浅谈智慧社区建筑设备管理系统的应用

徐 志

(广东天元建筑设计有限公司，佛山市528000)

0 前言

随着科技发展，特别是近几年习近平总书记提出“一带一路”建设原则，国内基础建设可以说是“万丈高楼平地起”。基础设施为提供居民生活的工程设施，是智慧社区配套的必要条件。智慧社区基础设施涵盖供暖通风与空气调节、给水排水、供配电、邮电通信、安全防卫防灾系统。

前几年，上述系统设备各自运行、各自管理，且前期机电设备周期费用高于人工费用，机电设备大部分是人工进行养护，但人工养护效率和可靠性都很低。近几年，人工费用趋平或高于机电设备周期费用，随着技术的革新和人工费用的高涨，建筑设备管理系统在智慧社区的应用越来越广。建筑设备管理系统有以下优点。

(1)实现建筑设备的自动控制和远程管理，如冷热源能量管理、区域温度、风量自动调节、风机程序启停、照明等设备定时开关、设备状态监视、备用设备自动切换运行等。

(2)系统只需通过监控中心或任何连接到智慧社区物联网的设备APP，即可对智慧社区内所有监控设备进行管理，从而可以进行灵活管理、减少日常开支。

(3)具备未来趋势分析功能，对使用率高的设备可以进行提前养护。

(4)提高对社区的整体管理效率，节省人力和时间。

1 系统概况

智慧社区指运用物联网、互联网、信息智能终端等新信息技术，实现社区服务与管理的数字化、网络化、智能化和协同化，将社区内所属的自然资源、社会资源、信息资源进行优化分配、整合、共享。建筑设备管理系统为居民提供更加安全、便利、舒适、愉悦的生活环境，同时为物业管理提供便捷、准确、及时、辅助决策和趋势分析的综合管理平台。

根据社区部署及项目实际需求，需要一套基于实时在线的建筑设备设施监控平台。可以实时掌控项目的运维情况，提升管理品质。系统需要具备实时自动的数据采集、故障定位、告警和预警、移动查看等功能。可以通过系统降低巡检频次，逐步实现无人巡检并提升人员效率；物业可以通过此系统提升设施管理品质，降低人工成本，提升品牌竞争力。另外，系统还需要能够实现和第三方系统通信、对接；易于维护；能够不断满足物业更高的管理要求，可开放、可拓展；未来可增加监测内容、可实现远程控制。

建筑设备管理系统应满足以下要求。

(1)系统采用开放协议，可以方便地实现系统扩展或与第三方系统对接。

(2)系统支持项目管控，操作人员可以同时管理多个项目，并对多个项目做对比分析。

(3)系统采用无线通信现场总线，施工快捷，维护简单。

(4)系统支持图纸、维保记录等档案管理，资料使用效率比纸质方式高出数倍，而且不会破损或丢失。

(5)系统支持手机APP实时推送，异常报警实时信息推送至手机客户端，客户端没有数量限制。

(6)系统不但可以监控供配电系统、给排水系统、供暖通风与空气调节系统；还可支持照明系统、电梯系统等其他系统的监控。

2 建筑设备管理系统的配置

2.1 管理层的配置

管理层的配置由人体学输入设备、显示设备、终端电脑和打印设备、设备工作站、管理服务器组成。

管理层配置可采用C/S或B/S架构，授权用户可以通过软件平台提供的人机界面登录到管理服务器，用户通过物联网在任何地点都可获得管理服务器上的数据。管理人员和操作者通过显示设备显示的各种信息以及打印机所记录的各种信息实时了解建筑设备的运行历史记录，也可通过授权人员的操作来改变各种机电设备的运行状况，从而达到管理者各种特定的控制要求。管理层设备设计满足以下原则。

(1)满足物业管理便捷实用的要求:所有需要监控的机电设备集中在一个平台上，运行管理人员可在PC端和APP端实现对各机电系统的远程监控，实时监测各个子系统的关键运行数据，也可以通过VPN网络远程访问平台，在不同地域监控各子系统。

(2)满足物业管理长期运营的要求:能按时间或时间段的数值以单点、曲线或报表方式显示；能设置手动/自动模式转换，且能修改和显示当前模式；能选择某一区域或类别设备，显示监测信息、修改远程控制指令、设定运行时间表和运行工况；能显示各被监控设备的性能参数、安装位置与连接关系，连续运行时间和维修记录；具备自诊断、自动恢复和故障报警。

2.2 就地控制层配置

就地控制层设备由分布在各个设备控制房的DDC控制器、现场设备组成。DDC控制器设备通过以太网络连接管理服务器，为物业管理人员提供现场设备的运行状态监视，并接受和执行工作站管理人员和操作人员的指令；现场设备包括各类现场传感器和电动执行机构等。

监控范围包括变压器、低压进线柜、联络开关柜、馈线柜、发电机、水池、给排水泵、电梯信号、水流量、消防水压、平时排风风机等的数据采集。

就地控制层负责对公用设备实时监控，就地控制器具有转换各种硬件接口、软件协议的能力。就地控制器还可配置以太网接口、RS422或RS485串口通信接口，以满足现有需求和将来扩展。

2.3 通信网络及设备配置

建筑设备管理系统采用管理层和就地控制层两层网络结构。控制显示设备工作站、管理服务器和网络通信设备等通过网络相联，管理层网络采用10/100 Mbps以太网，在物理连接上利用专为智慧社区搭建的物联网路由，通过网络的设置将管理层网络联通；就地控制层网络通信速率为10/100Mbps，就地控制层网络中任一节点故障时均不致影响建筑设备管理系统的正常运行和信号的传输。

2.4 系统软件配置

系统是一套基于实际情况设计，具有智慧特征的物业综合管理平台。其总体架构遵循面向服务(SOA)思想，基于模块化设计的综合管理平台。

平台具有灵活的模块化组件，可实现多级多节点部署，平台调度可部署在云端，本地节点可运行于PC服务器上，通过网络(支持移动网络)互联互通，覆盖物业日常机电设施运维管理可视化、移动化的综合管理平台。

平台基于先进的 JAVA技术、HTML5、Web Services技术、自动化控制技术、音视频技术、移动发布技术，充分利用开放源代码技术资源(设施设备平台与子系统的通信以OPC等标准为主要方式)，充分发挥网络管理和移动管理的优势，以物业服务管理为主线，以项目现场运行数据资源为基础数据，融合运行状态数据采集、可视化状态监控监视、数据统计与查询、辅助决策、报警管理、物业维保、信息发布等功能需求，支持移动端发布管理等功能性需求，提升物业服务效率和丰富服务手段。

(1)系统软件:系统软件分工作站操作系统和服务器操作系统。工作站操作系统支持32位或64位计算体系结构，具有简化的管理和部署特性，自带防火墙可以保护一般的互联网攻击，操作系统应考虑兼容性和稳定性；服务器操作系统具有系统的快速部署和应用特点，使服务器和应用程序的合并与虚拟化更加简单、提供直观的管理工具。用于工作负载、支持应用程序和保护网络方面向组织提供最高效的平台。

(2)系统应用软件:系统应用软件应确保不同的应用软件之间或应用软件与操作系统之间不会有任何冲突。

系统应用软件是开放的，可随意修改数据库和人机界面的图像及其后台的逻辑程序。支持由管理人员或操作人员独立进行组态、画面编辑、程序修改、系统维护等操作。提供图形管理软件来完成动态和静态画面、运行情况摘要、系统信息的生成、新建与修改。允许在线生成和修改画面，当用户完成对画面的修改时，该修改的画面可下载到运行系统。采用模块化设计，方便系统的未来扩展，采用高级、标准的编程语言和编译器。支持用户自定义及二次开发功能。

2.5 系统接口标准

(1)接口统一:所有子系统采用的通信设备支持Modbus、OPC等通信协议，并能提供接口给第三方通信软件。

(2)技术先进:采用先进的分布式设备数据采集技术，系统通信网络基于以太网，支持多种通信接口及通信协议，保证对新老物业设备的兼容性；数据抗干扰能力强，保证数据的准确性，强大的数据处理能力，数据分类传输，保证智能物业数据分析的可靠性；并可为设施设备直接提供数据采集变量接口或数据库接口等多种服务。

(3)稳定可靠:现场使用通信设备和网络需满足抗干扰能力强、数据通信速率快的特点，以保证设施设备平台数据的稳定可靠。

(4)经济性:现场使用控制器、传感器设备考虑设施设备平台的兼容性、扩展性，减少重复建设，并可减少物业巡检次数，节省物业人力成本。

(5)维护方便:快速的售后服务。

(6)扩展性和兼容性:现场控制器、传感器设备需考虑系统可扩展性，要求能够兼容不同通信协议。

3 建筑设备管理系统监测功能

3.1 监测功能

3.1.1 供配电

(1)监测内容:1)高/低压电压、电流、频率、功率因数及有功功率；2)开关状态；3)发电机的运行状态、故障报警；4)发电机的电压、电流、频率和油箱液位；5)变压器的状态、故障报警和超温报警。

(2)监测功能:1)系统通过彩色图形显示不同的状态和报警，以及每个参数值；2)系统中的每一点都有列表汇报、趋势显示图、报警显示；3)系统应用软件对用电负荷进行累积计算，并打印报表，以供物业管理部门使用。所有的数据可以提供给建筑设备能耗监测系统继续分析使用。

3.1.2 给水排水

(1)监测内容:1)监测水泵运行状态、故障报警、手自动状态；2)生活水箱、集水井高低水位和溢流水位报警监测；3)根据水位启停水泵；4)对高/中/低区变频给水加压水泵增加变频器状态采集。

(2)监测功能:1)系统通过彩色图形显示不同的状态和报警，显示每个参数值，通过人体学输入设备任意修改设定值，以达到最佳工况；2)系统可设定某一时刻或时段的列表汇报，趋势显示图，报警显示；3)当泵发生故障时，自动切换；4)监测污水调节池液位，并作限位报警。

3.1.3 电梯与自动扶梯运行

系统通过通信接口对自动扶梯、电梯采集信号，对自动扶梯、直升电梯的上行、下行、停止运行和故障停车等状态进行监视；工作站上实时显示自动扶梯、直升电梯的运行状态。

3.1.4 通风系统

监测地库CO浓度，当CO浓度达到一定阀值时，可实现开启平时排风风机。可实现平时排风风机的运行状态、故障、设备图形颜色变化的显示，以及语音设备报警。

3.1.5 能耗监测

帮助物业管理部门掌握和管理能耗情况，通过对现场设备的分类和分项能耗数据，系统提供统计数据功能，采用图表展示的方式帮助用户了解能耗分布状况。系统根据历史数据记录可进行趋势分析，从而确保在未来的一段时间内，建筑设备所消耗的能源不超过预警峰值。

3.2 联动功能

3.2.1 正常工况下系统联动

系统的日常监测管理模式和各有关专业系统的监测功能，由管理人员或操作人员按工作情况完成。有监测管理权限设置、实时控制、报警、完备的操作、历史数据、文件处理、归档、报表、组态、系统维护、接口等功能。

3.2.2 火灾模式联动控制功能

当火灾自动报警系统的现场探测设备确认火灾报警信息后，监控中心自动转为防灾指挥中心，并自动切换到全系统的灾害模式，此时建筑设备管理系统优先级调低，将正常工况下联动的建筑设备交由火灾自动报警系统协调工作。

3.2.3 故障模式联动功能

当系统设备出现重大故障，影响系统的安全运行或危及设备、人身安全时，系统自动进入故障模式，监控中心发出进入故障模式的消息，报警体系提醒管理人员或操作员进入故障模式，各有关系统也将协调互动。

3.3 综合参数统计、计算与分析功能

(1)系统应用软件具有统计功能。物业管理部门可自定义一个限值，当统计的数据超过此限值时，系统发出报警。

(2)系统应用软件具有趋势分析功能。从就地控制层收集的数据保存在管理服务器内，历史数据为系统应用软件提供未来趋势分析的原始数据，帮助建筑设备发挥最佳性。帮助物业管理部门提前识别潜在性问题，诊断目前和过去的报警情况，使能源消耗达到最佳并减少维护成本。

1)日常业务

系统抄表:运行数据采集、状态汇总统计、历史运行报表记录；系统巡检:设施实时在线监测、PC界面实时查看、APP端实时查看；维修管理:维修操作指引、维修历史数据存储与调用、APP维修工单派送、APP维修信息确认与回馈；维护保养:设施保养计划配置与定时提示、保养操作指引、保养历史信息存储。

2)基础模块

预警告警:数据异常预警告警、系统运行于设备异常预警告警、故障告警信息分级与定时推送；能源管理:能源统计、能效分析、节能改造分析与效果验证；设施档案:设施综合档案生成、历史运行数据自动分析与模块存储；人员考评:人员空闲率、人员工作量统计、人员技能分析评比；网管功能:自诊断、自恢复。

4 结束语

目前建筑设备管理系统在智慧社区的应用只存在于建筑机电设备领域，未来智能社区所追求的目标是实现建筑机电设备、办公设备、通信设备的大融合。规范化、智能化、大众化将是建筑设备管理系统发展的主要方向，如何在现有系统的基础上，通过合理化配置，在智慧社区中发挥更大的作用，将是整个行业需要重点考虑的问题。