智能建筑集成管理信息化平臺研究

王偉文

摘要：信息技術、自動控制技術、人工智能技術的不斷突破與發展，使得建筑智能化成為建筑行業發展的必然。本文對建筑智能化集成管理工作實際進行中所面臨的一些難題進行了全面的探討，然后對集成管理工作實施的一些關鍵技術進行了詳細的分析。在文章的最后對智能建筑集成管理信息化平臺進行了研究，希望通過本文可以為相關工作提供一些參考。

關鍵詞：智能建筑;集成管理;信息化;平臺

引言：

隨著我國建筑業的不斷向前發展以及人民收入水平持續性提高，當前人們在日常生活中對于居住環境的安全性及舒適性提出了更高的要求。這一情況給建筑行業的發展提出了極大的挑戰。智能建筑是信息技術、自動化技術、人工智能技術與建筑行業融合發展的一項產物。智能化建筑在實際應用中的大力推廣使用，不僅大大擴大了智能技術的實際使用范圍，同時也對為實現建筑智能化系統而進行的建筑智能化集成工作帶來巨大的挑戰。

眾所周知，由于種種因素的影響，智能建筑在實際應用中需要應用到大量功能相互獨立的子系統，因此要想對其進行有效集成在實際工作中困難是很大的。然而，隨著信息技術、物聯網技術、人工智能技術的發展，特別是當前信息技術在實際應用中的大力發展，通過計算機信息系統對智能建筑進行集成管理已成為我國智能建筑發展的主要方式。

1智能建筑集成管理工作進行中所面臨的難題

傳統建筑物在實際使用中，其內部的各類電子電器系統相對獨立且由不同的廠家對其進行生產及安裝，要想對其進行高效管理需要面臨的困難較多。同時在建筑管理系統建設實際工作進行中，由于不同建設方之間的溝通未到位等原因，不同廠商系統采用的數據協議也有著很大的區別，具體結構也各不相同。這一情況造成早期的建筑管理系統在實際應用中各子系統基本處于信息孤島狀態，產生的數據無法在整個系統當中實現有效的共享，無法使系統的整體作用全面地發揮出來。

信息系統集成管理實質就是通過一定的方式方法將建筑內外部的相關系統全面整合起來，對其數據協議進行統一化設計，藉此解決建筑物內各個子系統信息孤島問題，將各類子系統集成到一個統一的管理平臺當中，使各子系統的運行變得更加協調統一，讓建筑物成為一個智能體。然而實際工作中，由于建筑體內各個子系統的獨立性、互不相干性，這些子系統各自獨立的數據架構、數據協議，沒有統一的接口標準和協議，使得系統集成工作，特別是統一的信息系統管理平臺的開發成為噩夢，并且在智能建筑管理系統平臺與下游各個子系統的從屬、監或控的管理權限界定上，都成為滯后智能化建筑發展的主要原因。

2智能建筑集成管理的關鍵技術

智能建筑的發展可以大致經歷了三個階段，初級階段是各個獨立的自動化控制系統在建筑內的安裝、使用和推廣階段，第二階段是基于C/S 架構的IBMS 系統在智能化建筑集成管理中的推廣與應用，第三階段是目前基于B/S架構的IBMS 系統的推廣與應用階段。當前智能化建筑正處于第三發展階段。

建筑智能化集成管理工作在實際進行中涉及到最為重要的兩個技術要點，分別是系統架構的設計以及集成平臺的應用。根據智能建筑管理系統在實際使用中所表現出來的一系列功能以及特點，當前采用的大多都是面向服務的三層架構體系設計。通過這樣的設計手法可以分別為客戶、管理業務以及數據提供相應的服務。在軟件體系架構設計中三層架構（3-tier architecture） ，分層式結構是最常見，也是最重要的一種結構。通常意義上的三層架構就是將整個業務應用劃分為：界面層（User Interface layer）、業務邏輯層（Business Logic Layer）、數據訪問層（Data access layer）。區分層次的目的即為了“高內聚低耦合”的思想。微軟推薦的分層式結構一般分為三層，從下至上分別為：數據訪問層、業務邏輯層（又或稱為領域層）、表示層。

基于B/S架構的集成應用平臺的開發是目前整個建筑智能化系統集成管理的核心所在。在整個架構下，建筑物內各個子系統在數據訪問層、業務邏輯層得到合理的、有效的整合，通過UI層完美呈現給客戶。為了使得整個UI空間的導航能力得到實質性的提高，新的BIM 技術、基于WEB 的GIS技術、VR技術在智能建筑管理系統廣泛應用，使得建筑智能化集成正朝可視化方向發展，同時，基于大數據的應用、分析，建筑智能化系統也正向AI 智能化發展。未來新的智能化應用平臺通過可視化的、數據AI化與建筑環境保持全面一致，從而進一步構成一個完整的建筑智能化體系。

3智能建筑集成管理信息化平臺研究

智能建筑集成管理信息化平臺的核心是IBMS智能化集成管理平臺（以下簡稱IBMS平臺），是智能化建筑中所有智能化子系統的大腦，扮演著溝通者、監護者、管理者與決策者的角色。它利用標準化或非標準化的通訊接口將各個子系統聯接起來，共同構建一個全設備、全空間、全時域、全過程的有機整體。它通過統一的平臺，實現對各子系統進行全程集中檢測、監視和管理，同時將所有子系統的數據收集上來，存儲到統一的開放式關系數據庫當中，使各個原本獨立的子系統，可以在統一的IBMS平臺上互相對話，做到充分數據共享。由于建筑物業態不同，不同的業態所呈現出的IBMS 平臺也會有所不同，但三層架構是一致的。

常用的分層可以理解為物理層（或采集層）、控制層、應用層（或系統集成層）。

設備層由智能化集成系統中所包括的控制、子系統或設備的驅動程序以及相關的綜合布線、通訊、計算機網絡系統所組成，該層主要完成對子系統現場控制設備的實時信息進行收集和處理。由于各個子系統可能采用不同的通信協議和數據格式，所以，該層的驅動系統應完成對不同的協議和數據格式的轉換。即該完成將各子系統的不同通信協議及數據信息格式轉換成上層（核心決策層）認可的協議和格式，同時將核心層處理后的信息轉換成相應子系統認可的協議和格式。完成對各子系統的控制和管理。該層實際上起到了一個通信網關的作用，也可以稱為通信網關（Communication gateway）

控制層是整個系統的關鍵部分，是整個系統的“中樞神經”，它完成的主要工作有：（1）完成對由底層輸入的各子系統的信息按內在的邏輯關系進行加工處理，將處理后的結果送到相應的數據庫，通知上層以直觀的方式顯示。同時接受上層（GUI）授權操作人員發出的請求信息或系統的控制信息對這些信息進行相應處理，并將結果通知驅動器層，由驅動器層通知相應子系統完成相應的動作。

（2）完成各子系統的聯動功能處理，某一事件的發生不僅要引起該事件所屬子系統的反應，而且會引起與之有關聯的其它子系統采取相應的動作。這種聯動關系由核心層來決策。

應用層是人機對話的窗口，一方面是將核心層處理過的信息用明了形象、直觀的方式在計算機屏幕上顯示出來，為用戶提供實時監視和控制整個建筑的所有現場信息。另一方面，通過該層界面，用戶可根據預先的設計完成對子系統的功能配置和設定，完成聯動的設置和對系統的綜合管理。

集成平臺集成范圍包括：樓宇自控系統、消防系統、視頻監控系統、入侵報警系統、電子巡更系統、一卡通系統、智能照明系統、公共廣播系統、電梯系統、變配電系統、IDC環境監控系統、有線電視系統、音視頻會議系統、信息發布系統、建筑能耗計量管理系統等，如果需要，可以根據大樓的業態增加諸如訪客管理系統、團膳管理系統、VR展示系統等等，醫院和醫護類建筑物可能還需要增加考慮醫護監控系統（無線定位、醫護呼叫、遠程監護等等）等等，所有應用系統都可以在集成平臺中以模塊化方式接入，并且所有子系統可以采用數據通訊的方式接入集成平臺，集成平臺對各個應用子系統數據進行監護和信息交互，但不取代各個子系統的獨立運行，這樣既能保證原來獨立的各個子系統各自獨立運行，又能保證平臺對各個子系統數據的檢測和數據交互。

在實際工作中集成平臺和各個系統的相互獨立很重要，原因在于各個子系統本身就是一個類似三層架構的獨立子系統，他具備獨立運營、分析決策、控制能力，因此跨平臺的、跨系統的集成管理平臺必須要在監控、交互管理上正確處理好與各個需要采集的系統之間的關系。可能比較正確的做法是集成平臺采集數據，監控運行狀態，提供基于AI 大數據類分析決策，提供給子系統，特別是類似BA 系統，需要提供經驗參數設定以改變系統運行效率的時候作為經驗參數輸入之用。

此外，除了信息交互、運行監控等功能外，應用層的交互界面UI也非常重要，采集后的數據如何呈現，也是集成平臺的重要工作。從自控系統的BA組態界面，到基于瀏覽器的WEB 界面，更生動、更直觀、更綜合、更可視必然成為建筑智能信息管理平臺的終極目標。開發出可視化、虛擬化的綜合導航式管理平臺，在監測采集到的數據的同時，可以充分利用AI 技術，對采集的數據進行趨勢分、分布狀態等的分析，提供給平臺決策管理層，從而進一步優化智能建筑的管理工作，并最終提供更節能、更環保、更人性化、更舒適的智能建筑，滿足人們對舒適的、美好的生活的真切追求。

4結束語

總之，智能建筑信息系統集成管理工作對于建筑智能化的實現有著非常重要的意義，是實現建筑智能化的技術基礎所在。不難預見在未來的幾十年當中，智能化技術與建筑技術將會發生更深層次的融合，全面提升建筑的管理水平為居民帶來更高的居住質量，給智慧城市的建設工作添磚加瓦。

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