闡述智慧建筑的智能化管理平臺

劉媚

摘 要：我國智能建筑與國外相比智能化水平普遍不高，大多數(shù)建筑單位并不了解何為智能大廈，只是抓住這個時髦的詞匯套用在自己的建筑物上，致使我國真正意義上的智能化建筑甚少。因此，本文針對如何需要建設(shè)一個智能大廈綜合管理平臺，對大廈等的一卡通系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)和安防系統(tǒng)等系統(tǒng)進行有效集成，使大廈各系統(tǒng)能互聯(lián)互通、資源共享和報警聯(lián)動，不僅可以提升大廈的智能安全管理水平，延長智能化設(shè)備的生命周期，強化智能化系統(tǒng)的應(yīng)用性，減少智能化系統(tǒng)的管理成本，同時，也為后期進行多級聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一管控、平滑擴展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智慧建筑；智能化；智慧城市；綜合管理平臺

1.前言：

現(xiàn)代社會對信息的需求量越來越大，信息傳遞速度也越來越快，二十一世紀是信息化的世紀，目前推動世界經(jīng)濟發(fā)展的主要是信息技術(shù)、生物技術(shù)和新材料技術(shù)，而其中信息技術(shù)對人們的經(jīng)濟、政治和社會生活影響最大，信息業(yè)正逐步成為社會的主要支柱產(chǎn)業(yè)，人類社會的進步將依賴于信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

近年來，信息技術(shù)（尤其是計算機技術(shù)）和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，使社會高度信息化，在建筑物內(nèi)部，應(yīng)用信息技術(shù)、古老的建筑技術(shù)和現(xiàn)代的高科技相結(jié)合，于是產(chǎn)生"樓宇智能化"。樓宇智能化是采用計算機技術(shù)對建筑物內(nèi)的設(shè)備進行自動控制，對信息資源進行管理，為用戶提供信息服務(wù)，它是建筑技術(shù)適應(yīng)現(xiàn)代社會信息化要求的結(jié)晶。

我國對智能建筑的探索與實踐始于上世紀九十年代初，在這時期里我國的智能建筑主要是一些涉外的酒店和特殊需要的工業(yè)建筑，才用的技術(shù)和設(shè)備主要是從國外引進的。雖然普及程度不高，但是人們的熱情卻不低，得到設(shè)計單位、產(chǎn)品供應(yīng)商以及業(yè)內(nèi)專家的積極響應(yīng)，可以說他們是智慧建筑的第一推動力。

目前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，萬物互聯(lián)，人類正向著打造“智慧地球”的終極目標(biāo)邁進，建筑智能化管理、智慧社會將成為物聯(lián)網(wǎng)的基石，通過幾年的技術(shù)攻關(guān)和發(fā)展，已逐漸趨于成熟和完善。

2.國內(nèi)外市場需求分析

早期的建筑行業(yè)主要實施智能化工程，而這些工程構(gòu)建了大量的離散系統(tǒng)，目前，從業(yè)務(wù)的發(fā)展方向來看，建筑設(shè)計單位、建筑者、管理單位以及最終的用戶更加趨向于整合化的智能建筑綜合管理，將多個離散的子系統(tǒng)進行整合，形成更大的集成管控平臺。

現(xiàn)階段，智能建筑綜合管理平臺已成為的商業(yè)綜合體、智能化大廈、市政設(shè)施等重要建筑建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)需求，在國內(nèi)外表現(xiàn)出強烈的市場需求。隨著產(chǎn)業(yè)的成熟，成本逐漸下降，未來包括居民小區(qū)在內(nèi)的所有建筑都將采用這樣的集中管控平臺，而國內(nèi)建筑業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)井噴之勢。

綜上，本項目僅在國內(nèi)就具有海量的應(yīng)用需求，具有極大的應(yīng)用推廣價值。

3.研究開發(fā)內(nèi)容與技術(shù)關(guān)鍵

3.1 研發(fā)內(nèi)容

本軟件主要實現(xiàn)對樓宇自動化、門禁、消防、視頻、周界報警、空調(diào)、電梯、動力、能源、環(huán)境等各類子系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)和整合，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、閾值分析、事件管理、HMI視圖呈現(xiàn)、遠程控制、定時事務(wù)控制、告警聯(lián)動控制等功能，形成強大的集中控制平臺。

3.2 技術(shù)關(guān)鍵

1）系統(tǒng)具有服務(wù)進程的模塊化設(shè)計及實現(xiàn)

2）設(shè)備接入的驅(qū)動化設(shè)計及實現(xiàn)

3）系統(tǒng)應(yīng)用的組態(tài)化設(shè)計及實現(xiàn)

4）內(nèi)部聯(lián)鎖的腳本化設(shè)計及實現(xiàn)

5）高效實時采集和分析、事件呈現(xiàn)及時、聯(lián)動反應(yīng)迅速、人機界面友好等功能實現(xiàn)

3.3 主要創(chuàng)新點

本項目的主要創(chuàng)新點有：

（1）“插拔式”功能應(yīng)用在智能建筑管理系統(tǒng)中應(yīng)用屬首創(chuàng)。

在本項目的設(shè)計過程中，將充分利用可獨立裝載的應(yīng)用進程模式，將各類子系統(tǒng)的功能封裝成獨立的應(yīng)用模塊，這些模塊通過統(tǒng)一的應(yīng)用接口和通信規(guī)范集成到平臺系統(tǒng)中。核心控制平臺將通過接口虛擬成不同的應(yīng)用“插座”，而各個子系統(tǒng)將采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的“插頭”來插入平臺，接口相同，但卻保證同一接口接入不同功能子系統(tǒng)和智能設(shè)備的應(yīng)用需要，滿足了智能建筑管理平臺中各個不同品牌和制造商供應(yīng)的不同子系統(tǒng)的接能力。

（2）“全組態(tài)”化功能應(yīng)用在智能建筑管理系統(tǒng)中應(yīng)用屬首創(chuàng)。

組態(tài)在工業(yè)自動化應(yīng)用中屬于典型化應(yīng)用，但在智能建筑管理系統(tǒng)中，常采用定制化功能開發(fā)和集成應(yīng)用，往往集成商或技術(shù)提供商都根據(jù)用戶需求定制成一套固定式的系統(tǒng)。而本項目將采用“全組態(tài)”化功能應(yīng)用，即系統(tǒng)由統(tǒng)一的基礎(chǔ)平臺實現(xiàn)，在人機界面展示、設(shè)備接口、設(shè)備驅(qū)動以及平臺應(yīng)用層次架構(gòu)等各項核心功能中，均能采用組態(tài)化設(shè)計，最終為用戶打造出屬于用戶專屬的設(shè)備驅(qū)動接口，安全個性化的人機操作界面，以及特定的組織架構(gòu)、用戶群和靈活的多層次應(yīng)用架構(gòu)。

（3）建立一套成熟、完善的建筑智能化集成接口規(guī)約。

接入問題，是不同子系統(tǒng)整合應(yīng)用過程中遇到的最常見問題。而中國的建筑智能化綜合管理平臺起步較晚，而供應(yīng)商和需要集成的設(shè)備眾多，實現(xiàn)智能化整合應(yīng)用過程中，往往最容易遇到無法接入的問題，最終導(dǎo)致效果不太完美。通過本項目的推動，我們將率先制定一套相對成熟和完善的建筑智能化集成接口規(guī)范，并與同行業(yè)其他方案供應(yīng)商齊心協(xié)力，協(xié)助整個行業(yè)應(yīng)用走向標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，樹立行業(yè)標(biāo)桿。

4.項目預(yù)期目標(biāo)

4.1 主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)

本項目具有較大的推廣應(yīng)用價值，我司自身又在建筑智能化集成領(lǐng)域具有重要的影響力，憑借我司實力，足以將本項目推廣應(yīng)用到多個行業(yè)應(yīng)用中，實現(xiàn)業(yè)績穩(wěn)步提升。

初步估算，本項目成果的推廣，每年可為本公司增加收入約2000萬元，實現(xiàn)稅收約160萬元。

4.2 主要技術(shù)指標(biāo)

本平臺最終設(shè)計目標(biāo)是一個功能強大、高可靠性、實時處理分析的綜合性監(jiān)控與管理平臺，單一平臺將要達到以下技術(shù)指標(biāo)：

1）子系統(tǒng)信號采集時延小于200ms；

2）同時接入5個子系統(tǒng)，信號點位達到500個以上的信息處理能力，信息處理包括信息傳輸、存儲、閾值分析、事件處理、HMI展示等；

3）實時采集數(shù)據(jù)存儲容量大于20TB；

4）報警聯(lián)動事件處理時候小于300ms；

5）能滿足至少5個用戶（含移動客戶）同時登錄系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)視和操作；

6）客戶控制指令執(zhí)行與結(jié)合返回小于1s；

7）MTBF大于50000小時。

4.3 知識產(chǎn)權(quán)申請情況

目前，我司已針對本項目軟件系統(tǒng)（奧樂智慧建筑智能化管理平臺軟件V1.0）申請并取得了著作權(quán)。

4.4 社會效益及應(yīng)用前景

本項目的成功實施和應(yīng)用推廣，以及通過參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，可以大力提升我公司以及溫州地區(qū)信息技術(shù)的影響力，提升我市在全國智能建筑企業(yè)的集成的影響力。力爭能制定一份行業(yè)接口標(biāo)準(zhǔn)，推動行業(yè)走向標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。

另一方面，智能建筑綜合管理平臺的成功應(yīng)用，可以大大減少業(yè)主的管理成本，提升各個智能子系統(tǒng)的應(yīng)用效能，降低水、電等能源消耗，所產(chǎn)生的社會效益無以估算。

5.研究方案、技術(shù)路線與課題分解

5.1 研究方案

（1）建立技術(shù)開發(fā)團隊，設(shè)計一套專業(yè)用于智能建筑綜合管理的平臺軟件系統(tǒng)。包括團隊組建，需求調(diào)查、分析、確認，軟件功能概要設(shè)計，數(shù)據(jù)庫設(shè)計，詳細設(shè)計，軟件代碼編寫，單元測試，文檔編寫，集成測試，缺陷消除，版本與配置管理，質(zhì)量管理等，工作將貫穿整個軟件生命周期。軟件模塊包括服務(wù)軟件、配置軟件、工作站客戶端軟件、移動客戶端軟件，主要功能包括：信號采集、子系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)展示、趨勢分析、HMI視圖、遠程控制、自動事務(wù)控制、事件管理、事件聯(lián)動、電子地圖、視頻管理、系統(tǒng)偵測、子系統(tǒng)與設(shè)備對時、服務(wù)進程管理等功能。

（2）搭建一個試驗與測試環(huán)境，實現(xiàn)產(chǎn)品的集成測試。包括配置試驗所需要的服務(wù)器、工作站、智能控制裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及智能建筑綜合管理平臺所需要的幾個核心子系統(tǒng)裝置。

（3）將對奧樂科技大樓實施智能化改造，建立一個初步的應(yīng)用模型，檢驗平臺的成熟度與穩(wěn)定性。

5.2 技術(shù)路線

本項目為典型的軟件系統(tǒng)項目，將采用可迭代的軟件生命周期管理模式，對項目進行分布式實施。

項目計劃：由公司決策管理人員結(jié)合擬定的項目經(jīng)理制定出詳細的項目開展計劃，組建項目開發(fā)團隊，結(jié)合先進的項目管理理論和方法，將計劃細分到每一個具體的可執(zhí)行事務(wù)。

業(yè)務(wù)工程：在項目計劃基礎(chǔ)上，形成業(yè)務(wù)工程。每一個具體事務(wù)為一個業(yè)務(wù)工程細目，業(yè)務(wù)工程將指派到具體的團隊實施成員。

業(yè)務(wù)需求：業(yè)務(wù)需求是業(yè)務(wù)工程中代表用戶需要和目標(biāo)物樣式的理論部分，是功能實施的基礎(chǔ)，在項目實施過程中，我們將細化每一項業(yè)務(wù)需求，明確需求的定義、約束、輸入、處理過程、輸出及業(yè)務(wù)接口等。

分析設(shè)計：系統(tǒng)分析人員將針對每一項業(yè)務(wù)需求進行梳理，明確要實現(xiàn)的內(nèi)容和采取的何種表現(xiàn)方法，同時整理要實現(xiàn)本業(yè)務(wù)需求應(yīng)采取的技術(shù)手段，可能存在的風(fēng)險及防控。系統(tǒng)架構(gòu)師將根據(jù)業(yè)務(wù)需求和需求分析結(jié)果設(shè)計出系統(tǒng)的概要功能、數(shù)據(jù)模型、邏輯模型等。

本項目擬定的初步系統(tǒng)構(gòu)成模塊如下圖：

本項目擬定的技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)層次如下圖：

5.3 課題分解

6.項目的風(fēng)險分析

6.1 政策風(fēng)險

目前，國家大力支持技術(shù)創(chuàng)新，總理多次公開提到“萬眾創(chuàng)新”，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念誕生，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已如火如荼，國家工商、稅務(wù)也多次出臺政策支持信息產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展，各級地方政府也都勇躍鼓勵技術(shù)研發(fā)，而本項目正是符合當(dāng)前產(chǎn)業(yè)扶助的重要內(nèi)容。因此，從政策層面來說，沒有任何風(fēng)險。

6.2 技術(shù)風(fēng)險

隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的深入發(fā)展，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用推廣，為本項目數(shù)據(jù)存儲和計算提供了相當(dāng)有利的條件。嵌入式設(shè)備的發(fā)展，直接推動了萬物互聯(lián)，目前各類智能控制裝置正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備，將智能建筑行業(yè)帶向縱深發(fā)展。

我司在行業(yè)中奮戰(zhàn)了20多年，積累了豐富的集成經(jīng)驗，公司本身具有一支業(yè)務(wù)精良、技術(shù)精鉆的骨干型技術(shù)研發(fā)隊伍，同時，也累積了較多的產(chǎn)品和技術(shù)供應(yīng)鏈資源，與技術(shù)供應(yīng)商有著良好的溝通渠道，對本項目的開展和實施，本是水到渠成。

經(jīng)過決策層和項目團隊對項目需求的認真分析，所有技術(shù)難點已逐一化解，所有功能從技術(shù)上都可以實現(xiàn)，因此，暫無顯見的技術(shù)風(fēng)險。

6.3 人力風(fēng)險

溫州雖是一個高端人才奇缺的地方，對于這樣一個高技術(shù)含量的項目，人才確實是一個比較大的問題，但是我們公司逆勢而行，經(jīng)過多年的培養(yǎng)，已建立了一支戰(zhàn)斗力較強、技術(shù)研發(fā)能力較高的研發(fā)團隊。同時隨著項目的深入開展，我司將計劃從北上深杭等地引入高級項目管理人員和核心分析設(shè)計人員，同時，也保持著與成熟的第三方研發(fā)機構(gòu)的廣泛業(yè)務(wù)合作，與高等院校和科研顧問機構(gòu)建立了技術(shù)咨詢管道，從各個方面來解決本項目研發(fā)的人力資源短板。

目前，我司已為本項目組建了一支成熟穩(wěn)定的研發(fā)團隊。

6.4 資金風(fēng)險

我司財務(wù)制度健全，管理完善，經(jīng)過多年的沉淀，已積累了一定資金。目前，用于本項目開展的資金已基本籌措到位，暫無資金風(fēng)險。

6.5 其他風(fēng)險

經(jīng)過對項目的認真分析和研究，暫時未發(fā)現(xiàn)其它顯見風(fēng)險。