黃 云 峰

(上海市建建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司, 上海 200021)

0 引 言

面對由人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)帶來的數(shù)字化變革和數(shù)字經(jīng)濟(jì)浪潮,數(shù)字化技術(shù)與樓宇自動化控制系統(tǒng)開始碰撞、融合,從而驅(qū)動未來智慧辦公的加速實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化云平臺能夠接入諸多應(yīng)用端的產(chǎn)品,可以使非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化,進(jìn)而分析和提供信息以輔助決策等?；谠撈脚_,有諸多應(yīng)用端的產(chǎn)品,能針對性地幫助客戶提升能效、企業(yè)安全、系統(tǒng)和服務(wù)優(yōu)化以及打造智慧辦公。未來,機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、云計算等數(shù)字化技術(shù)在智慧辦公領(lǐng)域的應(yīng)用比例將會進(jìn)一步提高,由此帶來的更加強(qiáng)大的功能將愈發(fā)釋放辦公環(huán)境的活力,提高員工的工作效率[1]。舉例來說,有以下幾個具體表現(xiàn)。

(1) 海量數(shù)據(jù)分析:為了實(shí)現(xiàn)全方位的智能化,辦公環(huán)境中將配備越來越多的傳感設(shè)備,它們每一秒都會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。這些設(shè)備使用的標(biāo)準(zhǔn)可能不相同,所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)也會有所差異,這是當(dāng)前智慧辦公領(lǐng)域亟待解決的挑戰(zhàn)。未來的數(shù)字化平臺將擁有處理不同結(jié)構(gòu)的海量數(shù)據(jù)的能力,從而省去復(fù)雜繁瑣的人工配置過程,讓整個系統(tǒng)自適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)辦公環(huán)境和運(yùn)維成本的優(yōu)化。

(2) 預(yù)測性分析:基于數(shù)字化技術(shù),辦公環(huán)境的運(yùn)營和管理者能對辦公環(huán)境未來的運(yùn)行情況和成本進(jìn)行預(yù)測性分析。冷熱不均、設(shè)備故障等潛在事件可被提前預(yù)警,從而幫助管理者更加及時地響應(yīng)故障,保障辦公環(huán)境的穩(wěn)定運(yùn)營。

(3) 人性化交互界面:智慧辦公最終要落在人的體驗上,那就少不了用戶和系統(tǒng)的反饋。未來的智慧辦公將會通過更加人性化的交互界面來鼓勵每個用戶反饋?zhàn)钫鎸?shí)的需求。通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)等數(shù)字化技術(shù),用戶的反饋也可以直接體現(xiàn)在系統(tǒng)所做的決策中,實(shí)現(xiàn)定制化、人性化的智慧辦公。

1 智慧樓宇的應(yīng)用體系設(shè)計

智慧樓宇的功能體系主要是指智慧樓宇的應(yīng)用層的規(guī)劃,起到了承上啟下的作用,功能體系的確定對于智慧建筑的基礎(chǔ)規(guī)劃和平臺規(guī)劃有著至關(guān)重要的作用。通過功能體系的描述,使用方可以了解智慧建筑在功能上的體現(xiàn),對于規(guī)劃和設(shè)計者來說使目標(biāo)更加明晰,對于實(shí)施者來說,通過功能的要求,對于產(chǎn)品的選擇就會極具指導(dǎo)性。對于智慧樓宇的功能系統(tǒng),注意如下方面:

(1) 需要遵循統(tǒng)一基礎(chǔ)平臺、統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范、統(tǒng)一管理權(quán)限的原則。

(2) 在應(yīng)用總集過程中,需要謹(jǐn)慎甄別垂直應(yīng)用的解決垂直場景問題的能力,避免應(yīng)用和功能同質(zhì)化。

(3) 物聯(lián)網(wǎng)平臺具有統(tǒng)一的接入能力并能進(jìn)行感知設(shè)備的對接開發(fā)。

(4) 在實(shí)施應(yīng)用對接開發(fā)過程中,需要將應(yīng)用涉及的所有與平臺基礎(chǔ)體系相關(guān)的API進(jìn)行對接。

(5) 在對接應(yīng)用時,需要充分考慮軟件部署后的一系列運(yùn)維及軟件生命周期管理的配套工具和方案。

2 智慧樓宇的應(yīng)用功能系統(tǒng)

2.1 智慧安防系統(tǒng)

采用人臉識別、行為分析、軌跡追蹤等智能視頻處理分析技術(shù),部署泛在AI智能高清攝像頭,對公司全區(qū)域進(jìn)行24 h實(shí)時監(jiān)控。在監(jiān)測到人員無登記、尾隨進(jìn)入等非法闖入時自動告警,利用人臉識別對闖入人員進(jìn)行軌跡追蹤與定位。同時,可設(shè)立黑名單,防止非法人員進(jìn)入。支持人員軌跡查詢,可以對某一人、某一時間段的行動軌跡等進(jìn)行查詢調(diào)取。設(shè)立重點(diǎn)安防區(qū)域,對公司重要部門、區(qū)域提高安防級別,劃出區(qū)域圍欄,門禁系統(tǒng)施行雙重審批,例如調(diào)度中心、檔案室、財務(wù)室等重要部門的門禁系統(tǒng)需要二次審批,非本部門工作人員無法直接刷臉進(jìn)入。

2.2 智慧樓宇自控系統(tǒng)

辦公人員通過門禁后,樓宇控制系統(tǒng)自動開啟對應(yīng)辦公室的燈光、空調(diào)、飲水機(jī)。同時,在辦公室、樓道內(nèi)裝設(shè)無線微波+紅外掃描傳感器,監(jiān)測到15 min內(nèi)無人員后,自動關(guān)閉燈光、飲水機(jī)。通過后臺系統(tǒng)可設(shè)置工作模式與假期模式,實(shí)現(xiàn)自動控制。在室內(nèi)不同區(qū)域設(shè)置空氣質(zhì)量監(jiān)測傳感器,可實(shí)時監(jiān)測和顯示溫度、濕度、PM2.5濃度等空氣質(zhì)量參數(shù)。根據(jù)參數(shù)變化自動控制新風(fēng)、除霾、空調(diào)的開啟,保障舒適、恒定的辦公環(huán)境。

2.3 智慧電梯運(yùn)行監(jiān)控

電梯運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)利用智能感知終端,對電梯曳引、導(dǎo)向設(shè)備等易損件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,記錄電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)、維保信息、年檢信息、故障數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)對電梯維護(hù)保養(yǎng)信息、元器件工作狀況進(jìn)行綜合分析,實(shí)時進(jìn)行狀態(tài)自檢,全面感知電梯安全狀況。利用人工智能故障識別及健康度評估,提前預(yù)知電梯運(yùn)行狀態(tài),對電梯故障及事故進(jìn)行預(yù)判預(yù)警,有效防止電梯事故的發(fā)生。

2.4 智慧消防安全監(jiān)控

消防安全監(jiān)控系統(tǒng)利用煙感測溫傳感器實(shí)現(xiàn)全區(qū)域火源智能監(jiān)控。一旦出現(xiàn)火情,通過視頻聯(lián)動確認(rèn)火災(zāi)現(xiàn)場狀況,第一時間啟動應(yīng)急預(yù)案,自動調(diào)度安保人員前往現(xiàn)場處理。遠(yuǎn)程開啟門禁,框選火災(zāi)區(qū)域內(nèi)人員,發(fā)送疏散短信,并視緊急情況呼叫119。通過靈活定制預(yù)案,智能指揮調(diào)度,多系統(tǒng)聯(lián)動。

2.5 智慧泊車系統(tǒng)

全部停車位信息納入手機(jī)地圖,訪客來訪前可自助進(jìn)行線上申請,錄入個人及車輛信息,生成二維碼通行證。在約定時間內(nèi),自動識別訪客車牌,并向手機(jī)推送就近停車位導(dǎo)航地圖。

對于反向?qū)ぼ嚬δ?可通過手機(jī)APP內(nèi)的地圖導(dǎo)航自動引導(dǎo)尋車。

2.6 3D可視化管理

通過BIM模型建立三維建筑信息數(shù)據(jù)庫,與實(shí)際建筑信息、管線路網(wǎng)、設(shè)施設(shè)備、采集終端等一一對應(yīng)。以虛擬仿真的形式完整呈現(xiàn)整個辦公樓的整體輪廓,支持在系統(tǒng)中直觀展示建筑物的占地面積、樓層及高度等信息和功能區(qū)域分布。實(shí)現(xiàn)樓層結(jié)構(gòu)、房間布局、工位狀態(tài)的3D可視化,支持展示樓宇內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)的空間布局、整體樓層中位置、功能說明等信息。

與供電、供水管線互聯(lián),實(shí)行智能可視化故障告警,支持展示告警詳情信息,包括報警位置、相關(guān)的設(shè)備信息、現(xiàn)場情況、故障類型及級別等,并自動派發(fā)維修工單。維修人員在告警點(diǎn)附近可利用平板電腦接收到傳感器信息,在平板電腦上清楚看到墻體后管線路網(wǎng)的三維圖像信息,便于精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)?？蓪稳蝿?wù)進(jìn)行跟蹤,形成監(jiān)控、告警、派單、維修、跟蹤的閉環(huán)。

2.7 實(shí)物資產(chǎn)管理

利用實(shí)物ID標(biāo)簽,將實(shí)物資產(chǎn)與使用人建立對應(yīng)關(guān)系。在每間辦公室布設(shè)一臺無線射頻掃描裝置,在BIM中可在線監(jiān)測實(shí)物資產(chǎn)的使用情況、在用狀態(tài)、實(shí)際位置,進(jìn)行定點(diǎn)定位管理。在系統(tǒng)平臺中可設(shè)立電子圍欄,未經(jīng)審批私自更改實(shí)物資產(chǎn)的使用位置時,將觸發(fā)告警裝置,系統(tǒng)后臺會向?qū)嵨镔Y產(chǎn)管理部門與使用人下發(fā)警告信息。根據(jù)樓宇設(shè)備的不同特性,設(shè)置不同的字段信息,確定不同的賦碼范圍。重點(diǎn)確定空調(diào)通風(fēng)設(shè)備、給排水設(shè)備、電氣設(shè)備、供熱采暖等存在隱蔽管道、線路的設(shè)備賦碼范圍。

2.8 能源綜合管理

在樓頂密布太陽能板和綠色植物,不僅節(jié)能環(huán)保,有效降低熱效應(yīng),還可以大大減少通過屋頂進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱,減少空調(diào)負(fù)荷。

通過采用光伏發(fā)電+分布式儲能裝置,為停車場照明和汽車充電樁供電?？照{(diào)冷源系統(tǒng)利用峰谷電價,在谷段自動進(jìn)行制冰,白天用冰降溫。

2.9 智能照明系統(tǒng)

根據(jù)不同場合、不同人流量,進(jìn)行時間段、工作模式的細(xì)分,把不必要的照明關(guān)掉,在需要時自動開啟。同時,系統(tǒng)還能充分利用自然光,自動調(diào)節(jié)室內(nèi)照度。

2.10 信息引導(dǎo)及發(fā)布系統(tǒng)

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,以及信息化、智能化建設(shè)的進(jìn)步,基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體控制信息發(fā)布系統(tǒng)成為當(dāng)今發(fā)布信息的重要平臺。多媒體控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了真正的智能化管理,在控制室可以完成日常所有工作,包括對媒體播放終端遠(yuǎn)程開機(jī)、關(guān)機(jī)、重啟、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程屏幕查看,媒體播放機(jī)端無人職守;對液晶顯示設(shè)備遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)等;遠(yuǎn)程任務(wù)文件分發(fā)、軟件安裝、系統(tǒng)更新等;任務(wù)集中編排、發(fā)布、播放和監(jiān)控等。

2.11 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

通過分布在室內(nèi)外的溫度傳感器和濕度傳感器,了解屋內(nèi)外的環(huán)境情況,并可以自動或者通過控制面板、APP等對屋內(nèi)的空調(diào)、燈光、窗簾等設(shè)施進(jìn)行便捷的控制。傳感器信息與空調(diào)、加濕器、排風(fēng)扇、新風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備聯(lián)動,時刻監(jiān)測室內(nèi)/房間的溫/濕度以及各項空氣污染物的濃度,根據(jù)室外的空氣質(zhì)量自動判斷,在室外空氣質(zhì)量良好時,打開窗戶或者排風(fēng)扇將室內(nèi)外空氣進(jìn)行交換,在室外空氣質(zhì)量較為糟糕時,自動啟動空氣凈化器,對室內(nèi)進(jìn)行有害氣體分解工作。溫/濕度傳感器時刻探測臥室內(nèi)的溫/濕度參數(shù),并且聯(lián)動空調(diào)、加濕器、取暖器等設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié),即創(chuàng)造舒適健康的溫/濕度環(huán)境,也有效抑制細(xì)菌還有塵螨的滋生。

2.12 建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)

建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)的整體構(gòu)架采用分布式部署的多層架構(gòu)設(shè)計,采用以能耗采集終端為核心的前端采集系統(tǒng)。建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)依靠建筑能耗模型作為運(yùn)行核心。數(shù)據(jù)采集層采用符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的建筑能耗采集終端,統(tǒng)一采集電能表、水表等能量計量表計,并通過通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定地傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)管中心。通過能耗采集數(shù)據(jù)服務(wù)平臺,并與系統(tǒng)內(nèi)各能耗采集終端進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)通信,完成對系統(tǒng)內(nèi)能耗采集終端的管理,同時采集數(shù)據(jù)服務(wù)平臺為實(shí)時信息組件提供數(shù)據(jù)支撐。通過核心的實(shí)時信息組件,實(shí)時地完成數(shù)據(jù)存儲和統(tǒng)計分析計算,并將計算結(jié)果存儲至關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。將數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息映射成上層業(yè)務(wù)易理解、易操作的對象。以能耗模型為核心,實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展、可配置的應(yīng)用界面和用戶交互,實(shí)現(xiàn)靈活多變的應(yīng)用環(huán)境?；诮ㄖ芎挠嬃抗芾硐到y(tǒng)平臺、圖形化組件和實(shí)時信息組件,實(shí)現(xiàn)能耗監(jiān)控、能耗監(jiān)管與結(jié)算、能耗評價等應(yīng)用子系統(tǒng)[2]。

2.13 智能物流快遞服務(wù)系統(tǒng)

智能寄件柜能夠方便用戶零距離一站式寄件,隨時寄快遞、不用等待快遞員,還能即時稱重、支付,減少了寄件人與快遞員的雙向等待?？爝f放入柜子后,系統(tǒng)會自動通知快遞員盡快上門攬件,寄件人在手機(jī)上還可即時查詢寄件進(jìn)度。另外,還可依托云端形成機(jī)器人智能配送站。

3 以應(yīng)用為導(dǎo)向的智慧樓宇系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

智能化系統(tǒng)應(yīng)是在充分整合、挖掘、利用信息技術(shù)與信息資源的基礎(chǔ)上,對大樓各領(lǐng)域進(jìn)行精確化管理,那么數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)就是大樓智能化系統(tǒng)建設(shè)成果和價值的集中體現(xiàn),可視化讓大樓智能化系統(tǒng)變得可知可感[3]。通過數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)的方式對項目中采集到的不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行展現(xiàn),既可以展現(xiàn)出項目基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,又能給看到數(shù)據(jù)展示的人一個直觀的高科技觀感,另外通過屏幕也可以實(shí)時展現(xiàn)一些通知、公告,并在需要時可以統(tǒng)一展現(xiàn)如黨建等內(nèi)容。

(1) 大樓全景精細(xì)呈現(xiàn):基于BIM系統(tǒng),包括大樓內(nèi)建筑物、機(jī)動目標(biāo)、管線設(shè)施等大樓基礎(chǔ)信息,全方位匯集呈現(xiàn)于系統(tǒng)之上。

(2) 全面互聯(lián)互通,多類型數(shù)據(jù)融合:系統(tǒng)支持將不同平臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)、不同業(yè)務(wù)部門數(shù)據(jù)融合貫通,綜合匯集于系統(tǒng)之上,全方位掌控調(diào)度通信生產(chǎn)用房的綜合態(tài)勢。

(3) 統(tǒng)計分析模塊嵌入:系統(tǒng)將數(shù)據(jù)按主題、成體系地加以呈現(xiàn),統(tǒng)計數(shù)據(jù)既可以加載于綜合頁面之上,也可單獨(dú)形成專門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析主題頁面,展示數(shù)據(jù)在不同維度下呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)背后規(guī)律,幫助用戶從不同角度觀察、分析數(shù)據(jù),聚焦趨勢規(guī)律。

(4) 豐富的交互查詢手段:系統(tǒng)支持按照時間、空間、屬性等不同維度對大樓運(yùn)行態(tài)勢進(jìn)行全方位呈現(xiàn),提供豐富的呈現(xiàn)形式和交互功能。

(5) 可視化部署、指揮調(diào)度:系統(tǒng)將預(yù)案的相關(guān)要素及指揮過程進(jìn)行多種方式的可視化呈現(xiàn)與部署,提高指揮、作戰(zhàn)人員對預(yù)案的熟悉程度,增強(qiáng)處置突發(fā)事件的能力和水平。

(6) 大屏多屏操控方式:內(nèi)置大屏拼接控制,可以根據(jù)客戶不同的應(yīng)用場景,自由布局多塊屏幕的分布以及顯示內(nèi)容,既可重點(diǎn)關(guān)注專項事件態(tài)勢,又可全面掌控大樓整體態(tài)勢。

以應(yīng)用為導(dǎo)向的智慧樓宇系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 以應(yīng)用為導(dǎo)向的智慧樓宇系統(tǒng)架構(gòu)

4 結(jié) 語

智慧樓宇其理念與技術(shù)尚還在不斷完善和發(fā)展過程中,本文提及的技術(shù)和功能系統(tǒng)均立足于研究節(jié)點(diǎn)當(dāng)下,也提出相應(yīng)擴(kuò)展建議,在組建具體建設(shè)方案時應(yīng)注意為后續(xù)技術(shù)、信息、設(shè)備等的獲取、銜接預(yù)留開放接口或通道。在智慧樓宇建設(shè)過程中,應(yīng)切實(shí)落實(shí)各項保障措施,尤其是智慧樓宇在物業(yè)運(yùn)維管理等方面要求大大提高,相應(yīng)的人員、技術(shù)均應(yīng)跟上大樓智慧化建設(shè)的步伐,以真正發(fā)揮智慧化系統(tǒng)的效益。