基于低碳智慧理念園區智能化系統的設計

卞榮

(上海鵬有信息科技有限公司,上海200120)

“十四五”的遠景規劃明確提出,要“推動文化和旅游融合發展,建設一批富有文化底蘊的世界級旅游景區和度假區”,以主題樂園為代表的文旅產業,正在迎來快速發展和增長的新階段。

目前國內主題樂園數量達到2000 多家,各種同質化的項目源源不斷的涌現,很多樂園都有模仿甚至抄襲的痕跡,主題樂園如果要在市場中占有一定的份額,實現旅游產品的品牌化,就需要對主題樂園進行精確定位,提升品牌的知名度與美譽度。除了要提供穩定的基本需求外,還需要實現節能減排、綠色環保以及提供智能化系統以提升主題樂園的附加價值,給游客帶來更加舒適、便捷、智能的游樂體驗。

1 項目概況

本項目位于上海,占地面積29.7 萬平方米,包括24.1 萬平方米的核心主題游樂區和5.6 萬平方米的配套設施項目區兩大部分。主體游樂區域包括入口片區、熱帶世界、極地世界、停車配套等部分。配套設施包括精品酒店、辦公樓、宿舍區等部分。

2 項目特點及需求分析

2.1 項目特點

本項目是一個以動物表演為主,以提供住宿、餐飲、購物、娛樂全方位用戶體驗為主旨的主體園區,主要有以下特點。

2.1.1 建筑功能綜合性較強。建筑體包括了動物飼養場、動物表演場、游客住宿、員工辦公、演員宿舍、游客游樂、互動娛樂、親水觀景、花車巡游、游客就餐、游客購物等不同功能集成,游客游覽區域及后勤管理區域不能清晰劃分。

2.1.2 建筑較分散,建筑樓層不高,單層體量較大。本項目共有不同建筑體34 幢,錯綜分布在29 萬平米的平面上,各個建筑與控制中心的通訊、供電及系統聯動均具有較大的設計難度。

2.1.3 項目的設計需考慮園區的市場營銷口、物業運營口、安全管理口、信息集成口等多個部門的不同需求和管理維度。

2.2 使用方需求

經過與使用方保安部、運營部、信息部、表演部等部門溝通,確定了以下需求:

2.2.1 建設開放的信息管理平臺,建成多層次、模塊化、可擴展的信息資源平臺,提供統一、開放的應用接口,推動集團信息資源共享和集團協同辦公,提升服務效率和應變能力。建設統一的信息發布平臺,綜合應用多種信息發布平臺,建設統一、協同、高效、共享的信息發布渠道。將完整、全面、權威的信息以最合適的方式發布到相關的人群。

2.2.2 建設電能、用水、供冷、供熱的綜合信息采集,推進傳感量測、信息通訊、分析決策、自動控制等先進技術與能源環境管理相結合,實現能源管理和環境監測的智能化、標準化、可視化,繼而實現電、水、冷、熱等能量的綜合調度,滿足能源安全、高效、低碳、舒適等多個應用目標。

2.2.3 將傳統建筑內獨立運行并操作的各類設施與設備,匯集到統一的基于BIM 3D 可視化圖形的海昌極地海洋公園智能建筑物業及設施管理平臺上,實現統一的設施管理和設備監控。將建筑內建筑設施、機電、消防、安防、攝像機、出入口等各監控系統設備和監控點的空間定位和空間位置信息,通過BIM 3D 可視化圖形進行匯集、分析、應用、展現。利用BIM建立的建筑物可視化三維模型。

2.2.4 通過對售票、財務、客流、車流、能耗、運營的綜合數據采集、分析、處理,以數據支撐營銷的相關決策,包括人事、票價、車位管理、客房管理等營銷決策。

3 園區智能化系統整體架構

如圖1 所示,本項目系統架構總共分為四層,其中最上層是用戶層,根據不同的角色接入到不同的應用中去,主要包括游客、園區管理人員(營銷、物業、安保、表演、酒店等)、集團管理人員(經營、財務、信息等)、上下游商家(商家、餐飲等)以及當地政府的主政部門。

圖1 系統架構圖

系統的第二層是應用層,主要包括智慧安防應用、智慧運營應用、智慧物業應用、智慧營銷應用、游客應用等幾個大的功能模塊。在智慧安防應用中,主要采用了人工智能、CIM、客流密度分析等主要模塊,實現對園區人、機、物、設施等六標一實的管控。在智慧運營應用中,突顯了對于工單、協同辦公、物品流通及信息發布的管理,以有序的管理來應對前端的各種應用需求。在智慧物業應用中,對于園區能耗、安保及保潔人員的實時定位、車輛出入、機電設備及動物維生設備進行了系統集成及聯動。在智慧營銷中,基于國家對于實人入園要求,對數據脫敏后進行深挖,聚合了游客數字畫像,并為游樂場的運營提供了參考數據。游客應用中,為游客入園前、入園中、入園后均提供了完備服務內容,提升游客的輕量化移動端便捷應用。

4 園區智能化系統具體設計

4.1 信息設施系統

本項目信息設施系統包括綜合布線系統、用戶電話交換系統、無線對講系統、信息網絡系統、有線電視及衛星電視接收系統、公共廣播系統、會議系統、信息導引及發布系統等子系統[1]。

綜合布線系統是弱電智能化的基礎系統,處于網絡模型的物鏈層。本項目設計銅纜部分均采用六類布線解決方案,采用非屏蔽低煙無鹵線纜。光纜部分采用萬兆單模低煙無鹵光纜,可實現網絡千兆到桌面。包括工作區子系統、水平子系統、垂直子系統、管理間子系統、設備間子系統、建筑群子系統。

本項目單體面積過大,建筑群子系統采用分級網絡的設計思路,設置一個主配線間,位于園區入口信息中心機房,設置辦公樓、酒店、東區火山館、西區北極館四個分配線間,分配線間與主配線間之間采用多芯主干光纜呈星極結構布置。考慮傳輸距離以及帶寬要求,采用OS2 單模光纜,萬兆速率傳輸距離20KM。辦公樓分配線間主要接入辦公樓與宿舍樓的主干光纜,采用4 根24 芯單模光纜,安裝匯聚層網絡交換設備及電話交換機。酒店分配線間接入酒店的主干光纜,采用4 根24 芯單模光纜,安裝匯聚層網絡交換設備及電話交換機。東區火山館接入園區東片區的轉接光纜,采用12 根96 芯單模光纜。西區北極館接入園區西片區的轉接光纜,采用12 根48 芯單模光纜。信息中心還接入入口片區的各個管理間12 根6 芯光纜。

設備間子系統設置在信息中心機房,安裝通訊設備,通過光纜與分配線間設備進行通訊。辦公樓分配線間安裝通訊設備管理辦公樓和宿舍的有線網絡、無線網絡、語音通訊、視頻監控等設備；設置有至信息中心機房的光纜的4 個24 芯光纜配線架以及至辦公樓管理間和宿舍管理間的4 個12 芯光纜配線架。酒店分配線間安裝通訊設備,獨立管理酒店的計算機網絡系統、語音交換系統、信息發布系統、視頻監控等系統,數據上傳至信息中心機房,設置有至信息中心機房的光纜用的4 個24 芯光纜配線架及至樓層管理間的10 個12 芯光纜配線架。東區火山區的分配線架僅作為光纜轉接使用,設置有至信息中心機房的光纜的48 個24 芯光纜配線架及至各場館的48 個24 芯光纜配線架。西區北極館的分配線架也僅作為光纜轉接使用,設置有至信息中心機房的光纜的24 個24 芯光纜配線架及至各場館的24 個24 芯光纜配線架。

管理間設置于各個場館的弱電間內,在弱電間內安裝綜合布線機柜,安裝垂直子系統連接的光纜配線架、水平子系統連接的銅纜配線架以及用電設備及其光銅跳線。機柜采用42U 標準機柜,可安裝空間為36U,其中1U-4U 作為線纜入柜及整理使用,5U-40U 安裝設備,41-42U 作為預留。

本項目垂直子系統采用OS2 單模光纜,承載數據、語音、視頻等多種數據,提供萬兆的通訊速率。

本項目的水平子系統均采用六類線纜,通訊帶寬250MHZ,通訊速率1000Mbps,線纜采用低煙無鹵阻燃類型。

綜合布線系統工作區點位布置依照GB50311 標準結合用戶運營需要進行布置,布置的原則是:普通辦公區設置一個網絡點一個語音點；獨立辦公室設置兩個網絡點一個語音點；公共打印區每臺設備設置兩個網絡點；辦公樓公共區每10 米設置一個無線網絡點；酒店標準客房設置兩個網絡點一個語音點；酒店公共區每15 米設置一個無線網絡點；宿舍每間房間設置一個無線網絡點。

用戶電話交換系統主要提供項目的語音交換業務,主要用于集團辦公、酒店管理、酒店客用、商業設施、后勤運維等部門,系統采用基于IP 的網絡架構,對外使用數字中繼,內部分機采用IP 話機、數字話機、SIP 話機、模擬話機靈活配置的方案。

無線對講系統設置32 個信道的共用資源池,同時并發通話通道數為16,使用部門包括安保、保潔、物業、客房、動物維生、票務、指揮調度中心等所有部門。

本項目采用數字網絡廣播系統,廣播系統主要包括三個功能應用:背景音樂、公共廣播、緊急廣播功能。平時為背景音樂功能,在緊急情況時,由消防聯動播放緊急廣播。

4.2 安防系統設計

本項目安防系統包括電子巡更系統、周界防越系統及入侵報警系統、數字監控系統、門禁管理系統。整個安防系統依照防御縱深的原則進行設計,分為園區外圍防護、建筑周邊、建筑出入口、重要部位四層防護空間,設置多種安防子系統聯動策略,高清攝像機聯動門禁,高清攝像機聯動報警,報警聯動門禁,高清攝像機聯動門禁和報警等多種組合,構建立體安防體系。

4.2.1 本項目設置在線巡更系統,通過GPS 與WIFI 對安保等服務人員進行巡查復核及人員定位。

4.2.2 本項目為封閉式園區,公園周界圍墻高度接近4 米,因此系統采用張力式電子圍欄方式進行防護,并配合視頻聯動進行告警；公園親水平臺的周界防護采用視頻分析技術的應用,采用通過視頻對防區入侵行為進行分析并告警的設置。入侵報警系統在園區內的建筑重要部位設置探測器,由中心統一管理,按防區布撤防。所有入侵報警系統采用一次確認、二次報警機制,即收到報警信息后安保中心保安對警情進行分析,再決定是否上報至區域接警中心。

4.2.3 本項目門禁系統主要設置在在公園內后勤區域與游客區域接口的出入口、重要機房、辦公室、重要庫房等前場與后場交界處及后場管理,控制進出來訪人員以及內部員工的管控。

4.3 園區管理系統

園區管理系統主要包括智能集成管理系統、設備監控系統、能耗計量系統、停車場管理系統。

4.3.1 智能集成管理系統采用軟件通訊集成接口,接入了包括設備監控系統、安防系統、消防系統、電梯系統、能源中心等多個子系統,采用三維立體顯示技術,對實時數據進行展示。

4.3.2 本項目能耗計量系統主要對項目內的用水量、耗電量、空調能量進行計量,獨立區域的場館,對水、電、暖通三方面做總能耗的計量；酒店、辦公樓、宿舍按樓層對水電暖通做計量；商業區域獨立計量。

4.3.3 本項目停車場管理系統采用車牌識別+臨時卡/票管理方式,需支持多種收費方式(微信收費、支付寶收費)。車主進入停車場,根據車庫通道口上方的顯示屏查看空車位區域信息,在行進到停車區域后,可通過車位上安裝的車位燈清楚的找到空車位。

4.4 機房工程

本項目機房設置有安保總機房一處、安保分控機房五處、信息機房一處、衛星電視機房一處。采用傳統機房建設標準,機房定位為C 級。

5 設計難點及解決

5.1 通過智能控制技術達到節能低碳目標

5.1.1 建設能源計量統計工作

本項目用能設備較多、各成為政,用能設備中有提供顧客舒適環境的,有提供動物維生的,有保障員工工作環境的,集中在每個建筑體內,需要分項進行計量統計。

本項目配備了合理的能源計量器具,實現了能源計量數據在線采集,對數據變化進行實時監測,建立了能源消費的原如記錄和統計臺帳,將定期開展能耗數據分析,對于工作異常的設備進行預警及處理。

5.1.2 建立能源管控中心集中供能

本項目共建有兩個能源中心,分別是東區能源中心與極地區能源中心,東區共采用2 臺螺桿式冷水機組和兩臺溴化鋰機組,極地區能源中心4 臺螺桿式冷水機組,能源中心的設備較多,控制策略較為復雜。

本項目專為能源中心設置了PLC 控制系統,能源中心根據二次側供回水溫度與壓力結合需求側能源計量情況對需求側的控制機構進行微調,或者對泵組進行變頻控制,或者對機組進行加減機操作。保證能源中心冷凍水供回水溫度為6～12℃；空調熱水供回水溫度為60～50℃；制冷主機冷卻水供回水溫度為32～37℃。

能源中心控制目標是:采用專業的冷熱源站控制系統,綜合各項控制要求,實現整個中央空調水系統的智能化管理,并隨時根據負荷變化自動、及時并有預見性地調節系統的運行工況,實現中央空調系統的運行收益及管理收益。

5.2 通過綜合安防管理平臺提升園區管理智慧

隨著游樂園、辦公樓和酒店等區域的信息化和智能化建設,一大批智能安防系統,如監控攝像頭、周界圍欄、電子巡更等,以及智能安全保障系統,如火災探測器、電梯運行采集裝置,均被部署。但這些系統各自獨立、業務分散、系統之間無法實現數據的有效對接,難以保證數據和信息的共享,事實上形成信息孤島,不便于管理人員的使用,導致系統使用率低下,達不到預期效果[4]。

如圖2,本項目開發了一套綜合安防管理平臺,主要實現的就是把所有這些功能子系統進行對接和融合,通過同一個管理界面平臺,把相關信息展示給項目管理人員。通過3D 可視化地圖,以所見即所得的方式,為管理人員提供一個易于使用的操作界面,讓他們便于使用和樂于使用。

圖2 系統管理界面展示

平臺的主要功能有一標六實、人員分布、車輛感知、感知設備、安防設備、電子巡更等。對公園的安防設備和感知設備出現異常情況進行告警。

6 結論

主題樂園的智能建筑的設計與實施,往往涉及了游、娛、食、住、行、購等多個因素,不同的場景對于智能化的需求是不一樣的,需要有所側重。智能化設計不僅是按照規范標準進行子系統的羅列建設或者新技術新概念的堆砌,還應考慮使用單位各個不同維度的管理應用需求,從園區統一考慮,既要自上而下的頂層設計,也需要自下而上的逐步落地。從實際出發,自需求側入手,才能打造一個真正智慧園區。