校園智能化系統的設計

呂超

中鐵十七局集團有限公司勘察設計院 山西 太原 030032

1 工程概況

本項目為新力惠中學校建設項目教學樓，位于山西省太谷縣，總建筑面積為7701.77m2，基底面積為1724.44m2，建筑層數為5層，建筑層高：一層層高為3.9m，二至五層層高均為3.8m，建筑高度19.70m。

2 設計范圍

根據上述教學樓各層房間的建筑功能以及使用單位的要求，本設計智能化工程包含以下系統，分別是：校園內網系統、公共通信接入系統、視頻安防監控系統、校園公共廣播系統、多媒體教研系統、信息機房工程、校園信息管道系統等[1]。

3 系統建設目標及設計原則

3.1 系統建設目標

將新力惠中學新建教學樓建設成為智能化樓宇，可使教學和管理有效結合，全面實現信息化。智能化校園將網絡技術、計算機技術、信息技術等現代化技術融為一體，使教學、教務管理、學生學習均實現信息化，提高教師的教學效率、讓教師將更多的時間真正用在傳道授業解惑中，同時，學生學習和學校教務管理也得到有效提升。

3.2 系統設計原則

校園智能化系統應有較高的性價比，還需考慮系統結構的可擴展性和兼容性，使本系統成為技術先進、經濟合理、可靠實用的智能化系統工程[2]。

4 智能化系統設計

4.1 校園內網系統

系統本著滿足當前需求，在充分考慮實用性和經濟性的基礎上適當超前，滿足未來15年網絡需求，本系統采用二層扁平化架構。核心層是內網的主干，核心層的主要目的是盡可能快速地交換數據，不應該被牽扯到費力的數據包操作或者任何減慢數據交換的處理。接入層是最終用戶被許可接入網絡的點，該分層能夠通過過濾或訪問控制列表提供對用戶流量的進一步控制。運營商通過防火墻接路由器的方式與內網連接。校園內網系統圖如圖1所示。

圖1 校園內網系統圖

4.2 公共通信接入系統

本系統可實現多運營商接入，將電信機房與本工程弱電機房合設，設置在教學樓一層，供教學樓的通信光電纜及電訊系統設備設置使用，可實現多家電信運營商接入。系統接入設備由各家運營商自行配置，并負責從室外進線井將數據、語音光纜接至電信機房。

4.3 視頻安防監控系統

本系統采用核心層和接入層兩層網絡結構組成。核心層設置1臺萬兆交換機，接入層采用千兆交換機，放置在各樓層的弱電間內。視頻安防監控系統圖如圖2所示。

圖2 視頻安防監控系統圖

本系統采用數字式架構，前端攝像機采用網絡型、彩色、紅外高清攝像機，選擇監控點的安裝位置時，要實現主要位置全覆蓋。教學樓內主要通道、電梯廳、門廳、弱電機房等采用室內彩色攝像機，教學樓四周采用室外槍式彩色攝像機。系統后端存儲和數據交換匯聚在弱電機房，采用磁盤陣列進行存儲，1080P高清錄制視頻錄像，硬盤錄滿后自動覆蓋，本項目設計錄像存儲天數不低于30d。視頻圖像通過上墻解碼單元，展示到4行3列46寸拼接屏上，可實現監控圖像上墻、分屏、漫游等多項操作。安防監控中心應設置為禁區，應有保證自身安全的防護措施和進行內外聯結的通信裝置，并應設置緊急報警裝置和留有向上一級接處警中心報警的通信接口。

4.4 公共廣播系統

本系統為校園公共廣播系統，提供校園業務廣播、背景音樂廣播和緊急廣播之用，廣播分區兼顧功能分區及防火分區。教室采用10W的IP網絡壁掛音箱，走廊采用6W的吸頂音箱，教學樓四周采用60W防雨音柱。一般走廊揚聲器間距按層高的3～4倍左右考慮，揚聲器按8～10m設置一只?；馂臅r，自動或手動打開相關層緊急廣播，同時切斷背景音樂廣播。在消防控制室應能手動或按預設控制邏輯聯動控制選擇廣播分區、啟動或停止應急廣播系統，并應能監聽消防應急廣播。在通過傳聲器進行應急廣播時，應自動對廣播內容進行錄音[3]。公共廣播系統圖如圖3所示。

圖3 公共廣播系統圖

4.5 多媒體教研系統

本工程在各教室講臺處設置多媒體教研系統，本系統包括多媒體中控桌、多媒體中央控制系統、顯示屏、電動投影幕布、投影機、數字視頻展示平臺以及音箱等設備。多媒體中控系統通過IP接口經內網與控制室服務器通訊。多媒體教研系統圖如圖4所示。

圖4 多媒體教研系統圖

4.6 機房工程

4.6.1 教學樓弱電機房即信息機房設置于教學樓一層，面積約40m2。教學樓各層設置弱電間，每個面積約4m2。

4.6.2 機房工程包括防靜電地板安裝、法拉第屏蔽籠安裝、墻面和天花裝飾、通風空調工程、配電工程（機房內設備供電、接地）和照明工程。

4.6.3 機房內電纜需采用銅芯電纜，性能為阻燃、無鹵、低煙，其截面應根據機械強度、允許壓降、計算負荷等因素選擇，并留有裕量。

4.6.4 機房內利用4mm×40mm銅箔帶在防靜電地板下組成邊長為0.6m×3.0m的等電位網格，接入聯合接地排。機房內不得有對地絕緣的孤立導體。機房內須按規范要求裝設接地匯集銅母排。室外進入機房的電纜應加裝SPD等防雷措施。

4.6.5 在各機房、弱電間處設弱電專用接地端子，并接至教學樓的聯合接地裝置，本次弱電系統采用共用接地裝置，其接地電阻值應滿足各系統中最小電阻值的要求。

4.6.6 通信設備的專用接地導體與臨近的防雷引下線之間設適配的電涌保護器[4]。

4.7 校園信息管道系統

為保證新建教學樓與既有單體建筑的智能化系統能夠互聯互通，本次設計設置室外信息管道系統。本系統管道采用7孔梅花管，材質為HDPE，敷設方式為直埋，管道過路和入戶時均采用鋼管進行防護。梅花管頂部至路面的最小深度為0.8m，鋼管頂部至路面的最小深度為0.6m，管道采用一字坡或人字坡方式進行敷設，管道坡度一般為0.3%～0.4%，最低不小于0.25%。弱電井采用小號人孔或手孔，直線段設置間距為60m，遇到拐彎和過路增設弱電井。

5 常見問題及注意事項

5.1 常見問題

5.1.1 設備安裝工程一般會滯后于土建工程，圖紙中有許多需要土建工程預留的管道和預埋件等，施工時土建專業要結合弱電圖紙進行。

5.1.2 電源、接地以及機房環境也屬于施工驗收非常重要的部分，設計者容易遺漏。

5.1.3 室內橋架的穿墻孔預留尺寸不夠，導致具體施工時橋架無法穿過，故穿墻孔均應按施工圖標注的橋架尺寸放足20%的預留余量。

5.2 注意事項

5.2.1 戶外信號傳輸電纜的金屬外護層和戶外光纜的金屬增強線應在進戶后首個接線處接地。

5.2.2 配電線路與電子信息系統傳輸線路應分開敷設，當受建筑條件限制而必須平行貼近敷設時采取屏蔽措施，傳輸線路交叉時，宜垂直相交。

5.2.3 室外人孔或手孔位置要避開重要建筑物的門口、交通要道、貨物堆場和低洼積水處以及其他地下管線經過的地方。

5.2.4 綜合布線水平子系統銅纜均采用符合國際標準的六類屏蔽雙絞線，并滿足CMR阻燃要求，符合EMC標準的電磁兼容性要求。

5.2.5 所有配線架安裝于19英寸機柜中，應自帶明顯數據或語音標簽，配線架須保證系統連接可靠、設備管理、維護便利[5]。

6 結束語

智能化校園建設已進行了長足的發展，各系統設備也已成熟運用，目前眾多學校的智能化建設中各系統仍是獨立的，只是個別系統會有聯通，實際各系統仍是獨立的信息孤島，未實現多系統的集成。因此，打通各系統的信息壁壘，使各系統真正實現互聯，建設學校智能化綜合管理平臺成為未來學校智能化建設的發展方向。