[B]中华世纪坛智能化系统集成的工程实施
北京玛斯特自控工程有限公司 胡志敏[/B]
摘 要 中华世纪坛工程楼宇管理系统选用美国安德沃控制公司（Andover Contnls）的楼宇自控系统，本文对其被集成系统的范围及内容作了论述。
关键词 系统集成、系统扩展、系统内集成、外部系统集成、功能共享
中华世纪坛是北京市的重点建筑，国家标志性建筑之一，属国家一级风险文化博物馆型单位。世纪坛主体坐北明内，坐落于中国人民革命军事博物馆与中央电视台之间，北倚风景秀丽的玉渊潭公园，南面与西客站相望，占地4.5公顷，总建筑面积约3.5万平方米。
中华世纪坛，是传统文化精神与现代设计艺术的巧妙结合，是集建筑、园林、雕塑、壁画等多种艺术形式于一体的大型人文景观，它不仅是千年交替的永恒纪念，还将成为国内外文化、艺术、科技交流展示中心和爱国主义教育基地。
1 工程概况及系统描述
世纪坛主体建筑内"乾"、"坤"两部分组成。"乾"即坛体上部转动部分，中央是直径为14米的水平圆台型表演台，斜上方是可容纳千人的台阶式观众席。"坤"即坛体下部静止部分，共四层。地下底层与甬道相连，是可以容纳400余辆汽车的停车场。地下一层是世纪人屏幕放映厅和两个多功能厅。地上一层是宽6米，高4米，长140米的环型展廊。地上二层限"世纪艺术馆"，其中艺术精品展馆分布在世纪大厅东西两侧。艺术精品展馆是近期内北京唯一达到国际水准的展览馆，每年有三至四次中外著名博物馆馆藏精品展在此展出。
为实现系统集中管理，既保证大楼的高效率运行，又保吐展品的安全及满足展示现场的艺术效果等要求，业主在精心装备了大量先进的机电设备的同时，还配备了多项智能控制系统。如楼宇监控和大厦管理系统*、门禁磁卡系统*、停车场管理系统、消防报警系统*、保安监控系统*、电视监控防盗报警系统*、保安巡更系统*、灯光控制系统*、旋转体监控系统*、综合布线系统、背景音乐与紧急广播系统、程控交换机及微蜂窝系统以及弱电系统的系统集成等，使世纪坛成为一座具有国际先进水准的文物博物馆型智能建筑（*为本工程实现集成的系统）。主要的弱电系统配置如下：
（1）楼宇自控系统，使用安德沃（Andover）设备
CX9900：主控器3台。
Cyberstation：工作站 2台。
File Server：文档服务器1台，冗余服务器1台。
应用网络：Ethernet局域网。
应用范围：冷冻系统、新风机组、空调机阻、VAV系统、热力系统、送排风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、门禁系统、巡更系统、电梯扶梯。
楼宇自控总点数：约1800点。
（2）消防报警系统，使用爱德华（Edward）设备
EST3控制器：2台。
控制回路数：10条。
探测器总数：800点。
联动监控点数：600点。
（3）闭路电视监控系统，使用派尔高（Pelco）设备
CM9760控制主机：2台。
彩色监视器：22台。
四画面处理器：24台。
高清晰度摄像机：126台。
2 系统集成方法
目前，行业内关于实现集成的讨论和实践已比较多，"一体化集成的模式"实现的方法是各弱电子系统独立完成自己的功能，将系统集成作为一个单独的系统交给一家专业的软件公司。这家专业软件公司的任务是为该工程项目编制一套专用的集成软件，这个软件将运行在所有其它弱电系统的软件程序之上，是一个最高层次的应用软件，专门负责管理各弱电系统的软件（如楼宇自控、消防报警、闭路监控、门禁、停车场管理、安全防范等等），以实现系统的集成功能，像一个大帽子扣在其它弱电系统的软件之上。这种做法的愿望是好的，在理论上和实验室内也是可行的，但在工程实践上却会遇到许多问题。第一，这个软件编出来后（假设能编出来），由业主哪个部门的人员使用和操作？总经理不会去使用、工程部经理也不会去使用，不可能有一个弱电工程部之外的人员需要使用这套软件，其结果是没有人真正需要这套软件，使业主的投资造成巨大的浪费。第二，这个软件的使用功能不容易确定，可能没有人知道它应该注重管理还是注重控制联动？第三，该软件在编制过程中，需要与所有弱电系统软件进行实时数据交换，但各厂家的系统开放程度不同、协议不同、网络不同、操作系统不同，代理商对软件的了解深度不同，软件供应商遍布世界各地，各系统还会对各自的软件进行不定期的升级换代，因此每解决一个技术问题就会付出大量的时间和精力，何况有众多的其它弱电系统需要完成集成。国内有几个接这种模式进行工程实施的工程项目证明，这种集成软件的开发，事实上已经变成一个持久的、无法完结的工作，最后的结局一定会是工程承包商不能按时交付使用，业主的巨额投资不能取得回报，美好的设想最终变成了令人不快的结局。
北京玛斯特公司对系统集成的实践表明，还有另外一种集成的模式是十分可行的，用这个方法付诸于工程实施是十分成功的。我们认为根据现在的计算机和网络通讯技术，以及这些技术在智能建筑中最新的应用情况，弱电系统集成应该分为用于管理数据的集成和实时数据的集成，对于一个智能建筑来说，实时数据的集成是更为重要和实用的。只注重管理数据的集成，忽视实时数据的集成，出发点就错了。玛斯特公司实现系统集成的方法是首先完成实时数据的集成，利用先进的楼宇管理系统和产品，实现对消防、CCTV、安全防范、门禁、停车场、电梯控制、灯光控制等众多弱电子系统实时数据的集成，并完成各子系统之间的有机联动控制，使大厦内的楼宇管理者仅通过楼宇管理系统的工作站就能得到全部弱电系统的实时数据，并根据需要人工地或自动地对各个子系统发出控制指令。我们使用的产品是美国安德沃公司生产的楼宇管理系统，该公司率先将最新的计算机技术和网络通讯技术应用在该公司生产的楼宇管理系统上，使得工程承包商能够利用其优越的技术性能实现系统集成的要求，而不必再寻求其它专业软件开发公司协助完成系统集成工作，系统集成因此可以不依赖软件实验室而走向了工程现场。对于管理数据的集成，由于安德沃控制系统在软件上使用了标准的、开放的数据库SQL Server、使用了微软公司的OLE、ODBC等技术，具有Web Server功能，因此，利用这些非常实用的功能，无需编程就能与用户办公桌上的许多软件（如：Internet Explorer、Excel、办公自动化系统、物业管理系统）进行数据交换，实现管理数据的系统集成，而不需要再另外开发一套软件来实现这个功能。
中华世纪坛工程楼宇管理系统选用美国安德沃控制公司（Andover Controls）的楼宇自控系统。本系统具有庞大的容量和很高的传递速度，在一级以太网上可以连接多达64台中央工作站（CONTINUUM工作站）及连接多达222台网络控制器，每台网络控制器可以连接254合DDC现场控制器。网络系统采用C／S运行模式，分布式服务器结构，可进行区域或统一灵活管理。CONTINUUM工作站系统操体软件基于Windows NT操作系统，可以根据现场监控点变化而改变系统功能（面向对象技术），具有非常强的系统扩展功能和系统内集成功能。本工程中的保安巡更系统就是系统扩展功能的一个应用实例，保安监控系统就是系统内集成的一个应用实例。
安德沃控制系统使用了标准的、开放的SQL Server数据库及ODBC数据库接口，支持OLE、DDE等数据交换功能及Web Server功能，系统网络具有标准网络协议BACNET、X-Driver等开放功能。系统还支持OPC（OLE for process control技术，CONTINUUM的新版本支持）。这使系统具备了强大的外部系统集成功能。同时每个系统控制器均可提供至少两个RS232/485串行接口，也可达到不同系统设备和不同网络间的互连，完成外部系统集成。可以看出系统提供的这些开放功能，为集成提供了多种可能性，也降低了被集成系统的集成难度。本工程中对灯光控制系统的集成就是外部系统集成的一个应用实例。
3 被集成的子系统的范围
如上所述，本工程系统集成的软件平台基于安德沃公司的楼宇自控系统。该自控系统除完成自身系统功能如对空调系统、热交换系统、冷冻机系统、给排水系统、送排风系统、VAV控制系统、变配电系统、照明系统等进行监控以外，还具有扩展功能如：保安巡更系统、门禁磁卡系统、放映厅大屏幕的温度监视系统。同时，该系统还集成了保安监控系统。对于外部系统集成，根据被集成系统的接口特点及工程条件选取恰当的接口方式，以下的几个子系统均采用RS232/485串行通讯方式完成了外部系统集成。
①美国爱德华（Edwards）火灾自动报警系统
②美国派尔高（Pelco）闭路电视监视系统。
③澳大利亚邦奇（Dynalite）灯光控制系统。
④北京303所的世纪坛旋转体监控系统。
⑤模拟屏显示系统。
⑥办公自动化系统。
4 系统集成内容
（1）集成自控系统与楼宇监控系统
完成对楼宇设备的集中控制和管理，将运行情况归纳、分析，以文本、图形、表格等方式供网间共享。
集中监视功能：对楼宇自控系统的机电设备运行状态、故障报警进行监视。
集中控制管理功能：对空调、热交换、冷冻、给排水、送排风、变配电、照明等进行检测和控制，实现优化控制、日程表管理、能源管理，可进行直接参数设定，按照规范及控制权限进行监测或控制。
集成综合管理功能：根据系统和设备的不同特点及运行情况累计设备运行时间，自动生成运行及维护报告。
（2）集成自控系统与消防报警系统
消防报警系统通过RS232／485串行通讯口向楼宇自控系统传递信息，内容包括系统主机运行状态、故障报警；火灾报警探测器的工作状态、探测器地址信息、相关联动设备的状态。当出现火警时，将在集成工作站上自动显示相应的报警信息，包括火警位置以及相关联动设备的状态，相关的联动还应包括：联动打开报警区灯光，电视监控系统切换报警画面到主监视器，所在分区的其它画面同时切换到附监视器，并同时启动录象机录像。
（3）集成自控系统与安全防范系统
在自控系统上完成对安全防范系统的监测和管理，可以动态监视报警探头、报警按钮和巡更开关的正常／报警，线路的开路／短路状态，设备的自检和保安设防／撤防管理。系统布防期间当系统接收到报警信号时，工作站上立刻显示警报发生点信息，弹出报警电子地图界面，指示报警位置，启动警号。同时系统联动灯控系统，使报警区联动打开灯光。系统联动电视监控系统切换报警画面到主监视器，报警画面同时显示报警点号码，所在分区的其它画面到附监视器，并同时启动录象机。
（4）集成自控系统与灯控系统
中华世纪坛的灯控系统有别于普通的灯光控制，它是为满足展厅的不同灯光艺术效果和展品对不同灯光要求而设计的。所以在开展期间，工作人员能在楼宇监控室随意点击计算机鼠标调节展区灯光效果。在闭展布防期间，室内灯光处在关闭状态。但当报警发生时，系统就会联动灯控系统，使报警区打开灯光，使电视监控系统发挥作用。
（5）集成自控系统与模拟屏
系统将楼宇监控系统的一些现场参数和设备运行状态等传递给模拟屏系统，在模拟屏上显示相应工作内容，便于工作人员及时准确地了解现场的设备情况。
5 系统集成应用实例
由于篇幅所限，其它项的系统集成这里就不在讨论了。现在列举世纪坛工程的一次通过第三方机构检测时的模拟报警实例。
检测地点：中华世纪坛某展厅
布防状态：布防
厅内情况：灯光关闭
发生入侵报警时间：XX年XX月XX时XX分XX秒
发生入侵报警后系统报警情况：
（1）保安监控系统自动启动报警警号，工作站显示器自动弹出某厅报警电子地图界面，指示某门被非法打开，同时某报警探头闪烁，信息提示栏显示报警点信息，启动报警警号，同时打印机打印报警点信息，打开报警现场声音复核器。
（2）系统联动灯控系统，使某厅打开灯光。
（3）系统联动电视监控系统切换报警画面到主监视器，报警画面同时显示报警点号码，所在分区的所有其它15个摄像画面同时切换到其它附监视器，并同时启动录象机实时录象。此时从主监视器发现现场检测人员正进入某厅，厅门呈开启状态。同时从声音复核器也可听到清楚的"2、3、4……"从2开始的计数声（从听到的计数声表明整个集成系统的系统反应时间仅在2秒左右）。
（4）系统以新发生的报警点分别切换到主监视器，这和检测人员的行走路线一致。
（5）系统自动拨打电话，向预定的电话号码报警
（6）报警结束后，报警录像回放结果与3和4项的内容相同。
（7）检测结果：保安监控系统集成联动合格（见图1、图2）。
6 结束语
中华世纪坛智能化系统的成功集成，汇集了工程甲方、设计院、建设部智能委员会、工程承包商的集成设计思想，整个大厦的弱电系统设计和实施就是在这样的统一设计思想下完成的。一体化集成设计体现出了以下优点：
（l）提供高度共享的系统资源。
（2）综合考虑系统整体设计，强调从功能上划分系统，设计思想统一。
（3）通过深刻分析各子系统功能的相互关系，使各相头子系统间互联互动，实现各子系统间功能共享、充分发挥系统功能。集成系统的功能共享功能是继系统资源共享技术以后的又一次技术革命，随着各项弱电系统技术含量的增加功能共享将发挥更人的作用。
（4）系统构成在统一的管理环境下，操作人员对整个建筑全面管理，系统整体性能全面提高。
（5）大量减少操作管理人员和设备维护维修人员，提高人员工作效率，真正实现自动化控制，节约管理费用。
（6）有利于维修保养，系统升级。
（7）施工统一协调，保证施工质量。
（8）保护业主的投资，达到短期投资，长期受益的目的。
（9）适应未来发展的需要，系统具有可扩展性，可变化性。
（10）易于培训和管理，对维护和管理人员进行集成的技术培训，使其对建筑物内的所有子系统均具备一定程度的了解。
与此同时，我们也应该看到系统集成的艰巨性，各专业各厂家的系统设备技术含量参差不齐，系统的开放程度也不尽相同，这些都给系统集成带来了很大困难。所以这也要求工程甲方能更全面的考察和分析各子系统的系统开放性情况，并适当地听取集成厂家的意见后再确定工程的各子系统。
摘自《智能建筑》2002年6月 第29期
|
|
转播
分享
淘帖
分享到新浪微博
