智能化建筑管理系統的研究

沈尚宏

建筑業的發展伴隨著人類文明史的整個進程,從最初的僅用于滿足遮風避雨和防風御寒的最基本生活需求,發展到美輪美奐的藝術性建筑,再到現代的高樓大廈和多功能建筑,無不與科技的發展水平息息相關[1]。信息技術的日新月異為建筑業的發展帶來了廣闊的機遇,以智能化為代表的管理技術使得現代建筑的功能發生了質的飛躍。智能化建筑(Intelligent Building)的概念誕生于20世紀80年代,隨著現代建筑技術與管理技術的發展,智能化建筑在全世界范圍內得到了蓬勃的發展,并逐漸成為現代化建筑不可缺少的因素[2]。

1 智能化建筑及智能化管理系統的組成

智能化建筑是基于先進的計算機控制系統,發達的通信技術和探測技術,并將其有效的利用在建筑的管理中,實現對設備的自動監控,對各種資源的有效管理并實時滿足用戶多元化的需求。智能化系統管理是建筑業達到“安全”“舒適”“效率”等現代生活需求的根本途徑[3]。智能化管理的核心是服務,如何提供優質、優量的服務是完善智能建筑系統化管理的基本出發點。針對現代人生活方式的特點,智能服務所涵蓋的內容可從以下三個方面進行衡量:日常生活服務,突發事件處理以及可持續發展的需求。現代人生活節奏越來越快,其需求也呈現出多樣化和多變性的特點,因此智能化系統除了涵蓋日常生活所必要的服務外,還應該具有可進化的屬性,隨著人們需求的變化而不斷地調整具體的工作內容,這樣才能緊跟時代發展的潮流。智能建筑還可以通過各種檢測手段,有效預測和預防各類突發事件,如火災,地震,失竊等,并對各類突發事件都固有快速響應的預案,做到防患于未然,將損失減小到最低程度。

智能化的管理系統主要由四部分組成:負責接收用戶指令和樓宇信息的監控系統,遍布建筑物內部的網絡系統,處理信息和發布命令的處理系統以及執行計算機命令為用戶服務的執行系統。通常,監控系統和執行系統作為直接與用戶進行溝通的界面,則是整合在一起的。

2 智能建筑智能化管理系統工作平臺的開發

如圖1所示,根據服務對象的不同,智能化管理系統可以分解為三個主要的工作平臺:面向用戶平臺、面向管理員平臺以及計算機自動控制平臺。

1)面向用戶工作平臺。面向用戶的工作平臺其主要服務對象是建筑中的居住者,也是智能管理系統服務的主體。該平臺扮演了連接用戶與管理員或計算機控制系統的角色,通過獲取用戶的操作指令,經由遍布建筑內部的網絡系統傳送到相應的管理系統,并根據預先設定好的解決方案控制執行系統響應用戶的操作。因此,面向用戶的工作平臺應該充分考慮到用戶的各種需求,并預先考慮到解決的辦法,更重要的是該平臺應具有記憶的功能,在首次執行過去未執行,甚至沒有預案的操作時,可以記憶該次操作的內容,從而為下次操作提供依據,并大大提高了系統的工作效率,也為住宅內用戶提供了巨大的便利。

2)面向管理員工作平臺。面向管理員的工作平臺其主要服務對象是建筑中的管理員,理論上說管理員應具有系統中所有模塊的管理權限。管理員的工作內容主要分為兩大部分:a.對突發性事件進行緊急處理,為了最大限度地保護人類生命和財產安全,對突發性事件如火災,地震,偷竊等行為的綜合監控與管理尤其重要,該平臺的一項重要工作就是在監控到突發性事件發生后,根據法律法規迅速做出響應,將損失降至最低;b.對用戶提出的沒有預案的服務項目進行人工處理,這方面的工作主要是由于用戶需求的多元化所造成的,人工服務的優點也正在于此,另外該平臺還要對用戶的意見,投訴等主觀反應內容進行整理,分析和恰當解決。

3)計算機自動控制平臺。計算機的自動控制平臺是智能化管理系統最核心的部分,它不僅要處理來自用戶和管理員的數據,為決策提供參考意見,還要實時監測整個建筑的狀態,控制每個單元處于其適合的工作模式下。如何使用相應的設備進行監控并不是計算機系統研究的對象,但是需要了解來自指令接收系統所傳達的信息的具體含義,并根據該信息進行解讀后提供相應的解決方案。更重要的是通過計算機可以方便快捷的管理龐大的信息資源,這大大提高了服務的效率和質量。開放的網絡化管理模式強化了對各項設施、服務項目的監管,對供應商的服務質量、信譽度的監控,提升了建筑的內涵和價值。

3 智能化建筑管理系統中高新技術的應用

信息技術逐漸對建筑及其實踐產生越來越大的影響。IT技術“以人為本”的人性化設計理念、智能化的設備系統以及平衡生態矛盾的特點使得其與智能建筑從一開始就成為智能建筑發展不可缺少的部分。

電子技術的發展,特別是近年來微波探測的逐漸興起,使得電子設備在建筑中的使用越來越廣泛,不僅包括各種自動服務設備,還涉及到火災報警,防盜系統等多個方面。一種利用泄漏電纜導波雷達進行監控以實現安全保障的電子設備如圖2所示。當有移動物體出現在該漏纜的監控范圍內時,該區域內的電磁場分布將出現擾動。而漏纜終端所負載的電子設備將會把這個擾動及時轉換為信息,并通過網絡系統(無線或有線)傳送到監控系統,發出警報從而引起監控人員的注意。更重要的是,現代微波技術的發展,使我們不僅可以及時獲取到有不明物體闖入的信息,該物體運動的方向,速度,甚至該物體的基本輪廓都可以在微波的掃描下一覽無遺。這種泄漏電纜導波雷達不僅可以在地面上使用,還可以使用在建筑內的任何方位,而且其受環境、地形影響較小,隱蔽性好,漏報率低,定位精度高的優點[4],這無疑為智能建筑的安全系統鑄造了一道先天的屏障。

現代電子技術的應用已經在智能建筑的發展中得到了廣泛的應用。以嵌入式系統為代表的一系列自動服務設備為現代社會的快節奏生活帶來了極大的便利,提高了工作的效率和生活的內容。濕度,溫度測量裝置作為防火報警系統的核心組件,已經成為衡量一座建筑安全保障體系不可缺少的部分。射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)是近年來興起的一種微波探測技術,它具有低成本,受工作環境影響小而且安全系數高的巨大優勢[5],使得它在身份識別,電子支付等方面逐漸開始廣泛使用。而且,現代電子技術發展勢頭迅猛,各種高新產品日新月異,勢必將成為支持智能建筑的一大重要體系。

4 結語

智能建筑已經成為建筑領域發展的重要方向,其“安全”“效率”“舒適”的特點與現代社會發展的潮流緊緊吻合。智能建筑的一大特色就是與信息技術、IT技術、現代電子技術等高新技術的發展緊密結合。本文主要分析了計算機技術以及電子技術在智能建筑中的一些應用,高新技術迅猛的發展速度使得現代建筑業向智能建筑業轉型的趨勢成為必然。

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