基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的公用建筑環(huán)境健康防疫監(jiān)控及管理平臺

胡斌，王凱，李健

（1.浙江大學；2.浙江源創(chuàng)建筑智能科技有限公司）

1 基本概述

2020年2月，因突如其來的疫情影響，人們出行與面對面交流變得十分困難，同時各行業(yè)都無法正常開展工作。在新的形勢下我們需要思考新的工作方式來應(yīng)對當下的疫情，依據(jù)《智能建筑設(shè)計標準》（GB/T 50314-2006），《辦公建筑應(yīng)對“新型冠狀病毒”運行管理應(yīng)急措施指南》（T/SA 08-2020）等標準，本方案考慮設(shè)計一個基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的管控平臺，以疫情期間最為核心的建筑和園區(qū)為對象，圍繞環(huán)境健康和防疫管理的要求，通過技術(shù)手段讓安全智能的理念、手段得到充分運用，提高智能辦公建筑中人員、設(shè)備和環(huán)境的安全。實現(xiàn)智慧醫(yī)療、智慧社區(qū)以及智能建筑的綜合管理要求。

2 系統(tǒng)設(shè)計原則

隨著新技術(shù)的不斷成熟，在未來的智能建筑上，我們可以利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)管控技術(shù)，構(gòu)建公用建筑內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)傳感網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)建筑體內(nèi)空氣環(huán)境以及通風對流的監(jiān)控；利用紅外視頻識別技術(shù)，實現(xiàn)對于建筑體內(nèi)人員體溫異常情況的分析和告警；通過物聯(lián)網(wǎng)運維管理平臺，把空調(diào)設(shè)備監(jiān)控、照明控制、給排水、電梯、出入口、設(shè)備資產(chǎn)管理、設(shè)備巡檢等進行場景化應(yīng)用，實現(xiàn)園區(qū)和建筑體內(nèi)的管控一體化，在疫情狀況下實現(xiàn)建筑群中辦公工作人員的安全，在日常狀況下實現(xiàn)建筑環(huán)境的舒適和節(jié)能。

整個方案考慮圍繞“物聯(lián)感知”、“數(shù)據(jù)協(xié)同”、“安全可靠”三大主題來定義辦公建筑的環(huán)境健康監(jiān)控和防疫管理平臺的標準，構(gòu)建上層的軟件平臺（見圖 1）。

1）物聯(lián)感知

通過物聯(lián)網(wǎng)連接各類傳感器和執(zhí)行器、采用智能化終端和邊緣控制技術(shù)，通過建模將建筑中人員、設(shè)備、信息、管理流程和策略以數(shù)字數(shù)據(jù)的方式進行展現(xiàn)，為辦公建筑的環(huán)境健康監(jiān)控和構(gòu)建基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)管理平臺。管理平臺通過物聯(lián)網(wǎng)對辦公建筑中的當前各類系統(tǒng)（BA、出入口、紅外識別、照明、能耗、停車、設(shè)備管理等）的活動和未來態(tài)勢進行測量、感知和預(yù)測，實現(xiàn)后的數(shù)字化智能建筑中做到對建筑中的主要事務(wù)進行可視、可管和可控。

圖1 三大主題定義辦公建筑的防疫管理平臺

2）數(shù)據(jù)協(xié)同

通過人工智能和大數(shù)據(jù)協(xié)同計算、采用和物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)保證設(shè)備層、邊緣層和云端連接的可靠性，將所有數(shù)據(jù)進行模糊和標準化，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺服務(wù)，根據(jù)辦公建筑在疫情期間和平時運行的預(yù)案和策略，保證智能建筑的辦公人員、工作人員的安全、設(shè)備運維、應(yīng)急服務(wù)響應(yīng)的協(xié)調(diào)一致。

3）安全可靠

考慮到疫情防控是目前最大的任務(wù)，在原有水、電、氣、消防和設(shè)備安全的情況下，平臺通過IOT和紅外視頻識別技術(shù)，做好智能辦公建筑中人員安全情況的分析和告警；通過樓宇控制系統(tǒng)的的特殊疫情場景，在犧牲節(jié)能的情況下，保證了智能辦公建筑中空氣流通渠道的受控，保證病毒傳播受控，不會形成人傳人的后果。通過周界報警、一卡通、門禁等設(shè)備來保證智能辦公建筑不會受到外部未知人員非法侵入，保證了智能辦公建筑和和內(nèi)部人員的安全。

3 應(yīng)用實踐

基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的管理平臺搭建完成后，可以通過該平臺實現(xiàn)對于項目的綜合管控要求，實現(xiàn)很多的應(yīng)用場景，實現(xiàn)防疫的總體要求。

3.1 應(yīng)用場景1：居家隔離物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

在疫情期間，居家隔離不失為一種防止病毒擴散的好方法，中控的居家隔離物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可監(jiān)視被隔離住宅的入戶門上安裝的無線門磁，當門磁檢測到入戶門處于開的狀態(tài)，立即會發(fā)送信號到信號主機，主機通過物聯(lián)網(wǎng)連接到平臺上并發(fā)送報警信息，防疫工作人員就能及時接收到報警信息，掌握現(xiàn)場的第一手信息并能進行及時的處理。也可以在入戶門側(cè)設(shè)置移動攝像頭，當入戶門打開時攝像頭聯(lián)動門磁系統(tǒng)，報警并將視頻信號直接發(fā)送給防疫工作人員供后續(xù)處理。

3.2 應(yīng)用場景2：疫情下樓宇新風系統(tǒng)的特殊控制

在一般情況下，樓宇自控系統(tǒng)的應(yīng)用目的是使得智能建筑環(huán)境變得更加舒適、安全和節(jié)能。在疫情的特殊條件下，新風通風安全變成首要任務(wù)。中控的樓宇控制系統(tǒng)具備定制的安全場景，使得整個建筑的氣流通路符合安全的需求，避免病毒擴散影響人員的安全。

當空調(diào)系統(tǒng)為風機盤管+新風系統(tǒng)時，新風系統(tǒng)應(yīng)按最大新風量全天運行，同時各房間排風不間斷運行。適當增加新風系統(tǒng)在走道的送風口.加大走道新風送風量，減少房間新風送風量，保證不同區(qū)域空氣壓力梯度，確保空氣由走道向房間的氣流流向，房間應(yīng)合理開窗通風。

對于一個末端負擔多個房間（個別建筑有此種情況）時，一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)樓內(nèi)有“發(fā)送疑似人員”，應(yīng)立即停止風機盤管的運行。如果建筑還需要供暖（例如節(jié)后開始上班的嚴寒、寒冷和夏熱冬冷地區(qū)），則將新風機組的出風溫度設(shè)定值盡可能提高（或者手動將新風機組的熱水閥全開）。如果建筑需要供冷（例如海南島地區(qū)等），則將新風機組的出風溫度設(shè)定值盡可能降低（或者手動將新風機組的冷水閥全開）。

3.3 應(yīng)用場景3：社區(qū)的建筑健康管理系統(tǒng)

各種社區(qū)智慧管理平臺產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛使用，但此過程中，產(chǎn)品大多面臨局限性強、集成化程度不足的短板，信息孤島效應(yīng)明顯。面對疫情防控的復(fù)雜局面，靈活性差，協(xié)同性弱。社區(qū)智慧管理平臺的發(fā)展更需要做社區(qū)內(nèi)外場景的互聯(lián)互通。社區(qū)內(nèi)對出入口智能門禁、停車、梯控、三表，居家隔離系統(tǒng)等終端進行集成化統(tǒng)一管理，實現(xiàn)社區(qū)內(nèi)子場景間的互聯(lián)互通。社區(qū)外支持拓展城市交通、就醫(yī)、線上線下消費等城市綜合場景間的互聯(lián)互通。社區(qū)+出行兩大場景結(jié)合充分提高資源利用率，真正做到以智慧化手段服務(wù)人民群眾的同時，也將大大提高社區(qū)應(yīng)急管理能力。

圖2 樓宇新風系統(tǒng)應(yīng)用場景

3.4 應(yīng)用場景4：出入口的管控

出入口是也是辦公建筑和園區(qū)安全管理的重中之重，出入口管理的智能化升級，將大大提升社區(qū)安防管理的效率。目前大量建筑考勤的出入口控制系統(tǒng)使用了指紋或密碼等直接接觸式的方式，消毒不當就會讓設(shè)備成為危險的污染源，從而威脅整個公司的安全。中控公用建筑環(huán)境健康管理平臺和生態(tài)伙伴提供的出入口系統(tǒng)，采用技術(shù)安全性較高同時物理性能更穩(wěn)定的非接觸式出入憑證（如智能CPU卡，人臉識別系統(tǒng)等）。保證進入園區(qū)和建筑的第一道安全。

3.5 應(yīng)用場景5：出入口的紅外篩查

中控公用建筑環(huán)境健康管理平臺和生態(tài)伙伴提供的人體紅外測溫熱像儀采用非接觸式區(qū)域性的高效溫度測量監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)備能夠在建筑和園區(qū)的出入口進行監(jiān)控，對復(fù)工后的上班人員進行檢測，快速找出并對體溫較高的人員進行標記并報警，如快速排查冠狀病毒、流感、感冒等引起的人體發(fā)熱癥狀。為被病毒感染的疑似人員的篩查提供了快速簡便的方法，大幅度降低了的病毒傳播的風險。

3.6 應(yīng)用場景6：疫情分析決策

中控防疫管理平臺負責構(gòu)建醫(yī)療機構(gòu)和社區(qū)中與防疫相關(guān)的數(shù)據(jù)平臺，可以采集地屬多處的辦公建筑管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，在疫情期間，保證云中心對所有辦公建筑的疫情協(xié)同管控。平臺處理海量多元數(shù)據(jù)，對各類公共建筑進行統(tǒng)一定義和重組，提供數(shù)據(jù)存儲、查詢和應(yīng)用服務(wù)。同時，平臺提供大數(shù)據(jù)集成、分析、挖掘和可視化展示的一整套IT工具集和模板庫，醫(yī)療機構(gòu)和社區(qū)的不同角色（管理者、經(jīng)營者和業(yè)務(wù)專家）在平臺上都可以利用開放式組態(tài)環(huán)境進行數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)。

同時，在公共建筑防疫管理平臺的運營過程中，各崗位人員使用的智能化App應(yīng)用功能入口，從醫(yī)療機構(gòu)和社區(qū)的調(diào)度優(yōu)化、安全管理、防疫情況分析和設(shè)備資產(chǎn)管理等方面幫助政府、醫(yī)院、社區(qū)及相關(guān)運營管理人員，減輕工作負擔并提升工作效率，從而實現(xiàn)智能化的醫(yī)療機構(gòu)和社區(qū)運維管理。同時，利用平臺提供的智能化APP組態(tài)開發(fā)環(huán)境，可以針對特定場景、特定需求進行個性化快速的拖拉拽式開發(fā)，降低醫(yī)療機構(gòu)和社區(qū)運營的技術(shù)門檻和運維成本。

4 結(jié)語

2020這場突如其來的疫情，對于我國智能建筑行業(yè)的從業(yè)者來說也是一個考驗，考驗我們智能技術(shù)未來的競爭力。在現(xiàn)有技術(shù)大發(fā)展的情況下，借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，用邊緣計算、人工智能和大數(shù)據(jù)的方法，將疫情相關(guān)的設(shè)備、對象、數(shù)據(jù)與控制策略進行結(jié)合，實現(xiàn)更為有效的疫情管控方案，提升智慧醫(yī)院、智慧社區(qū)和智能建筑的整體水平。