基于數(shù)字共享的智能建筑系統(tǒng)研究

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對居住環(huán)境的要求也越來越高，智能建筑的出現(xiàn)滿足了此需求。智能建筑將現(xiàn)代高科技應(yīng)用于建筑中，運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)和安全防范技術(shù)，提升建筑的功能性和便利性。通過綜合布線系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)等，使得智能建筑具有穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)和方便的特點。智能建筑的發(fā)展有助于提高居住環(huán)境的舒適度和便利性，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排。

關(guān)鍵詞：智能建筑系統(tǒng)；數(shù)字共享

一、引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高。因此，在建筑領(lǐng)域引入先進(jìn)技術(shù)以提高建筑效率和質(zhì)量，同時減少人力資源成本，已成為不可或缺的趨勢。目前，中國各大城市都在密切而有序地籌備著新城市的建設(shè)工作。在每個建筑工程中，建筑智能化建設(shè)都扮演著至關(guān)重要的角色。隨著需求的增長，人們對建筑物智能化水平的期望也在不斷提高。盡管我國目前有許多高智能化建筑物正在興建，但在實際應(yīng)用中仍存在很多問題，如施工技術(shù)滯后、技術(shù)水平不高、設(shè)計與施工標(biāo)準(zhǔn)不一致等。由于缺乏統(tǒng)一的建設(shè)規(guī)范，導(dǎo)致智能建筑建設(shè)質(zhì)量參差不齊，智能建筑發(fā)展處于不規(guī)范狀態(tài)。為了解決這些問題，本文提出了基于數(shù)字共享的智能建筑系統(tǒng)研究。該系統(tǒng)采用集成設(shè)計方法，實現(xiàn)智能化建筑設(shè)備管理、智能照明、自動報警與消防控制等功能。這一系統(tǒng)有望為建筑智能化發(fā)展提供技術(shù)支持，進(jìn)一步提高建筑物智能化水平。

二、智慧建筑系統(tǒng)集成的內(nèi)涵現(xiàn)狀

在當(dāng)前數(shù)字化時代，智能建筑系統(tǒng)正逐漸引起人們的關(guān)注。作為現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的創(chuàng)新，智能建筑系統(tǒng)將人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)相融合，創(chuàng)造出更加智能、舒適且環(huán)保的空間環(huán)境。其中一個引人注目的要素是數(shù)字共享。 數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)是一種基于信息技術(shù)的新型系統(tǒng)，整合多種設(shè)備和傳感器，通過收集和分析大量數(shù)據(jù)來優(yōu)化建筑的運(yùn)行效率。該系統(tǒng)還將建筑內(nèi)部信息進(jìn)行數(shù)字化處理，實現(xiàn)建筑運(yùn)營的智能化和高效化。通過數(shù)字共享，智能建筑系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同，使建筑內(nèi)部的各種功能和設(shè)備之間更好地互聯(lián)互通，實現(xiàn)全面集成和智能化管理。

首先，數(shù)字共享極大地提升了智能建筑系統(tǒng)的運(yùn)營效率和便捷性。通過數(shù)字化處理和共享建筑內(nèi)部的信息，例如能源消耗數(shù)據(jù)、溫度濕度、光照強(qiáng)度等，不僅能使建筑設(shè)備運(yùn)行更精確高效，還有助于建筑管理員進(jìn)行更準(zhǔn)確的監(jiān)控和管理。同時，數(shù)字共享也使各部門和工作人員更及時獲取相關(guān)信息，更好地協(xié)同工作和提高效率。

其次，數(shù)字共享還為智能建筑系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。建筑物是能耗大戶，而數(shù)字共享的應(yīng)用可以幫助優(yōu)化能源使用，減少浪費(fèi)，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。通過數(shù)字化處理和共享能源數(shù)據(jù)，建筑管理員可以清晰地了解建筑物的能耗情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。數(shù)字共享還可以協(xié)同管理建筑內(nèi)部設(shè)備和系統(tǒng)，如整合空調(diào)與照明系統(tǒng)，通過智能化控制實現(xiàn)能源最大化利用。

最后，數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)不僅為建筑物運(yùn)營管理帶來便利，還為人們的生活提供智能、舒適的居住體驗。居民可以通過數(shù)字共享輕松地控制居住環(huán)境，自動調(diào)節(jié)溫度、照明等設(shè)備，實現(xiàn)個性化的居住需求。同時，數(shù)字共享還提供智能化生活服務(wù)，如智能安防、健康監(jiān)測等功能，提升居民生活品質(zhì)。

總之，數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)的出現(xiàn)，為建筑領(lǐng)域注入了全新的活力。它通過數(shù)字化處理和共享建筑內(nèi)部信息，實現(xiàn)了設(shè)備與設(shè)備之間的互聯(lián)互通和協(xié)同管理，提升了智能建筑系統(tǒng)的運(yùn)營效率和便捷性。同時，數(shù)字共享也為智能建筑的可持續(xù)發(fā)展和人們的生活提供了更加智能、舒適的體驗。隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，相信數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)將會得到更加廣泛的應(yīng)用和推廣，從而為人們的生活帶來更多的便利和創(chuàng)新。

三、智慧建筑系統(tǒng)集成的特點分析

科技的進(jìn)步為人們的生活帶來了翻天覆地的變化，數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)集成了眾多先進(jìn)的技術(shù)和智能化設(shè)備，以提供更高效、更舒適、更安全的建筑環(huán)境。以下是數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)的獨特之處：

首先，數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)的一個顯著特點是集成性。它將傳統(tǒng)的建筑設(shè)施和設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了一個高度智能化的系統(tǒng)。通過傳感器、控制器和計算機(jī)等設(shè)備的協(xié)同作用，數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測和控制建筑內(nèi)外的各項參數(shù)，包括溫度、濕度、光照等。這樣，建筑師和用戶能夠更精確地了解和掌控建筑的運(yùn)行狀況，有效提高建筑的能源利用效率，減少對環(huán)境的影響。

其次，數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)的智能化讓其能夠自動學(xué)習(xí)和優(yōu)化建筑的運(yùn)行模式。例如，在冬季，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的習(xí)慣和行為模式，自動調(diào)整供暖系統(tǒng)的溫度和時間，實現(xiàn)個性化的舒適體驗。同時，通過分析大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還能提供相關(guān)的建議和改進(jìn)意見，幫助建筑師和用戶更好地管理和使用建筑。

再次，數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)的共享性為建筑師、業(yè)主和用戶提供了一個開放式的平臺，共享建筑的信息和資源。通過該系統(tǒng)，建筑師可以將自己的設(shè)計理念和創(chuàng)意分享給他人，從而獲得更多的反饋和啟發(fā)。業(yè)主也可以比較建筑的運(yùn)行數(shù)據(jù)和用戶反饋，以此了解在能源利用、環(huán)境保護(hù)等方面的表現(xiàn)。而用戶則可以通過數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)獲取建筑的各項信息，如室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、空氣新鮮度等，從而更好地選擇和使用建筑。

最后，數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)的可持續(xù)性。它有助于建筑實現(xiàn)更可持續(xù)地發(fā)展。通過數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)，建筑師可以優(yōu)化建筑的結(jié)構(gòu)和材料，實現(xiàn)資源的節(jié)約和循環(huán)利用。同時，系統(tǒng)提供精確的能源監(jiān)測和管理，支持建筑實現(xiàn)低碳、節(jié)能的目標(biāo)。這不僅可以減少對環(huán)境的負(fù)面影響，還可以為未來的建筑發(fā)展提供范例和借鑒。數(shù)字共享智能建筑系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中的重要創(chuàng)新，以其集成性、智能化、共享性和可持續(xù)性等特點展現(xiàn)了科技的魅力。在未來，可以期待該系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，為人們創(chuàng)造更加美好、宜居的建筑環(huán)境。

四、基于數(shù)字共享的智能建筑系統(tǒng)的構(gòu)建

（一）基于數(shù)字共享的系統(tǒng)集成方法

在智能建筑領(lǐng)域，隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種智能設(shè)備不斷涌現(xiàn)，相應(yīng)的系統(tǒng)集成方法也隨之發(fā)展。目前，我國主要采用基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)集成方法，即利用信息技術(shù)統(tǒng)一管理和配置各類智能設(shè)備。然而，信息系統(tǒng)自身的復(fù)雜性以及不同系統(tǒng)之間通信的困難，使得這種集成方法并不能完全實現(xiàn)其預(yù)期效果。因此，本文提出一種基于數(shù)字共享的系統(tǒng)集成方法，采用“數(shù)字共享”技術(shù)和Web Service技術(shù)將各智能設(shè)備和子系統(tǒng)有機(jī)集成，構(gòu)建一個統(tǒng)一管理和配置智能設(shè)備的系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，采用 Web Service技術(shù)實現(xiàn)對智能設(shè)備和子系統(tǒng)間的通信，統(tǒng)一管理和配置各設(shè)備，并實現(xiàn)系統(tǒng)集成。

基于數(shù)字共享技術(shù)構(gòu)建的集成系統(tǒng)遵循三層架構(gòu)模型。第一層為網(wǎng)絡(luò)層，由計算機(jī)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（如局域網(wǎng)）和互聯(lián)網(wǎng)組成；第二層為應(yīng)用層，由各種應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、數(shù)據(jù)庫等組成；第三層為服務(wù)層，由各種中間件組成。這種方法可以解決智能建筑中不同子系統(tǒng)之間的通信問題，通過 Web Service技術(shù)實現(xiàn)對各子系統(tǒng)的集成。該方法可統(tǒng)一管理和配置不同子系統(tǒng)間的信息，并通過 Web Service實現(xiàn)系統(tǒng)集成和統(tǒng)一管理。

（二）信息物理系統(tǒng)與數(shù)字共享分析

數(shù)字共享是利用計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和智能終端設(shè)備，實現(xiàn)各物理系統(tǒng)的設(shè)備資源和數(shù)據(jù)信息的共享、交換和處理過程。智能建筑則是指通過現(xiàn)代信息技術(shù)和通信技術(shù)，在建筑物的物理環(huán)境中集成通信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)，從而創(chuàng)造一個智能化的建筑環(huán)境。

在智能建筑中，利用計算機(jī)可以實現(xiàn)樓宇內(nèi)各種設(shè)備的互聯(lián)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實現(xiàn)建筑物內(nèi)各設(shè)備和環(huán)境之間的互聯(lián)，利用自動控制技術(shù)可以對建筑物進(jìn)行智能化控制，利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以對建筑物進(jìn)行有效管理。智能建筑實現(xiàn)了人與物之間的緊密連接，使建筑物本身成為信息的傳遞和交流的載體，從而提高了建筑物的工作效率和居住品質(zhì)。智能建筑的發(fā)展不僅提升了建筑物的功能性和舒適度，還促進(jìn)了資源的有效利用和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

（三）基于數(shù)字共享的智慧建筑系統(tǒng)集成模式

目前，我國智能建筑建設(shè)已取得了重大進(jìn)展，但同時也暴露出許多問題，例如信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重、系統(tǒng)集成水平不高、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等。要想有效解決這些問題，必須以數(shù)字共享為基礎(chǔ)，實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的信息共享和系統(tǒng)集成。采用信息共享技術(shù)能夠促進(jìn)各子系統(tǒng)之間的信息共享和系統(tǒng)集成，使各個子系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能更好地發(fā)揮作用。采用基于XML的異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換技術(shù)實現(xiàn)智慧建筑各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，可以方便地將智能建筑內(nèi)各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和整理。這種系統(tǒng)集成模式能夠使各子系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫連接和數(shù)據(jù)共享，消除信息孤島現(xiàn)象，降低各子系統(tǒng)的運(yùn)行成本。該模式主要應(yīng)用于智慧建筑各子系統(tǒng)之間、智慧建筑與外界之間以及智慧建筑內(nèi)部各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。通過這種方式，可以在不增加系統(tǒng)硬件設(shè)備的情況下實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換、信息共享等功

能。

在研究建筑物時，可以從物理系統(tǒng)的角度出發(fā)，將建筑信息的虛擬實體與實體以及人類智慧有機(jī)地融合在一起。隨著智能時代的到來，區(qū)塊鏈可信計算、5 G物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、海量大數(shù)據(jù)等技術(shù)的廣泛運(yùn)用，智能樓宇的系統(tǒng)集成中呈現(xiàn)出全景實時可視化交互、全系統(tǒng)精確管控、全系統(tǒng)立體感知、全數(shù)據(jù)智能決策、全系統(tǒng)可信互聯(lián)等特征。在這一基礎(chǔ)上，智慧樓宇的系統(tǒng)整合也朝著數(shù)字化孿生建筑的方向發(fā)展。數(shù)字化共享大樓以模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)線程為核心，將建筑物的物理與數(shù)字化元素相結(jié)合。數(shù)字孿生技術(shù)為智慧樓宇的綜合管理提供了一條切實可行的途徑。在數(shù)字化共享大樓系統(tǒng)整合的參照模式中，包括商用級、企業(yè)級、單體級、集成化系統(tǒng)級和單個系統(tǒng)級。在每個層次上均采用了“數(shù)字孿生”技術(shù)，實現(xiàn)了多維度數(shù)據(jù)分享的需求。

在單元層的系統(tǒng)整合中，針對建造裝備的虛擬裝置，對建造裝備的維修活動、操作流程、生產(chǎn)要素等進(jìn)行了管理與控制。在單個系統(tǒng)級的系統(tǒng)整合方面，主要涉及建筑物的自動控制、安全保衛(wèi)和消防等低層次子系統(tǒng)。實現(xiàn)了虛擬與實體兩個子系統(tǒng)的實時交互與雙向映射，實現(xiàn)了多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、全過程和全要素的融合。在系統(tǒng)整合方面的重點是構(gòu)建智慧樓宇綜合管理系統(tǒng)的云平臺，確保系統(tǒng)的管理運(yùn)作、數(shù)據(jù)驅(qū)動的建設(shè)和虛實聯(lián)動的能力。在企業(yè)層面上，基于企業(yè)資源計劃與智慧建筑綜合管理系統(tǒng)，構(gòu)建企業(yè)層面的智慧建筑綜合管理系統(tǒng)云平臺，使得建筑具有商業(yè)智慧，符合建設(shè)智慧經(jīng)濟(jì)生態(tài)的需求。

五、結(jié)束語

智能建筑在中國發(fā)展已有十多年的歷史，盡管我國已經(jīng)擁有了一批較高水平的智能建筑，但是在技術(shù)和管理方面還存在不少問題。面對經(jīng)濟(jì)全球化、信息網(wǎng)絡(luò)化的趨勢，如何利用現(xiàn)代科技手段，建設(shè)一個既滿足建筑功能要求、又能使用戶感到舒適方便、安全可靠的智能建筑，是當(dāng)前人們面臨的一項重要任務(wù)。在此背景下，數(shù)字共享平臺應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字共享平臺以客戶為中心，以網(wǎng)絡(luò)為載體，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)管理等技術(shù)，將分布在各建筑的監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)以及停車場等重要設(shè)備和設(shè)施連接起來，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交換。通過該平臺，可以對建筑物內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，并將監(jiān)控信息提供給用戶。同時可實現(xiàn)對建筑物內(nèi)各種設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制。智能建筑的建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，數(shù)字共享平臺作為一個集成化的平臺為智能建筑建設(shè)提供了可靠的保障。隨著我國智能建筑建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和用戶需求的提高，基于數(shù)字共享平臺的智能建筑將會得到更加廣泛地應(yīng)用。

作者單位：金小永 中電建建筑集團(tuán)有限公司

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