智慧楼宇的智慧管理

摘要：继“智慧的地球”之后，“智慧楼宇”现行也成了一个高频词。无论建筑行业，还是环保领域，抑或生产自动化或ICT行业，“智慧楼宇”已然成为一个不可忽略的应用拓展圣地，引领业内人士趋之若鹜。诚然，建筑设计的理念、环保材料、太阳能、高度自动化与节能设备产品、先进的消防安防举措、无线高速网络的覆盖、楼宇商务、生活娱乐配套设施等等都是构成“智慧楼宇”的必备硬件元素。然而，对于“智慧楼宇”的管理这个软件元素却仍然停留在传统的物业管理模式上。如何提高“智慧楼宇”的管理水平，让楼宇的管理也“智慧”起来，便是本文要探讨的核心问题。

一、 智慧楼宇概述

什么是“智慧楼宇”？业内并没有统一的概念，众说纷纭，莫衷一是。从英文角度来看，“Intelligent Building”与“Smart Building”也经常混用。就象Michael Russell在他的《What Is A Smart Building?》一文中所谈到的那样，“Intelligent Building”与“Smart Building”常常由于在某一特定时间应用了某一项新的技术而不确定的变化着。特别是上世纪80年代中期，业内就出现过“楼宇自动化”，80年代末90年代初期，还出现过“智能大厦”这样的术语，以及近几年的“智能楼宇”。伴随这些术语的出现，所谓的“3A”与“5A”也曾经一度成为楼宇弱电系统工程建设领域中的流行语。

IBM关于“智慧的地球”（Smart Planet）中，提及的是“Smart Building”一词，认为“绿色楼宇就是智慧楼宇（Green Buildings are Smart Buildings）”。重点强调的是在将各种先进技术设备应用于楼宇建筑并为人们提供各种功能应用和舒适性的同时如何进一步解决“节能”问题。

依笔者的理解，“智慧楼宇”是在传统的“智能楼宇”概念基础上往前发展了一步。

传统的“智能楼宇”尽管也并没有统一的概念，但其内涵基本上可以这样概括：以IP网络为总的系统架构，将各种楼宇子系统（包括楼宇自动化系统 (BAS: Building Automation System)、通信自动化系统(CAS: Communication Automation System) 、办公自动化系统 (OAS: Office Automation System)、火警消防自动化系统（FAS：Fire Automation System）和安全防范自动化系统（SAS: Safety Automation System），业内简称“5A”），集成起来实现集中监控,形成统一的大楼信息管理系统（MAS：Maintenance Automation System）。计算机技术、互联网络技术以及高带宽通信技术的发展促进了“智能楼宇”的发展。

“智慧楼宇”在“智能楼宇”的基础上，更强调环境友好、资源高效利用和能源效率，这些构成了“绿色楼宇”的基本内容，笔者把它定义为能源自动化系统（EAS：Energy Automation System），也就是说，“智慧楼宇”是在“智能楼宇”“5A”的基础上再多一个EAS，从而构成“6A”。特别是随着无线通信网络技术和各种终端设备智能化、数字化、移动化的高速发展，人们可以随时随地远程监控楼宇各子系统的运行，为充分实现“智慧楼宇”的环境友好、资源高效利用和能耗管理创造了必要条件。特别是基于“物联网”的技术架构体系将成为“智慧楼宇”的基础网络架构。建立在物联网技术架构体系基础之上的“智慧楼宇”让楼宇的设备与设备之间、人与设备之间的相互交互（M2M）创造了充分的可能。

二、 何谓“智慧的管理”？

“智慧楼宇”强调资源高效利用和能源效率，亦即强调在保证人们生活、工作的必要性和环境舒适性的前提下，如何充分降低能耗。

据有关数据显示，楼宇能耗中，大约在10%左右的能耗源于管理和监控疏忽，15%以上左右的能耗源于控制不力和设备损耗，而75%左右的能耗源于设备运行本身消耗的无用功率。显然，75%左右的能耗问题只能通过设备生产厂商的节能技术创新来实现，而25%左右的能耗管理则可以通过“智慧的管理”来实现，以达到节能目的。

例如，当下班刷卡时，室内照明会自动关闭；空调会根据室外温度与室内人员数量自动调整室温；当下班后忘记关闭照明和空调时，系统会自动检测室内人员活动状况与时间段来决定是否自动关闭照明和空调；管理人员能通过手机查看今日的用电量数据，也可进行远程关闭空调或照明；如果某一房间的室温过低或过高，系统会将报警信息送到相关管理人员的手机上以示提醒；节假日里为什么会有非正常用电，系统会自动检测提示，如此等等……,不一而足。

由于长时间的运行，设备已开始出现老化而导致低效能。一般地，只要不出现故障，楼宇管理人员是不会考虑去检修和更换的，而一旦设备故障出现时，也许一场灾难已经降临。当设备运行出现异常时，其功耗与运行参数将会与其它额定参数会发生较大的偏差，用电量及能耗也会异常增大。通过“智慧的管理”，对楼宇各子系统设备运行状态、输出参数、用电量状态进行检测，一方面可以用于预防设备故障，预防灾难的发生，做到防患于未然，另一方面还可以加强能耗管理。

三、 智慧管理方案

1、网络架构

   根据目标楼宇节能需求，设计合理的节能解决方案，安装“冷暖掌上通”EAS子系统（含温湿度传感器、Sink节点机、电量监控器等相关硬件产品），并通过安装 “智能处理器”中间件NG-LINK001，将楼宇各子系统设备运行状态、运行参数等状态信息以及各关键位置的环境温湿度、各关键设备的用电量等信息进行采集汇聚，通过协议转换打包后，通过无线或有线接入方式传输至NG-IBOMS智慧管理平台。楼宇管理人员可以通过PC或手机随时随地访问NG-IBOMS智慧管理平台，对楼宇各子系统设备的运行及楼宇能耗状况进行“监测”与“控制”。其网络架构如图1所示。

图1 NG-IBOMS系统网络架构示意图

2、智能处理器NG-LINK001

智能处理器NG-LINK001作为嵌入式设备（如下图2所示），通过模拟量、RS232/485、开关量、ZigBee无线、10MB/100MB自适应以太网等多种类型的接口，通过嵌入式软件系统对楼宇各子系统设备的用电量、运行状态、运行输出参数以及楼宇内的温湿度等信息进行收集，经过协议转换打包并通过有线或无线网络传输到NG-IBOMS系统平台，供NG-IBOMS系统平台的专家决策系统进行决策判断。同时，NG-LINK001也能实时接收来自NG-IBOMS系统平台的指令，并下达到所安装的电量监控器，以控制相关用电设备的运行状态或调节运行参数（如控制照明和空调的开关以及空调设定温度等）。

图2 NG-LINK001外形图

3、NG-IBOMS管理平台

NG-IBOMS管理平台分为门户前台实时功能展现模块和门户后台管理模块两部分。可根据客户的最终需求，灵活选取相关的模块进行组合。

前台实时功能模块组成如下图3所示。主要包括温湿度监控、设备运行管理、楼宇电表检测、楼宇各子系统监控等主要模块。同时，也可跟已有的物业管理系统进行超链接。

后台管理模块主要包括系统管理（权限管理、系统配置）、日志管理（系统日志管理、设备运行历史数据管理、设备运行历史数据统计、查询）、门户信息发布管理和客户管理。

NG-IBOMS管理平台具有良好的开放性，支持多种通信接口，不限于某一特定楼宇子系统及其品牌型号；同时具有良好的操作界面和可靠性；整个平台采用模块化和分布式配置，重点突出楼宇信息的“智慧管理”功能；平台采用B/S架构，支持PC与手机两种终端接入方式。

图3 NG-IBOMS管理平台前台功能模块组成示意图

四、结束语

    NG-IBOMS管理平台既可以作为一种产品集成到智慧楼宇的信息管理系统中，也可以作为智慧楼宇运行维护管理的第三方平台，为各楼宇的运行维护管理提供托管服务。用户一方面可以通过NG-IBOMS加强能耗和设备运行管理，降低能耗的源头，另一方面还可以借助NG-IBOMS的联运报警机制，防患于未然，避免灾难的发生，如水灾、火灾等，不仅加强了物业管理的科学性，而且还加强了资源的高效利用。

上海新球通信有限公司 许正军