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兰州军区西安某干休所建筑智能化系统集成设计与研究

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兰州军区 西安 干休所 建筑 智能化 系统集成 设计 研究
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长安大学 硕士学位论文 兰州军区西安某干休所建筑智能化系统集成设计与研究 姓名:李惟 申请学位级别:硕士 专业:交通信息工程及控制 指导教师:巨永锋 20110619 摘要 论文基于建设单位对“某干休所内现有建筑智能化系统集成运行 的设计要求, 提出建筑智能化系统集成设计的方案,研究成果用于指导类似工程问题的实践。 论文针对研究对象建筑土建设计缺陷所造成的建筑内部消防系统设计不足、多种 智能产品通讯协议不兼容、多元智能子系统需要系统集成、联动、可靠运行的问题,提 出了“多元、无缝、双核建筑智能化系统集成”的创新理念。火灾自动报警消防系统全 辖区范围内实现“无缝联网集成运行:消防系统之外的其他建筑智能化系统“多元、 无缝 平稳集成运行。 针对研究目标智能化系统集成所存在的客观问题,采用成熟的工作经验,基于清 华同方提供的T E C H - M 3 2 - 8 视频矩阵切换器及T E C H - K 8 0 操纵键盘“双核 集成技术, 类比性地解决不同属性智能系统产品通讯协议的开放问题:开发了针对本研究目标的 自动消防系统联动控制软件,提供可靠、经济、先进的建筑智能化系统集成硬件平 台;通过设计方案的监督实施总结成熟的数学模型。 论文研究完成的工作目标:实现了基于“安全性、兼容性、高效性、节能性、保 密性、便捷性、先进性 综合技术要求的多元、复杂环境下的火灾自动消防系统联动 集成,实现了楼宇可视对讲系统、视频监控系统、周界防范系统、保安巡更系统、背景 音乐系统、智能门禁系统等多种建筑智能化子系统的集成运行。 论文研究指导的实际工程已圆满通过了兰州军区相关部门的技术验收,为下一步 基于信息化条件下规划设计我国类似工程提供了设计研究与投资管理的理论依据和成 功案例。 关键词:建筑智能化;多元无缝双核系统集成;自动消防联动;安防系统集成 A b s t r a c t T h et h e s i sp r o p o s e sar e l i a b l et h e o r yd e s i g nt h a tb a s e do nt h eo p e r a t i o nr e q u i r e m e n t f r o mc o n s t r u c t i o nu n i tt h a te x i s t i n gB u i l d i n gI n t e l l i g e n tS y s t e mI n t e g r a t i o n ( B I S I ) i na b a r r a c ko fr e t i r e dc a d r e s T h er e s e a r c hr e s u l t sc a r lb ed i r e c t i o n sa b o u ts i m i l a rp r o j e c t s T h et h e s i sc o n t r a p o s e st h eg a p so ft h eb u i l d i n gd e s i g n T h eg a p sa r ea sf o l l o w s ,t h el a c k o ff i r e f i g h t i n gs y s t e md e s i g ni nt h eb u i l d i n gc a u s e db yt h eb u i l d i n gc i v i le n g i n e e r i n gd e s i g n f l a w s ;n o tc o m p a t i b l ep r o t o c o la m o n gav a r i e t yo fs m a r tp r o d u c t s ;i n t e g r a t e ,l i n k e da n d r e l i a b l e o p e r a t i o n o fm u l t i p l ei n t e l l i g e n ts u b s y s t e m T h ei n n o v a t i v ei d e at h a tm u l t i p l e , s e a m l e s s ,d u a l - c o r eB I S Ii sp r o p o s e d A u t o m a t i cf i r ea l a r mf i r ep r o t e c t i o ns y s t e mw i t h i nt h e w h o l ea r e aa c h i e v e st h es e a m l e s si n t e g r a t i o no fn e t w o r ko p e r a t i o n ;o t h e rc o n s t r u c t i o n i n t e l l i g e n ts y s t e m sa r em u l t i p l e ,s e a m l e s si n t e g r a t i o n 。 S t u d yo nt h ep r a c t i c a li s s u e st h a ti n t e l l i g e n ts y s t e mi n t e g r a t i o ne x i s t s W i t hm a t u r e e x p e r i e n c e ,b a s e d0 1 1t h eT E C H M 3 2 8v i d e om a t r i xs w i t c h e ra n dT E C H K 8 0k e y b o a r d m a n i p u l a t i o nd u a l - c o r et e c h n o l o g yt h a tT o n g f a n gp r o v i d e d T h ep r o b l e mt h a to p e n i n gu po f c o m m u n i c a t i o np r o t o c o l sa m o n gd i f f e r e n ti n t e l l i g e n ts y s t e mp r o d u c t sw a ss o l v e d T h e a u t o m a t i cf i r ef i g h t e rs y s t e mc o m b i n a t i o nc o n t r o ls o f t w a r eo ft h i sp r o j e c tw a sd e v e l o p e d A r e l i a b l e ,e c o n o m i ca n da d v a n c e dh a r d w a r ep l a t f o r mo fI B S IW a sp r o v i d e d S o p h i s t i c a t e d m a t h e m a t i c a lm o d e lw a ss u m m a r i z e da f t e rm o n i t o r i n gt h ei m p l e m e n t a t i o no f t h ep r o j e c t T h ew o r kt a r g e t st h a tt h i ss t u d yc o m p l e t e da r ea sf o l l o w s T h eR e a l i z a t i o no ft h e L i n k a g ei n t e g r a t i o no fa u t o m a t i cf i r e c o n t r o ls y s t e m ,w h i c hm e e t st h ec o m p r e h e n s i v e t e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so f “s a f e t y , c o m p a t i b i l i t y , e f f i c i e n c y , e n e r g y - s a v i n g ,c o n f i d e n t i a l , c o n v e n i e n c e ,a d v a n c e d ,m u l t i c o m p o n e n t e d ,a n dc a nb eu s e du n d e rc o m p l e xe n v i r o n m e n t T h eR e a l i z a t i o no ft h eL i n k a g ei n t e g r a t i o no fm u l t i p l ei n t e l l i g e n t i z e da r c h i t e c t u r a l s u b s y s t e m s ,w h i c hi n c l u d e sv i s u a li n t e r c o mo ft h eb u i l d i n g ,v i d e om o n i t o r i n g ,b o u n d a r y s e c u r i t y , s e c u r i t yg u a r d sp a t r o l l i n g ,b a c k g r o u n dm u s i c ,i n t e l l i g e n ta c c e s sa n dS Oo n T h ep r o j e c ti nt h i ss t u d yh a ss u c c e s s f u l l yp a s s e dt h er e l a t e dp r o j e c tq u a l i t yi n s p e c t i o n o r g a n i z e db yr e l a t e dd e p a r t m e n to fL a n z h o uM i l i t a r yR e g i o n A n di th a sp r o v i d e dd e s i g n r e s e a r c ha n dm a n a g e m e n to fi n v e s t m e n tt h e o r ya n ds u c c e s s f u lc a s e st op l a na n dd e s i g n I I I s i m i l a rp r o j e c ti no u rc o u n t r yn e x tu n d e rt h er e q u i r e m e n to fi n f o r m a t i z a t i o n K e y w o r d s :B u i l d i n gI n t e l l i g e n tS y s t e m , m u l t i p l es e a m l e s sd u a l - c o r e ,a u t o m a t i cf i r e l i n k a g e ,S e c u r i t yS y s t e mI n t e g r a t i o n I V 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 建筑智能化系统集成设计研究背景和意义 1 1 1 建筑智能化系统集成技术背景 2 0 0 0 年颁布的国家标准智能建筑设计标准G B T 5 0 3 1 4 2 0 0 0 中正式提出了“智 能化系统集成 的设计要求。智能建筑系统集成可进一步集成办公自动化系统O A S 、物 业管理系统M I S 、视频会议系统、C R M - E R P 系统,与建筑物相关的应用信息系统等“纯 I T 系统,实现更高层次的集成建筑管理系统( I B M S ) 。 2 0 0 7 年起实施的智能建筑设计标准G B T 5 0 3 1 4 2 0 0 6 中有关于建筑设备监控系 统( I I S ) 的描述:I I S 建筑设备监控系统( 以下简称I I S 系统) 是指通过计算机网络和 控制网络技术,将不同功能的建筑智能化系统,通过统一的综合信息平台实现集成, 以形成具有信息汇聚、资源共享及优化管理等综合功能的系统。建筑智能化系统集成 叮 构架示意图见图1 1 。 2 0 0 7 年7 月我国建设部正式颁布了智能建筑国家标准:智能建筑设计标准 ( G B T 5 0 3 1 4 2 0 0 0 ) ,在标准中对智能建筑明确做出了如下定义【1 】: 智能建筑是以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结 构、系统、服管理及它们之间的最优化组合,向人们提供了一个安全、高效、舒适、 便利的建筑环境。其具体内涵是:以综合布线为基础,一计算机网络为桥梁,综合 配置建筑内的各种功能子系统,全面实现对通信系统,办公自动化系统,建筑内各 种设备( 空调,供热,给排水、变配电、照明、电梯、消防、公共安全等) 的综合 管理。 根据上述定义,可用如图1 1 所示的图形通俗的描述智能建筑的定义。 第一章绪论 图1 1 智能建筑构成示意图 智能建筑系统集成过程可用如图1 2 所示的智能建筑系统集成过程示意图简单 表示。 图1 2 智能建筑系统集成过程示意图 1 1 2 论文相关技术研究的现实意义 智能建筑是基于信息化的时代产物,它是高新技术与现代建筑技术的巧妙结 合,是众多学科、众多高新技术的综合集成。涉及到建筑、结构、暖通、空调、 发配电、照明、电梯、给排水综合布线、电视监控、楼宇自控等诸多弱电系统的 大工程。多目标、关联性、开放性与主动性等是智能建筑的重要特性。各系统相 互关联、相互渗透是实现智能建筑高度智能化的重要手段。传统建筑的各子系统 相互独立、强弱电截然分立的建设方式,已不能适应智能建筑的高速发展。 2 长安大学硕士学位论文 智能建筑的发展已经从传统以弱电为主的阶段进入智能建筑电气优化集成阶 段。各电气子系统相互渗透,子系统间的边界逐渐模糊,信息化、网络化的智能电 气设备替代传统电气成为这一阶段的主要特点。现代智能建筑的设计应符合“弱 电是基础,强电是关键,强弱一体化”的设计思路。 智能建筑的集成管理系统,是把建筑物内若干个既相互独立,又相互关联的系 统,包括通信网络系统C N S 、信息系统I S 、火灾自动报警系统F A S 、安全防范系统S A S 等等,通过集成到一个统一的、协调运行的系统中,实现建筑物设备的自动检测与优 化控制,实现信息资源的优化管理和共享,为使用者提供最佳的信息服务,创造安 全、舒适、高效、环保的工作、生活环境【2 】。 智能建筑集成管理系统( B u i l d i n gM a n a g e m e n tS y s t e m ) 是以分布式信息与控制 理论为基础而设计的计算机分布式系统,它综合利用了现代计算机技术( C o m p u t e r ) 、 现代控制技术( C o n t r 0 1 ) 、现代通信技术( C o m m u n i c a t i o n ) 和现代图形显示技术( C R T ) , 即所谓4 c 技术。B M S 是智能建筑最为关键的神经系统,它需要解决多个复杂系统以及 多种控制协议之间的互联性和互操作性问题【3 一。 智能型住宅小区是在住宅智能化基础上提供下列功能: 1 提供住宅小区的安全防范功能。如设有闭路电视监控、电子巡更系统、周界防 护功能、火灾报警及其消防联动功能、停车库管理设施、紧急求助报警设施。 2 提供住宅小区公共建筑的机电设施自动控制和集中监视功能。在小区物业管理 中心可以对如变配电设备、给排水设备、电梯、供暖设备、小区照明等设备进行监控, 提供住户能耗计量和自动收款。 3 提供住宅小区电子广告牌及电子查询系统。提供背景音响。 4 提供住宅小区信息通信服务与管理,设立综合通讯网络,设立信息服务气台,进 行小区信息综合管理。一 系统集成应采用标准的T C P I P 网络互联通信协议,由于I n t r a n e t 就建立在国 际通用的标准网络传输协议T C P I P 上,集成的信息可以在高速局域网L a n 上发 布,无论在智能大厦内安装千兆以太网还是A T M 网,甚至语音、视频、数据合一的 高速A T M 网,均可以实现监控系统集成实时信息共享【8 9 】。 建筑设备智能化系统集成意义在于通过结构化的综合布线系统和计算机网络 技术,将各个分离的设备( 如个人电脑) 、功能和信息等集成到相互关联的、统一 和协调的系统之中,伎资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理。 3 第一章绪论 论文研究的现实意义在于:对现有的研究对象( 部队干休所) 实现不分建筑年代、 不分建筑智能化产品数量和类型、克服前期建筑设计技术缺陷条件下的“多元、无缝、 双核 建筑智能化系统集成,总结类似对象的理论研究模型,指导今后的相关技术研究 和论证工作。同时,对未来面临的我军总部直属的1 0 0 0 多所干休所的相似工作研究奠 定理论基础和工作信心。 1 1 3 建筑智能化系统集成目的和范围 随着现代计算机、网络技术的飞速发展以及人们对生活、办公使用条件的较高 追求。智能建筑的核心是强、弱电设备系统集成,这种系统集成包含了对楼宇设备 自动化系统( B A S ) 、火灾报警自动化系统( F A S ) 、保安自动化系统( S A S ) 、办公自动 化系统( O A S ) 和通讯自动化系统( C A S ) 五个系统的集成。建筑智能化系统集成的目的 在于:以一体化集成的方式实现对信息、资源和管理服务的共享与掌控。实现这种 信息共享和掌控,最核心的技术内容是对信息资源的集成管理,使原来建筑物从 纯粹的单一系统上升到一个更高的层次。建筑智能化系统集成是否真正做到系统 功能性集成,必须进一步研究设计和可靠论证【1 0 = 1 3 。 建筑智能化系统集成是智能建筑领域不可缺少的技术部分。它是计算机网络系统 集成的重要组成部分。计算机网络及其系统集成技术的发展直接关系到建筑智能化系 统的集成品质。智能建筑系统集成建筑智能化系统集成的技术关键难点在于:需要集 成联动的智能产品子系统参数差别多样、通信协议不兼容、集成软件平台需要针对性 开发、需要多学科的弱电系统工程支撑技术、需要平稳运行控制系统平台工作电源质 量等。 建筑智能化系统集成实施的范围包括以下子系统:综合布线、楼宇自控、电话交换 机、机房工程、监控系统、防盗报警、公共广播、门禁系统、楼字对讲、一卡通、智 能停车( 普通及立体车库) 管理、火灾自动消防系统、多媒体显示系统、远程会议及同 声传译系统等。 对于功能近似、统一管理的多幢住宅楼的智能建筑系统集成,又称为智能小区系 统集成。 1 2 国内外相关技术研究综述 1 2 1 国内外相关技术研究现状和发展前景 4 长安大学硕士学位论文 目前国内外基础建设中的智能住宅小区,是基于计算机网络系统,结合通信系统和 办公自琐化系统,实现住宅管理自动化。它的重点是提高家庭教育和住宅安全水平。 在我国大力推广智能建筑、智能小区、建筑智能化系统集成建设是建筑经济领域 方兴未艾的技术进步趋势,也是与国际建筑文化平等对话的技术平台,它从建筑专业 角度衡量了一个国家的综合民生品质。 当前国际智能型住宅发展大致有以下5 个趋势【1 4 - 1 6 】: 1 提供高度的安全性,如防火、防爆、防电击等安全防范设施等。设置火灾自动报 警、煤气泄漏报警、保安对讲、防盗报警等系统。 2 提供舒适宜人的高品位的生活空间和环境。如舒适的室内温度和湿度,良好的照 明环境,适当的冷热水供应。对空调、照明等实行自动控制。 3 具有足够的通信设施,满足家庭办公要求。如电话、图文传真、机顶盒( S T B ) 、 计算机等。 4 提供丰富多彩的业余文化及教育生活。具有良好的视昕设备,如电缆电视、卫星。 电视、图文电视、双向电视、音响或家庭影院。 5 要求电气设备与家用电器实现自动化、遥控化。能集中管理水、电、煤气等能 量消耗,以便达到节能的目的。 智能建筑系统集成不能脱离计算机网络及其系统集成技术的发展。它是计算机网 络系统集成的重要组成部分【1 7 , 1 5 。 一 1 以太网及T C P I P 协议已经成为智能区筑系统集成的基础。因特网的普及和延伸, 使T C P I P 协议成为事实上的国际标准。 2 I n t r a n e t 的发展与千兆位以太网的成功应用,使以太网成为智能建筑系统集成 的基础。现场总线技术的发展,使以太网正在从管理层、控制层向现场层延伸。 3 浏览器服务器计算模式将成为智能建筑集成系统主要的计算模式,中间件将 成为智能建筑系统集成的桥梁。计算机网络的计算模式开始向浏览器服务器计算模式 转变,使得浏览器服务器计算模式将成为智能建筑集成系统主要的计算模式。中间件 技术和产品的成熟,使中间作成为智能建筑系统集成的桥梁。 。 4 O P C 枝术及O D B C 枝术为系统集成开辟了新的途径,采用O P C 技术及O D B C 技术实现 智能建筑系统集成将成为智能建筑系统集成的主要方式。 网络互联的硬件设备已标准化、商品化,所以我们在思考系统集成时,主要面临 的是软件集成的问题,如何通过标准的通信协议达到互操作的目的。随着智能建筑的 第一章绪论 功能需求不断增长,使建筑内各种各样的机电设备的监控系统的种类和范围不断扩 大,它们可能采用不同的网络平台、不同的通信协议。在实现B M S 系统集成时,为了解 决互联和互操作的问题,所采用的技术手段大致为以下几种1 蛆1 】: 1 采用统一的通信协议实现系统集成的方式 建筑自动化系统应属过程控制范畴,长期以来没有建立国际性的标准通信协议, 这种局面严重障碍了智能建筑技术的发展。1 9 9 5 年美国暖通空调工程师协会推出了楼 宇自动控制领域的第1 个开放式标准通信协议B A C n e t 。该协议密切结合建筑工程特 点,定义了2 3 种对象、3 9 种服务、6 种数据链路结构、三层网络架构,正在向 B A C n e t I P 方向发展。同年通过A N S I 认证,成为美国国家标准。很多空调、制冷、锅 炉、变配电等设备制造厂商均采纳该标准协议,为智能建筑的系统集成开创了十分有 利的局面。B A C n e t 采纳了五种协议E I A 2 3 2 P 1 - P 、E I A 4 8 5 一M S T P 、L o n T a l k 、 A r c h e r 、E t h e r n e t 。但是在先前的B A C n e t 协议中,不同厂家生产的设备互联仍需通过协 议转换器,尚未达成开放系统实现互操作的要求。 L o n W o r k s 是美国埃斯朗公司1 9 9 0 年推出的全分布式的具有开放性和互操作性、采 用L o n T a l k 协议的网络,经过L o n M a r k 互操作性协会认证的产品具有良好的互操作性。 但是这种方式不是真正意义上的开放系统,因为这种协议对厂家不是中立的,其中有 埃斯朗公司的知识产权,真正的开放系统对各个厂家应该是中立的。 2 采用协议转换实现系统集成的方式 具有不同协议的网络互连,可以采用协议转换器。协议转换器分为专用的协议转 换器和标准的协议转换器。专用协议转换器指两种协议之间专用的转换器。采用这种 协议转换器,如果要连接多个不同类型的网络,就需要多种类型的协议转换器。有时 协议转换器难于匹配不同网络的按制机制和服务。另外,当协议转换器故障时,这种 结构没有提供可靠的端到端的机制,所以这种专用的协议转换器不可取。采用标准的 协议转换器,在局域网内部通信采用了简单的通信结构,包括物理层、链路层以及对 应用层提供连接服务的会话传送协议。这种方案中,接在局部网络上的所有站只使用 简单的会话传送协议,而所有协议转换器之间通信只使用同样的传送层协议和I P ,由 此解决了互联网的匹配问题。随着技术的发展,协议转换器方式的应用将越来越少。 特别是0 P C 技术与O D B C 技术的成功应用,为不同协议的网络互连,开辟了新的途径,协 议转换方式的应用将会更少。 3 采用O P C 技术实现系统集成的方式 6 长安大学硕士学位论文 O L E 对象链接和嵌入是微软公司提供的用于应用程序之间的数据交换及通讯的协 议。允许应用程序链接到其它软件对象中。在美国,有一个机构定义了一种基于O L E 的 通信标准,即用于过程控制的O L E ,称为O P C 。O P C 重点解决应用软件与过程控制设备之 间的数据读取和写入的标准化及数据传输等功能。 O P C 提供信息管理域应用软件与实时控制域进行数据传输的方法,提供应用软件访 问过程控制设备数据的方法,解决应用软件与过程控制设备之间通信的标准问题。当 设备通过O P C 互联时,图形化应用软件、趋势分析应用软件、报警应用软件等应用软件 均基于O P C 标准,现场设备的驱动程序也均基于O P C 标准。在统一的O P C 环境下,各应用 程序可以直接读取现场设备的数据,不需要一个一个地编制专用的接口程序,各现场 设备也可直接与不同应用之间互连。O P C 的重要作用是使设备的软件标准化,从而实现 不同网络平台,不同通信协议、不同厂家的产品方便地实现互联和互操作。O P C 技术的 完善和推广,为智能建筑系统集成时,在实时控制域与信息管理域的全面集成创造了 良好的软件环境。所以说,O P C 开创了系统集成的新途径,O P C 将成为系统集成的主要 方式。 4 采用O D B C 技求实现系统集成的方式 O D B C 是微软公司推出的一种应用程序访向数据库的标准接口,也是解决异种数据 库之间互联的标准,目前已被大多数数据库厂商所接受。该标准适用于各种数据库。 O D B C 兼容的应用软件通过S Q L 结构化查询语言,可查询、修改不同类型的数据库。这 样,一个单独的应用程序,通过它可访问许多个不同类型的数据库及不同格式的文 件。O D B C 提供了一个开放的,从个人计算机、小型机、大型机数据库中存取数据的方 法。使用O D B C ,开发者可开发出对于多个异种数据库进行并行访问的应用程序。现 在,O D B C 已成为客户端访问服务器数据库的A P I 标准。只要被使用数据库支持O D B C 技术 规范,无论其数据库的类型如何,均能进行信息交换。采用O D B C 及其它开放分布式数 执可技术实现系统集成,也是智能建筑实现系统集成的重要方式。 目前O P C 技术比O D B C 技术更为成熟、产品更多,我国已有比较成熟的O P C 技术和产 品。所以目前采用O P C 技术实现系统集成,会比采用O D B C 技术实现系统集成更为广泛 一些。两种技术的融合与补充,将会使系统集成技术加快发展。 现在已经初步具备了实现智能建筑系统无缝集成的条件,智能建筑系统集成将会达 到新的高度和广度。 智能建筑系统集成应该具备以下几方面条件:计算机网络的条件、计算机应用软 7 第一章绪论 件的条件、机电设备单机及子系统智能化的条件、系统集成技术的条件。只有在这些 条件基本具备的情况下,才有可能实现智能建筑的系统集成。 由于I n t e r n e t 的发展及千兆位以太网的成功应用,具备了计算机网络条件。单片 机控制技术、现场总线技术的发展使得各种机电设备及子系统的智能化越来越高,而 且各种设备之间、各子系统之间存在内在的关联需要实现系统集成。特别是随着计算 机软件技术的发展,各类民用建筑主要业务用的计算机软件日趋成熟。这些应用软件的 水平基本上进入了管理型办公自动化系统的层次瞄之8 】。 现在一个智能建筑内的办公自动化系统已从过去简单的事务管理和物业管理,进 入到主要业务的管理。特别是O P C 技术和O D B C 技术的推广应用为智能建筑实现系统无 缝集成创造了条件,智能建筑的系统集成将达到一个新的高度和广度。 建筑智能化系统集成现况的研究已引起业界广泛关注,国内外智能系统专业集 成商积极参与研究并提出解决方案,主要采用三种集成方式: 1 以楼字自控系统( B A S ) 为核心的集成模式 通过开发与各种第三方系统的网络通信接口,将各种系统集成到自己系统中。 这种方式存在的缺陷是,接口软件的开发完全依赖B A S 提供商,可集成的第三方系统 的数量极其有限,而不同产品商的产品差异不同,接口协议更加有大的区别,所 以集成起来较为困难。 2 采用L o n W o r k s 和B A C n e t 技术 L o d o r k s 和B A C n e t 是两种非常优异的测控网络通信技术,便于大区域、点数分 散系统的控制,但不太适用于消防和保安系统。 3 网络控制级采用以太网技术 各子系统的上位管理主机采用以太网互连,实现系统间部分数据的传递,但无 法访问各系统的实质性的数据并实现系统间资源共享与相互协调操作。 二十一世纪的建筑将是智能化的建筑,智能化实现的前提是楼宇各系统的有 效集成。T C P I P 网络互联通信协议是I n t e r n e t I n t r a n e t 通讯协议,可以有效的 传输数据、声音和图像等各种信号。未来智能建筑中所有的子系统将通过相应的 串口设备或者系统集成协议转换网关来提供以太网形式的接口,均可以集成在一 个计算机网络平台,实现全面的信息共享。这种集成是智能建筑的发展方向:以学 术、技术的进一步提高和较高的基础建设投入作保证,在智能建筑建设的过程中要 根据建筑的用途和用户的需求来集成,避免不必要的投入和过多的浪费。 矗 长安大学硕士学位论文 1 2 2 建筑智能化系统集成理论研究空白 基于物联网、电子对抗技术、伪装技术、“0 0 1 定位系统 的智能化军队营区系统 集成在我国才刚刚起步,尚无体系化方案设计、产品服务、施工技术配套保障落实。 在我军7 大军区范围内,类似本次研究的课题还有待于进一步研究、解决。 基于信息化网聚能力、电子对抗应用技术的军队营房类建筑智能化系统集成研究才 刚刚起步,目前仅限于个别战区、个别集团军基层装备类的联网联试阶段,三军后勤营 区备战信息实时实控系统集成还是一片理论空白。 计算机网络系统的安全、平稳运行和建筑智能化系统集成技术的发展还不同步,尤 其是保障军队系列课题的网络安全问题,防止军事信息泄密还是我国技术成熟的须待 解决的关键问题。网络隔离技术、物理隔离技术、制度和密钥隔离技术都是这个领域 的关注热点和难题。 基于以太网、T C P T P 协议的建筑智能化系统集成技术是未来智能建筑、智能化小 区的发展方向,但是我国现阶段设计院、设计公司技术机构内部设置环节中没有专门:? 专业化的“智能化系统集成 梯队,国内的系统集成商也没有规范化的行业准入制度 和资质要求,这使得“建筑智能化系统集成”始终停留在理论研究和不彻底的智能化 集成阶段,这种技术现状制约着行业的发展。 1 3 论文主要内容及章节安排 1 3 1 论文主要研究内容 论文研究工作主要包括以下几方面的内容: 1 介绍了建筑智能化系统集成的特点、国内外发展趋势及相关背景技术。 2 针对研究对象的技术要求及特点,提出了火灾自动报警消防系统小区范围内联 动集成:消防系统之外的其他建筑智能化系统无缝集成运行的“多元、双核、无缝集 成 的理论研究体系。 3 提出了建筑智能化系统多元、无缝、双核集成设计研究的原则和具体方案。 4 论证了火灾自动报警系统联动集成、可视对讲视频监控子系统及其它建筑智能 化子系统的集成运行,并通过相关部门的技术成果验收。 1 3 2 论文章节安排 第一章主要介绍了建筑智能化系统集成的研究背景和意义、国内外相关技术研究综 9 第一章绪论 述、智能化系统集成构架和手段。 第二章介绍了研究对象的概况,针对其特点引入了“多元、无缝、双核集成”理念, 提出了建筑智能化系统集成的设计目标和原则,并进行了总体方案的研究设计。 第三章重点介绍“双核”集成系统中的火灾自动消防子系统的集成研究设计和论证。 第四章重点介绍综合安防系统的集成设计,从而完成“双核 中的另外一“核 的 研究设计和论证。 l O 长安大学硕士学位论文 第二章多元建筑智能化系统无缝、双核集成总体方案设计研究 论文基于信息化网聚能力,采用“多元、双核、无缝集成的研究设计理念,针对 研究对象中的火灾自动报警消防系统实行消防联动集成研究设计,对楼宇可视对讲子 系统、视频监控子系统、周界防范子系统、出入口自动门禁子系统、自动巡更子系 统、背景音乐子系统等6 个智能化弱电设备系统实施集成研究设计。 论文中的“双核 系统集成运行方式采用同级别、并列运行。各个集成系统可独立 运行,并能进行数据互访交换。 2 1 设计研究对象概述 论文研究对象是位于西安的兰州军区辖区内的比较老的干休所之一。干休所内共 有1 8 栋楼、地下车库、锅炉房等基础设施,2 # 楼至7 # 楼已经入住,8 # 楼正在建设 过程中。其中在2 - - 7 栋楼、地下车库安装有火灾报警系统、8 栋楼及锅炉房为预留安 装火灾报警系统。各楼还配置建立了楼宇可视对讲系统。 已经安装有火灾报警设备的几栋楼是分期建设的,每栋楼里用的系统都不太一 样,设备包括:清华同方、营口赛福德、北大青鸟、海湾、西核彩桥等5 种不同生产厂 家、不同时期火灾控制器的报警设备。由于各个系统是独立运行,分散化管理,导致各 个设备日常管理工作难度大,需每年投入巨大的人力、物力成本而且还不能准确获悉 不同控制器的每个探测器的实时报警和日常维护信息。 目前,小区的整体建设即将全部完成,设计目标决定在小区内增建视频监控系 统、背景音乐系统、周界防范报警系统及电子巡更系统。由于各个子系统是离散式运 行,工作成本较高。为便于集中掌控全系统功能,论文设计方案拟在3 号楼设立一个 中央控制室,将部分子系统集成,实现“双核”控制管理功能。 论文研究对象的现场资料分析发现:干休所现有的消防设施运行状况存在很多原 始设计缺陷以及火灾隐患( 消防水箱容量不足、消防管网联动水力不足,消防系统多楼 宇间不能联动,水泵控制系统无法手动和自动智能切换) ,日常运行和管理降低了值班 人员的工作效率,提高设备了运行维护成本,不利于管理人员或者消防专业人员得到 准确的火灾报警地址点资料信息,及早地实施火灾预防。在干休所内设一套消防联网 监控系统是智能化系统集成的首要工作。建立一套先进、稳定、可靠、符合国家规范 要求的消防联网监控联网系统完全符合公安部关于加快城市消防通讯指挥系统建设通 第二章多元建筑智能化系统无缝、双核集成总体方案设计研究 知和相关消防法律法规的精神及要求。 2 1 1 集成设计研究子系统 1 火灾自动消防报警系统( 报警联动型) 2 楼宇可视对讲子系统( 已建) 3 视频监控系统( 改建) 4 周界防范报警系统( 新建) 5 保安巡更系统( 新建) 6 背景音乐系统( 新建) 2 1 - 2 智能建筑系统集成时存在的技术问题 1 智能楼字各子系统相互孤立 目前已经建成的几栋建筑虽然含盖了众多子系统,如图2 1 ,但大多还是传统 意义上的智能建筑设计,主要是按照各子系统分立进行的,各个系统彼此独立, 没能够达到集成的目的,致使监控运行需要众多的人力财力。 2 建筑智能化系统集成重点没有突出,达不到节能等相关指标 据统计中央空调系统、弱电系统和发配电系统占智能化建筑电气系统总投资 的7 5 以上。因此,对该部分的资源进行有效的优化配置,对降低大厦建筑电气 设备的节能和投资有重要的意义。 3 智能系统集成概念理解错位,“集成 设计基础较弱 干休所内智能建筑仅仅
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本文标题:兰州军区西安某干休所建筑智能化系统集成设计与研究
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