浅谈智能化工程的系统配置设计

王辰晨，谷欣

（太极计算机股份有限公司）

1 引言

智能化系统工程的建设适用于住宅、办公、学校、医院等多种类型的建筑，其通过信息化应用系统、通信系统、公共安全系统、公共服务系统等的搭建，使得建成的智能化系统能为建筑物的办公运营、设备运行以及对外服务提供一个平台，整体实现智能化的集中控制与管理。

结合所应用的建筑类型和使用需求，确定智能化系统工程的设计等级和架构规划，并适当考虑新技术的发展，从而选择适合的系统配置对于智能化系统工程的设计是十分重要的。

2 整体设计

2.1 需求分析

在进行需求分析时，应充分考虑建设的背景、现状以及建设的必要性，建筑物是新建还是原址改扩建，是否已经具备部分智能化应用或需连接其他办公区域的应用场景，需建设的智能化是作为办公或生产辅助亦或是主要应用等。在实际规划及设计智能化工程时，更应进一步了解使用单位的业务需求、功能需求、性能需求、安全需求，在广泛调查研究，仔细论证的基础上，提出符合实际要求切实可行的建设方案。

2.2 建设目标

建筑的建设目标是决定智能化工程设计等级的一个重要因素。这里并不单指建筑建成后的用途，更多的考虑其业务目标及技术目标，包括但不限于信息化中心建设、业务核心实现、应用系统搭建、建筑及园区的环境安全保障。旨在通过智能化系统的搭建，实现具有稳定性、先进性、成熟性、高可靠性、安全性、保密性、实用性和经济性的智能化建筑。

3 系统划分

从建筑物的业务需求出发，将智能化系统分为弱电和机房工程两大部分，另结合使用功能及场景，可划分如图1。

1）机房工程

装修工程、机房环境监控、机房接地和防雷、新风、空调系统、配电和UPS、机房内弱电工程、消防系统。部分保密性较高的机房设计时还应包含电磁屏蔽系统。

2）公共服务系统

有线电视系统、多媒体信息发布、多媒体会议系统、公共广播系统、智能照明系统、建筑设备监控、能源管理 系统。

3）安全防范系统

视频监控系统、出入口门禁系统、停车场管理系统、入侵报警系统、电子巡查系统。

图1 智能化系统划分

4）通信系统

综合布线系统、网络交换系统、无线信号覆盖系统、无线对讲系统。

5）信息化应用

智能化管理平台、安全防范管理平台、一卡通平台、访客管理平台。

除上述的通用型智能化系统外，另有如医院中会采用的医护对讲、排队叫号系统；学校中会采用的数字化校务、多媒体教学系统；航站楼、铁路等场景中会采用的航班信息综合系统、公共信息查询系统、旅客引导显示系统等专业性质较强的智能化系统，在此文中不再列举说明。

4 分系统设计

4.1 机房工程

机房是集中放置电子信息设备提供环境的建筑场所，除专门放置的网络中心数据处理设备、存储设备的信息化机房外，还应包括用于放置安防中心数据处理设备、存储设备的安防控制室和放置网络接入层（汇聚层）交换设备的弱电间。

机房工程建设要求满足对机房提供基础环境保障，遵循功能先进、实用高效、性能稳定、安全稳定、绿色节能的设计理念。主要技术指标应满足《数据中心设计规范》（GB50174-2017）中相应等级的机房标准进行设计。

1）装修工程

包含天花、地板、墙面、门窗等，从满足经济适用、功能与美观兼具的设计理念出发，选用气密性好、不起尘、易清洁、符合环保要求，在温度和湿度变化作用下变形小、具有表面静电耗散性能的材料[1]。

2）机房环境监控

主要包含温湿度、UPS、配电开关、精密空调、消防、门禁、漏水检测等，实现24h，365d 的全面集中监控和管理，确保提高机房管理工作效率并提供安全舒适的工作环境。当环境参数超出设定值时，平台可实现邮件、短信、电话拨号、声光报警等多种方式，直观显示实时记录或历史曲线。

3）机房接地和防雷

应满足人身安全及电子信息系统正常运行的要求。应根据电子设备易受干扰的频率及机房的等级和规模确定电子信息设备的等电位联结方式，机房内的所有设备的金属外壳，各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构等必须进行等电位联结并接地。

4）新风系统

为保证数据中心机房洁净度和工作人员的卫生需要，机房环境需要补充新风。根据规范要求：①按工作人员计算，每人40m3/h；②维持室内正压所需风量。机房区域新风量应取上述二项中的最大值。来自室外的新风经过温湿度处理后送入机房内以保证机房内的温湿度和洁净度。每个新风管道入口应安装电动防火阀与新风机联动，接消防信号。

5）空调系统

为确保机房工程的安全可靠，宜设置独立的空调系统，根据机房的设计等级、气候条件、建筑条件、设备的发热量等选择相应的制冷方式，并应考虑节能措施。对单台机柜发热量大于4kW 的主机房，宜采用活动地板下送风、上回风，行间制冷空调前送风、后回风等方式，并宜采取冷热通道隔离措施[1]。

6）配电和UPS

机房供配电系统的质量对于信息系统的可靠运行是十分重要的，机房的用电负荷等级及供电要求应根据设计等级，按规范标准执行，并应为信息系统的可扩展性预留备用容量。电子信息设备宜由不间断电源系统供电。不间断电源系统应有自动和手动旁路装置。确定不间断电源系统的基本容量时应留有余量。

7）机房内弱电工程

指为机房建设的视频监控系统、入侵报警系统、出入口控制系统和综合布线系统等弱电系统，可由机房单独管理控制，也可作为整体建筑物的弱电工程一部分。

8）消防系统

机房宜设置气体灭火系统，也可设置细水雾面系统，根据机房的设计等级采用相应的灭火及控制方式。应设置火灾自动报警系统，室内消火栓系统和建筑灭火器，室内消火栓系统宜配置消防软管卷盘。

4.2 弱电工程

4.2.1 公共服务系统

1）有线电视系统：

满足建筑物内用户观看电视节目的需求，随着我国广电数字系统的不断发展，数字电视的优越性越来越凸显，以光缆为传输主干，同轴电缆为用户分配网构成光纤同轴混合网的传输技术，大大提高了传送信号频率资源的利用率，提供了信息融合与共享的途径。可根据使用功能的需要，配置卫星广播电视接收及传输系统。

2）多媒体信息发布

通过发布屏、互动屏、查询机等多种方式在指定时间、指定地点、以指定方式发布指定内容的文字、文档、图片、视频等，实现数字化发布和查询行政功能导向、服务内容、服务承诺信息、办理过程和结果信息、天气信息、国际国内新闻及各类公众广告等功能。

3）多媒体会议系统

根据使用需要选择设置相应的子系统，包括会议讨论系统、会议表决系统、会议同声传译系统、会议扩声系统、会议视频显示系统、会议录制和播放系统、视频跟踪系统、会议门禁签到系统、集中控制系统等[2]。

4）公共广播系统

一般可分为业务广播、背景广播和紧急广播。在工程设计中，可根据实际需要将业务性广播系统、服务性广播系统和火灾应急广播系统合并为一套系统，或共用一部分设备（如扩声设备、馈电线路和扬声器等装置）。

5）智能照明系统

通过预设不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况，使照明系统自动切换若干工作状态场景，用于多功能厅、会议、大堂、走廊、电梯厅、园区等各个区域。智能照明控制系统应提供开放接口，可与消防、安防、BA 系统连接。

6）建筑设备监控系统

是建筑智能化建设不可或缺的部分，其作为建筑设备运行的统一监管平台，负责整个建筑物的机电设备等基础设施的自动化运行、运维管理、节能控制，是建筑智能化应用与管理的充分体现。担负着整个建筑设备的正常运行、环境控制、节能减排的重要作用。

7）能源管理系统

实现对水、电、气、能耗的管理，以及与能源相关联的第三方数据集成。包括建筑能耗计量的分类、分项、分户监测和计量，能耗数据自动采集与存贮、数据统计与分析、远程传输、报警信息显示发布、能源设备优化策略等功能。

4.2.2 安全防范系统

1）视频监控系统

在视频监控系统中，可以把被监视场所的图像传送到监控中心，使被监控场所的情况一目了然。同时，视频监控系统还可以与防盗报警子系统，消防子系统，应急广播子系统等其它子系统联动运行，使应用效果更加强大。

2）出入口门禁系统

主要实现重要场所出入口的安全管理，对门禁资源、卡片、人员、权限、报警等进行一体化管理。可限制部分人员进出重点部位的通道权限，限定其活动场所范围，有效的进行安全区域隔离管控。当大楼出现火警险情报警时，消防系统会切断弱电间门禁设备供电开关，达到开门通行。

3）停车场管理系统

通过系统管理将机械、计算机和自动控制等技术有机地结合起来，保证车辆出入的正常、方便。实现现场无人看管，智能化的完成各种统计、监视、报警、引导等功能。

4）入侵报警系统

通过对监控区域部署探测器，形成防区，以被动响应的形式实现警情的上报。报警主机对前端探测器进行管控，当探测器进入布防状态时，一旦被触发，就会上传给报警主机。报警主机接收到该信号，形成防区报警事件，并将报警事件上传至监控中心，中心管理人员接收到警情即可迅速做出反应及时处警。

5）电子巡查系统

目前较流行离线巡更设备，无需布管穿线，造价低，扩容便宜，巡查人员通过使用安检器打点，最终回到控制中心通过采集器采集数据，

4.2.3 通信系统

1）综合布线系统

综合布线系统是智能建筑的“信息高速公路”，它是数据、图像设备和交换设备与其他信息管理系统部的各种信息传递的通讯主干，是智能化系统的神经，综合布线的设计方案应能在满足计算机网络高速、可靠的传输要求下，适度超前，以适应未来一定时期内发展的需求。

2）网络交换系统

应根据建筑物的整体功能要求，开展的业务种类、数据流向和流量合理划分功能模块，选用技术先进、成熟可靠的网络标准及网络设备，同时在设计中考虑系统的开放性，以便于未来各子系统的互联和扩展。

3）无线信号覆盖系统

利用室内天线分布将移动基站的信号，改善建筑物内信号盲区、信道拥塞、频率干扰等问题，提高良好的室内移动通信环境。

4）无线对讲系统

通过放射式的室内/室外布线系统，采用中继台与手持机相结合的方式，为园区管理人员提供日常和应急通信服务，系统制式须符合所属地无线电委员会或有关部门所认可的TDMA 技术标准。本系统须向当地无线电委员会报验并通过。

4.2.4 信息化应用

1）智能化管理平台

搭建一个高效合理的综合管理平台，充分运用云计算、物联网、大数据等先进技术，把智能化应用系统有机的联系在一起，使系统信息高度共享和合理分配，在统一的计算机网络平台上，实现各应用系统的互操作、快速响应与联动控制，达到自动化监视、控制与管理的目的。

2）安全防范管理平台

建立在安全防范系统网络上，对各子系统的资源实现统一管理、集中监控、综合应用，实现各子系统间的特征事件记录、预案应急管理、事件联动控制、报警迅速响应、电子地图联动等功能，满足智能分析、迅速定位，安全监控的安全防范应用需求。

3）一卡通平台

实现在区域，部门、人员、卡标识信息及账户的统一管理。可通过与信息发布系统、餐饮管理系统、门禁系统、访客系统、停车场系统、财务系统等接口连通，实现建筑内不同单位内部应用系统的统一配置管理，达到运营大数据的统一管理及应用。

4）访客管理平台

可依据预约访问、直接访问等不同的访客形式，通过平台快速的完成录入信息、定制路线、选择陪访员、发放访客卡等一列操作。随着移动应用和人脸识别技术的快速发展，基于移动端APP和微信的应用模式，在Web 端或移动端进行访客预约并上传人像，审批后通过智能人脸识别系统迅速拜访的方式，越来越受到欢迎。

5 系统架构

智能化系统工程应以建筑整体为对象，对智能化信息传递系统的全过程完整分析，实现智能建筑的信息协同工作和信息资源共享，提升为建筑综合信息集成提供完善的数据信息资源共享的环境，从而实现建筑智能化信息一体化集成功能和提高建筑全局事件的监控和处理能力，以达到具有科学、综合、全面的智能化应用功效[3]。

智能化系统工程的架构规划分项应按设施架构整体层次化的结构形式，分别以基础设施、信息服务设施及信息化应用设施分项展开（见图2）。

6 系统配置

图2 智能化系统工程架构图[3]

智能化系统工程的系统配置应以设计等级和架构规划为依据，形成以智能化系统工程应用为工程设计主导目标的各智能化系统的分项配置及整体构建的方式，并展现智能化系统工程从基础条件系统开始，“由底向上”的信息服务及信息化应用功能系统由前至后的逐渐完全的建设过程[1]。

1）住宅建筑

表1 为住宅建筑智能化系统配置的设计建议。

2）办公建筑

办公建筑智能化系统配置见表2。

3）教育建筑

教育建筑智能化系统配置见表3。

4）金融建筑

金融建筑智能化系统配置见表4。

5）医疗建筑

医疗建筑智能化系统配置见表5。

表1 住宅建筑智能化系统配置设计建议

表2 办公建筑智能化系统配置设计建议

表3 教育建筑智能化系统配置设计建议

表4 金融建筑智能化系统配置设计建议

表5 医疗建筑智能化系统配置设计建议

7 结语

综上所述，智能化工程的设计是建立在各个系统的详细规划的汇集集合，在根据建设单位的需求（经济、技术、客观条件等）通过合理的规划，分部分项的来进行各系统的设计，汇总时更要兼顾各系统之间的关联性。同时，智能化系统与传统机电、土建、电梯、消防等其他系统又有紧密的关联性，在设计时一定要遵循合理布置，总体规划的原则。把握大原则，兼顾细节，合理利用可供资源，设计配置出一套符合建筑要求的智能化工程设计。