中交第二航务工程局科研大楼智能化系统

贾 冶 / 张 颖 (北京瑞拓电子技术发展有限公司，北京 100040)

1 项目概述

中交二航局科研大楼是中交集团第二航务工程局总部所在地，位于武汉市东西湖区鑫桥工业园区核心部位金银湖畔。大楼由23层主楼和6层附楼组组成，主楼高89m，附楼高24m，信息中心机房位于10楼。地下室建筑面积4248m2，地上建筑面积30093m2。总投资额为人民币1.6亿元。

大楼的智能化系统设计方案由北京瑞拓电子技术发展有限公司根据甲方需求及其他相关专业图纸等完成，并获2011年度全国优秀工程勘察设计行业奖——智能化建筑项目二等奖。

2 项目特点

作为现代建筑不可缺少的配套专业，智能化系统工程受到技术、经济和时间等因素的制约，必须将建筑物的专业特点与使用需求有机地紧密结合起来，综合考虑其使用功能、管理和经营要求、工程投资能力等因素，分清主次，突出重点，保证主要功能，选择适用的各专业子系统、系统集成程度、标准等级和经济规模。做到统筹兼顾，协调建设，才是最适合二航局科研大楼需要的智能化系统。

二航局科研大楼的特点是：

1) 大型国有企业总部的办公楼

2) 自建自用

大型国有企业总部的办公楼应该与公司本身的行业地位、公司形象相匹配，应该突出集团办公的特色；而自建自用就要讲求实用，考虑长远收益，涉及到后期运营维护和可持续性方面的问题要比商业写字楼考虑得多。

3 设计方案的核心内容

智能化系统是二航局科研大楼的神经系统，是整个建筑的“软件”环境，该智能化系统按照5A级的标准设计，主要包括综合布线系统、计算机网络系统、安全防范系统、有线电视系统、计算机机房、程控交换机系统、紧急广播及背景音乐系统、楼宇自控系统、大屏幕显示系统、会议室及视频会议系统、IBMS集成系统，共11个子系统。

3.1 综合布线系统

综合布线系统本身具有很高的兼容性和高带宽性，根据用户高标准，高带宽及高性能的配置要求，本布线设计方案可靠地综合了话音、数据、图像、多媒体、楼宇控制、CCTV、CATV、门禁系统、安防系统及光通信网络系统等多种应用系统。

语音及数据MDF在大楼10层信息中心机房，均采用24口LC双工光纤配线架，机柜式安装。所有光纤接头均采用万兆多模LC尾纤熔接安装方式，此管理系统具有美观整洁、高密度、低衰耗及高性能等特点。

3.2 计算机网络系统

中交二航局新办公楼数据网采用分层结构，由三层网络结构组成，即骨干层（核心层）、汇聚层和接入层。核心层采用了汇聚环形千兆备份链路代替核心双机热备模式，当核心交换机出现故障时能自动启动备份链路，确保网络高可靠性需求。

汇聚层设备采取超前设计分步实施的原则，先以较小的投资来满足目前网络需求；如未来网络升级到万兆，再增设具有万兆上联的汇聚设备。

3.3 安全防范系统

中交第二航务工程局科研大楼的CCTV监控系统为一个完整、可靠、集成及易操作的系统，该系统可作为一个有机的整体对整个大楼进行监控和管理。大楼集中设置了一个监控机房，位于大楼1层，所有的视频图像统一传输到监控机房。电视墙由1台60″等离子监视器、12台29″监视器组成。前端摄像机画面通过模拟矩阵主机轮流切换显示在电视墙上，选用80入16出的大型矩阵。CCTV监控系统能与防盗报警防范系统联动。

防盗报警系统在有人非法闯入已布防的区域时（或发生火警），其报警器会伴随声音和光线信号立刻报警，阻吓非法进入者和提醒当班人员进行处理，并联动CCTV监控系统录像或者采用自动拨号，可伴随报警的同时拨通110。

防盗报警系统前端探头有：红外对射（用于大楼周界）、红外微波双鉴探测器和紧急报警按钮。

3.4 门禁/消费/停车场系统

中交第二航务工程局科研大楼的安全防范系统包括了门禁系统、消费系统及停车场系统，我们将这三个子系统按照一卡通来设计。一卡通的设计满足了员工的方便性，统一的管理平台，便于管理维护。

根据本项目特点，还可以将无线巡更调度系统中的巡更信息卡纳入到本一卡通中来。

设立在中控室的一卡通系统管理中心，也是本系统局域网的网络中心，配备“一卡通”软件，确保实现通用卡系统统一发行、监控、结算、管理的目标。

3.5 可视对讲系统

在1层值班室与各领导办公室之间建立彩色可视访问系统，共11个点。主机安装于值班室内，分机放在各领导办公桌上或墙上。值班室外配一台枪式摄像机，用于拍摄接待处的全景。

当有外来访客要求与某位领导见面时，由值班人员呼叫该领导办公室的可视分机，领导可以方便地看到访客是谁、来了几个人。了解楼下的情况后，领导可以很快地决定是否接见访客。

3.6 无线巡更调度系统

在本大楼内设置无线巡更调度系统，使监控机房的值班人员可以实时监测保安的巡更情况，并与保安进行话音通讯。

大楼的无线巡更调度系统由物业统一管理，管理中心设在1层监控机房。系统由调度中心控制台、5个巡更对讲机、100个巡更信息钮、10个巡更信息卡、巡更系统软件和管理计算机组成。其中管理计算机与防盗报警系统共用，不再单独设置。

3.7 机房工程

在信息中心机房设计中，对机房各系统功能区进行了划分和隔离，UPS和精密空调机组集中置于机房西侧，以便降低机组运行时噪声和动力辐射对机房其他设备的影响。同时也考虑了信息中心机房西侧承重柱和大楼升降通道较近，承重结构比较理想。东侧划分出一小块区域作为人员的现场设备调试工作区，使用防火玻璃隔断，做到人机分离，最大程度减少机房进出人员带来的二次污染。

图1 综合布线及网络系统图

图2 CCTV监控系统图

机房较重设备主要集中在精密空调和UPS区域，主要设备单件重量都在400kg左右，整体重量近3t，而且需要为将来机房升级扩展提供预留机位，这就需要大楼土建方提前考虑结构承重的加固问题。

本次设计中，空调室外机放置在机房西北角，尽量与室内机缩短距离，减少管道过长带来的热量损失，提高空调机组工作效率。同时考虑到武汉地区夏季非常炎热，设备间可以避免阳光直晒设备。

根据招标要求，设计中机房采用了独立新风系统，设置于机房空调室外机房间。同时对新风进行过滤处理，降低机房空气中污染物含量，保护电子设备。机房与走廊的隔墙上设置了自动泻压阀，用于新风排压，也使机房热（冷）量在大楼内部循环，减少热量损失。

3.8 楼宇自控系统

楼宇自控系统主要针对科研大楼内的空调机组、新风机组、送排风、给排水、照明、卫生间排风及电热水器等共计927个监控点进行集中监控。同时通过接口网关集成中央空调冷、热站监控系统、供配电监控系统、电梯监控系统及VRV/VAV空调监控系统，这样使大楼机电设备的管理集成到一个平台，方便物业工程人员管理、维护。楼宇自控系统同时还提供开放的接口纳入到中央集成管理系统，做到与大楼内各智能化子系统进行信息交换、资源共享。

系统共设计两条C-BUS总线，在考虑系统控制器配置时，以就近控制的原则配置控制器，这样便于安装、调试和维护。除满足本工程目前927个监控点需要以外，对于DDC控制器及其扩展模块上的输入输出点数量，考虑了大约15%左右的备用量，作为将来可能的调整之用。

3.9 大屏幕显示系统

大楼首层大厅内设120″的LED全彩色表贴电子屏幕，主要作用为对外发布信息及播放视频图像，并可按要求进行画面拼接处理，完成各种图像、文字的叠加、组合。

3.10 会议室及视频会议系统

会议系统为基于音视频信号结合数字技术，高度集成化集大屏幕显示、音视频、文稿幻灯实物展示、无线传声、音响输出、计算机网络、中央集成控制系统、远程音频传输系统、摄像系统于一体的综合系统。

图3 机房鸟瞰图

图4 机房环境监控系统图

除传统行政会议外，各类用户的分支机构或部门中还经常举行与本部门工作性质密切挂钩的工作会议，如技术部、财务部、信息部等部门级别的会议。

考虑到中交二航局科研大楼主要用于办公使用，业务庞大，对于弱电要求较高。在会议系统设计中，力求设计档次较高，选用产品基本为国内或国际知名品牌；同时也考虑建设方的成本问题，在满足先进性的前提下尽量节约造价，用有限的资金创造最大的功效。在系统升级方面，由于大楼办公的会议需求量大，考虑了足够的冗余保证扩容性。同时也考虑未来的客户需求不一，系统需要足够兼容性，因此主要选型产品的技术比较成熟，协议尽量采用国际通用标准。

3.11 集成系统

集成系统采用InteBASE2000 智能楼宇综合管理系统将楼宇自控系统、视频监控系统、消防自动化系统、门禁管理系统等集成到统一的管理平台上，通过开放数据库互联（ODBC）技术将系统集成SQL数据库与办公自动化和物业管理数据库互联，提供综合全面的信息与数据共享。

系统的总体设计理念是：以计算机网络为基础，软件为核心，根据智能化系统工程工作原理，通过信息交换和共享，结合智能建筑的工程建设的一些实践经验，将各个具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体。建立统一的网络管理平台，提高系统维护和管理的自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能。对各个智能化子系统进行综合管理，满足整个智能化系统预期的使用功能和管理要求，彻底实现功能集成、网络集成和软件界面集成，最大限度地获取系统的综合效益。

4 设计目标

二航局科研大楼智能化项目的设计目标是要建设一个“以人为本、易于管理、有可持续性、投资收益最大化”的智能化系统，而在整个设计过程中都体现了对这一目标的追求。

4.1 以人为本

智能化系统的建设首要目的应该是为二航局的工作人员提供一个舒适、快捷、安全的办公环境，保证工作人员的健康、安全，提高工作人员的工作效率和激发工作人员的创造力。

系统中的楼控设备，可以提供一个恒温、空气清新、风速适度的办公环境；为了能够在工作人员就餐、会客、健身时有一个优雅的环境，配置了可进行个性化播放和音量调节的背景音乐系统。

大楼配备了先进的通讯系统，除传统的综合布线、程控交换机、计算机网络、有线电视等通讯系统外，还设计了无线接入系统等。在信息终端的设置上，充分考虑了不同岗位对信息终端数量需求的差异。在公共区域、会议室等位置都设置了相应充足的信息终端，方便传真机、打印机及电话的接入。

同时设计了一卡通系统，每位员工通过一张卡就可以满足吃饭、停车、进出办公区、健身等的需要。

4.2 投资效益最大化

对于企业总部办公楼类建筑，智能化系统的投资一般要占到整个建筑投资的8%!10%，二航局科研大楼智能化系统的投资也在千万元以上。追求投资效益最大化是另一个设计目标。

对于一个自建自用的智能化系统，投资=建设成本+运营管理成本，对于二航局科研大楼来说，其使用寿命很长，其运营管理成本要远远大于建设成本，所以投资收益要从建筑全生命周期的角度来衡量，既要最大限度提高当期投资收益，又要最大限度降低后期运营维护、升级扩展成本，做到短期投资长期受益、两者协调统一才能保证投资收益最大化。

为了最大程度提高当期收益，就要保证在投资范围内，合理规划智能化各子系统的功能和投资比例，以应用为根本，力求实用，不追求某个系统的“高大全”，而是追求整个智能化系统的协调建设和最优化，最大程度的满足业主的使用要求。

二航局科研大楼为总部办公型建筑，通讯系统和办公自动化系统作为建设重点，在投资中要给与充分保证。楼宇自控系统涉及到后期降低运营维护成本，所以也是需要重点保证的系统，其他系统则根据投资情况决定系统的档次和规模。

大楼建成之后的管理费用有四大项：能耗费、管理人员费、设备维修保养费及通信费用。前三项主要靠采用楼宇自控系统控制，其他通信费用主要靠采用视频会议、多运营商接入等方法控制。

在设计过程中充分考虑了系统将来的扩容，所以在控制器的容量、系统平台软件的选择、网络架构的设计、管槽的选择等方面都进行了完善的设计，保证整个弱电系统在5~8年内不需要做大的改动就能满足管理和使用的需求。

4.3 易于管理

一个好的智能化系统=好的设计+好的施工+好的管理维护。目前很多智能化系统运行情况不好的一个重要原因就是前期设计不合理，造成后期维护管理上的困难。所以在方案设计过程中充分考虑到了这一点，将易于管理贯彻到了设计的每一个细节，为物业人员、机房管理人员提供一个稳定可靠，易于管理、维护、扩容、升级的先进科学的综合管理系统。设计中做到了以下几点：

1）物理布局

2）选择标准化产品

3）选择模块化的产品

4）集成化、可视化

5）简化物理链路

6）能够满足个性化的需求服务

4.4 有可持续性

1）系统设计时充分考虑到技术的发展趋势，既要满足现在的要求，又能满足将来的发展，能在技术升级换代后平稳过渡、升级。

2）一次设计，分布实施。我们把整个智能化系统按照一个整体来设计。由于技术、使用和投资等多方面原因目前尚不具备建设条件的，在设计时也要充分考虑将来的接口问题、兼容问题、管路预埋预留问题以及厂商的售后服务等各方面的因素。

3）考虑到公司的发展的需要，包括人员的增加和业务发展的需要，预留了包括无线接入点等在内的管线，便于将来设备的增加。

5 结语

总体来讲，二航局科研楼是武汉地区近年来比较典型的智能化系统完善、运行效益明显，且具备大集成管理模式的企业总部大楼。在竣工运行这段时间，智能化系统状态良好，未出现系统故障，且非常符合企业运营和管理模式，为二航局总部办公效率起到了非常明显的提升作用。E