探讨智能建筑系统(IBMS)集成技术

    一．引言　
    随着计算机、网络和通讯等技术的进步和建筑智能化快速发展，智能建筑系统的集成技术也不断地由低级向高级发展,在各甲级智能化大楼内也逐步成熟和得到应用。在智能建筑系统集成的发展过程中，一方面是楼宇自控、综合布线、综合保安、公共广播等系统日益众多，另一方面却由于缺少一个成熟的建筑智能化管理系统，使智能建筑所集成的软、硬件之间、系统与系统之间以及系统运行与实际管理之间出现了相互分割和难以协同的尴尬，很不适应客户监控与管理的要求。如何突破这种各个子系统分割运行的瓶颈，使智能建筑内的硬件平台、软件平台与应用系统之间，以及系统、信息、组织与管理之间实现高度融合和协调运行，已经成为智能建筑行业乃至社会各界普遍关注的焦点。对于一幢现代化的智能大厦，具有运行可*，节约能源，方便管理这些都是大家所期待的。建筑智能化集成管理系统的应用，给开发商提供了良好的商机，给物业管理者提高管理水平，给业主或承租者得到优质服务所表现出了不可低估的实绩。
　
    二．智能建筑管理系统（IBMS）的现状　
    智能建筑系统集成的定义国际上至今还不明确，在一般的文献中提出，它是利用各种智能系统信息资源，采用系统集成的技术手段、方式方法把与建筑物综合运作所需要的信息汇集起来，以实现综合信息，资源和整体任务的共享，实现各个子系统独立运行而无法实现的功能，最终目的是使用户得到满足其要求的最佳方案。目前，系统集成技术还不成熟。一些系统集成商提出从IBMS到I2BMS及I3BMS，即IBMS为Integrated　Building　Management　 Systems,　I2BMS为Integrated　Intelligent　Building　Management　Systems,　I3BMS 为Integrated　Intelligent　Internet　Building　Management　Systems。由上可见，划分三者不能说没道理，但这三者同出一辍，没有本质上差别，只是集成程度上的差异。　
    按文献[2>的分级，即：　
    一级为一体化系统集成（IBMS）　
    二级为准系统集成（BMS）
    三级为可系统集成　
    如今随着高科技的发展，现在所造的大厦一般按建设业主的要求要实现一级要求，即设计IBMS集成。作为智能建筑最为关键的神经系统，建筑智能化管理系统（Intelligent　Building　Management　System）不仅需解决多个复杂系统以及多种控制协议之间的互联性和互操作性问题，而且要解决用户的二次开发问题。因此，一个优秀的建筑智能化管理系统必须具有极高的开放性和广泛的接人性。多年来，国内一直没有一套适合自己国情的 IBMS系统。而来自国外的系统大多结合自身的硬件产品设计，并基于传统的C/S模式开发而成，因此具有开放性差、接人能力弱、不易维护与升级困难等不足，这既不符合信息技术发展的趋势，也很难满足客户不断成熟的需要。往往是客户在采用这样的系统后，才发现自己被牢牢锁定在一些价高或劣质的生产和服务上，不仅将自己对系统的升级能力拱手相让，而且丧失了本来属于自己的设备选择权，就连原有的投资也难以得到保护。我国建筑智能化行业的主管部门对此也有清醒的认识，一直致力于支持和鼓励先进的、开放的、适合于中国国情的建筑智能化管理软件的开发，国内不少知名的软件企业也因行业发展的需求，在这一领域进行了积极的探索，但迟迟未能获得大的进展。　
    目前多数的智能建筑中所配置的智能化系统仍以单独运行为主，远远没有达到信息共享的地步。而如果没有信息共享，物业管理者无法从一个整体的角度来理解智能化系统所反映出来的信息，也就无法体会到智能化系统的作用。举例来说：某公司的员工晚上需要在某一间办公室里加班，那么他必须向物业管理部门提出申请，要求延长空调和照明的开放时间，还要修改出入卡权限，以便晚上可以进入办公室。物业管理部门收到申请后，必须分别与BA系统和门禁系统的操作人员联系，由他们在各自的系统上进行设置。如果加班申请有了变动，则变更程序另需重新执行，造成了人力和时间上的浪费。　
    智能建筑的系统集成。我国智能建筑市场初期，有自发、盲目及片面追求智能化的现象，目前已逐渐克服，采取了比较讲究实效、务实的态度。如智能建筑的系统集成，主要内容是以BA系统为主的自动化系统集成，使之达到环保和节能、便于管理的目的。至于BA系统与智能建筑中其它系统的联系，可以通过TCP/IP协议进行联系，实现信息资源的共享。近两年来，也有一些较成功的工程（如南京中信大厦、上海期货交易大厦等）实现了信息共享，避免了硬件的重复建设，节省了人力，取得了较好的效果。但离真正的IBMS还是有一段距离的，国内的大部分智能建筑可称为BMS阶段。现阶段主要的IBMS 集程度高的大厦也主要在韩国、日本、新加坡等地。我国建筑智能化，从最初独立的各子系统发展到系统集成，从准集成系统（BMS）发展到一体化集成（IBMS）的趋势。　
    目前国内大多数智能化集成技术比较高的建筑为数不多，即使所说的某某大楼已成功采用了IBMS，那也是仅仅在控制域里的集成，即关联平台，主要体现在系统的联动关系的实现功能上。如：楼宇自控系统与消防报警系统之间的联动、楼宇自控系统与安全防范系统的联动，消防报警系统与安全防范系统的联动，消防报警系统与紧急广播系统的联动，安防系统与停车场管理系统的联动，这种联动关系的系统功能的互补，通过联动充分发挥单一系统难以发挥的功能，实现的手段一般是通过RS232或RS485通信接口，这种集成也就是常说的BAS系统；没有达到我们所期待的IBMS集成的程度。　
    三．IBMS集成的目标　
    建筑智能化集成管理系统的总体目标为通过综合集成技术，构造一个通过信息环境联系该建筑物内的空间、能源、物流环境，即通过对建筑物内所有信息资源的采集、监视和共享以及对这些信息的整理、优化、判断，给建筑物的各级管理者提供决策依据和执行控制与管理的自动化；给建筑物的使用者提供安全、舒适、快捷的优质服务的一体化的综合控制与管理的实时智能系统，实现建筑物的高功能、高效率和高回报率。在网络架构里，集成系统是整个系统的核心，它以综合布线系统提供的数字信息通道为基础，并通过计算机网络通信设备、网络操作系统与其它子功能系统的信息接口，完成全局事件的综合性决策、控制、系统信息的集成管理。　
    楼宇自动化系统（BA）是集成管理系统的子系统，需要完成对建筑物内设备的控制与管理，为总体集成提供基础。集成管理系统指令空调、变配电、给排水、停车库、照明、门禁和巡更、音响和广播、防盗报警、送排烟风机等的信息采集和控制信号都集成到现场控制器，在网络上按照控制需要的传送路径调度各现场控制器所采集到的各子系统的各类信息。BA的现场控制器可模块化配置标准的TCP/IP网络协议、RS-485和RS-232接口，从而既保证了与下属设备的接口，也保证了与上层集成管理系统的接口。
    四．IBMS集成的设计原则　
    现代化的智能大楼集成化设计就是在一个系统平台上形成管理与综合集成管理系统（即IBMS）连通的各弱电系统，通过IBMS，将各个弱电子系统的数据相互交换，实现真正的互动力。　
    系统的设计遵循以下几个方面的原则：　 [Page]
    a)　实用性原则　
    根据大厦在日常管理中的设计要求来设定集成管理的内容，不考虑华而不实的桌面功能。
    b)　安全性原则　
    大厦是一幢商办型的综合性智能建筑，提供给入住客户一个充分安全的环境是首要的，这还包括大厦中的各类信息和系统的自身安全。
    c)　可扩展原则　
    系统的兼容性能强，可以灵活调整、增加功能或更新。
    d)　易维护原则　
    智能化系统是一项技术要求高且系统之间相互关系复杂的系统，因此，在系统维护上其难度大大高于一般的独立子系统，这样就会给系统今后的运作造成困难，因此，在系统设计中强调系统的易维护性，操作人员无需使用过多的专用的工具和仪器，保证系统的维护简单。　
    五．IBMS集成的关键问题　
    智能建筑系统集成的核心技术所在是在信息域上，即在一个共同的软件平台上实现各个集成子系统之间的信息交换、对各集成子系统实行统一的管理和监控。这主要体现在通过计算机局域网技术和开放式数据库技术实现不同系统所产生的数据的共享。这种共享首先应关注各集成子系统之间的互联性和互操作性问题，此外还应关注系统联动实现问题。也可以应用在历史数据的记录上，还可以应用在数据的综合分析和优化处理上，更强调数据的管理功能，因此是更高一个层面的集成，即 IBMS系统。　
    集成管理系统（IBMS）的出现，就能非常简便且可*地解决上述提出的问题。IBMS是智能化系统的总管家，它可以起到调度和控制的作用，严格来说，IBMS是一个纯软件的系统，不带任何设备（除主控计算机外）。虽然IBMS没有任何检测器，但它知晓智能化系统所属检测器的状态；IBMS没有任何DDC控制器直接受它的指令进行工作，而是通过各个智能化系统的中央系统执行工作，但是IBMS可以知晓受控设备的状态，同时可以控制任何想控制的设备，总而言之，只要智能化系统设备所具备的功能，IBMS都能实行，并能把各个智能化系统整合在一起，达到最大程度的数据共享和信息交换。这就是IBMS的真正含义。上面谈到的加班例子，如果通过IBMS受理，则只需把加班申请单录入到IBMS系统中去，然后确认一下，IBMS就可以自动地生成空调和照明的延长时间表，同时修改加班者的出入卡权限。各子系统之间的互联性和互操作性问题，这是一个多厂商、多协议、面向各种应用的体系结构，需要解决各类设备、子系统之间的接口、协议、系统平台、应用软件、建筑环境、运行管理等各类面向集成的问题。能否方便、灵活地接入各种差异极大的子系统，是BMS系统软件设计和实现时的一个重要问题，这个问题解决得好，会给系统带来极大的适应性。　
    在控制域集成时，以楼宇自控系统为集成核心，要求第三方设备厂家通过其通讯协议，可以实现与安全防范系统、消防报警系统、停车库管理系统等系统的集成，而在信息域中，为保证系统的可实现性，系统在网络结构、数据结构、数据访问形式三个方面为系统集成提供了可*的保证。　
    ·系统分为实时控制网络和管理网络，管理网络采用B/S　(Browser-Server)　结构，使客户端的软件配置非常简单。　
    ·数据库管理系统使用开放型关系数据库。
    ·选用可以访问关系型数据库的Web　Server。　
    这里我们着重强调了系统实现的三大要素，即：B/S技术，开发数据库和Web　Server。这三大要素既代表了当前科学技术的先进的水平。　
    在世界信息技术和建筑智能化的发展过程中，从客户智能建筑集成的真正需求出发，采用目前成熟的Internet和Opc等先进实用的支撑技术，开发出智能化集成(IBMS)软件，并提供建筑智能化各个子系统完好的连接，通信。
    六．结束语　
    现代化的智能大厦系统集成（IBMS）应充分运用现代电子信息技术、计算机技术和通信高科技技术，实现对楼宇的设备、通讯、办公、自控等多方面自动化的有机结合，实现信息共享，统一管理，操作使用简洁协调，发挥IBMS应有的功能。建设好一幢先进、高效、多功能、多用途的现代化大楼对节约人员、节省维护费用，提高工作效率，节约培训费用等各方面是有显而易见的成效的。　
    如今，国内IBMS集成技术尚未成熟，我们期待不久的将来将有更好的IBMS系统投入市场，并成功运行，真正实现整幢大厦的全智能化。