面向突發事件的智能建筑管理系統集成的研究

吳宏彥

廈門眾合天元科技有限公司，福建廈門 361000

1 智能建筑及突發事件概述

目前全世界對智能建筑還沒有統一的規定，我國對智能建筑的定義是：“指通過將建筑物的設計、設備、管理、服務等根據用戶的實際需要進行優化組合，從而為用戶提供一個舒適、安全、高效、便捷的人性化建筑環境”。智能建筑是以現代化建筑技術為手段，由辦公自動化系統、樓宇自動化系統和通信自動化系統三大系統所組成，幫助用戶在費用開支、人身安全、生活舒適等方面實現利益最大化。目前智能建筑的集成化管理程度還較低，各個系統之間基本上單獨存在，不具有面對突發事件的綜合管理能力。

2 智能建筑突發事件模型與分析

2.1 建筑突發事件分類

突發事件通常包括自然性突發事件、社會性突發事件和綜合性突發事件。對于智能建筑的突發事件而言，它具有出現的頻率較高和損失集中、劇烈的顯著特點。根據事件的特殊狀態可分為：“正常”、“異常”和“故障或失效”三種狀態，當智能建筑中的事件處于“正常”和“異常”狀態時，一般不影響建筑的正常使用。當智能建筑中的事件處于“故障和失效狀態”時，通常指智能建筑的特性和結構發生了根本改變。智能建筑監控和管理系統的重點是使智能建筑運行在“故障或失效狀態”之外。

2.2 建筑突發事件優先權機制

智能建筑中，有可能出現很多突發事件一起發生的情形，對于這些一起發生的突發事件如何進行管理是智能建筑集成管理系統必須認真處理的首要問題。有些突發事件非常重要和緊迫必須馬上得到處理，例如關系到用戶安全的火災報警事件和關系到用戶財產的盜竊事件。而有些突發事件可以延緩處理，例如空調系統的失效、照明系統的失靈。為了使管理系統不僅處理“突發事件”，也能響應“正常事件”，本文對各類事件優先權級別的分配如下：

優先權數組大小的確定。由于優先權數組的大小影響管理系統的實時性，為了滿足智能建筑管理系統的需要，本文確認優先權數組的大小為16。

優先權數組項目的確定。由于面向突發事件的智能建筑集成系統，在沒有突發事件時要管理和監控樓宇設備的正常運行，在發生突發事件時要啟動應急預案，協調各種資源進行消災和減災運行，為了避免智能建筑管理系統存在先天性缺陷，優先權數組項目要包括手動生命安全、自動生命安全、手動安全防范、自動安全防范、最高權限操作、最小切換控制、臨時性事件和人工操作七類事件。

3 樓宇自控網絡數據通信協議及集成案例

在智能建筑中，各種樓宇自控設備分布地安裝在不同的位置，為了高效地監控和管理智能建筑內的各種突發事件，就要在各種樓宇設備之間建立通信網絡。樓宇自控網絡數據通信協議是智能建筑管理系統在現場層和自控層實現互連和互操作的基礎，本文主要從以下幾個方面介紹。

3.1 BACnet 體系結構

BACnet標準是產生于上世紀90年代的面向現場總線的產物，目前，BACnet標準已經成為樓宇自控網絡數據通信協議中唯一的一個國際標準。該標準具有以下優點：

1）技術先進、完全開放；2）專門應用于樓宇自控網絡，具有高效的優點；3）被很多國際的主要標準組織接收為標準，具有權威性；4）不依賴現有的網絡技術，具有良好的互連優勢；5）良好的伸縮性和擴展性。

BACnet標準根據互操作功能將服務分為文件訪問、對象訪問、遠程設備管理、事件與報警、網絡安全和虛擬終端六個類別。

3.2 BACnet設備描述模型

由于智能建筑由眾多系統和設備組成，這些控制系統和設備有可能來自不同的廠家，具有不同的型號、功能和控制協議，例如空調設備的功能和監控設備的功能就肯定不同，即使都是監控設備，有可能來自不同的廠家，就具有不同的控制方法和通信協議。因此，如何對智能建筑中眾多的設備進行描述是集成管理系統首要解決的難題。對設備進行描述的過程也就是對樓宇設備進行形式化和模型化的過程。

由于樓宇設備在控制功能上可以分解為以下基本單元：

1）硬件二進制的輸入或輸出值，如繼電器的開關狀態；2）硬件模擬量的輸入或輸出值，如壓力的測量值；3）軟件二進制或模擬值，如控制參數的初始化；4）文件，如記錄文件、程序文件和歷史文件等；5）字符串，如報警信息的顯示。

3.3 BACnet系統集成方法

在實際的系統集成工程項目中，還要有適用的技術規范，為了滿足很多技術人員對BACNET標準不太熟悉的需求，BACnet標準定義了六個標準設備：操作員工作站、樓宇控制器、專用控制器、高級應用控制器、智能傳感器和智能執行器。這六個標準設備具有預先定義的互操作功能，由于標準設備概念直觀，很容易被一般的技術人員所應用，例如，當智能建筑管理系統中需要一個傳感器時，就可以直接在標準BACnet設備類型中選用“智能傳感器”即可。

3.4 某實驗教學樓管理系統集成

某高校的實驗教學樓安裝有消防系統、空氣調節設備、安全防范設備和集中式空氣調節系統等。消防系統局部設備有自動噴淋系統，火災報警采用人工按鈕防范，監控設備選用的是基于BACnet標準的自控產品、安全防范系統中報警控制器安裝在一樓的門衛值班室。

1）事件優先權分配。根據優先權的分配機制，在本系統中消防系統手動按鈕產生的事件和火災自動探測器產生的事件屬于“生命安全”事件，優先權最高。手動安全防范、自動安全防范、最高權限操作、最小切換控制、臨時性事件和人工操作等事件優先級依次降低；2）數據傳輸。本文研究的智能建筑管理系統中，事件源和事件接收者之間采用“推”方式進行傳輸，當事件源產生事件時，首先查詢事件接收者列表，然后根據接收者列表把事件主動發送給接收者，由事情接收者進行處理。

4 結論

智能建筑具有預測和預防各類突發事件，對突發事件進行實時響應，使建筑防患于未然，并在發生突發事件時降低損失的功能。

[1]林賢光.談智能建筑的理論與理論建設(上、下)[J].上海消防，2004：10-11.

[2]唐鈞.構建城市安全應急體系[J].中國減災，2005(3).