智能楼宇集中控制管理系统的设计与应用研究

周毅 张皓月 朱小韦

在智能楼宇运行中，集中控制管理系统的构成，融合了自动控制技术、计算机技术、通信技术等，以此打造了全新的、具备智能化控制功能的集中管理模式，为建筑的未来发展朝向“自动化+智能化”提供支持，最终为人们工作、生活提供更大便利。鉴于此，本次研究展的开具有一定现实意义。

一、智能楼宇集中控制系统总体设计

（一）系统网络架构设计

智能楼宇集中控制系统的网络架构设计中，需要关联到10余个子系统，主要有给排水系统、电子巡更系统，门禁管理系统、公共照明系统、暖通空调系统、变配电监测系统、视频监控系统、火灾自动报警系统。停车场系统等多个子系统项目。

（二）系统软件架构设计

本次在进行智能楼宇集中控制系统的软件架构设计时，主要集中融合B/S与C/S两种方式实现，具体如下：

1.楼宇用户层设计。系统运行中，可以为多个用户提供控制管理权限，并在多个用户同步操作系统知识，分别将所有用户的操作信息记录下来，统一传送至软件系统中心，用于搜集更多的故障监测和事故警报信息，并为系统中多项子系统运行以及信息共享提供支持。促使智能楼宇集成控制效果进一步提升。

2.楼宇服务层设计。此项设计中，主要将多项服务做聚合处理，并将聚合后的服务功能作为支持上一层应用运行的条件，保证上一层信息提取和访问安全。同时，服务层设计完成后，还可以为多个子系统的平稳运行提供数据查看和调取读服务。

3.子系统层设计。为了保障各个子系统运行下的集中控制成效，本次所构建的集成模式明显更具开放性和灵活性，并为更多系统协议运行起到支持作用，也可以为通信接口选配提供支持。

（三）系统通信协议及接口设计

智能楼宇集中控制管理系统的总体设计中，通信协议以及接口设计属于其中的重要构成部分，因此在设计中，主要选配了标准OPC作为系统接口，用于支持智能楼宇各项子系统智能化运行。在软件接口设计中，可以同时为API接口、Web Service等提供支持，促使智能楼宇集中控制管理系统能够随时为不同的子系统信息交换及通信协议交换提供支持。

（四）系统安全保障机制设计

首先，智能楼宇集中控制管理系统设计中，为了保障各个控制网下的控制域网能够相互连接，在信息交换以及控制访问处理时，需要介入防火墙及其他网络系统，以此保障系统运行的安全性。其次，需要将冗余配置方案、RAID5盘阵技术相结合起来，为集中控制系统的硬件安全提供保障。再次，应通过硬件加密和用户密码加密两种方式，分别在服务器及工作站环节做好安全加密处理。最后，集中控制管理系统需要增设容灾备份及防灾数据安全两项设计内容，为了确保容灾数据能够同步，还需借助于在线、离线相结合的方式，搭建异地容灾中心，为数据共享及同步提供强有力的支持。

（五）系统联动设计

本次智能楼宇集中控制系统的总体设计期间，为了达到所有子系统之间能够形成联动反应，进行信息共享，主要采用了无线网络和全光网两种网络连接方案。具体的系统联动设计如下：

1.消防+視频监控。当楼宇之中某一位置出现火灾信号报警，那么智能楼宇集中管理系统会立即启动视频监控系统，并自动将监控画面切换至火灾发生点位，协助消防救援人员回放报警事件前因后果。如楼宇之内出现非法入侵事件之时，也能够借助于安全监控系统，将监控画面调转至预设机位，完成监视工作。

2.消防+空调暖通。当楼宇之中有火灾报警信号发出之后，集中管理系统会快速将相关联楼层的风机盘管、空调新风机组等设备瞬时关闭，以此为楼宇内火灾救援提供支持。

3.消防+门禁。当智能楼宇监控系统发出火灾报警信号后，集中监控管理系统会自动将楼内的安全门、紧急通道打开，为楼内人员疏散节约时间。

二、智能楼宇集中控制全光网子系统设计与应用

（一）线路规划

1.垂直线缆设计与应用。①在全光入户分纤箱中接入FTTB机柜时，应该遵守就近接入原则。在数据中心机房中接入FTTB机柜时，还可以选用光缆分纤的方法完成，将FTTB机柜直接与智能楼宇中心机房相连接。

2.水平线缆设计与应用。此项设计工作的目的，是为了连接楼宇之内视频监控、停车场道闸等系统的网线，提升楼宇智能集中控制的高效性。

（二）组网设计

1.业态区域网络介入的设计与应用。设计中，融合三层业务设计方案，借助光纤入户的接入方式完成，提升智能楼宇内所有居民的设备互联效果，为其提供数据传输、高清视频及用户话音等智能业务服务。与此同时，在进行楼宇之中公共区域的弱电系统设计时，主要融入了IP化设计方案，用于统一承载弱电，利于智能弱电协同效应以此得到增值，并为楼宇后续使用和运行期间的弱电系统扩容、集中管理和运行维护提供支持。

2.中心机房核心网络设计与应用。本系统的设计与应用中，综合体的所有业务汇聚需要依赖于核心交换机来完成。在配置数据网络汇聚OLT时，可以在设备中接入大规格GPON，以此通过冗余保护方式提升关键器件1+1的运行安全。

3.网络出口设计与应用。在楼宇使用中，所有的网络流量均无须通过路由器转换，而是直接通过交换机完成出口放号运营工作，显著提升网络安全及信号传输效率。

三、智能楼宇集中控制系统的监控设计与应用

（一）暖通空调监控设计与应用

智能楼宇集中控制系统设计中，做好监控设计很有必要，尤其是暖通空调设计。其间，需要分别做好六个位置的监控系统设计工作，分别是新风与空调机组、送风与排风系统、空调冷与热源系统的监控。具体设计重点如下：

集水器压力、冷却水或冷冻水的定压电压力监控系统设计，并实时将采集到的监控信息传输至监控中心，为技术人员判定设备是否存在运行故障提供支持。

针对建筑室外控制、湿度、温度做好监测工作，并同步完成新风机组的启动、转速、送风湿度与温度、冷盘管回水温度等多项参数的监控及测试工作。

（二）给排水系统监控设计与应用

智能楼宇集中控制下给排水的监控系统设计中（如图1所示），需要将监控重点集中在排污泵、给水泵、污水井三个点位，要求针对给水系统中的浮球阀状态做好监控，并对消防水系统的最低端压力做好测试，一旦监控数据出现异常，应及时做出调整，借以保障楼宇使用安全。

四、结语

综上所述，智能楼宇集中控制系统设计理念主要围绕“自上而下”原则来展开。其间，通过系统网络软件框架及接口等设计工作，进一步打造了智能楼宇集中控制模式，并借助于各个子系统的运行，实时搜集更多的数据信息，为智能楼宇的全面动态需求得以满足提供支持。此外，智能楼宇集中控制之下，也可显著提升建筑数据安全防范效果，为节能绿色环保工作质量优化起到促进作用，为智能楼宇建设和管理的可持续化发展奠定基础。

作者单位：中核华纬工程设计研究有限公司