智能化建筑管理系统的研究

沈尚宏

建筑业的发展伴随着人类文明史的整个进程,从最初的仅用于满足遮风避雨和防风御寒的最基本生活需求,发展到美轮美奂的艺术性建筑,再到现代的高楼大厦和多功能建筑,无不与科技的发展水平息息相关[1]。信息技术的日新月异为建筑业的发展带来了广阔的机遇,以智能化为代表的管理技术使得现代建筑的功能发生了质的飞跃。智能化建筑(Intelligent Building)的概念诞生于20世纪80年代,随着现代建筑技术与管理技术的发展,智能化建筑在全世界范围内得到了蓬勃的发展,并逐渐成为现代化建筑不可缺少的因素[2]。

1 智能化建筑及智能化管理系统的组成

智能化建筑是基于先进的计算机控制系统,发达的通信技术和探测技术,并将其有效的利用在建筑的管理中,实现对设备的自动监控,对各种资源的有效管理并实时满足用户多元化的需求。智能化系统管理是建筑业达到“安全”“舒适”“效率”等现代生活需求的根本途径[3]。智能化管理的核心是服务,如何提供优质、优量的服务是完善智能建筑系统化管理的基本出发点。针对现代人生活方式的特点,智能服务所涵盖的内容可从以下三个方面进行衡量:日常生活服务,突发事件处理以及可持续发展的需求。现代人生活节奏越来越快,其需求也呈现出多样化和多变性的特点,因此智能化系统除了涵盖日常生活所必要的服务外,还应该具有可进化的属性,随着人们需求的变化而不断地调整具体的工作内容,这样才能紧跟时代发展的潮流。智能建筑还可以通过各种检测手段,有效预测和预防各类突发事件,如火灾,地震,失窃等,并对各类突发事件都固有快速响应的预案,做到防患于未然,将损失减小到最低程度。

智能化的管理系统主要由四部分组成:负责接收用户指令和楼宇信息的监控系统,遍布建筑物内部的网络系统,处理信息和发布命令的处理系统以及执行计算机命令为用户服务的执行系统。通常,监控系统和执行系统作为直接与用户进行沟通的界面,则是整合在一起的。

2 智能建筑智能化管理系统工作平台的开发

如图1所示,根据服务对象的不同,智能化管理系统可以分解为三个主要的工作平台:面向用户平台、面向管理员平台以及计算机自动控制平台。

1)面向用户工作平台。面向用户的工作平台其主要服务对象是建筑中的居住者,也是智能管理系统服务的主体。该平台扮演了连接用户与管理员或计算机控制系统的角色,通过获取用户的操作指令,经由遍布建筑内部的网络系统传送到相应的管理系统,并根据预先设定好的解决方案控制执行系统响应用户的操作。因此,面向用户的工作平台应该充分考虑到用户的各种需求,并预先考虑到解决的办法,更重要的是该平台应具有记忆的功能,在首次执行过去未执行,甚至没有预案的操作时,可以记忆该次操作的内容,从而为下次操作提供依据,并大大提高了系统的工作效率,也为住宅内用户提供了巨大的便利。

2)面向管理员工作平台。面向管理员的工作平台其主要服务对象是建筑中的管理员,理论上说管理员应具有系统中所有模块的管理权限。管理员的工作内容主要分为两大部分:a.对突发性事件进行紧急处理,为了最大限度地保护人类生命和财产安全,对突发性事件如火灾,地震,偷窃等行为的综合监控与管理尤其重要,该平台的一项重要工作就是在监控到突发性事件发生后,根据法律法规迅速做出响应,将损失降至最低;b.对用户提出的没有预案的服务项目进行人工处理,这方面的工作主要是由于用户需求的多元化所造成的,人工服务的优点也正在于此,另外该平台还要对用户的意见,投诉等主观反应内容进行整理,分析和恰当解决。

3)计算机自动控制平台。计算机的自动控制平台是智能化管理系统最核心的部分,它不仅要处理来自用户和管理员的数据,为决策提供参考意见,还要实时监测整个建筑的状态,控制每个单元处于其适合的工作模式下。如何使用相应的设备进行监控并不是计算机系统研究的对象,但是需要了解来自指令接收系统所传达的信息的具体含义,并根据该信息进行解读后提供相应的解决方案。更重要的是通过计算机可以方便快捷的管理庞大的信息资源,这大大提高了服务的效率和质量。开放的网络化管理模式强化了对各项设施、服务项目的监管,对供应商的服务质量、信誉度的监控,提升了建筑的内涵和价值。

3 智能化建筑管理系统中高新技术的应用

信息技术逐渐对建筑及其实践产生越来越大的影响。IT技术“以人为本”的人性化设计理念、智能化的设备系统以及平衡生态矛盾的特点使得其与智能建筑从一开始就成为智能建筑发展不可缺少的部分。

电子技术的发展,特别是近年来微波探测的逐渐兴起,使得电子设备在建筑中的使用越来越广泛,不仅包括各种自动服务设备,还涉及到火灾报警,防盗系统等多个方面。一种利用泄漏电缆导波雷达进行监控以实现安全保障的电子设备如图2所示。当有移动物体出现在该漏缆的监控范围内时,该区域内的电磁场分布将出现扰动。而漏缆终端所负载的电子设备将会把这个扰动及时转换为信息,并通过网络系统(无线或有线)传送到监控系统,发出警报从而引起监控人员的注意。更重要的是,现代微波技术的发展,使我们不仅可以及时获取到有不明物体闯入的信息,该物体运动的方向,速度,甚至该物体的基本轮廓都可以在微波的扫描下一览无遗。这种泄漏电缆导波雷达不仅可以在地面上使用,还可以使用在建筑内的任何方位,而且其受环境、地形影响较小,隐蔽性好,漏报率低,定位精度高的优点[4],这无疑为智能建筑的安全系统铸造了一道先天的屏障。

现代电子技术的应用已经在智能建筑的发展中得到了广泛的应用。以嵌入式系统为代表的一系列自动服务设备为现代社会的快节奏生活带来了极大的便利,提高了工作的效率和生活的内容。湿度,温度测量装置作为防火报警系统的核心组件,已经成为衡量一座建筑安全保障体系不可缺少的部分。射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是近年来兴起的一种微波探测技术,它具有低成本,受工作环境影响小而且安全系数高的巨大优势[5],使得它在身份识别,电子支付等方面逐渐开始广泛使用。而且,现代电子技术发展势头迅猛,各种高新产品日新月异,势必将成为支持智能建筑的一大重要体系。

4 结语

智能建筑已经成为建筑领域发展的重要方向,其“安全”“效率”“舒适”的特点与现代社会发展的潮流紧紧吻合。智能建筑的一大特色就是与信息技术、IT技术、现代电子技术等高新技术的发展紧密结合。本文主要分析了计算机技术以及电子技术在智能建筑中的一些应用,高新技术迅猛的发展速度使得现代建筑业向智能建筑业转型的趋势成为必然。

[1] 王 波,卿晓霞.智能建筑导论[M].北京:高等教育出版社,2003:3-18.

[2] 刘凤君.正弦波逆变器[M].北京:科学出版社,2002:16-68.

[3] 丁电宽,黎亚元.基于MOSFET管的电压型逆变器电流质量的改进研究[J].电工技术杂志,2004(3):56-59.

[4] 赵起升,朱静孙,王 平.智能建筑中的楼宇自动化设计及应用[J].华中科技大学学报(城市科学版),2003(5):80-83.

[5] 王海宾,胡永顺.智能建筑浅析[J].科技信息,2009(25):45-47.

[6] 杨凤飞.现代智能建筑发展趋势探析[J].现代商贸工业,2009(18):43-46.

[7] 董春桥.面向突发事件的智能建筑管理系统集成的研究[D].武汉:华中科技大学博士学位论文,2001.

[8] 曾庆杰,夏正兵.浅谈智能建筑系统[J].山西建筑,2009,35(2):65-66.