科技展馆建筑智能化系统的技术架构与优化设计

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　　摘  要：基于信息化的主流技术，在科技展馆建筑智能化系统项目建设中坚持“主分合一、多系统联动”的原则，实现所有基础智能化系统设计都可被中心智慧平台进行管理。以互联网+物联网为核心，网络安全做保障，数字化监控为手段，运用综合管理平台及大数据分析，最终达到人、财、物的高效管理。
　　关键词：主分合一;多系统联动;智能化;信息化
　　中图分类号：TU855         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）28-0076-03
　　Abstract： Based on the mainstream technology of information technology， the principle of "main-in-one， multi-system linkage" is adhered to in the construction of intelligent exhibition system of science and technology exhibition hall， and all basic intelligent system design can be carried out by central intelligent management platform. With Internet plus Internet of Things as the core， network security as the guarantee， digital monitoring as the means， the use of integrated management platform and big data analysis， and ultimately achieve efficient management of people， money and materials.
　　Keywords： integration of main and sub-system; multi-system linkage; intelligence; informatization
　　1 科技展館建筑智能化系统建设需求分析
　　信息化时代的主流科技展馆建设应遵循“主分合一、多系统联动”的设计原则，以互联网+物联网为核心，以智能化各子系统为硬件基础，将智能管理平台与信息管理系统相结合，打造信息化、智能化、数字化的现代化高水平展馆，形成多业务综合管理。
　　以数字化监控为核心，利用计算机技术、网络通信技术将各安防子系统高度集成，并配合人防及物防形成一体化的安防解决方案，满足常规技防需求的同时，更注重于防恐、预警的安防需求。
　　面对展馆内大量新风机组、空调机组等耗能设备，通过建筑设备监控系统及能耗计量系统可实时检测各设备的耗能情况，结合综合管理平台并运用大数据分析后自动调节，可最大限度节约能源，保护环境和减少污染，创造健康适用、高效使用，与自然和谐共生的绿色建筑，达到人、财、物的高效管理。
　　作为现代化的大型场馆，网络的信息交换能力是计算机网络的建设基础，其网络的安全性也必将成为计算机网络系统设计的核心。计算机网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到最高级别的保护，杜绝因偶然的或者恶意的因素而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，实现网络服务不中断，保密性信息不泄露给非授权用户。
　　科技展馆建筑智能化系统建设需求分析如下：
　　1.1 功能性需求
　　展馆内部划分为展示区域、观众服务区域、学术交流区域、办公/行政区域、藏品库房区域、管理用房区域等多个功能性分区。智能化系统的规划应从了解各区域的功能性需求出发，做好智能化系统基础设施建设，为最终实现“数字化展馆”打下坚实的基础。
　　1.2 信息化管理需求
　　所有智能化子系统（包括楼宇设备自动化监控系统、安全防范系统、通讯网络系统、火灾报警等）都应进行集成并实现统一管理，实现各子系统设备的状态监测、子系统之间的联动功能等。
　　1.3 绿色环保要求
　　展馆智能化系统的建设，要体现绿色环保的设计理念，通过高效的楼宇自动控制系统、能耗计量与分析系统，将采集到的信息进行分析，从而了解运营后实际用能情况，灵活控制风、水、电系统的运转，以达到用能的最高效率。
　　2 科技展馆建筑智能化系统建设目标
　　科技展馆建筑智能化系统的总体目标是从适用和方便管理出发，把业态内各子系统有机地结合在一起，明确工程中各子系统的相关性及信息共享的可能性，力争使展馆弱电智能化系统达到预期的智能化效果。
　　3 科技展馆建筑智能化系统总体设计理念
　　3.1 适用的就是最好的
　　对每一个智能化子系统，并不一定都要选用当今最先进的技术与设备，而是要根据建筑定位、未来技术及市场发展趋势、现今实际情况等加以全面考虑，构架实用化的、性价比高的、可升级的系统;不应盲目上高档设备，造成浪费。
　　3.2 符合将来管理要求的
　　智能化系统的选择，不应该一味强调创新性，设计上更多需要考虑管理者使用的连贯性。建设符合管理者的习惯和要求的系统，满足管理需要，提高系统投资性价比。
　　3.3 建设目的明确
　　首先，建设“展馆智能化”不是为技术，而要针对最终管理者和入馆游客的需求进行设计。即，为游客提供最优质的参展环境。（1）为经营管理助力。（2）开源节流，为提高经济效益服务。
　　3.4 各系统应通盘考虑
　　虽然“智能化系统”的子系统众多，但以上述三个建设目的为纲领，抓住其要点，便可优化配置各子系统。如：每个系统建设的目的是什么？每个系统的投资比例应多大？子系统之间的关系是什么？各子系统应尽量互通、互联，以提高整体效能，应尽量构架在同一网络基础上，以降低造价、易于使用维护、方便升级，等等;设计中采用成熟、先进的技术，整个系统具有充分的可扩展性，达到较高的性能价格比，确保展馆建设项目技术先进、可靠实用、经济合理。 　　4 科技展馆建筑智能化系统组成
　　为了适应和满足现代化展馆项目对智能化建筑高功能、高效率、安全、舒适和快捷的多功能服务的要求，结合大型场馆项目建筑业态的特点，展馆宜设置以下智能化系统：（1）综合布线系统;（2）计算机网络系统;（3）程控电话交换系统;（4）无线对讲系统;（5）背景音乐及应急广播系统;（6）视频监控系统;（7）入侵报警系统;（8）周界泄漏报警系统;（9）电子巡更系统;（10）一卡通系统（包括门禁管理子系统、电梯控制子系统、消费管理子系统、访客管理系统、人证通设备）;（11）停车库管理系统;（12）信息发布系统;（13）多媒体会议系统;（14）楼宇自控系统;（15）能耗计量系统;（16）智能照明系统;（17）智能建筑管理系统（IBMS）;（18）机房工程;（19）桥架及室外管网。
　　5 科技展馆建筑智能化子系统技术架构分析
　　5.1 综合布线系统
　　根据现代化展馆的智能化定位需求，主要在主楼观众服务区域、学术交流区域、办公行政区域、库房、设备用房;附属建筑区域设置数据、语音点位、信息箱;主干光缆芯数充分考虑预留空间，设计采用2根36芯光纤一主一备（考虑实际使用需求附属建筑各采用1根36芯光纤），满足未来业务扩容需求。每个数据点（语音）采用六类非屏蔽网线连至楼层弱电间配线架。主体建筑每层设置单独机柜（1#、2#、3#、4#弱电井根据实际需求设置），附属建筑设置单独机柜，接入层交换机设置在机柜内，数据点（语音）通过跳线接入到交换机，采用单模光纤至机房相应设备。程控交换机放置在主体建筑的计算机数据中心，通讯机房为运营商接入机房，由运营商实施。
　　5.2 计算机网络系统
　　根据未来展馆项目的定位要求，考虑主楼观众服务区域、学术交流区域、办公行政区域，附属建筑对网络带宽的不同需求，设置前端接入交换机及机房核心交换。
　　根据展馆未来发展需求，办公网接入层交换机的接入端口（即终端设备接入交换机的端口）预留20%。设备网在满足利用率预留20%的基礎上，再预留20%的端口量以作后期设备的扩展。办公网满足展馆日常办公和业务需求，设备网通过VLAN划分，满足安防系统、楼宇自控系统、背景音乐及应急广播系统、能耗管理系统、智能照明系统的通讯需求。智能化展馆选用的计算机网络系统需与主馆计算机网络系统互相兼容，做到互联互通，便于主馆日后升级改造无缝对接，实现三馆合一功能，如在设备网（视频监控、一卡通、楼宇自控等系统）中部署1台万兆防火墙，允许IBMS服务器及综合安防管理服务器与科技馆应急中心服务器发送数据与视频流。办公网中WIFI馆间漫游功能。
　　5.3 程控电话交换机系统
　　现代智能化展馆项目的程控电话交换机系统宜采用模拟架构，即采用远端模块的方式。利用原主馆的总机号码，在分馆设置1套电话交换机柜（设内线分机板）即远端模块方式，通过VPN专线和主馆的电话程控交换主机连接来实现通信，达到互联互通的目的。
　　智能化系统的机房设备设置在计算机数据中心内。
　　5.4 无线对讲系统
　　现代智能化展馆项目要设计一套数字无线对讲系统。系统须支持4个独立频道同时工作，其通讯频率须获得当地无线电管理局等政府部门的许可。
　　智能化系统的机房设备设置在消控中心内。
　　5.5 背景音乐及应急广播系统
　　展馆的公共广播系统采用IP网络广播系统，即前端网络广播主机→网络传输→网络功放→音频线缆→广播喇叭。（注：前端网络广播主机至网络功放为数字架构，网络功放至广播喇叭为模拟架构）。
　　根据不同功能区、不同楼层、防火分区、消防规范要求等，设计不同的广播分区，让学术交流区、商业等区域可以播放独立外部音源。广播声压级、系统联动需求满足火灾报警设计规范等要求，在紧急情况下通过手动和自动结合方式，与火灾报警联动及消防联动实现区域紧急广播告警、疏散人员。智能化系统消防广播前端设备与背景音乐广播前端设备共用一套。
　　考虑临时性紧急情况下，便于场馆工作人员对出入口人员进行呼叫疏散，在主体建筑的对外出入口考虑两只高音喇叭点位预留。智能化系统的机房设备设置在消控中心内。
　　5.6 视频监控系统
　　现代智能化展馆项目的建设除了满足当地技防标准要求，还要满足馆方业务部门及场馆各功能区对系统的建设要求。系统采用网络数字视频监控系统，前端摄像机分辨率不低于1080P。系统监控图像存储时间不低于90天，根据馆方要求，在满足系统正常存储的基础上，还要预留20%的存储扩展空间，便于后期扩容需求。系统采用安防管理平台集中控制。系统的机房设备设置在消控中心内。现代智能化展馆项目选用的视频监控系统需与分馆的视频监控系统互相兼容，做到互联互通，便于日后升级改造无缝对接，实现多馆合一。通过各展馆之间的智能建筑管理系统平台对接及视频转发设备可将展馆内任何一个监控图像通过专线网络传送至主馆的监控中心，也可在分馆监看、调用主馆的视频图像。
　　5.7 入侵报警系统
　　根据当地技防标准要求设计本系统。目前设计阶段也考虑玻璃破碎探测器等其他报警形式的预留接口。
　　系统机房设备设置在消控中心内。
　　5.8 周界振动光缆报警系统
　　展馆周界为无实体围栏防护，为了安全防范性考虑，在外围采用振动光缆方式进行预警，在场馆周界区域进行环形敷设。前端每个防区设置摄像机，且摄像机与报警防区报警实现联动。
　　5.9 电子巡更系统
　　根据当地技防标准要求设计智能化展馆项目系统。系统采用离线式巡更模式，系统机房设备设置在消控中心内。
　　5.10 一卡通系统
　　整合展馆内的消费、门禁、访客、考勤及电梯控制等需求，遵循“一卡通用”的原则，利用智能化内部多个扇区给予不同子系统不同功能进行授权，减少传统一人多卡容易丢失、管理混乱等局面。选用的一卡通系统能够与分馆一卡通系统互相兼容、互联互通，满足主馆升级改造时一卡通系统的无缝对接。为了实现“多馆合一”，彻底实现一卡多用、一卡通用。初步规划主馆用MF-1卡的1～5扇区（门禁、梯控、消费、考勤、预留），分馆1用MF-1卡的6～10扇区（门禁、梯控、消费、考勤、预留），分馆2用MF-1的11-15扇区（门禁、梯控、消费、考勤、预留），MF-1卡的16扇区作为预留。 　　5.11 停车场管理系统
　　展馆作为一个进出人员较多的科普建筑，日常运营中会有许多内外部车辆进出，量变的管理改善已不足以有效解决上述问题，必须对其施以革新，以提高通道通行效率、提升客户体验、提高管理效率，从而为我们和我们的客户带来共同的效益。
　　系统采用先进的车牌视频识别设备，识别率达到99%以上，进出展馆的内外部车辆无需取卡等其他多余操作，系统自动记录车辆进出、通行、停留等一系列数据，减少出入口管理资源的投入，降低了馆方管理成本。系统机房设备设置在一层消控中心内。当预火警时，消防报警信号会触发停车场系统进入紧急模式，所有道闸将自动升起至通行状态。根据相关文件要求，智能化系统的数据信息要纳入当地公共停车信息系统平台。
　　5.12 信息发布系统
　　根据展览展示专业对场馆系统的具体位置要求，信息发布系统主要在场馆入口大厅、电梯前室、各展区、售票处、附属楼入口等处设置信息发布屏;楼层入口、电梯前室等处设置触摸查询一体机。满足展馆的宣传片简介、开闭馆时间、活动内容等信息的发布。方便游客信息查询及指引等功能的使用。
　　室内展览展示区域及室外展览展示区域网络已包含在办公网络中。其中发布屏、系统平台、多媒体播放器及触摸查询一体机由展览展示专业提供。智能化专业提供信息接入点。展览展示区域均为光纤预留，满足展览展示专业所需要的高带宽需求。通过设置防火墙以及在办公网中为展览展示专业划分VLAN，完全可以满足展览展示专业的网络安全问题。
　　5.13 多媒体会议系统
　　作为现代智能化主流展馆，馆内设有多功能报告厅、学术交流室、中会议室、小型会议室和机动会议室。展馆系统根据不同会议室類型的使用需求进行分别设计。
　　展馆选用的视频会议系统需与主馆视频会议系统互相兼容，做到互联互通，便于主馆日后升级改造无缝对接，实现多馆合一。
　　5.14 楼宇自控系统
　　根据主馆项目的特点，楼宇自控系统的主要目的在于将主体建筑及附属楼建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段，对各系统设备进行集中监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行。系统机房设备设置在楼宇控制中心内。
　　5.15 能耗计量系统
　　根据住建部发布的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》外，沪府49号文件明确规定，各类公共建筑能耗监测系统必须接入市、区平台。故智能化展馆系统所有监测数据根据需要和规定接入上述平台。系统机房设备设置在楼宇控制中心内。
　　5.16 智能照明系统
　　在主体建筑、附属建筑、公共区域普通照明及重要照明进行控制，同时对展馆，会议室等功能性房间后期进行智能化控制，控制方式有现场智能面板控制、定时控制、计算机可视化软件远程控制等，公共照明将占据照明域进行智能灯光的控制及管理。
　　同时对上述楼层在实行智能灯光控制的过程中，运用专业的能耗管理软件进行长期的能耗数据的收集、分析及不断的优化及管理。系统机房设备设置在楼宇控制中心内。
　　5.17 智能建筑管理系统平台
　　在设计IBMS系统时，确保技术先进及质量，并充分考虑分馆IBMS系统与主馆的IBMS系统实现三馆合一。
　　集成系统包括下列子系统：（1）背景音乐及应急广播系统;（2）SAS综合安防管理系统（含视频监控系统、入侵报警系统、电子巡更系统）;（3）消防报警系统;（4）一卡通系统;（5）停车库管理系统;（6）信息显示及触摸屏查询系统;（7）楼宇自控系统;（8）能耗计量系统;（9）智能照明系统;（10）机房环境监控系统。
　　5.18 机房工程
　　展馆的机房建设为智能化系统的心脏，其中计算机数据中心按照B级机房标准来建设，消控中心及楼宇控制中心按照C级机房标准来建设。
　　5.19 桥架及综合管路
　　综合管路系统的工程设计，其内容包括了与整个智能化系统相关的智能化预埋管，预留孔洞，室外管路敷设，桥架规划。综合管路系统的设计和施工还牵涉到其他管路（如强电和给排水）的关系，以及建筑功能的综合配管或调整等。综合管路系统，主要是在项目内建立弱电系统线路的公共通道。
　　6 结束语
　　综上所述，弱电智能化系统建设是现代化智能科技展馆建筑发展的主流和必然趋势。当然，展馆类智能化系统项目是一项系统的复杂工程，需以互联网+物联网为核心，以智能化各子系统为硬件基础，打造出中心智慧平台，形成多业务综合管理，实现现代化展馆的智能化、节能化、高功能、高效率、安全、舒适和快捷等多功能目标。系统稳定和安全运行是智能化展馆建设成功的关键，在设计上，应秉持“适用的就是最好的”、“符合未来管理要求”、“建设目的明确”以及“各系统通盘考虑”的原则和理念，实现多系统联动，各个系统之间的互联互通，形成多业务综合管理。本文结合成功的科技展馆建筑工程实例，对科技展馆建筑弱电智能化系统的设计理念及系统组成问题进行技术分析，以期为相关展馆类建筑弱电智能化系统建设提供参考价值。
　　参考文献：
　　[1]肖奎.智能化工程管理技术在建筑工程管理中的应用[J].中华建设，2019（05）：78-79.
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