阐述智慧建筑的智能化管理平台

刘媚

摘 要：我国智能建筑与国外相比智能化水平普遍不高，大多数建筑单位并不了解何为智能大厦，只是抓住这个时髦的词汇套用在自己的建筑物上，致使我国真正意义上的智能化建筑甚少。因此，本文针对如何需要建设一个智能大厦综合管理平台，对大厦等的一卡通系统、建筑设备管理系统和安防系统等系统进行有效集成，使大厦各系统能互联互通、资源共享和报警联动，不仅可以提升大厦的智能安全管理水平，延长智能化设备的生命周期，强化智能化系统的应用性，减少智能化系统的管理成本，同时，也为后期进行多级联网统一管控、平滑扩展奠定了基础。

关键词：智慧建筑；智能化；智慧城市；综合管理平台

1.前言：

现代社会对信息的需求量越来越大，信息传递速度也越来越快，二十一世纪是信息化的世纪，目前推动世界经济发展的主要是信息技术、生物技术和新材料技术，而其中信息技术对人们的经济、政治和社会生活影响最大，信息业正逐步成为社会的主要支柱产业，人类社会的进步将依赖于信息技术的发展和应用。

近年来，信息技术（尤其是计算机技术）和网络通信技术的发展，使社会高度信息化，在建筑物内部，应用信息技术、古老的建筑技术和现代的高科技相结合，于是产生"楼宇智能化"。楼宇智能化是采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制，对信息资源进行管理，为用户提供信息服务，它是建筑技术适应现代社会信息化要求的结晶。

我国对智能建筑的探索与实践始于上世纪九十年代初，在这时期里我国的智能建筑主要是一些涉外的酒店和特殊需要的工业建筑，才用的技术和设备主要是从国外引进的。虽然普及程度不高，但是人们的热情却不低，得到设计单位、产品供应商以及业内专家的积极响应，可以说他们是智慧建筑的第一推动力。

目前，随着物联网技术的深入发展，万物互联，人类正向着打造“智慧地球”的终极目标迈进，建筑智能化管理、智慧社会将成为物联网的基石，通过几年的技术攻关和发展，已逐渐趋于成熟和完善。

2.国内外市场需求分析

早期的建筑行业主要实施智能化工程，而这些工程构建了大量的离散系统，目前，从业务的发展方向来看，建筑设计单位、建筑者、管理单位以及最终的用户更加趋向于整合化的智能建筑综合管理，将多个离散的子系统进行整合，形成更大的集成管控平台。

现阶段，智能建筑综合管理平台已成为的商业综合体、智能化大厦、市政设施等重要建筑建设的标准需求，在国内外表现出强烈的市场需求。随着产业的成熟，成本逐渐下降，未来包括居民小区在内的所有建筑都将采用这样的集中管控平台，而国内建筑业的发展呈现井喷之势。

综上，本项目仅在国内就具有海量的应用需求，具有极大的应用推广价值。

3.研究开发内容与技术关键

3.1 研发内容

本软件主要实现对楼宇自动化、门禁、消防、视频、周界报警、空调、电梯、动力、能源、环境等各类子系统进行联网和整合，实现了数据采集、数据存储、阈值分析、事件管理、HMI视图呈现、远程控制、定时事务控制、告警联动控制等功能，形成强大的集中控制平台。

3.2 技术关键

1）系统具有服务进程的模块化设计及实现

2）设备接入的驱动化设计及实现

3）系统应用的组态化设计及实现

4）内部联锁的脚本化设计及实现

5）高效实时采集和分析、事件呈现及时、联动反应迅速、人机界面友好等功能实现

3.3 主要创新点

本项目的主要创新点有：

（1）“插拔式”功能应用在智能建筑管理系统中应用属首创。

在本项目的设计过程中，将充分利用可独立装载的应用进程模式，将各类子系统的功能封装成独立的应用模块，这些模块通过统一的应用接口和通信规范集成到平台系统中。核心控制平台将通过接口虚拟成不同的应用“插座”，而各个子系统将采用统一标准的“插头”来插入平台，接口相同，但却保证同一接口接入不同功能子系统和智能设备的应用需要，满足了智能建筑管理平台中各个不同品牌和制造商供应的不同子系统的接能力。

（2）“全组态”化功能应用在智能建筑管理系统中应用属首创。

组态在工业自动化应用中属于典型化应用，但在智能建筑管理系统中，常采用定制化功能开发和集成应用，往往集成商或技术提供商都根据用户需求定制成一套固定式的系统。而本项目将采用“全组态”化功能应用，即系统由统一的基础平台实现，在人机界面展示、设备接口、设备驱动以及平台应用层次架构等各项核心功能中，均能采用组态化设计，最终为用户打造出属于用户专属的设备驱动接口，安全个性化的人机操作界面，以及特定的组织架构、用户群和灵活的多层次应用架构。

（3）建立一套成熟、完善的建筑智能化集成接口规约。

接入问题，是不同子系统整合应用过程中遇到的最常见问题。而中国的建筑智能化综合管理平台起步较晚，而供应商和需要集成的设备众多，实现智能化整合应用过程中，往往最容易遇到无法接入的问题，最终导致效果不太完美。通过本项目的推动，我们将率先制定一套相对成熟和完善的建筑智能化集成接口规范，并与同行业其他方案供应商齐心协力，协助整个行业应用走向标准化应用，建立行业标准，树立行业标杆。

4.项目预期目标

4.1 主要经济技术指标

本项目具有较大的推广应用价值，我司自身又在建筑智能化集成领域具有重要的影响力，凭借我司实力，足以将本项目推广应用到多个行业应用中，实现业绩稳步提升。

初步估算，本项目成果的推广，每年可为本公司增加收入约2000万元，实现税收约160万元。

4.2 主要技術指标

本平台最终设计目标是一个功能强大、高可靠性、实时处理分析的综合性监控与管理平台，单一平台将要达到以下技术指标：

1）子系统信号采集时延小于200ms；

2）同时接入5个子系统，信号点位达到500个以上的信息处理能力，信息处理包括信息传输、存储、阈值分析、事件处理、HMI展示等；

3）实时采集数据存储容量大于20TB；

4）报警联动事件处理时候小于300ms；

5）能满足至少5个用户（含移动客户）同时登录系统，实现监视和操作；

6）客户控制指令执行与结合返回小于1s；

7）MTBF大于50000小时。

4.3 知识产权申请情况

目前，我司已针对本项目软件系统（奥乐智慧建筑智能化管理平台软件V1.0）申请并取得了著作权。

4.4 社会效益及应用前景

本项目的成功实施和应用推广，以及通过参与行业标准的制定，可以大力提升我公司以及温州地区信息技术的影响力，提升我市在全国智能建筑企业的集成的影响力。力争能制定一份行业接口标准，推动行业走向标准化应用。

另一方面，智能建筑综合管理平台的成功应用，可以大大减少业主的管理成本，提升各个智能子系统的应用效能，降低水、电等能源消耗，所产生的社会效益无以估算。

5.研究方案、技术路线与课题分解

5.1 研究方案

（1）建立技术开发团队，设计一套专业用于智能建筑综合管理的平台软件系统。包括团队组建，需求调查、分析、确认，软件功能概要设计，数据库设计，详细设计，软件代码编写，单元测试，文档编写，集成测试，缺陷消除，版本与配置管理，质量管理等，工作将贯穿整个软件生命周期。软件模块包括服务软件、配置软件、工作站客户端软件、移动客户端软件，主要功能包括：信号采集、子系统接口、数据存储、数据展示、趋势分析、HMI视图、远程控制、自动事务控制、事件管理、事件联动、电子地图、视频管理、系统侦测、子系统与设备对时、服务进程管理等功能。

（2）搭建一个试验与测试环境，实现产品的集成测试。包括配置试验所需要的服务器、工作站、智能控制装置、网络设备以及智能建筑综合管理平台所需要的几个核心子系统装置。

（3）将对奥乐科技大楼实施智能化改造，建立一个初步的应用模型，检验平台的成熟度与稳定性。

5.2 技术路线

本项目为典型的软件系统项目，将采用可迭代的软件生命周期管理模式，对项目进行分布式实施。

项目计划：由公司决策管理人员结合拟定的项目经理制定出详细的项目开展计划，组建项目开发团队，结合先进的项目管理理论和方法，将计划细分到每一个具体的可执行事务。

业务工程：在项目计划基础上，形成业务工程。每一个具体事务为一个业务工程细目，业务工程将指派到具体的团队实施成员。

业务需求：业务需求是业务工程中代表用户需要和目标物样式的理论部分，是功能实施的基础，在项目实施过程中，我们将细化每一项业务需求，明确需求的定义、约束、输入、处理过程、输出及业务接口等。

分析设计：系统分析人员将针对每一项业务需求进行梳理，明确要实现的内容和采取的何种表现方法，同时整理要实现本业务需求应采取的技术手段，可能存在的风险及防控。系统架构师将根据业务需求和需求分析结果设计出系统的概要功能、数据模型、逻辑模型等。

本项目拟定的初步系统构成模块如下图：

本项目拟定的技术系统架构层次如下图：

5.3 课题分解

6.项目的风险分析

6.1 政策风险

目前，国家大力支持技术创新，总理多次公开提到“万众创新”，随着“互联网+”概念诞生，物联网产业发展已如火如荼，国家工商、税务也多次出台政策支持信息产业的深入发展，各级地方政府也都勇跃鼓励技术研发，而本项目正是符合当前产业扶助的重要内容。因此，从政策层面来说，没有任何风险。

6.2 技术风险

随着互联网业务的深入发展，大数据的应用推广，为本项目数据存储和计算提供了相当有利的条件。嵌入式设备的发展，直接推动了万物互联，目前各类智能控制装置正在代替传统的监控设备，将智能建筑行业带向纵深发展。

我司在行业中奋战了20多年，积累了丰富的集成经验，公司本身具有一支业务精良、技术精钻的骨干型技术研发队伍，同时，也累积了较多的产品和技术供应链资源，与技术供应商有着良好的沟通渠道，对本项目的开展和实施，本是水到渠成。

经过决策层和项目团队对项目需求的认真分析，所有技术难点已逐一化解，所有功能从技术上都可以实现，因此，暂无显见的技术风险。

6.3 人力风险

温州虽是一个高端人才奇缺的地方，对于这样一个高技术含量的项目，人才确实是一个比较大的问题，但是我们公司逆势而行，经过多年的培养，已建立了一支战斗力较强、技术研发能力较高的研发团队。同时随着项目的深入开展，我司将计划从北上深杭等地引入高级项目管理人员和核心分析设计人员，同时，也保持着与成熟的第三方研发机构的广泛业务合作，与高等院校和科研顾问机构建立了技术咨询管道，从各个方面来解决本项目研发的人力资源短板。

目前，我司已为本项目组建了一支成熟稳定的研发团队。

6.4 资金风险

我司财务制度健全，管理完善，经过多年的沉淀，已积累了一定资金。目前，用于本項目开展的资金已基本筹措到位，暂无资金风险。

6.5 其他风险

经过对项目的认真分析和研究，暂时未发现其它显见风险。