基于工业物联网的公用建筑环境健康防疫监控及管理平台

胡斌，王凯，李健

（1.浙江大学；2.浙江源创建筑智能科技有限公司）

1 基本概述

2020年2月，因突如其来的疫情影响，人们出行与面对面交流变得十分困难，同时各行业都无法正常开展工作。在新的形势下我们需要思考新的工作方式来应对当下的疫情，依据《智能建筑设计标准》（GB/T 50314-2006），《办公建筑应对“新型冠状病毒”运行管理应急措施指南》（T/SA 08-2020）等标准，本方案考虑设计一个基于工业物联网的管控平台，以疫情期间最为核心的建筑和园区为对象，围绕环境健康和防疫管理的要求，通过技术手段让安全智能的理念、手段得到充分运用，提高智能办公建筑中人员、设备和环境的安全。实现智慧医疗、智慧社区以及智能建筑的综合管理要求。

2 系统设计原则

随着新技术的不断成熟，在未来的智能建筑上，我们可以利用工业物联网及大数据管控技术，构建公用建筑内部物联网传感网络，实现建筑体内空气环境以及通风对流的监控；利用红外视频识别技术，实现对于建筑体内人员体温异常情况的分析和告警；通过物联网运维管理平台，把空调设备监控、照明控制、给排水、电梯、出入口、设备资产管理、设备巡检等进行场景化应用，实现园区和建筑体内的管控一体化，在疫情状况下实现建筑群中办公工作人员的安全，在日常状况下实现建筑环境的舒适和节能。

整个方案考虑围绕“物联感知”、“数据协同”、“安全可靠”三大主题来定义办公建筑的环境健康监控和防疫管理平台的标准，构建上层的软件平台（见图 1）。

1）物联感知

通过物联网连接各类传感器和执行器、采用智能化终端和边缘控制技术，通过建模将建筑中人员、设备、信息、管理流程和策略以数字数据的方式进行展现，为办公建筑的环境健康监控和构建基础的物联网管理平台。管理平台通过物联网对办公建筑中的当前各类系统（BA、出入口、红外识别、照明、能耗、停车、设备管理等）的活动和未来态势进行测量、感知和预测，实现后的数字化智能建筑中做到对建筑中的主要事务进行可视、可管和可控。

图1 三大主题定义办公建筑的防疫管理平台

2）数据协同

通过人工智能和大数据协同计算、采用和物联网通讯技术保证设备层、边缘层和云端连接的可靠性，将所有数据进行模糊和标准化，建立统一的数据平台服务，根据办公建筑在疫情期间和平时运行的预案和策略，保证智能建筑的办公人员、工作人员的安全、设备运维、应急服务响应的协调一致。

3）安全可靠

考虑到疫情防控是目前最大的任务，在原有水、电、气、消防和设备安全的情况下，平台通过IOT和红外视频识别技术，做好智能办公建筑中人员安全情况的分析和告警；通过楼宇控制系统的的特殊疫情场景，在牺牲节能的情况下，保证了智能办公建筑中空气流通渠道的受控，保证病毒传播受控，不会形成人传人的后果。通过周界报警、一卡通、门禁等设备来保证智能办公建筑不会受到外部未知人员非法侵入，保证了智能办公建筑和和内部人员的安全。

3 应用实践

基于工业物联网的管理平台搭建完成后，可以通过该平台实现对于项目的综合管控要求，实现很多的应用场景，实现防疫的总体要求。

3.1 应用场景1：居家隔离物联网系统

在疫情期间，居家隔离不失为一种防止病毒扩散的好方法，中控的居家隔离物联网系统可监视被隔离住宅的入户门上安装的无线门磁，当门磁检测到入户门处于开的状态，立即会发送信号到信号主机，主机通过物联网连接到平台上并发送报警信息，防疫工作人员就能及时接收到报警信息，掌握现场的第一手信息并能进行及时的处理。也可以在入户门侧设置移动摄像头，当入户门打开时摄像头联动门磁系统，报警并将视频信号直接发送给防疫工作人员供后续处理。

3.2 应用场景2：疫情下楼宇新风系统的特殊控制

在一般情况下，楼宇自控系统的应用目的是使得智能建筑环境变得更加舒适、安全和节能。在疫情的特殊条件下，新风通风安全变成首要任务。中控的楼宇控制系统具备定制的安全场景，使得整个建筑的气流通路符合安全的需求，避免病毒扩散影响人员的安全。

当空调系统为风机盘管+新风系统时，新风系统应按最大新风量全天运行，同时各房间排风不间断运行。适当增加新风系统在走道的送风口.加大走道新风送风量，减少房间新风送风量，保证不同区域空气压力梯度，确保空气由走道向房间的气流流向，房间应合理开窗通风。

对于一个末端负担多个房间（个别建筑有此种情况）时，一旦系统发现楼内有“发送疑似人员”，应立即停止风机盘管的运行。如果建筑还需要供暖（例如节后开始上班的严寒、寒冷和夏热冬冷地区），则将新风机组的出风温度设定值尽可能提高（或者手动将新风机组的热水阀全开）。如果建筑需要供冷（例如海南岛地区等），则将新风机组的出风温度设定值尽可能降低（或者手动将新风机组的冷水阀全开）。

3.3 应用场景3：社区的建筑健康管理系统

各种社区智慧管理平台产品已经被广泛使用，但此过程中，产品大多面临局限性强、集成化程度不足的短板，信息孤岛效应明显。面对疫情防控的复杂局面，灵活性差，协同性弱。社区智慧管理平台的发展更需要做社区内外场景的互联互通。社区内对出入口智能门禁、停车、梯控、三表，居家隔离系统等终端进行集成化统一管理，实现社区内子场景间的互联互通。社区外支持拓展城市交通、就医、线上线下消费等城市综合场景间的互联互通。社区+出行两大场景结合充分提高资源利用率，真正做到以智慧化手段服务人民群众的同时，也将大大提高社区应急管理能力。

图2 楼宇新风系统应用场景

3.4 应用场景4：出入口的管控

出入口是也是办公建筑和园区安全管理的重中之重，出入口管理的智能化升级，将大大提升社区安防管理的效率。目前大量建筑考勤的出入口控制系统使用了指纹或密码等直接接触式的方式，消毒不当就会让设备成为危险的污染源，从而威胁整个公司的安全。中控公用建筑环境健康管理平台和生态伙伴提供的出入口系统，采用技术安全性较高同时物理性能更稳定的非接触式出入凭证（如智能CPU卡，人脸识别系统等）。保证进入园区和建筑的第一道安全。

3.5 应用场景5：出入口的红外筛查

中控公用建筑环境健康管理平台和生态伙伴提供的人体红外测温热像仪采用非接触式区域性的高效温度测量监控系统，设备能够在建筑和园区的出入口进行监控，对复工后的上班人员进行检测，快速找出并对体温较高的人员进行标记并报警，如快速排查冠状病毒、流感、感冒等引起的人体发热症状。为被病毒感染的疑似人员的筛查提供了快速简便的方法，大幅度降低了的病毒传播的风险。

3.6 应用场景6：疫情分析决策

中控防疫管理平台负责构建医疗机构和社区中与防疫相关的数据平台，可以采集地属多处的办公建筑管理系统的数据，在疫情期间，保证云中心对所有办公建筑的疫情协同管控。平台处理海量多元数据，对各类公共建筑进行统一定义和重组，提供数据存储、查询和应用服务。同时，平台提供大数据集成、分析、挖掘和可视化展示的一整套IT工具集和模板库，医疗机构和社区的不同角色（管理者、经营者和业务专家）在平台上都可以利用开放式组态环境进行数据的创新应用开发。

同时，在公共建筑防疫管理平台的运营过程中，各岗位人员使用的智能化App应用功能入口，从医疗机构和社区的调度优化、安全管理、防疫情况分析和设备资产管理等方面帮助政府、医院、社区及相关运营管理人员，减轻工作负担并提升工作效率，从而实现智能化的医疗机构和社区运维管理。同时，利用平台提供的智能化APP组态开发环境，可以针对特定场景、特定需求进行个性化快速的拖拉拽式开发，降低医疗机构和社区运营的技术门槛和运维成本。

4 结语

2020这场突如其来的疫情，对于我国智能建筑行业的从业者来说也是一个考验，考验我们智能技术未来的竞争力。在现有技术大发展的情况下，借助工业物联网技术，用边缘计算、人工智能和大数据的方法，将疫情相关的设备、对象、数据与控制策略进行结合，实现更为有效的疫情管控方案，提升智慧医院、智慧社区和智能建筑的整体水平。