科技展館建筑智能化系統的技術架構與優化設計

馬小晶

摘 ?要：基于信息化的主流技術，在科技展館建筑智能化系統項目建設中堅持“主分合一、多系統聯動”的原則，實現所有基礎智能化系統設計都可被中心智慧平臺進行管理。以互聯網+物聯網為核心，網絡安全做保障，數字化監控為手段，運用綜合管理平臺及大數據分析，最終達到人、財、物的高效管理。

關鍵詞：主分合一;多系統聯動;智能化;信息化

中圖分類號：TU855 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）28-0076-03

Abstract： Based on the mainstream technology of information technology， the principle of "main-in-one， multi-system linkage" is adhered to in the construction of intelligent exhibition system of science and technology exhibition hall， and all basic intelligent system design can be carried out by central intelligent management platform. With Internet plus Internet of Things as the core， network security as the guarantee， digital monitoring as the means， the use of integrated management platform and big data analysis， and ultimately achieve efficient management of people， money and materials.

Keywords： integration of main and sub-system; multi-system linkage; intelligence; informatization

1 科技展館建筑智能化系統建設需求分析

信息化時代的主流科技展館建設應遵循“主分合一、多系統聯動”的設計原則，以互聯網+物聯網為核心，以智能化各子系統為硬件基礎，將智能管理平臺與信息管理系統相結合，打造信息化、智能化、數字化的現代化高水平展館，形成多業務綜合管理。

以數字化監控為核心，利用計算機技術、網絡通信技術將各安防子系統高度集成，并配合人防及物防形成一體化的安防解決方案，滿足常規技防需求的同時，更注重于防恐、預警的安防需求。

面對展館內大量新風機組、空調機組等耗能設備，通過建筑設備監控系統及能耗計量系統可實時檢測各設備的耗能情況，結合綜合管理平臺并運用大數據分析后自動調節，可最大限度節約能源，保護環境和減少污染，創造健康適用、高效使用，與自然和諧共生的綠色建筑，達到人、財、物的高效管理。

作為現代化的大型場館，網絡的信息交換能力是計算機網絡的建設基礎，其網絡的安全性也必將成為計算機網絡系統設計的核心。計算機網絡系統的硬件、軟件及其系統中的數據受到最高級別的保護，杜絕因偶然的或者惡意的因素而遭受到破壞、更改、泄露，系統連續可靠正常地運行，實現網絡服務不中斷，保密性信息不泄露給非授權用戶。

科技展館建筑智能化系統建設需求分析如下：

1.1 功能性需求

展館內部劃分為展示區域、觀眾服務區域、學術交流區域、辦公/行政區域、藏品庫房區域、管理用房區域等多個功能性分區。智能化系統的規劃應從了解各區域的功能性需求出發，做好智能化系統基礎設施建設，為最終實現“數字化展館”打下堅實的基礎。

1.2 信息化管理需求

所有智能化子系統（包括樓宇設備自動化監控系統、安全防范系統、通訊網絡系統、火災報警等）都應進行集成并實現統一管理，實現各子系統設備的狀態監測、子系統之間的聯動功能等。

1.3 綠色環保要求

展館智能化系統的建設，要體現綠色環保的設計理念，通過高效的樓宇自動控制系統、能耗計量與分析系統，將采集到的信息進行分析，從而了解運營后實際用能情況，靈活控制風、水、電系統的運轉，以達到用能的最高效率。

2 科技展館建筑智能化系統建設目標

科技展館建筑智能化系統的總體目標是從適用和方便管理出發，把業態內各子系統有機地結合在一起，明確工程中各子系統的相關性及信息共享的可能性，力爭使展館弱電智能化系統達到預期的智能化效果。

3 科技展館建筑智能化系統總體設計理念

3.1 適用的就是最好的

對每一個智能化子系統，并不一定都要選用當今最先進的技術與設備，而是要根據建筑定位、未來技術及市場發展趨勢、現今實際情況等加以全面考慮，構架實用化的、性價比高的、可升級的系統;不應盲目上高檔設備，造成浪費。

3.2 符合將來管理要求的

智能化系統的選擇，不應該一味強調創新性，設計上更多需要考慮管理者使用的連貫性。建設符合管理者的習慣和要求的系統，滿足管理需要，提高系統投資性價比。

3.3 建設目的明確

首先，建設“展館智能化”不是為技術，而要針對最終管理者和入館游客的需求進行設計。即，為游客提供最優質的參展環境。（1）為經營管理助力。（2）開源節流，為提高經濟效益服務。

3.4 各系統應通盤考慮

雖然“智能化系統”的子系統眾多，但以上述三個建設目的為綱領，抓住其要點，便可優化配置各子系統。如：每個系統建設的目的是什么？每個系統的投資比例應多大？子系統之間的關系是什么？各子系統應盡量互通、互聯，以提高整體效能，應盡量構架在同一網絡基礎上，以降低造價、易于使用維護、方便升級，等等;設計中采用成熟、先進的技術，整個系統具有充分的可擴展性，達到較高的性能價格比，確保展館建設項目技術先進、可靠實用、經濟合理。

4 科技展館建筑智能化系統組成

為了適應和滿足現代化展館項目對智能化建筑高功能、高效率、安全、舒適和快捷的多功能服務的要求，結合大型場館項目建筑業態的特點，展館宜設置以下智能化系統：（1）綜合布線系統;（2）計算機網絡系統;（3）程控電話交換系統;（4）無線對講系統;（5）背景音樂及應急廣播系統;（6）視頻監控系統;（7）入侵報警系統;（8）周界泄漏報警系統;（9）電子巡更系統;（10）一卡通系統（包括門禁管理子系統、電梯控制子系統、消費管理子系統、訪客管理系統、人證通設備）;（11）停車庫管理系統;（12）信息發布系統;（13）多媒體會議系統;（14）樓宇自控系統;（15）能耗計量系統;（16）智能照明系統;（17）智能建筑管理系統（IBMS）;（18）機房工程;（19）橋架及室外管網。

5 科技展館建筑智能化子系統技術架構分析

5.1 綜合布線系統

根據現代化展館的智能化定位需求，主要在主樓觀眾服務區域、學術交流區域、辦公行政區域、庫房、設備用房;附屬建筑區域設置數據、語音點位、信息箱;主干光纜芯數充分考慮預留空間，設計采用2根36芯光纖一主一備（考慮實際使用需求附屬建筑各采用1根36芯光纖），滿足未來業務擴容需求。每個數據點（語音）采用六類非屏蔽網線連至樓層弱電間配線架。主體建筑每層設置單獨機柜（1#、2#、3#、4#弱電井根據實際需求設置），附屬建筑設置單獨機柜，接入層交換機設置在機柜內，數據點（語音）通過跳線接入到交換機，采用單模光纖至機房相應設備。程控交換機放置在主體建筑的計算機數據中心，通訊機房為運營商接入機房，由運營商實施。

5.2 計算機網絡系統

根據未來展館項目的定位要求，考慮主樓觀眾服務區域、學術交流區域、辦公行政區域，附屬建筑對網絡帶寬的不同需求，設置前端接入交換機及機房核心交換。

根據展館未來發展需求，辦公網接入層交換機的接入端口（即終端設備接入交換機的端口）預留20%。設備網在滿足利用率預留20%的基礎上，再預留20%的端口量以作后期設備的擴展。辦公網滿足展館日常辦公和業務需求，設備網通過VLAN劃分，滿足安防系統、樓宇自控系統、背景音樂及應急廣播系統、能耗管理系統、智能照明系統的通訊需求。智能化展館選用的計算機網絡系統需與主館計算機網絡系統互相兼容，做到互聯互通，便于主館日后升級改造無縫對接，實現三館合一功能，如在設備網（視頻監控、一卡通、樓宇自控等系統）中部署1臺萬兆防火墻，允許IBMS服務器及綜合安防管理服務器與科技館應急中心服務器發送數據與視頻流。辦公網中WIFI館間漫游功能。

5.3 程控電話交換機系統

現代智能化展館項目的程控電話交換機系統宜采用模擬架構，即采用遠端模塊的方式。利用原主館的總機號碼，在分館設置1套電話交換機柜（設內線分機板）即遠端模塊方式，通過VPN專線和主館的電話程控交換主機連接來實現通信，達到互聯互通的目的。

智能化系統的機房設備設置在計算機數據中心內。

5.4 無線對講系統

現代智能化展館項目要設計一套數字無線對講系統。系統須支持4個獨立頻道同時工作，其通訊頻率須獲得當地無線電管理局等政府部門的許可。

智能化系統的機房設備設置在消控中心內。

5.5 背景音樂及應急廣播系統

展館的公共廣播系統采用IP網絡廣播系統，即前端網絡廣播主機→網絡傳輸→網絡功放→音頻線纜→廣播喇叭。（注：前端網絡廣播主機至網絡功放為數字架構，網絡功放至廣播喇叭為模擬架構）。

根據不同功能區、不同樓層、防火分區、消防規范要求等，設計不同的廣播分區，讓學術交流區、商業等區域可以播放獨立外部音源。廣播聲壓級、系統聯動需求滿足火災報警設計規范等要求，在緊急情況下通過手動和自動結合方式，與火災報警聯動及消防聯動實現區域緊急廣播告警、疏散人員。智能化系統消防廣播前端設備與背景音樂廣播前端設備共用一套。

考慮臨時性緊急情況下，便于場館工作人員對出入口人員進行呼叫疏散，在主體建筑的對外出入口考慮兩只高音喇叭點位預留。智能化系統的機房設備設置在消控中心內。

5.6 視頻監控系統

現代智能化展館項目的建設除了滿足當地技防標準要求，還要滿足館方業務部門及場館各功能區對系統的建設要求。系統采用網絡數字視頻監控系統，前端攝像機分辨率不低于1080P。系統監控圖像存儲時間不低于90天，根據館方要求，在滿足系統正常存儲的基礎上，還要預留20%的存儲擴展空間，便于后期擴容需求。系統采用安防管理平臺集中控制。系統的機房設備設置在消控中心內。現代智能化展館項目選用的視頻監控系統需與分館的視頻監控系統互相兼容，做到互聯互通，便于日后升級改造無縫對接，實現多館合一。通過各展館之間的智能建筑管理系統平臺對接及視頻轉發設備可將展館內任何一個監控圖像通過專線網絡傳送至主館的監控中心，也可在分館監看、調用主館的視頻圖像。

5.7 入侵報警系統

根據當地技防標準要求設計本系統。目前設計階段也考慮玻璃破碎探測器等其他報警形式的預留接口。

系統機房設備設置在消控中心內。

5.8 周界振動光纜報警系統

展館周界為無實體圍欄防護，為了安全防范性考慮，在外圍采用振動光纜方式進行預警，在場館周界區域進行環形敷設。前端每個防區設置攝像機，且攝像機與報警防區報警實現聯動。

5.9 電子巡更系統

根據當地技防標準要求設計智能化展館項目系統。系統采用離線式巡更模式，系統機房設備設置在消控中心內。

5.10 一卡通系統

整合展館內的消費、門禁、訪客、考勤及電梯控制等需求，遵循“一卡通用”的原則，利用智能化內部多個扇區給予不同子系統不同功能進行授權，減少傳統一人多卡容易丟失、管理混亂等局面。選用的一卡通系統能夠與分館一卡通系統互相兼容、互聯互通，滿足主館升級改造時一卡通系統的無縫對接。為了實現“多館合一”，徹底實現一卡多用、一卡通用。初步規劃主館用MF-1卡的1～5扇區（門禁、梯控、消費、考勤、預留），分館1用MF-1卡的6～10扇區（門禁、梯控、消費、考勤、預留），分館2用MF-1的11-15扇區（門禁、梯控、消費、考勤、預留），MF-1卡的16扇區作為預留。

5.11 停車場管理系統

展館作為一個進出人員較多的科普建筑，日常運營中會有許多內外部車輛進出，量變的管理改善已不足以有效解決上述問題，必須對其施以革新，以提高通道通行效率、提升客戶體驗、提高管理效率，從而為我們和我們的客戶帶來共同的效益。

系統采用先進的車牌視頻識別設備，識別率達到99%以上，進出展館的內外部車輛無需取卡等其他多余操作，系統自動記錄車輛進出、通行、停留等一系列數據，減少出入口管理資源的投入，降低了館方管理成本。系統機房設備設置在一層消控中心內。當預火警時，消防報警信號會觸發停車場系統進入緊急模式，所有道閘將自動升起至通行狀態。根據相關文件要求，智能化系統的數據信息要納入當地公共停車信息系統平臺。

5.12 信息發布系統

根據展覽展示專業對場館系統的具體位置要求，信息發布系統主要在場館入口大廳、電梯前室、各展區、售票處、附屬樓入口等處設置信息發布屏;樓層入口、電梯前室等處設置觸摸查詢一體機。滿足展館的宣傳片簡介、開閉館時間、活動內容等信息的發布。方便游客信息查詢及指引等功能的使用。

室內展覽展示區域及室外展覽展示區域網絡已包含在辦公網絡中。其中發布屏、系統平臺、多媒體播放器及觸摸查詢一體機由展覽展示專業提供。智能化專業提供信息接入點。展覽展示區域均為光纖預留，滿足展覽展示專業所需要的高帶寬需求。通過設置防火墻以及在辦公網中為展覽展示專業劃分VLAN，完全可以滿足展覽展示專業的網絡安全問題。

5.13 多媒體會議系統

作為現代智能化主流展館，館內設有多功能報告廳、學術交流室、中會議室、小型會議室和機動會議室。展館系統根據不同會議室類型的使用需求進行分別設計。

展館選用的視頻會議系統需與主館視頻會議系統互相兼容，做到互聯互通，便于主館日后升級改造無縫對接，實現多館合一。

5.14 樓宇自控系統

根據主館項目的特點，樓宇自控系統的主要目的在于將主體建筑及附屬樓建筑內各種機電設備的信息進行分析、歸類、處理、判斷，采用最優化的控制手段，對各系統設備進行集中監控和管理，使各子系統設備始終處于有條不紊、協同一致和高效、有序的狀態下運行。系統機房設備設置在樓宇控制中心內。

5.15 能耗計量系統

根據住建部發布的《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據采集技術導則》外，滬府49號文件明確規定，各類公共建筑能耗監測系統必須接入市、區平臺。故智能化展館系統所有監測數據根據需要和規定接入上述平臺。系統機房設備設置在樓宇控制中心內。

5.16 智能照明系統

在主體建筑、附屬建筑、公共區域普通照明及重要照明進行控制，同時對展館，會議室等功能性房間后期進行智能化控制，控制方式有現場智能面板控制、定時控制、計算機可視化軟件遠程控制等，公共照明將占據照明域進行智能燈光的控制及管理。

同時對上述樓層在實行智能燈光控制的過程中，運用專業的能耗管理軟件進行長期的能耗數據的收集、分析及不斷的優化及管理。系統機房設備設置在樓宇控制中心內。

5.17 智能建筑管理系統平臺

在設計IBMS系統時，確保技術先進及質量，并充分考慮分館IBMS系統與主館的IBMS系統實現三館合一。

集成系統包括下列子系統：（1）背景音樂及應急廣播系統;（2）SAS綜合安防管理系統（含視頻監控系統、入侵報警系統、電子巡更系統）;（3）消防報警系統;（4）一卡通系統;（5）停車庫管理系統;（6）信息顯示及觸摸屏查詢系統;（7）樓宇自控系統;（8）能耗計量系統;（9）智能照明系統;（10）機房環境監控系統。

5.18 機房工程

展館的機房建設為智能化系統的心臟，其中計算機數據中心按照B級機房標準來建設，消控中心及樓宇控制中心按照C級機房標準來建設。

5.19 橋架及綜合管路

綜合管路系統的工程設計，其內容包括了與整個智能化系統相關的智能化預埋管，預留孔洞，室外管路敷設，橋架規劃。綜合管路系統的設計和施工還牽涉到其他管路（如強電和給排水）的關系，以及建筑功能的綜合配管或調整等。綜合管路系統，主要是在項目內建立弱電系統線路的公共通道。

6 結束語

綜上所述，弱電智能化系統建設是現代化智能科技展館建筑發展的主流和必然趨勢。當然，展館類智能化系統項目是一項系統的復雜工程，需以互聯網+物聯網為核心，以智能化各子系統為硬件基礎，打造出中心智慧平臺，形成多業務綜合管理，實現現代化展館的智能化、節能化、高功能、高效率、安全、舒適和快捷等多功能目標。系統穩定和安全運行是智能化展館建設成功的關鍵，在設計上，應秉持“適用的就是最好的”、“符合未來管理要求”、“建設目的明確”以及“各系統通盤考慮”的原則和理念，實現多系統聯動，各個系統之間的互聯互通，形成多業務綜合管理。本文結合成功的科技展館建筑工程實例，對科技展館建筑弱電智能化系統的設計理念及系統組成問題進行技術分析，以期為相關展館類建筑弱電智能化系統建設提供參考價值。

參考文獻：

[1]肖奎.智能化工程管理技術在建筑工程管理中的應用[J].中華建設，2019（05）：78-79.