智慧楼宇及数字化办公场所新功能研究

智慧楼宇及数字化办公场所新功能研究

王春雨 李佳桐

国核电力规划设计研究院有限公司 北京 100095

摘要：近年来，建筑智能技术高速发展，已经成为现代建筑的必要组成部分，并不断丰富延伸出新的内涵。智能楼宇作为发展智慧城市的一个重要组成部分，它更为具体的表现了发展智慧城市的理念。与传统的控制系统相比，智能楼宇中的智能控制系统体现了绿色、环保、低碳和以人为本的理念，在智慧城市的建设浪潮中也得以创新和发展。分析了建筑智能化的研究现状以及未来发展趋势，采用理论研究与实际调研的方式，分别对智慧楼宇的发展趋势、实际案例、功能体系等方面进行了详细研究，为日后开展楼宇的智能化改造提供考核立项依据以及改造提升的方向。

关键词：智慧楼宇；案例研究；智能化应用

1　智慧楼宇发展现状与趋势

建筑是工程技术的产物，也是信息技术的产物。智能建筑不再只是一个建筑体，它是具有自学习、自感知、自处理的在线“生命体”，具有感知、处理和学习信息的功能。人们充分利用科技发展的成果，进一步促进了智能建筑的发展，使得建筑不再只是一个混凝土的结构体，它已成为人们运用智能化来追求舒适生活的载体。在2015年中对智能建筑做出了如下定义：“以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。”

1.1　智慧楼宇发展现状

建筑智能化的目的，是为了实现建筑的安全、高效、便捷、节能、环保、健康等属性。继计算机、互联网及移动通信信息控制技术之后，物联网、大数据、云计算等技术的崛起及发展推动了第三次科技革命[5]，也是新形势下信息技术的重要构成部分，为智能建筑的发展注入了丰富的感知能力和智能运算能力，进一步满足了智能建筑的新要求与新目标。目前，实际应用的建筑智能化方案主要分为三大类，一是单系统智能化；二是多系统集成显示；三是统一平台集成控制。单系统智能化，是以传统的综合布线为基础，以计算机网络为桥梁，大多采用粗放型三层架构，分别为现场控制层、自动控制层和顶端管理层，对建筑内单个系统或功能进行简单的智能化改造。例如门禁系统、灯控系统、电梯系统等。各功能系统单独存在，且只可利用单独的子系统进行查看与控制。多系统集成显示，是在单系统智能化基础上，通过对建筑物内的各子系统（电梯、门禁、空调、安防、管线路、智能照明等）多种通信协议进行配置，利用楼宇自控系统平台可以抽取各子系统数据来进行集成显示，可调取、查看其他各子系统运行情况，但不进行控制。因此只能实现多系统集成显示，各子系统进行专控，系统间无数据交互与联动，造成信息孤岛，各子系统间不能有效互联互动。这种简单的数据集成方式容易造成子系统间协调运行困难、配置工作量大、兼容性差、灵活性差等问题。统一平台集成控制，是通过搭建统一的数据集成平台，对系统、设备、消息、数据、服务进行集成。通过平台可以直接控制各子系统，完成统一控制、统一查看、统一监测、统一服务，真正实现一个平台对所有资源的统一管理。此平台以后勤数据中台为基础，兼容楼宇内各子系统，将所有数据统一聚合到数据中台，满足横向跨专业、纵向跨层级间的数据共享、分析挖掘和融通需求。通过数据交互，实现平台统一管控，系统间协调联动，实现整个楼宇智能化。

1.2　智慧楼宇发展趋势

未来，智能建筑的发展将借助更多的物联网技术。一方面物联网技术的全面感知与智能分析为智能建筑提供技术支持，新型智能建筑要具有开放性，设备能自组织，系统要扁平化，能够满足不同厂商、不同产品接入系统平台；另一方面随着物联网，大数据，人工智能技术的不断成熟，万物互联的智慧时代及人、机、物三元世界的融合成为必然，“全面感知+智控平台+大数据分析+个性化服务”将成为建筑智慧化的基本形式。

2　智慧楼宇案例研究

2.1　核心技术

RoMA数字集成智控平台。此平台可以解决不同设备信息无统一集成途径、数据格式多样难以集成传输等问题。实现服务集成、数据集成、设备集成、应用集成，以达到内部互联、内外互通。简单说就是在感知层与应用层之间搭建一条数据传输的桥梁，集合每个单一应用、系统、设备信息孤岛，真正实现物理世界与数字世界的数据互联互通。利用云计算与自动控制技术，可以通过RoMA平台实现对底层子系统应用的自动控制。5G、WiFi6通信技术。智能楼宇系统在正常运行中，需要实时采集、传输、应用大规模、多样化的数据，保障控制信号及时传递，减少延迟。必须同时解决数据规模庞大、数据格式多样、数据传输快速三方面的问题，因此对传输网络的要求极高。5G通信作为华为公司的核心技术，可以支持多种大数据的实时传输。与4G相比，5G的传输速度提升100倍以上，容量提升20倍，耗电每个比特下降10倍，体积下降70%。建立5G专网，应用其在数据互通方面高传输、低延迟的绝对优势，可以实现物、物之间数据的实时互联互通，保障控制信号及时传递。WiFi6作为新一代无线网络标准，其大量使用了5G技术，因此其系统容量提升了4倍，传输时延降低60%以上，同时加入了物联网（ioT）扩展模块，可以与RFiD、ZigBee等物联网类协议进行功能扩展，实现物联功能。应用在楼宇的办公区，作为办公设备、实物资产等数据信息传输的通道，可以自动控制窗帘、空调等，也可实现多用户同时4K超高清视频会议。

2.2　主要功能

人脸识别闸机。人脸识别技术以视频云为基础，通过云计算可以实现1.5s内识别。扫描3D人脸数据信息，把所有数据存储到本地视频云，建立人脸识别库，通过云计算进行人脸匹配，杜绝二维照片替代。发现违规可实现物理声光报警，同时向智控平台发送报警信号。智能访客系统。首先需要受访人员通过手机客户端为访客填写申请，访客会受到一个带有链接的短信，点击链接进入网页版客户端，通过验证码进行手机验证，并按照提示访客自行录入人脸和车辆车牌信息。访客录入的信息会通过后台暂时存储到视频云中，在约定的时间范围内，访客可以通过车牌、人脸识别进入。访客离开后，存储在视频云中的访客车牌、人脸信息会自动消除。智能访客系统与人脸识别闸机之间真正建立起互联互动，把以前单一功能的闸机接入到整个智能楼宇系统中，形成物联。智能资产管理系统。利用RFiD技术对办公桌椅、设备设施打上资源标签，通过楼宇内安置的WiFi6把所有资产信息传输到数据集成智控平台，可以实时查看资产使用状态，对所有资产进行数字化管理。一物一码，溯源追踪。实现从招标、采购、存储、领取、使用、报废、更新全流程数字化管理，提高资产管理效率。数字化办公空间。以WiFi6为基础，连接室内空调、新风、灯光、窗帘等设备，通过平台中的设定，实现室内恒温、空气清新、人走电断等自动控制，满足降低能耗要求。在数字化会议室中，一块屏幕可以实现视频会议、远程协作、白板书写、无线投屏4个功能，化繁为简，为协同办公提供便利。

3结束语

智慧楼宇作为智慧城市的基本单元，是人们工作、生活的载体，因此对建筑智能的建设是大势所趋。目前，大部分已建成的建筑智能化程度较低，与当前实际需求和技术发展不相适应。利用研究制定的科学评测体系，可引导智慧楼宇的规划、建设、运行和改造，对智慧楼宇建设效果进行量化评价，对旧楼智能化改造发挥指引方向和量化评估作用。

参考文献：

[1]　王东伟，孙方正，陆俊杰.基于物联网架构的智能建筑设计分析[J].智能建筑，2016(8)：10-12.

[2]　薛　玮.物联网技术在智能建筑中的应用研究[D].济南：山东建筑大学，2018.

[3]　沈　启.智能建筑无中心平台架构研究[D].北京：清华大学，2015.