1、概述

　　智能建筑的集成管理系統(tǒng)，是把建筑物內若干個既相互獨立，又相互關聯(lián)的系統(tǒng)，包括通信網絡系統(tǒng)CNS、信息系統(tǒng)IS、樓宇設備自動化系統(tǒng)BAS、火災自動報警系統(tǒng)FAS、安全防范系統(tǒng)SAS等等，通過集成到一個統(tǒng)一的、協(xié)調運行的系統(tǒng)中，實現(xiàn)建筑物設備的自動檢測與優(yōu)化控制，實現(xiàn)信息資源的優(yōu)化管理和共享，為使用者提供最佳的信息服務，創(chuàng)造安全、舒適、高效、環(huán)保的工作、生活環(huán)境。

　　智能建筑集成管理系統(tǒng)(Building Management System)是以分布式信息與控制理論為基礎而設計的計算機分布式系統(tǒng)，它綜合利用了現(xiàn)代計算機技術(Computer)、現(xiàn)代控制技術(Control)、現(xiàn)代通信技術(Communication)和現(xiàn)代圖形顯示技術(CRT)，即所謂4C技術。BMS是智能建筑最為關鍵的神經系統(tǒng)，它需要解決多個復雜系統(tǒng)以及多種控制協(xié)議之間的互聯(lián)性和互操作性問題。

　　在2000年頒布的國家標準《智能建筑設計標準GB/T50314-2000》中正式提出了“智能化系統(tǒng)集成”的設計要求。智能建筑系統(tǒng)集成可進一步集成辦公自動化系統(tǒng)OAS，物業(yè)管理系統(tǒng)MIS，視頻會議系統(tǒng)，CRM，ERP系統(tǒng)，與建筑物相關的應用信息系統(tǒng)等“純” IT系統(tǒng)，實現(xiàn)更高層次的集成建筑管理系統(tǒng)(IBMS)。

　　在2006底并于2007年起實施的《智能建筑設計標準GB/T50314-2006》中有關于建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)(IIS)的描述：IIS建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱IIS系統(tǒng))是指通過計算機網絡和控制網絡技術，將不同功能的建筑智能化系統(tǒng)，通過統(tǒng)一的綜合信息平臺實現(xiàn)集成，以形成具有信息匯聚、資源共享及優(yōu)化管理等綜合功能的系統(tǒng)。

　　圖 1?1,建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)圖

　　根據招標文件要求及業(yè)主具體需求分析，本次工程集中管理系統(tǒng)集成的主要任務是完成一、二層次的BMS集成，即實現(xiàn)智能建筑的弱電系統(tǒng)集成，從而能為更高層次的一體化集成打好基礎，在滿足統(tǒng)一管理弱電系統(tǒng)的同時，在軟件架構上、數據標準上采用先進的架構，能夠滿足未來實施一體化IBMS集成的需求。

　　2、系統(tǒng)集成設計目標

　　現(xiàn)代智能化樓宇包含樓宇自動化系統(tǒng)、消防自動化系統(tǒng)、出入口控制及門禁系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明管理系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、綜合布線管理系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、變配電管理系統(tǒng)、公共廣播及背景音樂系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、公共及業(yè)務信息顯示系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)等十余個專業(yè)的子系統(tǒng)，這其中包括多層網絡結構的傳統(tǒng)控制域子系統(tǒng)，也包括以數據庫應用為核心的IT管理信息系統(tǒng)，由于技術和市場的原因，各子系統(tǒng)大多采用專有的通訊協(xié)議實現(xiàn)內部的數據傳遞，軟件架構采用封閉的模型，對外缺乏符合國際標準的第三方接口，造成了各子系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)信息的共享更談不上聯(lián)動、互操作了。這種現(xiàn)狀顯然不能滿足現(xiàn)代化樓宇綜合管理水平的要求，現(xiàn)代建筑物所面臨的各種情況客觀上要求各子系統(tǒng)在全局性管理預案的指導下，有條不紊的執(zhí)行各種復雜的指令動作，充分發(fā)揮1+1>2的系統(tǒng)集成合力。具體需求可以概括為以下幾條：

　　(1)信息共享：

　　這種信息不僅包括各子系統(tǒng)之間需要交互的各種實時狀態(tài)信息、聯(lián)動信息、用戶權限管理信息，還包括收集管理用戶、物業(yè)管理需要的業(yè)務和辦公自動化用的各類信息(數據、圖文、音像等)，還有來自外部(如Internet 網)的各類信息、數據、圖文、音像等，通過收集整理、建成一個共享信息庫，供用戶和物業(yè)管理人員隨時調閱察看。

　　(2)全轄區(qū)弱電系統(tǒng)的集中監(jiān)視

　　高層次的管理人員需要對負責的各子系統(tǒng)的運行狀況有直觀的了解，卻不可能在一臺電腦上同時運行各個子系統(tǒng)的客戶端，即便能夠安裝大量的客戶端程序，針對高層次管理人員來說，普通的系統(tǒng)控制客戶端含有大量高層管理所不需要的冗余信息，同時包含專業(yè)性很強的控制參數設定功能，這就大大降低了高管獲取必要信息的效率，也增大了誤操作的可能性。所以，從提升樓宇物業(yè)管理水平的角度出發(fā)，迫切需要為物業(yè)管理技術總負責人或者企事業(yè)單位工程部總監(jiān)提供一種能夠以統(tǒng)一的圖形界面方式展現(xiàn)所有子系統(tǒng)重要信息的軟件工具。

　　(3)統(tǒng)一的報警、故障信息管理

　　在各子系統(tǒng)分散管理、控制的情況下，各種報警、設備故障信息只能到達本系統(tǒng)操作員層次，逐級上報和向其它子系統(tǒng)通報報警或故障信息只能采用人工模式，依賴于人員素質和管理流程，這就造成瞞報或漏報現(xiàn)象，增加了潛在的事故隱患。所以，XXX工程需要在集成平臺上部署針對各個子系統(tǒng)的集中報警管理功能，將各系統(tǒng)分級別的報警信息在實時傳遞到本系統(tǒng)值班操作員的基礎上，同時以多種方式、實時地傳送到上級管理人員、其它相關子系統(tǒng)管理人員、甚至是遠在異地的廠商維護人員處，并提供報警處理功能，系統(tǒng)具備人工智能，根除相應的處理預案，指導管理人員具體處理報警信息。

　　(4)系統(tǒng)聯(lián)動以及全局預案配置

　　在子系統(tǒng)分散管理、運行模式下，系統(tǒng)間的聯(lián)動完全依賴于硬件方式，上述方式具有很大局限性，例如安防系統(tǒng)CCTV探頭的移動偵測報警與相關區(qū)域的照明控制系統(tǒng)，消防系統(tǒng)煙感探頭報警與相關的CCTV探頭。而上述跨系統(tǒng)聯(lián)動功能的實現(xiàn)能夠大大降低事故所造成損害，并降低管理的人力、物力成本。所以，大樓的集中管理集成需要提供一種靈活的聯(lián)動觸發(fā)配置工具，使得各個子系統(tǒng)能夠實現(xiàn)在某一特定場景下的互聯(lián)、互操。

　　(5)信息的處理與分析

　　在子系統(tǒng)分散管理、運行模式下各個子系統(tǒng)都擁有自己的數據庫，各自擁有本系統(tǒng)相關的歷史數據訪問和分析功能，隨著節(jié)能要求的日益緊迫以及對于管理水平不斷提高的大前提下，如何通過管理手段降低空調和照明這兩項最大的能源開支?新的管理流程是必要建立在對既往運行數據的科學分析之上，這就要求XXX工程的集成平臺要能夠提供針對各子系統(tǒng)數據的抽取、挖掘以及分析功能。

　　本集成管理系統(tǒng)能夠實現(xiàn)工程現(xiàn)場的機電設備、火災及安全信息資源的采集、存儲和共享，能為本工程今后的管理提供先進的手段、科學的信息依據，能為領導和職工提供高效、優(yōu)質服務。

　　通過規(guī)范設備管理程序，實現(xiàn)各子系統(tǒng)的功能聯(lián)動、集中管理和信息共享。

　　通過優(yōu)化設備的運行控制，降低運行成本，合理節(jié)省能源。

　　確保設備安全可靠運行，全面提升XXX工程的消防及安全、樓宇設備管理和通訊管理等方面弱電管理的服務水平。

　　我們設計的集成管理系統(tǒng)就是要對轄區(qū)內所有建筑設備，以及建筑物內的應用信息系統(tǒng)進行全面有效的監(jiān)控和管理，確保XXX工程建設工程內所有設備處于高效、節(jié)能、最佳運行狀態(tài)，并提供一個安全、舒適、快捷的工作環(huán)境。

　　3、系統(tǒng)集成總體框架圖

　　ez IBS智能建筑集成管理系統(tǒng)采用J2EE技術路線，包含一組部署在ez ONE業(yè)務基礎平臺之上的應用組件，可通過J2EE/WebServices架構與同方ez ONE業(yè)務基礎平臺融合成為一個獨立于智能建筑系統(tǒng)廠商的平臺，能夠將樓宇內各種智能化子系統(tǒng)的信息資源匯集到一個平臺之上，以統(tǒng)一的方式展現(xiàn)，所有的文件和信息都盡可能采用XML標準表達和描述，通過對資源的收集、分析、傳遞和處理，從而對整個大廈進行最優(yōu)化的控制及決策支持，達到高效、節(jié)能、經濟、協(xié)調的運行狀態(tài)。整套系統(tǒng)可支持多種操作系統(tǒng)。

　　ez IBS集成管理系統(tǒng)采用基于J2EE的三層架構和“瀏覽器”+“服務器”+“網絡”的系統(tǒng)結構，如圖 2?1

　　圖 2?1，集成平臺軟件架構圖

　　從軟件功能上劃分為四層：

　　第一層：人機接口層，用于各級操作員對系統(tǒng)的監(jiān)視和操作，包括一般用戶和管理員用戶，有線與無線(包括PDA、手機、POS)界面，本次集成的用戶界面層采用標準的瀏覽器，這一層次主要通過ez ONE業(yè)務基礎平臺的實時門戶實現(xiàn)，支持個性化的用戶界面，并包括一系列通用組件如用戶權限、內容管理、通用查詢、報表等。監(jiān)控組態(tài)由支持先進的SVG(Scalable Vector Graphics)矢量圖標準的ez HMI工具組件生成。

　　第二層：業(yè)務邏輯層，提供第一層的用戶界面所需的經邏輯處理后的所有數據實現(xiàn)業(yè)務功能。業(yè)務邏輯層將被封裝成很多業(yè)務組件。

　　業(yè)務邏輯層主要采用接口隔離的設計方法，保證組件的內部修改不影響應用系統(tǒng)的其他層次。同時業(yè)務組件還可以以Web Services的方式橫向為第三方系統(tǒng)提供服務，以利于與第三方軟件的集成。

　　第三層：數據管理層，提供系統(tǒng)運行所需數據的存儲管理、備份、遷移等支持。它包括數據庫和文件系統(tǒng)，數據庫主要存儲業(yè)務數據，文件系統(tǒng)主要存貯系統(tǒng)配置數據。

　　第四層：數據通訊層(接口層)，專用于數據采集和與外部系統(tǒng)或設備的數據交換，執(zhí)行必要的協(xié)議轉換。如圖 2?2

　　圖 2?2，集成系統(tǒng)層次圖

　　4、系統(tǒng)集成網絡結構

　　網絡平臺是ez IBS集成系統(tǒng)運行的基礎，

　　圖 2?3，集成系統(tǒng)網絡結構圖

　　ez IBS支持各中建筑智能化系統(tǒng)主流接口標準，包括但不限于下列接口標準OPC，DDE，RS232/RS485，LonWorks，BACnet，Socket等。

　　5、數據庫設計

　　ez IBS集成系統(tǒng)包含一套兼具實時數據庫功能的關系型數據庫，具有實時、分布、事件驅動和遠程在線下裝的特點，一方面數據庫針對大量信息點的實時數據進行存貯、管理，另一方面要為實時監(jiān)控應用模塊、歷史數據訪問模塊、綜合報警模塊提供信息源，各子系統(tǒng)的數據庫保持獨立，以OPC、JDBC方式與集成系統(tǒng)數據庫交互數據，這種物理上的獨立，體現(xiàn)了“集中管理、分散操作”的設計原則。集成數據庫與子系統(tǒng)數據庫通過同步或異步的方式實現(xiàn)數據一致。

　　集成系統(tǒng)可根據客戶需求選擇多種產品，數據庫系統(tǒng)可采用免費的系統(tǒng)如mySQL, PostgreSQL等，其他開放源代碼如Tomcat 應用服務器也可采用。也支持微軟的SQL SERVER數據庫系統(tǒng)和高端的Oracle數據庫系統(tǒng)。

　　智能建筑集成系統(tǒng)集成各子系統(tǒng)的關鍵是如何解決差異性極大的子系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和互操作性。ez IBS系統(tǒng)內含一套ez Gate通用數據網關，它屏蔽了各控制系統(tǒng)物理設備的差異性，使ez IBS通過統(tǒng)一的接口訪問現(xiàn)場設備數據。如圖 2?4所示

　　圖 2?4，數據網關示意圖

　　ez IBS通過一個開放的、統(tǒng)一的標準化控制網關(ez Gate)和各種現(xiàn)場總線為基礎的控制系統(tǒng)集成網絡進行集成，可根據不同弱電子系統(tǒng)的特點用不同方式與第三方控制系統(tǒng)直接集成訪問，其中針對大多數控制系統(tǒng)采用OPC標準協(xié)議進行通訊，針對個別實時性要求較高的系統(tǒng)，不經由第三方控制上位機軟件系統(tǒng)(如EBI、TAC Vista、同方易視、西門子消防控制軟件)，以最高效率的形式訪問/控制底層硬件，即面向各種控制系統(tǒng)的上位機集成控制通訊網關。如圖 2?5所示：

　　圖 2?5，接口示意圖

　　數據網關本身是按COM(組件對象模型)設計思想所設計，其本身的每一個重要功能都是以組件形式存在;將各種通訊接口以驅動(插件)安裝的形式集合在通用通訊網關中，以統(tǒng)一的XML數據格式為ez IBS提供數據通訊服務，同時也對ez IBS提供通用報警服務支持。并且可通過對外擴展訪問接口(如OpcServer，WebServices)，為其它系統(tǒng)提供數據通訊服務。