如何采用國產軟硬件打造國內智能化樓宇工程的整體解決方案

隨著我國人民收入的健康發展，對西部地區的開發，我國城市化的進程在逐步加快，伴隨城市化進程的加快，高層樓宇的智能化成為了自動控制領域內又一個新的亮點。但是從我國涉足樓宇智能化這一行業開始到現在，國內將近80%的高層樓宇智能化工程是采用國外的監控組態軟件做上位平臺。本人從事樓宇智能化工程將近8年，分析其原因主要有兩個方面：一是國外的軟件（如EXCEL5000、WINCC等）在使用的時間上比國內的軟件長，它的穩定性和功能要優于國內的軟件；二是國外的軟件都有自己的硬件集成產品，它的軟硬件能夠很好的結合，而樓宇的智能化工程存在高投入的風險（一般占到土建成本的5%左右），所以國內軟件在高層樓宇的智能化工程上很少被采用。但是實際上由于樓宇智能化系統屬于一個滯后系統，控制精度不象過程控制那樣要求很高。從工程成本方面考慮，在與開發商達成采用國產軟硬件打造國內智能化樓宇工程的共識后，我公司向開發商提出了下面的解決方案。 本案例分析中的交通大廈位于廣東省某市中心， 樓高24層，建筑面積為40000平米，在主樓兩側各有3層高的裙樓，樓主體為中心對稱結構。其交通指揮中心位于頂樓，5至 23層為辦公室，4層為餐廳， 1至 3層為集中辦證營業大廳。地下分三層；一層為擁有260個停車位的地下停車場，二層為機電設備間，三層為戰時防空所，平時為雜物儲藏室。交通大廈的主要功能：● 集中管理市區內的機動車量；● 對發生重大交通故障和車輛高峰時的路段進行統一調度管理。

一．交通大廈的系統集成模式 在國內對整個智能大廈的集成還沒有一個統一的定論，目前大型公共建筑BMS系統集成主要采用以下四種模式：

1．以接點方式進行系統集成、

2.以串行通訊方式進行集成、

3.以建筑自控系統BA為平臺進行系統集成、

4.基于子系統平等方式進行系統集成。第一種集成方式是系統集成最初的手段，現在BMS集成當中很少應用；第二種方式由于采用串行通信在通信速度上過慢；第三種集成方式存在很大的缺陷，BAS系統是一個相對封閉的體系，缺少向上開放的能力，與其它子系統的接口設備和接口軟件局限于特定產品因此系統集成能力有限，并且維護、升級成本過高。BAS與BMS捆綁過緊一旦BAS出現故障，BMS也就宣告癱瘓，失去正常工作能力，不能管理和監控仍正常工作的子系統。 針對用戶提出的使用要求和遵照系統集成的5大原則，我公司采用了基于子系統平等的集成方式。 整個交通大廈按用戶提出的功能要求可集成為并行的兩層結構。由交通大樓的OA和CN構成綜合通信平臺，交通信息通信，報警系統等組成的綜合業務信息管理自動化系統。（MAS）；由與樓宇管理相關的系統如：BA、 FA、SA等單獨構成基于樓宇物業管理的樓宇管理系統（BMS）。集成后的系統如下圖所示，其中OA的5個子系統與CN的6個子系統由MAS協調管理，BA的7個子系統和物業管理網絡由BMS管理，兩者的數據庫可以根據權限與需求互聯。

二．交通大廈布線系統 整個大廈中的MAS系統采用綜合布線系統作為傳輸介質的子系統（超5類和6類混合布線結構）。

1．根據用戶需求分析，交通大廈智能化系統主要包括：配電設備監控、機電設備監控、火災報警、有線電視、保安自動化、廣播音響、信息通信與計算機網絡等子系統。從理論上講，綜合布線可支持以上各種子系統的信號傳輸，幾乎覆蓋所有的弱電系統。但在實際應用中，設備監控系統主干網絡拓撲結構一般 為總線型，而綜合布線為星型拓撲結構，該系統如采用綜合布線則雙絞線長度要增加許多；有線電視系統采用光纜可以傳輸射頻信號，但要增加適配器，系統可靠性降低，其投資也比同軸電纜貴；閉路電視監控系統中視頻信號的傳輸如采用UTP，其屏蔽性能比同軸電纜差，采用FTP，其價格比同軸電纜貴，且電源線也要另外敷設；火災報警系統主要為總線型結構，也存在上述原因，且目前有關規范規定火災報警線路不能和其它線路共用和共管敷設，由于管理體制的原因更不適合采用綜合布線；廣播音響系統輸出電壓為70～120V，如采用綜合布線就存在電纜過電壓的問題，這部分系統也不適合采用綜合布線。所以，最適合采用綜合布線傳輸介質的系統是MAS（通信與計算機網絡系統）。

2．綜合布線設計等級綜合布線設計等級分為基本型、增強型、綜合型。結合用戶對語音和數據設備使用的需求，并考慮未來10～15年的發展，本大樓采用綜合型設計等級，用光纜和UTP混合組網。

3.水平工作區及設備間連接設備的設計方案 方案一：選用超五類產品，能支持100Mbps以太網、1Gbps以太網的要求，并支持到桌面的550MHz寬帶視頻傳輸的需要，并為未來的升級提供了方便。由于數據傳送的瓶頸主要在數據共享設備和網絡交換設備，因此，水平工作區及管理間的連接設備采用超五類產品。另外，還在每層樓中設置少量光纖到桌面的信息點，其主要分布在綜合會議室，指揮中心，網絡中心及重點辦公室。此方案非常適合那些希望投資最少但同時要保證用戶性能的系統，即網絡成本要求比網絡帶寬更重要的場合。 方案二：選用傳輸頻帶更寬、傳輸速度更快等傳輸質量更好的六類產品，同樣在每層樓中設置少量光纖到桌面的信息點。六類布線的帶寬和傳輸速率遠遠高于五類電纜的指標（能支持1.2G/2.4Gbps ATM以及1.0Gbps千兆以太網的應用，數據傳輸速率比五類電纜快5－－6倍）。六類布線與基于光纖媒介的垂直干線一起使用，為高帶寬應用程序提供完全的端到端布線解決方案，具有很強的超前性，特別適用于未來網絡的擴展及升級，減少維護費用，但缺點是價格較高，本方案投資比方案一多35％、約增加180萬元。 經與甲方對實際需求和工程造價的進一步商討，在本系統中采用超5類和6類混合布線的結構。

4．數據垂直干線方案 由于各樓層采用了速率較快的網絡交換機，這些不斷增加的網絡負載超出了大對數雙絞線的容量范圍，為支持千兆以太網及未來更高數據速率的應用，數據垂直干線采用多模光纖。多模光纖的光耦合率高，纖芯對準要求相對寬松；當彎曲半徑大于其直徑的10倍時不影響信號的傳輸，是符合IEEE802.5 FDDI和EIA/TIA 568標準的主干傳輸線纜；能夠支持大樓內超過100m傳輸距離的計算機網絡和需要高帶寬的高速網絡傳輸應用，確保目前和今后網絡系統的需求。語音系統：雖然現在語音系統已不僅僅是傳統的電話業務，還有ISDN等多種業務，但是采用超五類大對數銅纜已完全可以滿足未來10～15年通信技術的要求。因此，語音垂直干線采用超五類大對數銅纜。

5．信息點配置 信息點配置主要依據綜合布線設計規范、業主對語音和數據終端設備需求及考慮一定信息點預留量來確定。 參考國內部分交通管理大樓綜合布線信息點使用情況，指揮中心辦公用房、1—3樓辦公大廳為5～6個信息點/10m2，網絡中心為7～8個信息點/10m2，一般辦公場所為3～4個信息點/10m2，對于該樓內目前用途不明的區域，根據其具體位置，分別按基本型設置和增強型設置。本樓共約5896個信息點。其中語音點2531個，數據點3365個，光纖到桌面點156個。

6．主要設備配置 目前，國內外生產綜合布線的產品型號較多，主要分為三大派系產品：歐洲，北美、中國內地及***產品。甲方在我公司推薦的設備中選擇了美國西蒙公司的產品。 具體配置如下：各工作區子系統中語音系統、數據系統均采用六類信息模塊，可以用于傳輸速率達100MHz的網絡環境中。語音系統、數據系統同時采用六類信息模塊的目的是兩系統可以互為備份，提高了系統的靈活