智能建筑集成管理信息化平台研究

王伟文

摘要：信息技术、自动控制技术、人工智能技术的不断突破与发展，使得建筑智能化成为建筑行业发展的必然。本文对建筑智能化集成管理工作实际进行中所面临的一些难题进行了全面的探讨，然后对集成管理工作实施的一些关键技术进行了详细的分析。在文章的最后对智能建筑集成管理信息化平台进行了研究，希望通过本文可以为相关工作提供一些参考。

关键词：智能建筑;集成管理;信息化;平台

引言：

随着我国建筑业的不断向前发展以及人民收入水平持續性提高，当前人们在日常生活中对于居住环境的安全性及舒适性提出了更高的要求。这一情况给建筑行业的发展提出了极大的挑战。智能建筑是信息技术、自动化技术、人工智能技术与建筑行业融合发展的一项产物。智能化建筑在实际应用中的大力推广使用，不仅大大扩大了智能技术的实际使用范围，同时也对为实现建筑智能化系统而进行的建筑智能化集成工作带来巨大的挑战。

众所周知，由于种种因素的影响，智能建筑在实际应用中需要应用到大量功能相互独立的子系统，因此要想对其进行有效集成在实际工作中困难是很大的。然而，随着信息技术、物联网技术、人工智能技术的发展，特别是当前信息技术在实际应用中的大力发展，通过计算机信息系统对智能建筑进行集成管理已成为我国智能建筑发展的主要方式。

1智能建筑集成管理工作进行中所面临的难题

传统建筑物在实际使用中，其内部的各类电子电器系统相对独立且由不同的厂家对其进行生产及安装，要想对其进行高效管理需要面临的困难较多。同时在建筑管理系统建设实际工作进行中，由于不同建设方之间的沟通未到位等原因，不同厂商系统采用的数据协议也有着很大的区别，具体结构也各不相同。这一情况造成早期的建筑管理系统在实际应用中各子系统基本处于信息孤岛状态，产生的数据无法在整个系统当中实现有效的共享，无法使系统的整体作用全面地发挥出来。

信息系统集成管理实质就是通过一定的方式方法将建筑内外部的相关系统全面整合起来，对其数据协议进行统一化设计，藉此解决建筑物内各个子系统信息孤岛问题，将各类子系统集成到一个统一的管理平台当中，使各子系统的运行变得更加协调统一，让建筑物成为一个智能体。然而实际工作中，由于建筑体内各个子系统的独立性、互不相干性，这些子系统各自独立的数据架构、数据协议，没有统一的接口标准和协议，使得系统集成工作，特别是统一的信息系统管理平台的开发成为噩梦，并且在智能建筑管理系统平台与下游各个子系统的从属、监或控的管理权限界定上，都成为滞后智能化建筑发展的主要原因。

2智能建筑集成管理的关键技术

智能建筑的发展可以大致经历了三个阶段，初级阶段是各个独立的自动化控制系统在建筑内的安装、使用和推广阶段，第二阶段是基于C/S 架构的IBMS 系统在智能化建筑集成管理中的推广与应用，第三阶段是目前基于B/S架构的IBMS 系统的推广与应用阶段。当前智能化建筑正处于第三发展阶段。

建筑智能化集成管理工作在实际进行中涉及到最为重要的两个技术要点，分别是系统架构的设计以及集成平台的应用。根据智能建筑管理系统在实际使用中所表现出来的一系列功能以及特点，当前采用的大多都是面向服务的三层架构体系设计。通过这样的设计手法可以分别为客户、管理业务以及数据提供相应的服务。在软件体系架构设计中三层架构（3-tier architecture） ，分层式结构是最常见，也是最重要的一种结构。通常意义上的三层架构就是将整个业务应用划分为：界面层（User Interface layer）、业务逻辑层（Business Logic Layer）、数据访问层（Data access layer）。区分层次的目的即为了“高内聚低耦合”的思想。微软推荐的分层式结构一般分为三层，从下至上分别为：数据访问层、业务逻辑层（又或称为领域层）、表示层。

基于B/S架构的集成应用平台的开发是目前整个建筑智能化系统集成管理的核心所在。在整个架构下，建筑物内各个子系统在数据访问层、业务逻辑层得到合理的、有效的整合，通过UI层完美呈现给客户。为了使得整个UI空间的导航能力得到实质性的提高，新的BIM 技术、基于WEB 的GIS技术、VR技术在智能建筑管理系统广泛应用，使得建筑智能化集成正朝可视化方向发展，同时，基于大数据的应用、分析，建筑智能化系统也正向AI 智能化发展。未来新的智能化应用平台通过可视化的、数据AI化与建筑环境保持全面一致，从而进一步构成一个完整的建筑智能化体系。

3智能建筑集成管理信息化平台研究

智能建筑集成管理信息化平台的核心是IBMS智能化集成管理平台（以下简称IBMS平台），是智能化建筑中所有智能化子系统的大脑，扮演着沟通者、监护者、管理者与决策者的角色。它利用标准化或非标准化的通讯接口将各个子系统联接起来，共同构建一个全设备、全空间、全时域、全过程的有机整体。它通过统一的平台，实现对各子系统进行全程集中检测、监视和管理，同时将所有子系统的数据收集上来，存储到统一的开放式关系数据库当中，使各个原本独立的子系统，可以在统一的IBMS平台上互相对话，做到充分数据共享。由于建筑物业态不同，不同的业态所呈现出的IBMS 平台也会有所不同，但三层架构是一致的。

常用的分层可以理解为物理层（或采集层）、控制层、应用层（或系统集成层）。

设备层由智能化集成系统中所包括的控制、子系统或设备的驱动程序以及相关的综合布线、通讯、计算机网络系统所组成，该层主要完成对子系统现场控制设备的实时信息进行收集和处理。由于各个子系统可能采用不同的通信协议和数据格式，所以，该层的驱动系统应完成对不同的协议和数据格式的转换。即该完成将各子系统的不同通信协议及数据信息格式转换成上层（核心决策层）认可的协议和格式，同时将核心层处理后的信息转换成相应子系统认可的协议和格式。完成对各子系统的控制和管理。该层实际上起到了一个通信网关的作用，也可以称为通信网关（Communication gateway）

控制层是整个系统的关键部分，是整个系统的“中枢神经”，它完成的主要工作有：（1）完成对由底层输入的各子系统的信息按内在的逻辑关系进行加工处理，将处理后的结果送到相应的数据库，通知上层以直观的方式显示。同时接受上层（GUI）授权操作人员发出的请求信息或系统的控制信息对这些信息进行相应处理，并将结果通知驱动器层，由驱动器层通知相应子系统完成相应的动作。

（2）完成各子系统的联动功能处理，某一事件的发生不仅要引起该事件所属子系统的反应，而且会引起与之有关联的其它子系统采取相应的动作。这种联动关系由核心层来决策。

应用层是人机对话的窗口，一方面是将核心层处理过的信息用明了形象、直观的方式在计算机屏幕上显示出来，为用户提供实时监视和控制整个建筑的所有现场信息。另一方面，通过该层界面，用户可根据预先的设计完成对子系统的功能配置和设定，完成联动的设置和对系统的综合管理。

集成平台集成范围包括：楼宇自控系统、消防系统、视频监控系统、入侵报警系统、电子巡更系统、一卡通系统、智能照明系统、公共广播系统、电梯系统、变配电系统、IDC环境监控系统、有线电视系统、音视频会议系统、信息发布系统、建筑能耗计量管理系统等，如果需要，可以根据大楼的业态增加诸如访客管理系统、团膳管理系统、VR展示系统等等，医院和医护类建筑物可能还需要增加考虑医护监控系统（无线定位、医护呼叫、远程监护等等）等等，所有应用系统都可以在集成平台中以模块化方式接入，并且所有子系统可以采用数据通讯的方式接入集成平台，集成平台对各个应用子系统数据进行监护和信息交互，但不取代各个子系统的独立运行，这样既能保证原来独立的各个子系统各自独立运行，又能保证平台对各个子系统数据的检测和数据交互。

在实际工作中集成平臺和各个系统的相互独立很重要，原因在于各个子系统本身就是一个类似三层架构的独立子系统，他具备独立运营、分析决策、控制能力，因此跨平台的、跨系统的集成管理平台必须要在监控、交互管理上正确处理好与各个需要采集的系统之间的关系。可能比较正确的做法是集成平台采集数据，监控运行状态，提供基于AI 大数据类分析决策，提供给子系统，特别是类似BA 系统，需要提供经验参数设定以改变系统运行效率的时候作为经验参数输入之用。

此外，除了信息交互、运行监控等功能外，应用层的交互界面UI也非常重要，采集后的数据如何呈现，也是集成平台的重要工作。从自控系统的BA组态界面，到基于浏览器的WEB 界面，更生动、更直观、更综合、更可视必然成为建筑智能信息管理平台的终极目标。开发出可视化、虚拟化的综合导航式管理平台，在监测采集到的数据的同时，可以充分利用AI 技术，对采集的数据进行趋势分、分布状态等的分析，提供给平台决策管理层，从而进一步优化智能建筑的管理工作，并最终提供更节能、更环保、更人性化、更舒适的智能建筑，满足人们对舒适的、美好的生活的真切追求。

4结束语

总之，智能建筑信息系统集成管理工作对于建筑智能化的实现有着非常重要的意义，是实现建筑智能化的技术基础所在。不难预见在未来的几十年当中，智能化技术与建筑技术将会发生更深层次的融合，全面提升建筑的管理水平为居民带来更高的居住质量，给智慧城市的建设工作添砖加瓦。

参考文献

[1]牛硕. 基于智能化的建筑工程施工组织策划管理研究[D].北京交通大学，2020.

[2]陈发钦.智能建筑的集成与融合应用[J].四川水泥，2020（03）：155.

[3]李林. 智慧城市建设思路与规划[M].南京东南大学出版社： 201212.363.

[4]朱雪峰. 智能建筑工程企业信息管理系统的研究与报价子系统开发[D].重庆大学，2003.

[5]王东强. 智能建筑工程设计中机电设备集成配置系统的研究与应用[D].重庆大学，2003.

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