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智能集成

XX省XX局綜合檢測大樓智能化項目解決方案

1.背景分析
隨著物聯網時代的到來,“物聯政務”的產生將很大程度上促進該局依法行政管理水平的提高,成為物聯科技背景下,智能建筑學科新的亮點和應用典范。其中,電子監控口岸、自動識別檢驗檢疫、大政務平臺互動聯動等都有可能通過一個平臺有效地整合起來,并做到“隨時隨地”、“空地一體”的大管理,為我們提出的“降、快、促、先、優”的工作目標實施服務。
2.項目建設目標
本工程的質量目標是確保“閩江杯”、爭創“魯班獎”,其目的是提高該局綜合檢測大樓運行管理智能化水平,節約能源,降低辦公和大樓的運營管理成本;為該局的內部辦公、業務服務提供一個安全、高效、舒適和便捷的環境;根據不同部門的特點,同時兼顧滿足現在及未來對高速、安全、保密、可靠的數據通信等方面的需求;各子系統應經濟適用并有一定的超前性,功能可方便擴充,但不盲目追求高標準、高要求;在各子系統范圍內不低于國家智能建筑甲級設計標準(參見《智能建筑設計標準》GB/T50314-2006)。
同時,本項目的設計應立足于如下核心及潛在需求:
1)該局的社會管理需求:通過該方案對所覆蓋的社會管理活動進行立體全方位的集約和整合管理,從而達到高效和諧的社會管理服務效果。
    2)該局的政務管理需求:通過方案對該局日常政務工作進行立體全方位的集約和整合管理,從而達到政務高效透明的服務效果。
    3)該局的內部管理需求:通過該方案達到對內部人員進行人性服務的管理需求,達到舒適、安全的服務效果
    4)該局的智能建筑需求:通過該方案達到對建筑內各方面的智慧管理,包括了建筑各重要組成部分、通訊、消防、安防等,達到5A大樓的效果;
3.設計原則要求
本項目設計應遵循“設計布線一步到位,設備終端分期建設”的總原則,充分有效使用智能化;一期建設概算900萬元,提出大樓智能化建設目標和分期建設方案,確保滿足行政管理功能需求前提下,具備以下特性:
1)可靠性:保證大樓設備的正常運行,提供人身安全保障及考慮整個系統的安全防范措施;
2)實用性:選擇成熟、先進、可靠的技術和實用的產品,滿足各項工作的需求,符合國家環保節能等相關政策,建成后的系統符合通常的使用習慣,易于使用、方便管理;
3)經濟性:在滿足需求的前提下,具有較高的性價比;
4)前瞻性:采用成熟、先進的技術,設計上要有一定的超前性和設施的向后兼容性,考慮建成后10年內不落后、15年夠用。
因此,本項目將集合如下的新技術概念成果:
“物聯網”應用技術:充分利用已經成熟的智能建筑開發成果,挖掘整合物聯網的應用模式,合成各種自動識別的手段,基于先進的無線與局域通訊技術,搭建物聯應用系統,使智能建筑智慧化,比如:RFID技術、卡識別技術、條碼識別技術、GPS識別技術、實時監控識別技術、掌紋識別技術等等;
◆“云計算”應用技術:基于云概念及當代信息發展技術,充分融合建筑信息平臺的設計思想,推動和嘗試建立建筑信息建設的虛擬化技術、檢驗檢疫系統的云存儲與云安全等新技術亮點;
“IBMS智能建筑集成”技術:智能大廈管理系統。IBMS是在BAS的基礎上更進一步的與通信網絡系統、信息網絡系統實現更高一層的建筑集成管理系統。主要是應用到一些新的技術,如:基于OCP標準通訊的平臺與BA整合技術,以便實現節能高效的低碳化設計;另外,OAS辦公自動化技術、CNS通訊統一系統等等
4.工程概況
1)工程地域及系統概況
2)場地條件
該局綜合檢測大樓位于福州市XX區,屬亞熱帶季風氣候,全年冬短夏長,溫暖濕潤,雨水充足。具體室外環境溫度、室內溫度、空氣濕度變化范圍請查找福州市有關氣象資料后確定。
電源條件:所有提供的設備和元器件的安裝須符合和適應下列指標:
電壓:380V、3相、5線  或   220V、單相
頻率:50Hz
接地電阻要求:≤1歐姆
3)區域平面圖:
    該項目一共二十五層、地下一層,包括報檢、檢測、行政辦公及綜合配套用房等,其具體的功能區域如下所示:

層數
功能分布
屋面層
設備層、電梯機房
二十二~二十五層
實驗室、辦公室
二十層、二十一層
實驗室
十八層、十九層
預留用房
十七層
領導辦公室
十六層
領導辦公室
十五層
辦公室、資料室、檔案室
十三層、十四層
辦公室
十二層
辦公室、資料室、樣品陳列區
九層~十一層:
辦公室、領導辦公室
八層:
處長辦公室
七層
辦公室、處長辦公室
六層
辦公室
五層
通信機房、管理中心
四層
會議室、宴會廳、職工活動區
三層
會議室、報告大廳
二層
送檢大廳、辦公室
一層
食堂、倉庫、監控中心
地下室
停車場、高低壓配電室、消防用房

5.智能建筑行業現狀分析
隨著計算機技術的發展,智能建筑的發展也已走過了20多年的歷程。第一代的智能建筑一般由多個相對獨立的自治子系統構成,互相之間沒有聯系,操作也相對獨立;第二代智能建筑的最大特點在于通過一些專門的網絡將樓宇的各個控制子系統連接起來,從而能完成一些諸如遠程控制、操作序列化、制定時間表等涉及多個子系統的操作任務。雖然,第一、二代智能建筑技術在很大程度上提高了樓宇控制操作的自動化水平,但基本上還不具備人類智能的特點,即系統基本上不具備推理、學習、適應等能力,因而,還不是真正意義上的智能建筑。
目前在國際上比較成熟實用的是第二代建筑智能化系統,而我國的智能建筑大多處于第一代水平階段,正在向第二代智能化系統發展和過渡。
在國內,目前做智能建筑行業的廠家非常多,但80%以上大都停留在工民建的階段水平,也就是我們所講的第一階段的水平,有的甚至還不如這一階段的水平;但隨著通訊行業的發展,從2G到3G以及未來的4G時代,數據傳輸的內容可以越來越大;而云計算及物聯網時代的到來,使感知網絡的統一及海量數據計算的實現成為可能,這將大大促使社會活動管理的簡單化與一體化;而這些都要求智能建筑行業實現一個完全質的飛躍,這也就是現在提出的5A建筑的概念,還有就是我們此次方案提出的智慧建筑的概念;所以,樓宇的智能控制是一個涉及多種系統、大量控制設備的控制體系,且要求各個系統能智能協調并滿足工作各方面的指標要求。這樣,僅僅簡單地把智能樓宇看成是一臺相對復雜的機器是遠遠不夠的,樓宇內部復雜的組織關系所表現出來的社會性必須得到充分的重視。
目前國際上已開始第三代智能建筑技術的研究。比如:人工智能科學中智能代理技術,還有物聯網、云計算、新感應、新無線通訊及網絡技術、新視聽技術等多種技術成果,未來,智能建筑將融合這些技術領域并且達到智慧的水平,真正實現智能建筑的功能。
當前,國內比較發達的智能建筑行業城市,如上海、北京、浙江等地,都有非常成功的案例,而我們福建,智能建筑一級的廠家有10家,二級的有幾十家;從市場類型來看,有以布線安裝為特長的傳統工民建型,有以行業設計方案為主的行業解決方案型企業,但以智能自動化為核心技術的廠家寥寥無幾,而真正能提出第三代甚至“物聯網時代”特點的新智能建筑概念的更是沒有,而此次方案的提出正是針對這樣的市場情況,特別是為了滿足我們建筑方案未來20年不落后的情況提出的,對于新的政務實現手段和國內智能建筑行業都具有新的意義。
6.智能建筑行業發展趨勢
 
圖2 智能建筑產品代系發展趨勢圖
1)智能建筑發展趨勢簡單概述
第一代智能建筑主要在2010年以前,以傳統的安防布線和單片控制為主,其特點是:由多個相對獨立的自治子系統構成,互相之間沒有聯系,操作也相對獨立;。
第二代智能建筑從2010年開始,以集中自動化和信息化管理為主要特征趨勢,其特點是:通過一些專門的網絡將樓宇的各個控制子系統連接起來,從而能完成一些諸如遠程控制、操作序列化、制定時間表等涉及多個子系統的操作任務。    
第三代智能建筑開始以新的互相網、通訊、自動識別、自動化控制為整合的技術趨勢為主,融合了“物聯網”、“云計算”、“移動互聯”、“IBMS”等一系列新技術領域為特征的,其主要特點是:控制更加集中,資源配置更加快捷,達到智慧化管理的效果,無線控制不斷深化,網絡功能強勢凸顯,智能控制內容逐步擴大。
2)新時代新技術概念與智能建筑的關系
“物聯網”概念及與“智能建筑”的關系
物聯網概念最早的提出起源于自動識別感知界。
其核心的定義是通過射頻識別激光掃描器、(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物體的智能化識別定位、跟蹤、監控和管理.達到 物”的互聯互通的一種網絡。
其實質性是一種社會泛在網絡,其基礎依然是存在于互聯網,根據社會應用的范疇,同樣分為“局域網”和“廣域網”;可以說社會應用的商業模式落地是其最重要的價值體現。
當前,物聯網的影子和應用實際上非常地多,但真正做到完整落地的領域卻非常少,而智能建筑是人類的生活環境,也是物品生產、流通、使用的基礎。最基本的、大量的對物聯網的建設、使用、維護和監管最后一定是在建筑中實行的。物聯網對智能建筑技術的影響將無處不在。當前智能建筑實踐中的某些子系統可以說已經是物聯網的雛形和基礎。例如智能家居、建筑設備監控安防、~卡通 電子配線架 遠傳抄表等。
可以說,物聯網時代的到來,將為智能建筑行業帶來更高的平臺設想,使其和各社會網絡高度整合連接提供了概念依據和理論依據,并且引導整個行業方向發生革命性的變化,是第三代智能建筑的核心理念,使建筑由“綜合智能”向“立體智慧”方向改變。
智能建筑響應物聯網以后,總體結構將會發生變遷,智能建筑與數字城市將進一步得到融合,具體表現在如下四個方面:
智能建筑應該是一個信息采集基站。無論人類的生活形態如何發展變化.建筑總是實物裝、運、卸、存的基本平臺。實物大多數的產生、變化也發生在建筑空間中。 因此,采集實物數據是智能建筑必需具備的功能。雖然還無法預料今后的傳感技術和數據交互會如何發展,但是.基本的有線連接和無線通信模式是不會變的。因此.在智能建筑的綜合布線、組網設計中.應該在所有實物可能停留、通過、變化的位置預留有線或者無線的信息接入端點。此外在采集的同時還必須保證監控數據與實物的一致性,并對實物所有可能存放、通過的空間和出入口無盲點地進行視頻監視。通過全面的視頻監控系統.對數據采集過程和實物流通過程進行監視與記錄.驗證和保證實物與數據之間的一致性。
智能建筑應該是物聯網信息交互樞紐。智能建筑中應該保障無線網絡與有線網絡的交互暢通。無論無線網或者有線網都包含了建筑物內自身的局域網與建筑外的廣域網兩部分。除了一般的信息交互功能外.更需要保證信息管理網絡、地理信息系統與實時監控網絡這些不同網絡、數據庫之間的集成交互。
智能建筑應該是物聯網信息處理、監管的工作站。物聯網的監管工作一部分是隨實物的移動進行更多更全面的管理將是在智能建筑的工作站中實行。因此,物聯網的工作站包括固定工作站和移動工作站兩類。智能建筑中的物聯網固定工作站處理與其它建筑物的固定工作站的互聯外.更要具備智能建筑中的物聯網固定工作站與眾多的車、船、飛機等移動工作站之間的實時并發通信。
智能建筑應該是物聯網最終對實物處理的平臺。物聯網的一切監控管理功能,最終都將歸結到對實物本身的操作 把虛擬的信息落實到對物的實體的具體作用。因此,在智能建筑工程的設備集合中將會增加諸多對實物進行不同操作的設備。提前考慮實物進行運輸、分解、包裝、存放等操作中所需要的設備設施.把這些設備設施納入到建筑設備監控管理范圍,把相應的操作信息和操作結果結合到物聯網的數據庫中,將是智能建筑的重要任務。另外.實物所處環境的穩定和變化直接關系到實物的質量與變化。隨著物聯網的發展,對實物環境的監控要求也將越來越高。例如,為了避免實物失效、變質所需要的環境控制檢測;實物存放階段的環境參數記錄等,勢必增加智能建筑的工程內容。
3)“云計算”概念及與“智能建筑”的關系
云計算是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式,通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。
并且,云計算是物聯網體系中的一個很重要的環節,具體如下圖:
可以這么想象一個未來,將來每個物品都可能存在自己的識別標識.都需要傳統到后臺系統進行大量邏輯處理.不同粒度級別的數據、各類行業應用的數據皆需要計算和存儲資源,這就是海量數據。而海量數據的存儲和計算.以及海量數據的挖掘和分析,皆需要強大的系統后臺支撐.這就需要只有通過云計算來實現。通過云計算整合一切可以整合的計算資源存儲資源.來共同處理一個業務請求。并通過按需使用方式靈活擴展相應的計算、存儲資源,來為具體的行業和應用服務,這就是云計算支撐物聯網的重要支撐作用。
作為與物聯網聯系緊密的智能建筑行業,物聯網對智能建筑技術影響無處不在,設備經過傳感器聯網技術遍及大部分子系統.可以說:很多子系統已經是準物聯網形態或已經是物聯網形態,如建筑設備監控安防、一卡通、電子配線架、遠傳抄表 專業應用等系統。物聯網與智能建筑之間實現了互動 尤其是大量采用RFID技術用于建筑物里人員管理、物質管理、設備管理等方面。而現今設計的智能建筑領域的應用,都會根據系統特征,對我們周邊接觸進行粒度化的定義與使用,這樣不同粒度級別的粒度對象必然形成海量數據的來源.這就要求必須依賴于海量數據處理平臺來進行。這就催生了我們智能建筑里的“云”。
比如:安防監控系統,首先必須具備數字化、網絡化,才能’漫步云端’,所以對于現代安防監控系統,和過去模擬化不同,需要走數字化和網絡化的道路。對于用戶客戶端來講,云的一個基本思想就是’瘦客戶端’,即將更多的計算和服務工作部署在后臺,而對于客戶端的軟硬件要求則越來越簡單和方便,所以需要在安防監控系統中進行架構功能的數字化界定和分工。
再比如:云計算在智能建筑領域比較典型的應用是建筑群能耗計量與節能管理系統,沒必要每個樓都配備建筑群能耗計量與節能管理系統.只需要一個云計算平臺把這些統一起來,形成一個總的能耗計量與節能管理系統。因為云計算實際上是互聯網上的一種公共服務,它既針對互聯網架構,也針對物聯網架構。智能建筑綜合集成維護、管理系統。如果智能建筑維護管理都走物聯網道路的話.那么不用在每個樓里面都配備維護管理團隊 用一個云架構就可以了 統一管理.非常方便。
4)“電子政務平臺”和“智能建筑”的關系
這個概念最早由美國在1992年提出。目前,關于電子政務的概念還沒有統一的定義,綜合國內外對電子政務的含義的解釋,我們歸納如下:
電子政務必須借助于現代信息與通信技術;
電子政務是在對傳統“政務”改革和業務流程重組的前提下實現的高效率、高透明、方便快捷的新型政府管理與服務體系。
現階段電子政務的概念可以定義為:政府部門運用現代管理思想對傳統“政務”進行改革和業務流程重組,充分利用信息和通信技術,將政府的管理和服務通過網絡技術進行集成,實現超越時間、空間與部門分隔的限制,全方位地向社會提供優質、規范、透明和符合國際水準的管理和服務。
電子政務系統建造多在智能化的建筑物中,兩者有著自然而緊密的聯系,電子政務的應用服務支撐系統,信息資源服務層以及IT基礎設施平臺都涉及到智能建筑中的辦公自動化系統和計算機網絡的建設,因此,在智能建筑中,如何在初期就進行合理的布局并且預留接口,和電子政務平臺進行合理對接,特別是與“數字福建”大政務平臺的對接,也是本次項目的重點與難點。
 

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