建筑設(shè)備集成管理系統(tǒng)

　　1、概述

　　智能建筑的集成管理系統(tǒng)，是把建筑物內(nèi)若干個既相互獨(dú)立，又相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，包括通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CNS、信息系統(tǒng)IS、樓宇設(shè)備自動化系統(tǒng)BAS、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)FAS、安全防范系統(tǒng)SAS等等，通過集成到一個統(tǒng)一的、協(xié)調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)建筑物設(shè)備的自動檢測與優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)信息資源的優(yōu)化管理和共享，為使用者提供最佳的信息服務(wù)，創(chuàng)造安全、舒適、高效、環(huán)保的工作、生活環(huán)境。

　　智能建筑集成管理系統(tǒng)(Building Management System)是以分布式信息與控制理論為基礎(chǔ)而設(shè)計的計算機(jī)分布式系統(tǒng)，它綜合利用了現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)(Computer)、現(xiàn)代控制技術(shù)(Control)、現(xiàn)代通信技術(shù)(Communication)和現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)(CRT)，即所謂4C技術(shù)。BMS是智能建筑最為關(guān)鍵的神經(jīng)系統(tǒng)，它需要解決多個復(fù)雜系統(tǒng)以及多種控制協(xié)議之間的互聯(lián)性和互操作性問題。

　　在2000年頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB/T50314-2000》中正式提出了“智能化系統(tǒng)集成”的設(shè)計要求。智能建筑系統(tǒng)集成可進(jìn)一步集成辦公自動化系統(tǒng)OAS，物業(yè)管理系統(tǒng)MIS，視頻會議系統(tǒng)，CRM，ERP系統(tǒng)，與建筑物相關(guān)的應(yīng)用信息系統(tǒng)等“純” IT系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更高層次的集成建筑管理系統(tǒng)(IBMS)。

　　在2006底并于2007年起實(shí)施的《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB/T50314-2006》中有關(guān)于建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(IIS)的描述：IIS建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱IIS系統(tǒng))是指通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將不同功能的建筑智能化系統(tǒng)，通過統(tǒng)一的綜合信息平臺實(shí)現(xiàn)集成，以形成具有信息匯聚、資源共享及優(yōu)化管理等綜合功能的系統(tǒng)。

　　圖 1?1,建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)圖

　　根據(jù)招標(biāo)文件要求及業(yè)主具體需求分析，本次工程集中管理系統(tǒng)集成的主要任務(wù)是完成一、二層次的BMS集成，即實(shí)現(xiàn)智能建筑的弱電系統(tǒng)集成，從而能為更高層次的一體化集成打好基礎(chǔ)，在滿足統(tǒng)一管理弱電系統(tǒng)的同時，在軟件架構(gòu)上、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)上采用先進(jìn)的架構(gòu)，能夠滿足未來實(shí)施一體化IBMS集成的需求。

　　2、系統(tǒng)集成設(shè)計目標(biāo)

　　現(xiàn)代智能化樓宇包含樓宇自動化系統(tǒng)、消防自動化系統(tǒng)、出入口控制及門禁系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明管理系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、綜合布線管理系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、變配電管理系統(tǒng)、公共廣播及背景音樂系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、公共及業(yè)務(wù)信息顯示系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)等十余個專業(yè)的子系統(tǒng)，這其中包括多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)控制域子系統(tǒng)，也包括以數(shù)據(jù)庫應(yīng)用為核心的IT管理信息系統(tǒng)，由于技術(shù)和市場的原因，各子系統(tǒng)大多采用專有的通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳遞，軟件架構(gòu)采用封閉的模型，對外缺乏符合國際標(biāo)準(zhǔn)的第三方接口，造成了各子系統(tǒng)之間無法實(shí)現(xiàn)信息的共享更談不上聯(lián)動、互操作了。這種現(xiàn)狀顯然不能滿足現(xiàn)代化樓宇綜合管理水平的要求，現(xiàn)代建筑物所面臨的各種情況客觀上要求各子系統(tǒng)在全局性管理預(yù)案的指導(dǎo)下，有條不紊的執(zhí)行各種復(fù)雜的指令動作，充分發(fā)揮1+1>2的系統(tǒng)集成合力。具體需求可以概括為以下幾條：

　　(1)信息共享：

　　這種信息不僅包括各子系統(tǒng)之間需要交互的各種實(shí)時狀態(tài)信息、聯(lián)動信息、用戶權(quán)限管理信息，還包括收集管理用戶、物業(yè)管理需要的業(yè)務(wù)和辦公自動化用的各類信息(數(shù)據(jù)、圖文、音像等)，還有來自外部(如Internet 網(wǎng))的各類信息、數(shù)據(jù)、圖文、音像等，通過收集整理、建成一個共享信息庫，供用戶和物業(yè)管理人員隨時調(diào)閱察看。

　　(2)全轄區(qū)弱電系統(tǒng)的集中監(jiān)視

　　高層次的管理人員需要對負(fù)責(zé)的各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀況有直觀的了解，卻不可能在一臺電腦上同時運(yùn)行各個子系統(tǒng)的客戶端，即便能夠安裝大量的客戶端程序，針對高層次管理人員來說，普通的系統(tǒng)控制客戶端含有大量高層管理所不需要的冗余信息，同時包含專業(yè)性很強(qiáng)的控制參數(shù)設(shè)定功能，這就大大降低了高管獲取必要信息的效率，也增大了誤操作的可能性。所以，從提升樓宇物業(yè)管理水平的角度出發(fā)，迫切需要為物業(yè)管理技術(shù)總負(fù)責(zé)人或者企事業(yè)單位工程部總監(jiān)提供一種能夠以統(tǒng)一的圖形界面方式展現(xiàn)所有子系統(tǒng)重要信息的軟件工具。

　　(3)統(tǒng)一的報警、故障信息管理

　　在各子系統(tǒng)分散管理、控制的情況下，各種報警、設(shè)備故障信息只能到達(dá)本系統(tǒng)操作員層次，逐級上報和向其它子系統(tǒng)通報報警或故障信息只能采用人工模式，依賴于人員素質(zhì)和管理流程，這就造成瞞報或漏報現(xiàn)象，增加了潛在的事故隱患。所以，XXX工程需要在集成平臺上部署針對各個子系統(tǒng)的集中報警管理功能，將各系統(tǒng)分級別的報警信息在實(shí)時傳遞到本系統(tǒng)值班操作員的基礎(chǔ)上，同時以多種方式、實(shí)時地傳送到上級管理人員、其它相關(guān)子系統(tǒng)管理人員、甚至是遠(yuǎn)在異地的廠商維護(hù)人員處，并提供報警處理功能，系統(tǒng)具備人工智能，根除相應(yīng)的處理預(yù)案，指導(dǎo)管理人員具體處理報警信息。

　　(4)系統(tǒng)聯(lián)動以及全局預(yù)案配置

　　在子系統(tǒng)分散管理、運(yùn)行模式下，系統(tǒng)間的聯(lián)動完全依賴于硬件方式，上述方式具有很大局限性，例如安防系統(tǒng)CCTV探頭的移動偵測報警與相關(guān)區(qū)域的照明控制系統(tǒng)，消防系統(tǒng)煙感探頭報警與相關(guān)的CCTV探頭。而上述跨系統(tǒng)聯(lián)動功能的實(shí)現(xiàn)能夠大大降低事故所造成損害，并降低管理的人力、物力成本。所以，大樓的集中管理集成需要提供一種靈活的聯(lián)動觸發(fā)配置工具，使得各個子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在某一特定場景下的互聯(lián)、互操。

　　(5)信息的處理與分析

　　在子系統(tǒng)分散管理、運(yùn)行模式下各個子系統(tǒng)都擁有自己的數(shù)據(jù)庫，各自擁有本系統(tǒng)相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)訪問和分析功能，隨著節(jié)能要求的日益緊迫以及對于管理水平不斷提高的大前提下，如何通過管理手段降低空調(diào)和照明這兩項最大的能源開支?新的管理流程是必要建立在對既往運(yùn)行數(shù)據(jù)的科學(xué)分析之上，這就要求XXX工程的集成平臺要能夠提供針對各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的抽取、挖掘以及分析功能。

　　本集成管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工程現(xiàn)場的機(jī)電設(shè)備、火災(zāi)及安全信息資源的采集、存儲和共享，能為本工程今后的管理提供先進(jìn)的手段、科學(xué)的信息依據(jù)，能為領(lǐng)導(dǎo)和職工提供高效、優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

　　通過規(guī)范設(shè)備管理程序，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的功能聯(lián)動、集中管理和信息共享。

　　通過優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行控制，降低運(yùn)行成本，合理節(jié)省能源。

　　確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行，全面提升XXX工程的消防及安全、樓宇設(shè)備管理和通訊管理等方面弱電管理的服務(wù)水平。

　　我們設(shè)計的集成管理系統(tǒng)就是要對轄區(qū)內(nèi)所有建筑設(shè)備，以及建筑物內(nèi)的應(yīng)用信息系統(tǒng)進(jìn)行全面有效的監(jiān)控和管理，確保XXX工程建設(shè)工程內(nèi)所有設(shè)備處于高效、節(jié)能、最佳運(yùn)行狀態(tài)，并提供一個安全、舒適、快捷的工作環(huán)境。

　　3、系統(tǒng)集成總體框架圖

　　ez IBS智能建筑集成管理系統(tǒng)采用J2EE技術(shù)路線，包含一組部署在ez ONE業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺之上的應(yīng)用組件，可通過J2EE/WebServices架構(gòu)與同方ez ONE業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺融合成為一個獨(dú)立于智能建筑系統(tǒng)廠商的平臺，能夠?qū)怯顑?nèi)各種智能化子系統(tǒng)的信息資源匯集到一個平臺之上，以統(tǒng)一的方式展現(xiàn)，所有的文件和信息都盡可能采用XML標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)和描述，通過對資源的收集、分析、傳遞和處理，從而對整個大廈進(jìn)行最優(yōu)化的控制及決策支持，達(dá)到高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)。整套系統(tǒng)可支持多種操作系統(tǒng)。

　　ez IBS集成管理系統(tǒng)采用基于J2EE的三層架構(gòu)和“瀏覽器”+“服務(wù)器”+“網(wǎng)絡(luò)”的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖 2?1

　　圖 2?1，集成平臺軟件架構(gòu)圖

　　從軟件功能上劃分為四層：

　　第一層：人機(jī)接口層，用于各級操作員對系統(tǒng)的監(jiān)視和操作，包括一般用戶和管理員用戶，有線與無線(包括PDA、手機(jī)、POS)界面，本次集成的用戶界面層采用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器，這一層次主要通過ez ONE業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺的實(shí)時門戶實(shí)現(xiàn)，支持個性化的用戶界面，并包括一系列通用組件如用戶權(quán)限、內(nèi)容管理、通用查詢、報表等。監(jiān)控組態(tài)由支持先進(jìn)的SVG(Scalable Vector Graphics)矢量圖標(biāo)準(zhǔn)的ez HMI工具組件生成。

　　第二層：業(yè)務(wù)邏輯層，提供第一層的用戶界面所需的經(jīng)邏輯處理后的所有數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能。業(yè)務(wù)邏輯層將被封裝成很多業(yè)務(wù)組件。

　　業(yè)務(wù)邏輯層主要采用接口隔離的設(shè)計方法，保證組件的內(nèi)部修改不影響應(yīng)用系統(tǒng)的其他層次。同時業(yè)務(wù)組件還可以以Web Services的方式橫向?yàn)榈谌较到y(tǒng)提供服務(wù)，以利于與第三方軟件的集成。

　　第三層：數(shù)據(jù)管理層，提供系統(tǒng)運(yùn)行所需數(shù)據(jù)的存儲管理、備份、遷移等支持。它包括數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫主要存儲業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，文件系統(tǒng)主要存貯系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)。

　　第四層：數(shù)據(jù)通訊層(接口層)，專用于數(shù)據(jù)采集和與外部系統(tǒng)或設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，執(zhí)行必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換。如圖 2?2

　　圖 2?2，集成系統(tǒng)層次圖

　　4、系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　網(wǎng)絡(luò)平臺是ez IBS集成系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，

　　圖 2?3，集成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　ez IBS支持各中建筑智能化系統(tǒng)主流接口標(biāo)準(zhǔn)，包括但不限于下列接口標(biāo)準(zhǔn)OPC，DDE，RS232/RS485，LonWorks，BACnet，Socket等。

　　5、數(shù)據(jù)庫設(shè)計

　　ez IBS集成系統(tǒng)包含一套兼具實(shí)時數(shù)據(jù)庫功能的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，具有實(shí)時、分布、事件驅(qū)動和遠(yuǎn)程在線下裝的特點(diǎn)，一方面數(shù)據(jù)庫針對大量信息點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯、管理，另一方面要為實(shí)時監(jiān)控應(yīng)用模塊、歷史數(shù)據(jù)訪問模塊、綜合報警模塊提供信息源，各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫保持獨(dú)立，以O(shè)PC、JDBC方式與集成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫交互數(shù)據(jù)，這種物理上的獨(dú)立，體現(xiàn)了“集中管理、分散操作”的設(shè)計原則。集成數(shù)據(jù)庫與子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫通過同步或異步的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致。

　　集成系統(tǒng)可根據(jù)客戶需求選擇多種產(chǎn)品，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可采用免費(fèi)的系統(tǒng)如mySQL, PostgreSQL等，其他開放源代碼如Tomcat 應(yīng)用服務(wù)器也可采用。也支持微軟的SQL SERVER數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和高端的Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

　　智能建筑集成系統(tǒng)集成各子系統(tǒng)的關(guān)鍵是如何解決差異性極大的子系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和互操作性。ez IBS系統(tǒng)內(nèi)含一套ez Gate通用數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，它屏蔽了各控制系統(tǒng)物理設(shè)備的差異性，使ez IBS通過統(tǒng)一的接口訪問現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)。如圖 2?4所示

　　圖 2?4，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)示意圖

　　ez IBS通過一個開放的、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化控制網(wǎng)關(guān)(ez Gate)和各種現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集成，可根據(jù)不同弱電子系統(tǒng)的特點(diǎn)用不同方式與第三方控制系統(tǒng)直接集成訪問，其中針對大多數(shù)控制系統(tǒng)采用OPC標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通訊，針對個別實(shí)時性要求較高的系統(tǒng)，不經(jīng)由第三方控制上位機(jī)軟件系統(tǒng)(如EBI、TAC Vista、同方易視、西門子消防控制軟件)，以最高效率的形式訪問/控制底層硬件，即面向各種控制系統(tǒng)的上位機(jī)集成控制通訊網(wǎng)關(guān)。如圖 2?5所示：

　　圖 2?5，接口示意圖

　　數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)本身是按COM(組件對象模型)設(shè)計思想所設(shè)計，其本身的每一個重要功能都是以組件形式存在;將各種通訊接口以驅(qū)動(插件)安裝的形式集合在通用通訊網(wǎng)關(guān)中，以統(tǒng)一的XML數(shù)據(jù)格式為ez IBS提供數(shù)據(jù)通訊服務(wù)，同時也對ez IBS提供通用報警服務(wù)支持。并且可通過對外擴(kuò)展訪問接口(如OpcServer，WebServices)，為其它系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)通訊服務(wù)。