淺談智能化工程的系統配置設計

王辰晨，谷欣

（太極計算機股份有限公司）

1 引言

智能化系統工程的建設適用于住宅、辦公、學校、醫院等多種類型的建筑，其通過信息化應用系統、通信系統、公共安全系統、公共服務系統等的搭建，使得建成的智能化系統能為建筑物的辦公運營、設備運行以及對外服務提供一個平臺，整體實現智能化的集中控制與管理。

結合所應用的建筑類型和使用需求，確定智能化系統工程的設計等級和架構規劃，并適當考慮新技術的發展，從而選擇適合的系統配置對于智能化系統工程的設計是十分重要的。

2 整體設計

2.1 需求分析

在進行需求分析時，應充分考慮建設的背景、現狀以及建設的必要性，建筑物是新建還是原址改擴建，是否已經具備部分智能化應用或需連接其他辦公區域的應用場景，需建設的智能化是作為辦公或生產輔助亦或是主要應用等。在實際規劃及設計智能化工程時，更應進一步了解使用單位的業務需求、功能需求、性能需求、安全需求，在廣泛調查研究，仔細論證的基礎上，提出符合實際要求切實可行的建設方案。

2.2 建設目標

建筑的建設目標是決定智能化工程設計等級的一個重要因素。這里并不單指建筑建成后的用途，更多的考慮其業務目標及技術目標，包括但不限于信息化中心建設、業務核心實現、應用系統搭建、建筑及園區的環境安全保障。旨在通過智能化系統的搭建，實現具有穩定性、先進性、成熟性、高可靠性、安全性、保密性、實用性和經濟性的智能化建筑。

3 系統劃分

從建筑物的業務需求出發，將智能化系統分為弱電和機房工程兩大部分，另結合使用功能及場景，可劃分如圖1。

1）機房工程

裝修工程、機房環境監控、機房接地和防雷、新風、空調系統、配電和UPS、機房內弱電工程、消防系統。部分保密性較高的機房設計時還應包含電磁屏蔽系統。

2）公共服務系統

有線電視系統、多媒體信息發布、多媒體會議系統、公共廣播系統、智能照明系統、建筑設備監控、能源管理 系統。

3）安全防范系統

視頻監控系統、出入口門禁系統、停車場管理系統、入侵報警系統、電子巡查系統。

圖1 智能化系統劃分

4）通信系統

綜合布線系統、網絡交換系統、無線信號覆蓋系統、無線對講系統。

5）信息化應用

智能化管理平臺、安全防范管理平臺、一卡通平臺、訪客管理平臺。

除上述的通用型智能化系統外，另有如醫院中會采用的醫護對講、排隊叫號系統；學校中會采用的數字化校務、多媒體教學系統；航站樓、鐵路等場景中會采用的航班信息綜合系統、公共信息查詢系統、旅客引導顯示系統等專業性質較強的智能化系統，在此文中不再列舉說明。

4 分系統設計

4.1 機房工程

機房是集中放置電子信息設備提供環境的建筑場所，除專門放置的網絡中心數據處理設備、存儲設備的信息化機房外，還應包括用于放置安防中心數據處理設備、存儲設備的安防控制室和放置網絡接入層（匯聚層）交換設備的弱電間。

機房工程建設要求滿足對機房提供基礎環境保障，遵循功能先進、實用高效、性能穩定、安全穩定、綠色節能的設計理念。主要技術指標應滿足《數據中心設計規范》（GB50174-2017）中相應等級的機房標準進行設計。

1）裝修工程

包含天花、地板、墻面、門窗等，從滿足經濟適用、功能與美觀兼具的設計理念出發，選用氣密性好、不起塵、易清潔、符合環保要求，在溫度和濕度變化作用下變形小、具有表面靜電耗散性能的材料[1]。

2）機房環境監控

主要包含溫濕度、UPS、配電開關、精密空調、消防、門禁、漏水檢測等，實現24h，365d 的全面集中監控和管理，確保提高機房管理工作效率并提供安全舒適的工作環境。當環境參數超出設定值時，平臺可實現郵件、短信、電話撥號、聲光報警等多種方式，直觀顯示實時記錄或歷史曲線。

3）機房接地和防雷

應滿足人身安全及電子信息系統正常運行的要求。應根據電子設備易受干擾的頻率及機房的等級和規模確定電子信息設備的等電位聯結方式，機房內的所有設備的金屬外殼，各類金屬管道、金屬線槽、建筑物金屬結構等必須進行等電位聯結并接地。

4）新風系統

為保證數據中心機房潔凈度和工作人員的衛生需要，機房環境需要補充新風。根據規范要求：①按工作人員計算，每人40m3/h；②維持室內正壓所需風量。機房區域新風量應取上述二項中的最大值。來自室外的新風經過溫濕度處理后送入機房內以保證機房內的溫濕度和潔凈度。每個新風管道入口應安裝電動防火閥與新風機聯動，接消防信號。

5）空調系統

為確保機房工程的安全可靠，宜設置獨立的空調系統，根據機房的設計等級、氣候條件、建筑條件、設備的發熱量等選擇相應的制冷方式，并應考慮節能措施。對單臺機柜發熱量大于4kW 的主機房，宜采用活動地板下送風、上回風，行間制冷空調前送風、后回風等方式，并宜采取冷熱通道隔離措施[1]。

6）配電和UPS

機房供配電系統的質量對于信息系統的可靠運行是十分重要的，機房的用電負荷等級及供電要求應根據設計等級，按規范標準執行，并應為信息系統的可擴展性預留備用容量。電子信息設備宜由不間斷電源系統供電。不間斷電源系統應有自動和手動旁路裝置。確定不間斷電源系統的基本容量時應留有余量。

7）機房內弱電工程

指為機房建設的視頻監控系統、入侵報警系統、出入口控制系統和綜合布線系統等弱電系統，可由機房單獨管理控制，也可作為整體建筑物的弱電工程一部分。

8）消防系統

機房宜設置氣體滅火系統，也可設置細水霧面系統，根據機房的設計等級采用相應的滅火及控制方式。應設置火災自動報警系統，室內消火栓系統和建筑滅火器，室內消火栓系統宜配置消防軟管卷盤。

4.2 弱電工程

4.2.1 公共服務系統

1）有線電視系統：

滿足建筑物內用戶觀看電視節目的需求，隨著我國廣電數字系統的不斷發展，數字電視的優越性越來越凸顯，以光纜為傳輸主干，同軸電纜為用戶分配網構成光纖同軸混合網的傳輸技術，大大提高了傳送信號頻率資源的利用率，提供了信息融合與共享的途徑。可根據使用功能的需要，配置衛星廣播電視接收及傳輸系統。

2）多媒體信息發布

通過發布屏、互動屏、查詢機等多種方式在指定時間、指定地點、以指定方式發布指定內容的文字、文檔、圖片、視頻等，實現數字化發布和查詢行政功能導向、服務內容、服務承諾信息、辦理過程和結果信息、天氣信息、國際國內新聞及各類公眾廣告等功能。

3）多媒體會議系統

根據使用需要選擇設置相應的子系統，包括會議討論系統、會議表決系統、會議同聲傳譯系統、會議擴聲系統、會議視頻顯示系統、會議錄制和播放系統、視頻跟蹤系統、會議門禁簽到系統、集中控制系統等[2]。

4）公共廣播系統

一般可分為業務廣播、背景廣播和緊急廣播。在工程設計中，可根據實際需要將業務性廣播系統、服務性廣播系統和火災應急廣播系統合并為一套系統，或共用一部分設備（如擴聲設備、饋電線路和揚聲器等裝置）。

5）智能照明系統

通過預設不同日期、不同時間按照各個功能區域的運行情況，使照明系統自動切換若干工作狀態場景，用于多功能廳、會議、大堂、走廊、電梯廳、園區等各個區域。智能照明控制系統應提供開放接口，可與消防、安防、BA 系統連接。

6）建筑設備監控系統

是建筑智能化建設不可或缺的部分，其作為建筑設備運行的統一監管平臺，負責整個建筑物的機電設備等基礎設施的自動化運行、運維管理、節能控制，是建筑智能化應用與管理的充分體現。擔負著整個建筑設備的正常運行、環境控制、節能減排的重要作用。

7）能源管理系統

實現對水、電、氣、能耗的管理，以及與能源相關聯的第三方數據集成。包括建筑能耗計量的分類、分項、分戶監測和計量，能耗數據自動采集與存貯、數據統計與分析、遠程傳輸、報警信息顯示發布、能源設備優化策略等功能。

4.2.2 安全防范系統

1）視頻監控系統

在視頻監控系統中，可以把被監視場所的圖像傳送到監控中心，使被監控場所的情況一目了然。同時，視頻監控系統還可以與防盜報警子系統，消防子系統，應急廣播子系統等其它子系統聯動運行，使應用效果更加強大。

2）出入口門禁系統

主要實現重要場所出入口的安全管理，對門禁資源、卡片、人員、權限、報警等進行一體化管理。可限制部分人員進出重點部位的通道權限，限定其活動場所范圍，有效的進行安全區域隔離管控。當大樓出現火警險情報警時，消防系統會切斷弱電間門禁設備供電開關，達到開門通行。

3）停車場管理系統

通過系統管理將機械、計算機和自動控制等技術有機地結合起來，保證車輛出入的正常、方便。實現現場無人看管，智能化的完成各種統計、監視、報警、引導等功能。

4）入侵報警系統

通過對監控區域部署探測器，形成防區，以被動響應的形式實現警情的上報。報警主機對前端探測器進行管控，當探測器進入布防狀態時，一旦被觸發，就會上傳給報警主機。報警主機接收到該信號，形成防區報警事件，并將報警事件上傳至監控中心，中心管理人員接收到警情即可迅速做出反應及時處警。

5）電子巡查系統

目前較流行離線巡更設備，無需布管穿線，造價低，擴容便宜，巡查人員通過使用安檢器打點，最終回到控制中心通過采集器采集數據，

4.2.3 通信系統

1）綜合布線系統

綜合布線系統是智能建筑的“信息高速公路”，它是數據、圖像設備和交換設備與其他信息管理系統部的各種信息傳遞的通訊主干，是智能化系統的神經，綜合布線的設計方案應能在滿足計算機網絡高速、可靠的傳輸要求下，適度超前，以適應未來一定時期內發展的需求。

2）網絡交換系統

應根據建筑物的整體功能要求，開展的業務種類、數據流向和流量合理劃分功能模塊，選用技術先進、成熟可靠的網絡標準及網絡設備，同時在設計中考慮系統的開放性，以便于未來各子系統的互聯和擴展。

3）無線信號覆蓋系統

利用室內天線分布將移動基站的信號，改善建筑物內信號盲區、信道擁塞、頻率干擾等問題，提高良好的室內移動通信環境。

4）無線對講系統

通過放射式的室內/室外布線系統，采用中繼臺與手持機相結合的方式，為園區管理人員提供日常和應急通信服務，系統制式須符合所屬地無線電委員會或有關部門所認可的TDMA 技術標準。本系統須向當地無線電委員會報驗并通過。

4.2.4 信息化應用

1）智能化管理平臺

搭建一個高效合理的綜合管理平臺，充分運用云計算、物聯網、大數據等先進技術，把智能化應用系統有機的聯系在一起，使系統信息高度共享和合理分配，在統一的計算機網絡平臺上，實現各應用系統的互操作、快速響應與聯動控制，達到自動化監視、控制與管理的目的。

2）安全防范管理平臺

建立在安全防范系統網絡上，對各子系統的資源實現統一管理、集中監控、綜合應用，實現各子系統間的特征事件記錄、預案應急管理、事件聯動控制、報警迅速響應、電子地圖聯動等功能，滿足智能分析、迅速定位，安全監控的安全防范應用需求。

3）一卡通平臺

實現在區域，部門、人員、卡標識信息及賬戶的統一管理。可通過與信息發布系統、餐飲管理系統、門禁系統、訪客系統、停車場系統、財務系統等接口連通，實現建筑內不同單位內部應用系統的統一配置管理，達到運營大數據的統一管理及應用。

4）訪客管理平臺

可依據預約訪問、直接訪問等不同的訪客形式，通過平臺快速的完成錄入信息、定制路線、選擇陪訪員、發放訪客卡等一列操作。隨著移動應用和人臉識別技術的快速發展，基于移動端APP和微信的應用模式，在Web 端或移動端進行訪客預約并上傳人像，審批后通過智能人臉識別系統迅速拜訪的方式，越來越受到歡迎。

5 系統架構

智能化系統工程應以建筑整體為對象，對智能化信息傳遞系統的全過程完整分析，實現智能建筑的信息協同工作和信息資源共享，提升為建筑綜合信息集成提供完善的數據信息資源共享的環境，從而實現建筑智能化信息一體化集成功能和提高建筑全局事件的監控和處理能力，以達到具有科學、綜合、全面的智能化應用功效[3]。

智能化系統工程的架構規劃分項應按設施架構整體層次化的結構形式，分別以基礎設施、信息服務設施及信息化應用設施分項展開（見圖2）。

6 系統配置

圖2 智能化系統工程架構圖[3]

智能化系統工程的系統配置應以設計等級和架構規劃為依據，形成以智能化系統工程應用為工程設計主導目標的各智能化系統的分項配置及整體構建的方式，并展現智能化系統工程從基礎條件系統開始，“由底向上”的信息服務及信息化應用功能系統由前至后的逐漸完全的建設過程[1]。

1）住宅建筑

表1 為住宅建筑智能化系統配置的設計建議。

2）辦公建筑

辦公建筑智能化系統配置見表2。

3）教育建筑

教育建筑智能化系統配置見表3。

4）金融建筑

金融建筑智能化系統配置見表4。

5）醫療建筑

醫療建筑智能化系統配置見表5。

表1 住宅建筑智能化系統配置設計建議

表2 辦公建筑智能化系統配置設計建議

表3 教育建筑智能化系統配置設計建議

表4 金融建筑智能化系統配置設計建議

表5 醫療建筑智能化系統配置設計建議

7 結語

綜上所述，智能化工程的設計是建立在各個系統的詳細規劃的匯集集合，在根據建設單位的需求（經濟、技術、客觀條件等）通過合理的規劃，分部分項的來進行各系統的設計，匯總時更要兼顧各系統之間的關聯性。同時，智能化系統與傳統機電、土建、電梯、消防等其他系統又有緊密的關聯性，在設計時一定要遵循合理布置，總體規劃的原則。把握大原則，兼顧細節，合理利用可供資源，設計配置出一套符合建筑要求的智能化工程設計。