基于低碳智慧理念園區(qū)智能化系統(tǒng)的設計

卞榮

(上海鵬有信息科技有限公司,上海200120)

“十四五”的遠景規(guī)劃明確提出,要“推動文化和旅游融合發(fā)展,建設一批富有文化底蘊的世界級旅游景區(qū)和度假區(qū)”,以主題樂園為代表的文旅產(chǎn)業(yè),正在迎來快速發(fā)展和增長的新階段。

目前國內(nèi)主題樂園數(shù)量達到2000 多家,各種同質(zhì)化的項目源源不斷的涌現(xiàn),很多樂園都有模仿甚至抄襲的痕跡,主題樂園如果要在市場中占有一定的份額,實現(xiàn)旅游產(chǎn)品的品牌化,就需要對主題樂園進行精確定位,提升品牌的知名度與美譽度。除了要提供穩(wěn)定的基本需求外,還需要實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保以及提供智能化系統(tǒng)以提升主題樂園的附加價值,給游客帶來更加舒適、便捷、智能的游樂體驗。

1 項目概況

本項目位于上海,占地面積29.7 萬平方米,包括24.1 萬平方米的核心主題游樂區(qū)和5.6 萬平方米的配套設施項目區(qū)兩大部分。主體游樂區(qū)域包括入口片區(qū)、熱帶世界、極地世界、停車配套等部分。配套設施包括精品酒店、辦公樓、宿舍區(qū)等部分。

2 項目特點及需求分析

2.1 項目特點

本項目是一個以動物表演為主,以提供住宿、餐飲、購物、娛樂全方位用戶體驗為主旨的主體園區(qū),主要有以下特點。

2.1.1 建筑功能綜合性較強。建筑體包括了動物飼養(yǎng)場、動物表演場、游客住宿、員工辦公、演員宿舍、游客游樂、互動娛樂、親水觀景、花車巡游、游客就餐、游客購物等不同功能集成,游客游覽區(qū)域及后勤管理區(qū)域不能清晰劃分。

2.1.2 建筑較分散,建筑樓層不高,單層體量較大。本項目共有不同建筑體34 幢,錯綜分布在29 萬平米的平面上,各個建筑與控制中心的通訊、供電及系統(tǒng)聯(lián)動均具有較大的設計難度。

2.1.3 項目的設計需考慮園區(qū)的市場營銷口、物業(yè)運營口、安全管理口、信息集成口等多個部門的不同需求和管理維度。

2.2 使用方需求

經(jīng)過與使用方保安部、運營部、信息部、表演部等部門溝通,確定了以下需求:

2.2.1 建設開放的信息管理平臺,建成多層次、模塊化、可擴展的信息資源平臺,提供統(tǒng)一、開放的應用接口,推動集團信息資源共享和集團協(xié)同辦公,提升服務效率和應變能力。建設統(tǒng)一的信息發(fā)布平臺,綜合應用多種信息發(fā)布平臺,建設統(tǒng)一、協(xié)同、高效、共享的信息發(fā)布渠道。將完整、全面、權威的信息以最合適的方式發(fā)布到相關的人群。

2.2.2 建設電能、用水、供冷、供熱的綜合信息采集,推進傳感量測、信息通訊、分析決策、自動控制等先進技術與能源環(huán)境管理相結合,實現(xiàn)能源管理和環(huán)境監(jiān)測的智能化、標準化、可視化,繼而實現(xiàn)電、水、冷、熱等能量的綜合調(diào)度,滿足能源安全、高效、低碳、舒適等多個應用目標。

2.2.3 將傳統(tǒng)建筑內(nèi)獨立運行并操作的各類設施與設備,匯集到統(tǒng)一的基于BIM 3D 可視化圖形的海昌極地海洋公園智能建筑物業(yè)及設施管理平臺上,實現(xiàn)統(tǒng)一的設施管理和設備監(jiān)控。將建筑內(nèi)建筑設施、機電、消防、安防、攝像機、出入口等各監(jiān)控系統(tǒng)設備和監(jiān)控點的空間定位和空間位置信息,通過BIM 3D 可視化圖形進行匯集、分析、應用、展現(xiàn)。利用BIM建立的建筑物可視化三維模型。

2.2.4 通過對售票、財務、客流、車流、能耗、運營的綜合數(shù)據(jù)采集、分析、處理,以數(shù)據(jù)支撐營銷的相關決策,包括人事、票價、車位管理、客房管理等營銷決策。

3 園區(qū)智能化系統(tǒng)整體架構

如圖1 所示,本項目系統(tǒng)架構總共分為四層,其中最上層是用戶層,根據(jù)不同的角色接入到不同的應用中去,主要包括游客、園區(qū)管理人員(營銷、物業(yè)、安保、表演、酒店等)、集團管理人員(經(jīng)營、財務、信息等)、上下游商家(商家、餐飲等)以及當?shù)卣闹髡块T。

圖1 系統(tǒng)架構圖

系統(tǒng)的第二層是應用層,主要包括智慧安防應用、智慧運營應用、智慧物業(yè)應用、智慧營銷應用、游客應用等幾個大的功能模塊。在智慧安防應用中,主要采用了人工智能、CIM、客流密度分析等主要模塊,實現(xiàn)對園區(qū)人、機、物、設施等六標一實的管控。在智慧運營應用中,突顯了對于工單、協(xié)同辦公、物品流通及信息發(fā)布的管理,以有序的管理來應對前端的各種應用需求。在智慧物業(yè)應用中,對于園區(qū)能耗、安保及保潔人員的實時定位、車輛出入、機電設備及動物維生設備進行了系統(tǒng)集成及聯(lián)動。在智慧營銷中,基于國家對于實人入園要求,對數(shù)據(jù)脫敏后進行深挖,聚合了游客數(shù)字畫像,并為游樂場的運營提供了參考數(shù)據(jù)。游客應用中,為游客入園前、入園中、入園后均提供了完備服務內(nèi)容,提升游客的輕量化移動端便捷應用。

4 園區(qū)智能化系統(tǒng)具體設計

4.1 信息設施系統(tǒng)

本項目信息設施系統(tǒng)包括綜合布線系統(tǒng)、用戶電話交換系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)、有線電視及衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、會議系統(tǒng)、信息導引及發(fā)布系統(tǒng)等子系統(tǒng)[1]。

綜合布線系統(tǒng)是弱電智能化的基礎系統(tǒng),處于網(wǎng)絡模型的物鏈層。本項目設計銅纜部分均采用六類布線解決方案,采用非屏蔽低煙無鹵線纜。光纜部分采用萬兆單模低煙無鹵光纜,可實現(xiàn)網(wǎng)絡千兆到桌面。包括工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、垂直子系統(tǒng)、管理間子系統(tǒng)、設備間子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)。

本項目單體面積過大,建筑群子系統(tǒng)采用分級網(wǎng)絡的設計思路,設置一個主配線間,位于園區(qū)入口信息中心機房,設置辦公樓、酒店、東區(qū)火山館、西區(qū)北極館四個分配線間,分配線間與主配線間之間采用多芯主干光纜呈星極結構布置。考慮傳輸距離以及帶寬要求,采用OS2 單模光纜,萬兆速率傳輸距離20KM。辦公樓分配線間主要接入辦公樓與宿舍樓的主干光纜,采用4 根24 芯單模光纜,安裝匯聚層網(wǎng)絡交換設備及電話交換機。酒店分配線間接入酒店的主干光纜,采用4 根24 芯單模光纜,安裝匯聚層網(wǎng)絡交換設備及電話交換機。東區(qū)火山館接入園區(qū)東片區(qū)的轉(zhuǎn)接光纜,采用12 根96 芯單模光纜。西區(qū)北極館接入園區(qū)西片區(qū)的轉(zhuǎn)接光纜,采用12 根48 芯單模光纜。信息中心還接入入口片區(qū)的各個管理間12 根6 芯光纜。

設備間子系統(tǒng)設置在信息中心機房,安裝通訊設備,通過光纜與分配線間設備進行通訊。辦公樓分配線間安裝通訊設備管理辦公樓和宿舍的有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡、語音通訊、視頻監(jiān)控等設備；設置有至信息中心機房的光纜的4 個24 芯光纜配線架以及至辦公樓管理間和宿舍管理間的4 個12 芯光纜配線架。酒店分配線間安裝通訊設備,獨立管理酒店的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、語音交換系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、視頻監(jiān)控等系統(tǒng),數(shù)據(jù)上傳至信息中心機房,設置有至信息中心機房的光纜用的4 個24 芯光纜配線架及至樓層管理間的10 個12 芯光纜配線架。東區(qū)火山區(qū)的分配線架僅作為光纜轉(zhuǎn)接使用,設置有至信息中心機房的光纜的48 個24 芯光纜配線架及至各場館的48 個24 芯光纜配線架。西區(qū)北極館的分配線架也僅作為光纜轉(zhuǎn)接使用,設置有至信息中心機房的光纜的24 個24 芯光纜配線架及至各場館的24 個24 芯光纜配線架。

管理間設置于各個場館的弱電間內(nèi),在弱電間內(nèi)安裝綜合布線機柜,安裝垂直子系統(tǒng)連接的光纜配線架、水平子系統(tǒng)連接的銅纜配線架以及用電設備及其光銅跳線。機柜采用42U 標準機柜,可安裝空間為36U,其中1U-4U 作為線纜入柜及整理使用,5U-40U 安裝設備,41-42U 作為預留。

本項目垂直子系統(tǒng)采用OS2 單模光纜,承載數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種數(shù)據(jù),提供萬兆的通訊速率。

本項目的水平子系統(tǒng)均采用六類線纜,通訊帶寬250MHZ,通訊速率1000Mbps,線纜采用低煙無鹵阻燃類型。

綜合布線系統(tǒng)工作區(qū)點位布置依照GB50311 標準結合用戶運營需要進行布置,布置的原則是:普通辦公區(qū)設置一個網(wǎng)絡點一個語音點；獨立辦公室設置兩個網(wǎng)絡點一個語音點；公共打印區(qū)每臺設備設置兩個網(wǎng)絡點；辦公樓公共區(qū)每10 米設置一個無線網(wǎng)絡點；酒店標準客房設置兩個網(wǎng)絡點一個語音點；酒店公共區(qū)每15 米設置一個無線網(wǎng)絡點；宿舍每間房間設置一個無線網(wǎng)絡點。

用戶電話交換系統(tǒng)主要提供項目的語音交換業(yè)務,主要用于集團辦公、酒店管理、酒店客用、商業(yè)設施、后勤運維等部門,系統(tǒng)采用基于IP 的網(wǎng)絡架構,對外使用數(shù)字中繼,內(nèi)部分機采用IP 話機、數(shù)字話機、SIP 話機、模擬話機靈活配置的方案。

無線對講系統(tǒng)設置32 個信道的共用資源池,同時并發(fā)通話通道數(shù)為16,使用部門包括安保、保潔、物業(yè)、客房、動物維生、票務、指揮調(diào)度中心等所有部門。

本項目采用數(shù)字網(wǎng)絡廣播系統(tǒng),廣播系統(tǒng)主要包括三個功能應用:背景音樂、公共廣播、緊急廣播功能。平時為背景音樂功能,在緊急情況時,由消防聯(lián)動播放緊急廣播。

4.2 安防系統(tǒng)設計

本項目安防系統(tǒng)包括電子巡更系統(tǒng)、周界防越系統(tǒng)及入侵報警系統(tǒng)、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)。整個安防系統(tǒng)依照防御縱深的原則進行設計,分為園區(qū)外圍防護、建筑周邊、建筑出入口、重要部位四層防護空間,設置多種安防子系統(tǒng)聯(lián)動策略,高清攝像機聯(lián)動門禁,高清攝像機聯(lián)動報警,報警聯(lián)動門禁,高清攝像機聯(lián)動門禁和報警等多種組合,構建立體安防體系。

4.2.1 本項目設置在線巡更系統(tǒng),通過GPS 與WIFI 對安保等服務人員進行巡查復核及人員定位。

4.2.2 本項目為封閉式園區(qū),公園周界圍墻高度接近4 米,因此系統(tǒng)采用張力式電子圍欄方式進行防護,并配合視頻聯(lián)動進行告警；公園親水平臺的周界防護采用視頻分析技術的應用,采用通過視頻對防區(qū)入侵行為進行分析并告警的設置。入侵報警系統(tǒng)在園區(qū)內(nèi)的建筑重要部位設置探測器,由中心統(tǒng)一管理,按防區(qū)布撤防。所有入侵報警系統(tǒng)采用一次確認、二次報警機制,即收到報警信息后安保中心保安對警情進行分析,再決定是否上報至區(qū)域接警中心。

4.2.3 本項目門禁系統(tǒng)主要設置在在公園內(nèi)后勤區(qū)域與游客區(qū)域接口的出入口、重要機房、辦公室、重要庫房等前場與后場交界處及后場管理,控制進出來訪人員以及內(nèi)部員工的管控。

4.3 園區(qū)管理系統(tǒng)

園區(qū)管理系統(tǒng)主要包括智能集成管理系統(tǒng)、設備監(jiān)控系統(tǒng)、能耗計量系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)。

4.3.1 智能集成管理系統(tǒng)采用軟件通訊集成接口,接入了包括設備監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、能源中心等多個子系統(tǒng),采用三維立體顯示技術,對實時數(shù)據(jù)進行展示。

4.3.2 本項目能耗計量系統(tǒng)主要對項目內(nèi)的用水量、耗電量、空調(diào)能量進行計量,獨立區(qū)域的場館,對水、電、暖通三方面做總能耗的計量；酒店、辦公樓、宿舍按樓層對水電暖通做計量；商業(yè)區(qū)域獨立計量。

4.3.3 本項目停車場管理系統(tǒng)采用車牌識別+臨時卡/票管理方式,需支持多種收費方式(微信收費、支付寶收費)。車主進入停車場,根據(jù)車庫通道口上方的顯示屏查看空車位區(qū)域信息,在行進到停車區(qū)域后,可通過車位上安裝的車位燈清楚的找到空車位。

4.4 機房工程

本項目機房設置有安保總機房一處、安保分控機房五處、信息機房一處、衛(wèi)星電視機房一處。采用傳統(tǒng)機房建設標準,機房定位為C 級。

5 設計難點及解決

5.1 通過智能控制技術達到節(jié)能低碳目標

5.1.1 建設能源計量統(tǒng)計工作

本項目用能設備較多、各成為政,用能設備中有提供顧客舒適環(huán)境的,有提供動物維生的,有保障員工工作環(huán)境的,集中在每個建筑體內(nèi),需要分項進行計量統(tǒng)計。

本項目配備了合理的能源計量器具,實現(xiàn)了能源計量數(shù)據(jù)在線采集,對數(shù)據(jù)變化進行實時監(jiān)測,建立了能源消費的原如記錄和統(tǒng)計臺帳,將定期開展能耗數(shù)據(jù)分析,對于工作異常的設備進行預警及處理。

5.1.2 建立能源管控中心集中供能

本項目共建有兩個能源中心,分別是東區(qū)能源中心與極地區(qū)能源中心,東區(qū)共采用2 臺螺桿式冷水機組和兩臺溴化鋰機組,極地區(qū)能源中心4 臺螺桿式冷水機組,能源中心的設備較多,控制策略較為復雜。

本項目專為能源中心設置了PLC 控制系統(tǒng),能源中心根據(jù)二次側(cè)供回水溫度與壓力結合需求側(cè)能源計量情況對需求側(cè)的控制機構進行微調(diào),或者對泵組進行變頻控制,或者對機組進行加減機操作。保證能源中心冷凍水供回水溫度為6～12℃；空調(diào)熱水供回水溫度為60～50℃；制冷主機冷卻水供回水溫度為32～37℃。

能源中心控制目標是:采用專業(yè)的冷熱源站控制系統(tǒng),綜合各項控制要求,實現(xiàn)整個中央空調(diào)水系統(tǒng)的智能化管理,并隨時根據(jù)負荷變化自動、及時并有預見性地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行工況,實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的運行收益及管理收益。

5.2 通過綜合安防管理平臺提升園區(qū)管理智慧

隨著游樂園、辦公樓和酒店等區(qū)域的信息化和智能化建設,一大批智能安防系統(tǒng),如監(jiān)控攝像頭、周界圍欄、電子巡更等,以及智能安全保障系統(tǒng),如火災探測器、電梯運行采集裝置,均被部署。但這些系統(tǒng)各自獨立、業(yè)務分散、系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效對接,難以保證數(shù)據(jù)和信息的共享,事實上形成信息孤島,不便于管理人員的使用,導致系統(tǒng)使用率低下,達不到預期效果[4]。

如圖2,本項目開發(fā)了一套綜合安防管理平臺,主要實現(xiàn)的就是把所有這些功能子系統(tǒng)進行對接和融合,通過同一個管理界面平臺,把相關信息展示給項目管理人員。通過3D 可視化地圖,以所見即所得的方式,為管理人員提供一個易于使用的操作界面,讓他們便于使用和樂于使用。

圖2 系統(tǒng)管理界面展示

平臺的主要功能有一標六實、人員分布、車輛感知、感知設備、安防設備、電子巡更等。對公園的安防設備和感知設備出現(xiàn)異常情況進行告警。

6 結論

主題樂園的智能建筑的設計與實施,往往涉及了游、娛、食、住、行、購等多個因素,不同的場景對于智能化的需求是不一樣的,需要有所側(cè)重。智能化設計不僅是按照規(guī)范標準進行子系統(tǒng)的羅列建設或者新技術新概念的堆砌,還應考慮使用單位各個不同維度的管理應用需求,從園區(qū)統(tǒng)一考慮,既要自上而下的頂層設計,也需要自下而上的逐步落地。從實際出發(fā),自需求側(cè)入手,才能打造一個真正智慧園區(qū)。