建筑智能化系統集成現狀、問題和解決策略分析

于成偉

隨著科學技術的發展，社會經濟和生產力的不斷增長，智能化建筑作為一種新型的建筑，開始在建筑行業逐漸進行普及，在科學技術不斷發展的今天，智能建筑的概念已經逐漸深入人心，被認為是最具發展潛力的建筑類型之一。而建筑的智能化系統作為智能建筑的核心，其對于建筑的智能化控制能力使得建筑真正實現了智能化。同時，建筑智能化系統能夠實現建筑的信息溝通能力，使得建筑向高科技、高舒適度的方向穩步發展。智能建筑中的智能化系統涵蓋多個方面，由許多分工明確的子系統所構成，主要包括安全防范自動化系統（SAS）、建筑設備自動化系統（BAS）、火災自動報警系統（FAS）、通信網絡系統（CNS）、以及辦公自動化系統（OAS）等。這些系統在日常運行中相互連接，聯動運作，構成了一個智能化的建筑控制系統，通過這種智能化系統的控制來實現了建筑的一些科技化功能，而將這些智能化子系統進行集成處理的過程當中，不可避免地會出現一些問題，如何將這些問題做到有效處理，是系統的研發人員需要去考慮的問題。

一、建筑智能化系統集成的簡介

智能建筑的系統是由若干個子系統相互聯系、協同工作而形成的一種對于智能建筑的整體控制，這種協同運作的機制實現了建筑的智能化理念。建筑智能化系統的構建目標也很明確，就是使整個建筑具有智能處理和實時調整的能力，使建筑帶給人們的體驗更加舒適，其中智能化系統的集成工作就發揮了很重要的作用，系統集成在實際應用過程中需要以現實需求作為出發點，將系統中的各個子系統和軟件硬件進行統一的改造和系統化的運用，使其聯系成為一個系統化的整體。通過智能化系統的集成，可以使智能建筑在日常處理和運作的過程中做到統籌全局，面面俱到。

目前，我國建筑智能化系統集成工作的發展于國外來說相對落后，究其原因主要有兩個方面，是子系統的設計開發水平不到位，另一個就是對于已開發出的子系統沒有一個行之有效的手段進行統一化的管理。在智能化建筑系統的集成工作中，搭建一個科學合理的系統平臺是十分重要的，這些子系統通過系統平臺的統一化管理，使得它們的聯系更加緊密。在智能化系統管理平臺中，不僅要注重相關的計算機軟件的作用，同時還要注重硬件的統一規格管理，例如網絡接口、互聯網相關協議、以及一些相關的應用程序接口等。這種系統平臺是實現智能建筑系統集成的重要基礎，對于智能建筑系統集成的層次劃分來說，大體上可以劃分為三個層次，即設備集成、技術集成以及功能集成三個方面。設備集成的主要工作是對整個智能控制系統中的設施設備進行系統化的連接；技術集成則是對整個產品的技術規格進行統計，并在技術層面上對子系統中涉及的所有軟硬件進行集成化的管理；而功能集成則更需要結合實際，根據使用建筑的用戶來對智能系統中的功能進行制定和完善，功能集成方面的工作主要從功能的角度入手，以盡可能地開拓和完善功能作為工作基礎，對于子系統進行集成處理。這三個方面的工作對智能系統的集成化來說缺一不可，是整個系統集成工作的核心。

二、建筑智能化系統所具有的特點

1.對于不同構成的系統具有互聯性

一般來說，智能建筑中的系統集成多半是采用設備中的通信子網，使用計算機網絡將系統中的各類設備相互連接起來。這些設備一般包括機電設備、通信設備、外圍設備、以及計算機設備等。要想把這些設備連接在一起，同時要讓這些設備所在的子系統能夠在集成化的管理下相互聯系進行工作，這就需要整體的建筑智能化系統具有將異質異構的設備和網絡相互連接的能力。這些設施設備在規格、通信方式等要求都是不同的。在一些具體的軟硬件方面例如硬件接口、所用線路、互聯網所使用的拓撲結構、使用的通信協議、以及相應的傳輸介質方面都有著明顯的差異。建筑智能化的系統通過自己強大的兼容性和互聯性，將這些設施設備和子系統相互聯系起來進行工作，充分體現了互聯性的特點。

2.橫向與縱向的層次關系分明

建筑智能化系統是一種層次結構十分明確的管理系統，系統的相關工作也需要在多層次的基礎知識之上展開。這就要求在系統中對于設施設備接口和資源子網的選擇，以及相應的通信技術的選擇上要充分考慮，不僅僅要考慮成本、規格、質量等一些基本問題，還要對系統的層次結構做深入的研究，在這種橫縱向層次結構十分明確的系統中，對于系統中信息交換的內容和信息的類型要求都有著明顯的差異，在每個層次上對于通信聯網的技術、方式、規格也都存在著顯著的差異。因此，在整個系統的設計中，不僅要考慮單一的層次，還要從多角度出發，考慮橫縱向多層次的系統互聯性。

3.系統內所使用技術和設備的多樣化

在建筑智能化系統中，雖然系統已經能夠兼容多種多樣的技術設備，開放性和設施設備的標準化已經得到了大部分設備廠商的支持，但是隨著科學技術的發展，市場經濟體制下的各大設備廠商的競爭日趨激烈，因此這就要求建筑智能化系統在設計的過程中要遵循客戶的實際需求，充分認識到技術和產品對于建筑智能化系統的影響力，對多樣化的系統設備最大化地實現兼容，這樣才能實現建筑智能化系統的全面優化。

三、建筑智能化系統集成的發展趨勢

1.對于TCP/IP協議的應用

現階段隨著計算機技術的發展，很多的控制系統都是以計算機和互聯網技術為核心進行建設的，建筑智能化系統同樣也不例外，在計算機和互聯網技術中所用的TCP/IP協議在建筑智能化系統中也有所應用。TCP/IP技術具有統一化的地址命名方式和唯一的域名等一系列特性，這種標準隨著技術的發展得到了越來越廣泛的應用，逐漸成為國際通用的計算機地址命名的標準。建筑智能化系統在建設的過程中同樣也離不開TCP/IP協議，通過在系統中應用TCO/IP協議，能夠在系統的建設過程中引進千兆位的以太網，使得系統的運行和處理速度大大提升，并且隨著智能建筑系統相關技術的不斷進步，建筑智能化控制系統的線路鋪設技術也得到了實質性的改善，這樣就使得以太網在建筑智能化系統中的使用層次更加深入，使得以太網從系統的連接層向管理層和現場層的方向去轉變。因此，將建筑智能化系統與TCP/IP協議下的計算機技術和互聯網技術相互結合起來應用，是建筑智能化系統集成的發展趨勢之一。

2.利用瀏覽器和服務器開展建筑智能化系統集成工作

在計算機技術的發展歷程中，所需要的相關技術設備也逐漸走向簡潔化的發展。計算機從一開始的大型機為基礎的計算方式，到之后的客戶機/服務器的模式，再到現階段的瀏覽器/服務器的模式，這種技術的演變使得計算機傳輸速度更快，處理信息的能力也更強，同時操作的手段也更加簡潔。目前，瀏覽器/服務器的模式已經成為了現代計算機進行信息處理的主要應用方式，這種具有快速處理能力的模式在建筑智能化系統集成中也具有較大的應用前景。

四、現階段建筑智能化系統集成存在的問題

建筑智能化系統在其迅速發展的過程中，難免會出現一些問題，如果這些問題不能夠及時解決的話，將會對智能建筑行業的發展造成實質性的阻礙。現階段，建筑智能化系統主要存在的問題就是系統日常維護的安全問題。這兩個問題可以說對于建筑智能化系統的影響具有決定性的。下面我們將對這方面的問題進行詳細的論述

1.建筑智能化系統中的安全問題

在建筑智能化建設的過程中，對于智能建筑系統中的建設具體范疇需要一個明確的規定，而往往在這個過程中，相關企業就會把智能建筑的安全管理和安全防護子系統混為一談，認為二者是同一種概念。實際上，這兩者在智能建筑的行業中屬于兩個完全不同的范疇。在建筑智能化系統中，智能建筑安全管理的含義是指相關的企業要對系統進行整體化的管理，在系統建設的過程中時刻注重安全性。而安全防范子系統則是針對建筑的用戶與建筑管理部門之間的一些信息的相關保護，例如財務信息、資源信息等。準確來說，這種系統是為了保護客戶的財產和人身安全而設立的一種防護系統，它雖然是建立在智能建筑的安全管理之上的一種子系統，但是二者還是有著明顯差異的，目前，一些企業對于安全防護的子系統不夠重視，沒有系統化安全防護子系統的相關研發工作，這就給智能建筑的使用帶來了許多的安全隱患。

2.物理安全問題

在這方面的問題中，主要是由于外部的因素干擾所造成的。由于建筑智能化系統內部存在大量的設施設備和連接的線路，因此系統在物理層面上容易遭到一些破壞，例如人為的故意損壞，或者由于極端天氣原因（如強雷電天氣）造成的損害等。這些損害對于設施設備以及連接線路的破壞力十分巨大，嚴重的影響了智能建筑的實際運作，同時由于系統被破壞，容易導致智能建筑中的一些重要數據的流失，給用戶造成財產上的損失。

3.控制網絡的安全問題

控制網絡是智能建筑系統中的協調性結構，如果控制網絡出現問題的話，就會導致整個控制系統的癱瘓，無法進行正常的運作。目前，在控制網絡的技術應用中，主要應用網絡層面的實際控制建設來提高整體的安全性，主要應用的技術有FAS技術、SAS技術等。這些技術靈活運用能夠加強對于整個控制網絡安全的保障，使整個控制網絡穩定運行。但是在現階段的控制網絡相關技術的實際應用中，對于控制系統的實際情況沒有充分的考慮，在控制網絡的建設中就會出現一系列的問題。同時，現階段的智能建筑網絡的安全建設工作還有所欠缺，對于人為攻擊控制網絡的防范程度不夠，在控制網絡的安全管理方面顯得過于片面。這樣一旦控制網絡出現安全漏洞，就會造成信息的大量流失，給用戶造成很大的困擾。

4.信息網絡的威脅

在建筑智能化系統建設的過程中，來自于信息網絡的威脅同樣十分巨大。針對于CAS和OAS技術的應用需要大量的信息，同時還要對信息的高速傳輸設計做系統的優化。而在此過程中，就會產生許多來自于信息網絡的相關威脅，例如在信息的傳輸過程中被截獲竊取，還有系統中病毒的防范不到位等問題。這些問題對于智能系統的運作來說威脅同樣巨大，企業也必須對這些問題重視起來。

五、對于建筑智能化系統集成相關問題的解決措施

1.建設先進的安全防護子系統

安全防護子系統能夠全面加強信息的安全性，有效地防止信息被竊取、截獲，因此相關的企業要對安全防護子系統的建設工作重視起來，根據建筑智能系統中的實際情況來開展相關的建設工作。首先要完善相關的安全防護子系統的建設工作，例如證書和信息的相關認證等，同時對于一些來自于非信任設備的訪問要引起重視，避免非法入侵，通過完善的安全防護子系統的建立來全面保護建筑智能系統的安全。

2.建立完善的物理防護安全策略

對于物理防護安全工作來說，一個完整的物理防護安全體系是十分重要的，通過完整的防護安全體系，能夠最大限度地保證設施設備以及連接線路不受損害。首先要做好定期的安全巡視工作，對于系統中存在的問題要及時解決；另外還要做好避雷防火的工作，在大型的設施設備以及連接線路中設置消防設施和避雷設施，最大化地降低由于不可抗力因素造成的損害。

3.控制網絡的相關防護策略

對于控制網絡來說，其安全防護的主要策略就是保證系統內部的網絡協議能夠正常發揮作用，同時要制定好對于安全意識的相關管理控制工作，同時要定期進行優化工作。通過對控制網絡的安全體系管控，在源頭上實現相關的安全監督工作，保證控制網絡能夠在安全的環境下順利運行。

4.對于信息網絡安全的相關防護策略

信息網絡的安全防護主要是以防火墻為主來開展相關的安全工作，要根據實際情況選擇合適的防火墻，對于來源不明的信息和非法的訪問要進行嚴格控制，設立嚴格的入侵檢測體制，嚴禁在系統中進行非法操作，同時對于內部的非法操作也要進行充分的管理。另外對于信息的認證工作也要重視起來，防止非法信息攜帶病毒攻擊整個系統。除此之外，對于信息的加密、解密，以及數據庫的管理工作也要做到全面而有序的開展。

5.對于其他一些相關的技術手段的應用

除了上述的兩種技術模式以外，在建筑智能化系統集成的安全性能改進中還應用了一些其他的技術，這些技術同樣對于建筑智能化系統集成的安全性能改進有著重要的作用。例如OPC技術就是一種在建筑智能化系統集成工作中應用比較廣泛的一種先進技術。OPC技術主要的工作方向主要針對于過程控制設計方面，通過對先進的自動化系統和一些相關的設施設備以及硬件的應用來對過程進行全面的控制管理。OPC技術在工作中使用的是統一的標準，即XLIENT/SERVER模式，這種模式對于系統的各種軟硬件都能夠實現兼容，在SERVER程序的接口使用中采用規格標準較為統一的OPC接口連接，并且在XLIENT/SERVER模式下，所有通的硬件設施設備都由專業的生產制造公司或取得相關授權的制造廠商來統一完成。通過使用OPC技術對于系統的統一化管理，能夠使整個建筑智能化系統的集成管理工作更加便捷高效地進行開展，消除了由于規格不統一而造成的一系列安全隱患。