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)獨立監(jiān)管控制，不受是否集成管理的影響。

2）根據(jù)工程管理情況及當(dāng)?shù)叵啦块T要求，消防控制室與安全防范管理機(jī)房可分開或合并設(shè)置。消防報警系統(tǒng)屬于安全防范系統(tǒng)集成的一個子系統(tǒng)，一般情況下消防控制室應(yīng)獨立設(shè)置，但按目前電氣消防設(shè)計情況而言，消防控制室改做電氣消防機(jī)房比較貼切。

3）一卡通系統(tǒng)由于需要對外開放校園卡充值等業(yè)務(wù)，而中心機(jī)房安全管理比較嚴(yán)格，因此一卡通機(jī)房最好與中心機(jī)房分開設(shè)置，但宜接近中心機(jī)房，便于信息通訊及集成管理。

4）建筑設(shè)備管理系統(tǒng)中電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備是否設(shè)置獨立機(jī)房（或設(shè)置在變電所內(nèi)）應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的管理部門確定，變電所交給電業(yè)部門維護(hù)管理時，電力監(jiān)控系統(tǒng)宜獨立設(shè)置管理機(jī)房或?qū)⑵湓O(shè)置在變電所內(nèi)（一個區(qū)域有多處變電所時宜統(tǒng)一設(shè)置一個電力系統(tǒng)監(jiān)控機(jī)房）；變電所由物業(yè)統(tǒng)一維護(hù)管理時宜與建筑設(shè)備管理機(jī)房合并設(shè)置，便于系統(tǒng)集成及管理。

圖1 智能化機(jī)房關(guān)系圖

5）廣播系統(tǒng)由于有校園廣播站等功能，要面向?qū)W生開放，因此機(jī)房需要獨立設(shè)置。當(dāng)采用數(shù)字廣播系統(tǒng)時，廣播系統(tǒng)可以與信息系統(tǒng)統(tǒng)一布線，機(jī)房宜接近于安全防范系統(tǒng)機(jī)房、信息中心機(jī)房設(shè)置，便于系統(tǒng)集成及統(tǒng)一布線。

6）會議系統(tǒng)、智慧教學(xué)系統(tǒng)、信息引導(dǎo)及發(fā)布系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)相當(dāng)于信息系統(tǒng)的應(yīng)用，集中管理設(shè)備可以根據(jù)各工程情況單獨設(shè)置機(jī)房或者將設(shè)備集中設(shè)置在中心機(jī)房，本工程設(shè)置在信息中心機(jī)房內(nèi)。

7）智能化系統(tǒng)集成可以包含以下幾個分項：安全防范系統(tǒng)集成、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)集成、電氣消防系統(tǒng)集成，分項集成后與其他智能化系統(tǒng)一起進(jìn)行智能化系統(tǒng)集成。

3 校園智能化系統(tǒng)架構(gòu)及室外光纖芯數(shù)的確定

3.1 校園信息網(wǎng)

校園信息網(wǎng)絡(luò)主干拓?fù)鋱D見圖2。本工程為新建校區(qū)，與原有校區(qū)中心機(jī)房之間互聯(lián)互通，信息系統(tǒng)要求兩個校區(qū)核心機(jī)房之間通訊速率為100Gbit／s，核心交換機(jī)到各單體匯聚層間傳輸速率為10Gbit／s，各棟單體接入層為100Mbit／s。

3.2 信息中心機(jī)房與各棟單體匯聚機(jī)房間光纖數(shù)量的確定方法

單體建筑內(nèi)用光纖作為傳輸介質(zhì)的系統(tǒng)共11個（電氣消防系統(tǒng)單獨設(shè)置光纖），每個系統(tǒng)光纖芯數(shù)按2用2備2冗余計算，共需要11×6＝66芯光纖，考慮到日后擴(kuò)容問題，需從中心機(jī)房至各單體建筑弱電間預(yù)留2×48芯單模光纖。由圖2可知，各智能化系統(tǒng)與信息中心機(jī)房之間是否有信息交互非常重要，只有有信息交互的系統(tǒng)才會與信息系統(tǒng)統(tǒng)一計算室外光纖芯數(shù)，而沒有信息交互的系統(tǒng)，其傳輸介質(zhì)需要單獨計算。

圖2 校園信息網(wǎng)絡(luò)主干拓?fù)鋱D

本工程電話系統(tǒng)為非數(shù)字電話系統(tǒng)，采用室外大對數(shù)語音通訊電纜作為傳輸介質(zhì)。

有線電視系統(tǒng)只設(shè)置在生活區(qū)，采用模擬信號有線電視系統(tǒng)（非數(shù)字電視系統(tǒng)），傳輸介質(zhì)采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。

無線對講系統(tǒng)采用射頻電纜做為室外傳輸介質(zhì)。

可以看出，工程設(shè)計時只需知道各單體設(shè)置哪些智能化系統(tǒng)，將各單體各智能化系統(tǒng)線路設(shè)計到位、設(shè)備空間預(yù)留到位，通過室外光纖將信號傳輸至各系統(tǒng)獨立機(jī)房，即可將校園各棟單體智能化系統(tǒng)整體整合成為一個大系統(tǒng)，實現(xiàn)信息在中心機(jī)房的交互與集中管理、存儲等功能，從而完成智能化校園的建設(shè)。

4 智能化系統(tǒng)集成過程中需要注意的幾個問題

需要強(qiáng)調(diào)的是智能化系統(tǒng)集成不應(yīng)該取代各子系統(tǒng)的監(jiān)管、控制功能，仍應(yīng)確保各子系統(tǒng)的獨立、分散監(jiān)管、控制，不依賴于智能化集成系統(tǒng)進(jìn)行集中控制。

非數(shù)字系統(tǒng)要想實現(xiàn)智能化集成和信息交互，必須在該系統(tǒng)前端機(jī)房實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換后方能實現(xiàn)智能化系統(tǒng)集成。

智能化系統(tǒng)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器的方式集成其他子系統(tǒng)，若直接提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器的系統(tǒng)，該子系統(tǒng)就能直接接入服務(wù)器；若子系統(tǒng)不能提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器，那么需要各子系統(tǒng)廠商提供與現(xiàn)場子系統(tǒng)版本一致的通信協(xié)議書，以便于集成方開發(fā)通信接口程序。

5 智能化系統(tǒng)機(jī)房位置、空間規(guī)劃

1）機(jī)房位置預(yù)留

該工程由11棟地上建筑、2棟地下建筑組成，總建筑面積25萬m2。各智能化系統(tǒng)機(jī)房及信息中心機(jī)房設(shè)置在位于校園中心位置的科研創(chuàng)新樓內(nèi)，每個單體內(nèi)設(shè)置1處弱電機(jī)房，豎向通道若干。

各單體智能化系統(tǒng)通過設(shè)置在本單體弱電機(jī)房內(nèi)的交互設(shè)備及室外單模光纖將信號上傳至科研創(chuàng)新樓內(nèi)的各系統(tǒng)主機(jī)房，再通過智能化系統(tǒng)集成將信息集成到信息中心機(jī)房。

在科研創(chuàng)新樓內(nèi)設(shè)置建筑設(shè)備管理機(jī)房、安全防范系統(tǒng)機(jī)房、電氣消防機(jī)房、一卡通機(jī)房、廣播機(jī)房、電話交換機(jī)房、信息中心機(jī)房各1處；生活區(qū)、綜合樓分別設(shè)置分電氣消防控制室1處；其他通用業(yè)務(wù)、專業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)備統(tǒng)一設(shè)置在信息中心機(jī)房內(nèi)，機(jī)房位置選擇設(shè)置在干凈整潔，遠(yuǎn)離污染、水災(zāi)、火災(zāi)、震動、強(qiáng)電磁干擾及便于設(shè)備運輸、管線敷設(shè)的場所。

本工程電氣消防系統(tǒng)采用控制中心報警系統(tǒng)，除設(shè)置在科研創(chuàng)新樓內(nèi)的電氣消防總控室外，在生活區(qū)及綜合樓分別設(shè)置兩處分電氣消防控制室，其中，分控制室與總控制室之間采用光纖通訊，芯數(shù)按電氣消防系統(tǒng)數(shù)量計算。

2）機(jī)房空間規(guī)劃

一般情況下，工程設(shè)計之初無法確定機(jī)房內(nèi)具體需要多少面機(jī)柜，因此主機(jī)房面積可以按式（1）預(yù)留。

式中，F(xiàn)為單臺設(shè)備占用面積，取3.5～5.5（m2／臺）；N為主機(jī)房內(nèi)所有設(shè)備（機(jī)柜）的總臺數(shù)（根據(jù)建筑面積及點位設(shè)置原則預(yù)估）。

此外，輔助區(qū)面積按0.2～1倍主機(jī)房面積預(yù)留；工作人員辦公空間按5～7（m2／人）計算。

6 結(jié)束語

本文對高校校園智能化系統(tǒng)搭建做了框架性分析，但此智能化系統(tǒng)搭建不僅適用于高校，對于其他各類工程智能化系統(tǒng)均適用，希望本文能對需要了解智能化系統(tǒng)搭建的工程人員有所幫助，起到拋磚引玉的作用。

［1]GB 50314?2015智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國計劃出版社，2015.

［2]GB 50174?2008電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范［S］.北京：人民出版社，2008.

Construction of Campus Intelligent System

Ren Baoli／Zhang Yingzhen

以某大學(xué)校園智能化系統(tǒng)的建設(shè)為例，現(xiàn)從智能化系統(tǒng)的確定、機(jī)房設(shè)置、外網(wǎng)設(shè)計、智能化系統(tǒng)的集成等方面闡述智能化系統(tǒng)搭建的過程。

智能化系統(tǒng)搭建 智能化系統(tǒng)劃分 智能化機(jī)房 室外光纖芯數(shù)確定 智能化系統(tǒng)集成

Taking the construction of intelligent system of one campus as an example，now the process of building intelligent system is expounded from the intelligent system，room settings，network design，intelligent system integration and other aspects.

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