浅谈新建中小学校园智能化系统需求与应用

钟文杰

（广州市设计院集团有限公司）

1 建筑智能化的建设内容与展望

1.1 智能化系统工程建设内容与规范

在国标GB 50314-2015《智能建筑设计标准》[1]中，针对不同类型的建筑，根据其建设的目标、运营与管理的需求以及投资建设规模等因素进行设计等级的划分。为满足建筑的运转需求与实现其使用功能，各建筑物应根据项目的条件、需求等多方面的因素进行智能化系统工程建设的架构规划。在GB 50314中对各类建筑进行分类与汇总，以设计等级为依据，匹配建筑物的智能化系统工程架构规划，提供多份详细的智能化系统配置表。GB 50314作为智能建筑的设计标准，为中小学校园的智能化系统设计提供了依据。除国家发布的标准外，各省市也相继发布了校园建设地标。如广东省发布的校园安全防范工程地标DB44/T 834-2010《中小学校和幼儿园安全防范工程技术规范》[2]。

除国家与省市级发布的建筑智能化系统工程设计标准外，各智能化子系统的设计规范均对本系统进行了相应的要求。如GB 50394-2007《入侵报警系统工程设计规范》[3]、GB 50395-2007《视频安防监控系统工程设计规范》[4]等。

1.2 运营管理需求

作为运营管理中起重要作用的智能化系统，其实现的功能应满足校园管理方的需求。智能化系统主要分为以下几类：①信息化应用系统；②信息设施系统；③建筑设备管理系统；④公共安全系统；⑤智能化集成系统；⑥机房工程。

在校园建筑中，智能化系统的服务对象为校方与师生。智能化系统的建设保障了校园的教学与管理需求，各智能化子系统在设计过程中应充分与校方沟通，了解校方的使用需求，并根据校方需求进行智能化系统的架构规划与设计。

1.3 其他建设需求

除建设标准、校方需求，教育局作为学校的上级管理指导者，其会针对不断变化的教育形式与需求，根据新建学校的建设规模、限制条件等因素对校园智能化建设提出相关的要求，如校园考场、公开云课堂等。在智能化系统的设计过程中应密切关注教育局对新建校园的规划与建议，及时调整智能化系统的架构规划，满足教育局对校园功能的要求。

中小学校园作为重要的公共建筑，公共安全的保障措施建设十分重要。为实现校园安全信息的共享，新建校园的安全信息网络需预留相应的接口，提供公安网、明厨亮灶工程等上级平台的接入。

1.4 校园智能化发展展望

随着智慧园区等新兴概念的提出，智慧校园成为未来校园的发展趋势。为实现智慧校园的目标，校园的信息化建设与过去传统的信息化建设不同。每个校园既是独立运行的个体，也是整个城市运行的一部分，校园的信息应上传至智慧城市等的上级平台进行共享。因此校园的智能化系统不仅满足校园的运行与管理需求，还需提供相应的信息传递和交换的接口，为智慧城市的接入、数据提取等提供服务。各智能化子系统在校园内独立运行与管理，形成校内局域网；系统数据同步上传至上级平台，平台可提取校园的运行信息，进行及时的资源规划与调配，实现智慧城市的城市管理目标。

2 已建校园的经验参考

2.1 信息设施系统

有的校园综合布线系统采用传统的以太网星型拓扑结构，干线子系统采用光缆敷设，配线子系统采用铜缆敷设；有的校园则采用全光网的方式，干线子系统与配线子系统均采用光缆敷设，接入在各工作区（教室、办公室、功能用房等）设置的ONU设备。两种架构各有优势，传统以太网网络设备在弱电间内集中放置，当网络发生故障时便于检修与维护；全光网采用光纤作为传输主干，大芯数光缆在弱电间分纤后接入ONU设备，解决了铜缆由于传输距离带来的限制。当校园建筑面积小、教室分布集中时可采用前者的建设方式，方便校园信息网络的管理与维护；当校园面积大、教室数量多、分布广，且弱电间位置远离工作区时，更适宜选择后者的建设方案，当发生网络故障时可针对性的进行维护与检修。

2.2 公共安全系统

国标、地标、教育局的指示文件等均对校园的公共安全系统建设提出了要求和依据。智能化系统设备随着科技的不断发展，同一设备可实现多种用途的功能。如校园周界防范的建设，有的校园围墙边界清晰，且围墙周围无种植树木等存在遮挡或覆盖在围墙上的情况，该类校园多选择在围墙上设置红外对射装置或电子围栏进行校园周界的入侵防范。该类周界防范设备由于仪器检测数值精细，灵敏度高，如存在树木、绿篱围墙等会发生遮挡红外对射光线、误触碰电子围栏感应天线的情况，将引起探测器误报警情的现象。因此当校园周界围墙存在树木等遮挡物的情况下，校园会选择使用带红外感应或周界行为分析功能的摄像机代替周界防范设备。摄像机设备通过内置的功能算法实现周界防范的功能，安装在校园围墙上的摄像机能有效避免枝叶遮挡或触碰周界防范设备等引起的误报现象，而且可根据智能算法对跨越围墙等入侵行为进行报警，及时将视频信号发送至校园安防中心。该类带智能分析功能的摄像机设备硬件配置高、算法复杂，设备造价和维护成本也更高。

2.3 建筑设备管理系统

许多新建校园为满足使用需求会配置宿舍和地下车库。绿色建筑对智能化系统工程的建设会提出相关的要求，如进行校园内用水、用电的计量和能耗分析，记录数据并形成分析报表。还有对其他设备运行状态的监控，如地下室的集水井、排烟排风机等机电设备。对于设有地下车库的新建校园，由于车辆会排放一氧化碳等有害气体，在地下室内易造成有害气体浓度增加的现象。因此从环保和低碳的角度出发，要求在地下车库内设置一氧化碳等有害气体的浓度监测器，并与该分区内的通风设备进行联动。当检测到该区域的有害气体浓度异常时可自动开启联动的风机进行抽排风，并在气体浓度回归至正常水平后使风机恢复到原工作状态，从而实现地下室的空气质量智能管控。

建筑设备管理系统的建设应结合绿色建筑的建设要求和校园的实际情况，进行相关的智能化系统设计，实现校园绿色建筑的目标。

2.4 机房工程

新建校园的智能化机房主要包括运营商机房、数据网络机房和校园安防中心。大部分新建校园的运营商机房主要根据相关规范进行空间和电力等条件的预留，由运营商负责实施移动通信室内信号覆盖系统等信息设施系统的建设。对于数据网络机房，为了匹配不断变化的教学需求和校园信息化的建设需求，多数新建校园均会预留充足的机房空间，为校园的信息化扩建工程预留条件。校园安防中心作为安保人员的值班中心，不同校园的选址有所差异。有的学校考虑校园主出入口上下学时间人员集中，将安防中心与值班室合用设置在校门主出入口，可及时处理发生的紧急情况。有的校园则将安防中心设置在教学楼或办公楼内，当校园内发生紧急情况时到达现场的用时更短。且安防中心需放置监控屏、工作台等机房设备，设置在保安室易受建筑空间的限制，设备摆放空间拥挤，校园建筑内设置的监控中心能较大程度地避免这种情况。

智能化机房作为智能化系统的重要大脑，其设置应满足建设标准对面积、荷载、环境等的要求，同时根据各项目的规划条件和限制因素需求进行合理的选址。

3 项目经验总结

3.1 与校方的需求沟通

随着技术的发展和新兴需求的增加，新建校园对智能化系统工程建设提出了更多的需求。根据多个新建校园项目与校方、教育局等多方沟通经验，大部分校园的智能化系统工程建设内容基本一致，主要的差异是各校方不同的运营管理模式和建设标准。如标准教室各校方的建设标准是不同的。除教学讲台、一体机等常规网络插座外，部分校方会在教室内设置智能面板，为智慧课堂的建设预留条件；有的校方则会在教室内设置电子时钟等。因此在新建校园的智能化系统设计过程中，应时刻关注校方提出的需求，并从已落地的项目运行现状和专业的角度给校方分析不同实施方案的利弊，包括但不限于建设运维成本、系统稳定性等。

在与校方的沟通过程中，可以针对性地与校方的使用管理部门探讨对应智能化系统的需求，如校方信息科关注的重点是信息化应用系统和信息设施系统，前者为校园提供公共服务的功能和校园管理的保障，后者支撑校园的网络使用。而校方保卫科则关注公共安全系统的建设，保卫科人员将使用公共安全系统保护校园的公共安全，因此系统的建设内容和实现方式与保卫科的运行模式息息相关。与运行管理部门探讨有助于校园智能化系统工程的设计工作开展和推进。

对于多媒体教学、云课堂等新兴教学方式，在设计过程中也应与校方进行沟通并了解使用需求，进行系统的设计或预留接入条件。

3.2 外部单位的指导意见

教育局、公安局等作为学校的上级监管部门，综合考虑校园的发展前景和社会不断变化的需求，在校园的建设中均会提出建设指导意见。校园应在条件允许的前提下尽可能地满足上级监管部门的指导意见进行建设。

如教育局会安排中学校园作为大型考场和举行体育运动会等，在智能化系统工程的设计过程中应充分考虑这类特殊的使用需求。如教室作为重要考场，需要配置满足考场要求的智能化系统与设备：①教室内设置高清监控摄像机，并在校园内设置独立的考场监控室，实现考场监考的功能；②设置双回路的校园广播设备，保障考场的音频播放功能遇到特殊情况仍能正常播放音频信息。如学校需举行体育运动会、球类比赛等运动项目，则需在校园的体育场或运动馆配置公共广播设备和专用的广播回路，不仅满足运动场所对广播的使用需求，且应满足GB/T 50526-2021《公共广播系统工程技术标准》中系统电声性能等的要求。

公安局则会对新建校园提出公共安全系统的接入需求。在进行公共安全系统设计时，应预留向区域校园安防监控平台、明厨亮灶平台等地市级的上级平台级联的通信接口，在校园建设完成后与相关平台进行对接。上级平台应具有查看实时视频信息或远程调取查询本地录像的功能和权限。

4 结语

国标、地标等国家建设性规范标准的发布和实施时间已久，在新建的项目中主要起设计原则的规范性作用。在新建校园的智能化系统工程设计中，应以现行规范为基础，满足校方的运行和管理需求，并配合其他上级管理部门提出的指导意见，进行智能化系统的架构规划和设计。同时应考虑不断变化的新增需求和技术革新带来的影响，智能化系统应为后期的扩展建设预留足够的扩展空间和条件。