徐 瓊，付慧敏，何之倬，戚忠賢（國(guó)網(wǎng)上海市電力公司青浦供電公司， 上海 201700）

樓宇監(jiān)控是一個(gè)智能樓宇的綜合系統(tǒng)不可或缺的一部分，主要是對(duì)建筑樓宇內(nèi)的各種能源設(shè)備運(yùn)行使用、環(huán)境及設(shè)施情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便提供一個(gè)安全、高效、舒適、綠色的辦公和生活環(huán)境。

1 智能樓宇的概念

智能樓宇主要是指通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)相結(jié)合的手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑樓宇內(nèi)的變配電、空調(diào)、照明、電梯、視頻等系統(tǒng)的監(jiān)控進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，并對(duì)信息資源進(jìn)行管理，為用戶提供信息服務(wù)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)建筑最大程度的節(jié)能優(yōu)化，為建筑樓宇內(nèi)的用戶創(chuàng)造一個(gè)高效、節(jié)能和具有一定經(jīng)濟(jì)效益的智能居住環(huán)境[1]。

2 智能樓宇綜合監(jiān)控系統(tǒng)的組成

智能樓宇綜合監(jiān)控是目前國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍包括變配電、空調(diào)、照明、電梯、視頻等系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行控制， 這些應(yīng)用又是由一套具有相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)備物理架構(gòu)和軟件系統(tǒng)共同組成的[2]。

2.1 物理架構(gòu)

從基本技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，監(jiān)控設(shè)備的整體硬件基礎(chǔ)架構(gòu)主要包括感知層、協(xié)議層、物聯(lián)體系、數(shù)據(jù)中心、平臺(tái)應(yīng)用，這些組成部分又分別包含不同功能型號(hào)的具體設(shè)備。物理架構(gòu)說(shuō)明如下。

（1）感知層：通過(guò)先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，傳感器、智能儀表實(shí)現(xiàn)電、水等信息和數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入，為智能樓宇綜合監(jiān)控提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

（2）協(xié)議層：智能儀表、傳感器、可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller,PLC） 等設(shè)備協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸。

（3）物聯(lián)體系：建設(shè)統(tǒng)一平臺(tái)，完善支撐網(wǎng)絡(luò)，保證通信網(wǎng)安全可靠，方便運(yùn)維。

（4）數(shù)據(jù)中心：將能源網(wǎng)采集的各個(gè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的歸類(lèi)、歸集和關(guān)聯(lián)性分析，并按照業(yè)務(wù)要求利用數(shù)據(jù)挖掘、分析等技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析和利用。

（5）平臺(tái)應(yīng)用層：實(shí)現(xiàn)能源調(diào)度與監(jiān)控、能量平衡管理、能源運(yùn)營(yíng)管理 3 部分內(nèi)容，從 3 個(gè)層次提升整個(gè)用能系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.2 軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)正常工作運(yùn)行的信息管理技術(shù)是基于數(shù)據(jù)信息管理和多種綜合系統(tǒng)相互設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)在運(yùn)行中不斷實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際開(kāi)發(fā)推廣過(guò)程以及應(yīng)用中，可以通過(guò)軟件等多種形式將樓宇能源數(shù)據(jù)監(jiān)控信息管理軟件系統(tǒng)、電力數(shù)據(jù)監(jiān)控信息管理軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)信息泄露監(jiān)控和視頻監(jiān)控等進(jìn)行各種深度綜合應(yīng)用，在專(zhuān)家系統(tǒng)不斷完善的實(shí)際應(yīng)用情形下，減少由于專(zhuān)家系統(tǒng)正常工作運(yùn)行中因缺陷存在所致的風(fēng)險(xiǎn)行為而使管理對(duì)象判斷力強(qiáng)和控制功能不足的現(xiàn)象，出現(xiàn)信息泄露誤報(bào)等其他負(fù)面影響管理問(wèn)題[3]。

軟件系統(tǒng)功能包括以下幾點(diǎn)。

（1）能源管理。對(duì)配電網(wǎng)電力、暖通空調(diào)等系統(tǒng)用能數(shù)據(jù)進(jìn)行全拓?fù)溥\(yùn)行監(jiān)控，計(jì)量采集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多維度分析功能，為管理人員對(duì)用能情況進(jìn)行掌握和分析助力，對(duì)減少能源損耗，提高用戶能源使用效率有著重要意義。

（2）能效評(píng)價(jià)。平臺(tái)對(duì)建筑內(nèi)不同用戶類(lèi)型建立各種維度的指標(biāo)體系，采用曲線、圖表等多種方式直觀地展示建筑能源使用單耗情況，并以國(guó)家、行業(yè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)各類(lèi)的節(jié)能目標(biāo)值作為評(píng)價(jià)參考值進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)評(píng)價(jià)體系生成評(píng)價(jià)結(jié)論，實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇各單位的能源使用指標(biāo)、實(shí)際使用數(shù)據(jù)展示與能效評(píng)價(jià)排名，方便對(duì)用戶進(jìn)行能源績(jī)效考核管理，較好地促進(jìn)用戶改善用能習(xí)慣。

（3）設(shè)備管理。建立完整的設(shè)備基礎(chǔ)檔案，包括用能設(shè)備、配電網(wǎng)設(shè)備、計(jì)量與采集設(shè)備等的檔案，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理、臺(tái)賬管理、設(shè)備缺陷故障管理及試驗(yàn)記錄管理等功能，便于運(yùn)維人員對(duì)設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行有效錄入、整理和查詢(xún)，提高工作效率，使設(shè)備在全生命周期內(nèi)的運(yùn)行維護(hù)得到保障。

3 設(shè)計(jì)原則

（1）先進(jìn)技術(shù)原則。先進(jìn)技術(shù)原則主要體現(xiàn)在工業(yè)智能化和信息化 2 個(gè)技術(shù)方面，因?yàn)椴捎孟冗M(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息設(shè)備的綜合應(yīng)用[4]。①系統(tǒng)智能化主要特點(diǎn)體現(xiàn)在系統(tǒng)及硬件設(shè)備配置方面，即系統(tǒng)需要配置具備智能特征的一些和硬件設(shè)備，同時(shí)必須配備具有良好的自動(dòng)通信控制能力和自動(dòng)故障報(bào)警自動(dòng)檢測(cè)處理能力、自動(dòng)故障報(bào)警處理能力等的硬件設(shè)備。②信息化主要目的是通過(guò)采用計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)，以盡快實(shí)現(xiàn)大型智能公寓樓宇的信息化以及監(jiān)控信息管理等目標(biāo)。

（2） 穩(wěn)定管理原則。樓宇穩(wěn)定管理原則主要是為了保證樓宇自動(dòng)化監(jiān)控的穩(wěn)定正常運(yùn)行。

（3）硬件升級(jí)售后維護(hù)使用原則。在工業(yè)樓宇系統(tǒng)硬件選擇和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)使用過(guò)程中,需要充分綜合考慮到系統(tǒng)的后期維護(hù)升級(jí)和售后維護(hù)使用問(wèn)題，主要體現(xiàn)在硬件和系統(tǒng)軟件的升級(jí)維護(hù)和系統(tǒng)升級(jí) 2 個(gè)主要方面。①軟件維護(hù)升級(jí)。實(shí)施系統(tǒng)的軟件維護(hù)升級(jí)工作是勢(shì)所必須的，隨著系統(tǒng)軟件的不斷升級(jí)，自動(dòng)化監(jiān)控軟件得到了重大更新和不斷完善，使系統(tǒng)的操作更加方便。②便于硬件的日常維護(hù)和軟件升級(jí)。由于其中的自動(dòng)化特性，在設(shè)計(jì)時(shí)期所采用的硬件設(shè)備大多為一種模塊化硬件，如此方便系統(tǒng)的日常維護(hù)和硬件升級(jí)。

4 自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在智能樓宇中的應(yīng)用

4.1 變配電系統(tǒng)

建筑樓宇中的變配電及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要以監(jiān)視為主，各類(lèi)控制、保護(hù)及聯(lián)動(dòng)功能一般在各開(kāi)關(guān)柜、變壓器、配電箱內(nèi)部實(shí)現(xiàn)或由人工就地控制。

智能化樓宇的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足供電安全、可靠，管理、計(jì)量和維護(hù)方便的要求。

無(wú)論是樓宇自控系統(tǒng)直接監(jiān)控還是采用專(zhuān)業(yè)能源管理系統(tǒng)監(jiān)控，變配電及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)仍然是集散控制系統(tǒng)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接各傳感器、變送器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送入上位機(jī)后進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視、管理。

4.2 空調(diào)系統(tǒng)

建筑空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括對(duì)空調(diào)管道供回水溫度、壓力、流量、室外溫濕度，以及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，空調(diào)設(shè)備故障進(jìn)行實(shí)時(shí)上報(bào)，并且，可根據(jù)系統(tǒng)整體運(yùn)行情況對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能策略調(diào)控，包括空調(diào)設(shè)備啟停控制、機(jī)組加減載控制、水泵自動(dòng)控制、主機(jī)出水溫度調(diào)節(jié)等，實(shí)現(xiàn)減少空調(diào)系統(tǒng)能耗的目的。

4.3 照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)監(jiān)控的目的是對(duì)樓宇照明系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)最佳照明方案并能節(jié)約電量，包括：根據(jù)照度傳感器對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)光，根據(jù)不同的照明預(yù)設(shè)模式（時(shí)間、場(chǎng)景、區(qū)域、天氣）進(jìn)行模式切換，對(duì)照明回路進(jìn)行巡檢及查看回路開(kāi)關(guān)狀態(tài)等功能。

智能樓宇綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)照明控制系統(tǒng)的全面監(jiān)控，以分區(qū)域管理的模式對(duì)各個(gè)設(shè)備的使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)，確保樓宇照明系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.4 電梯系統(tǒng)

樓宇智能電梯管理是指采集電梯運(yùn)行過(guò)程中電梯運(yùn)行實(shí)時(shí)速度信息、電梯所在的樓層信息、電梯起/停/運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的集中監(jiān)測(cè)，推進(jìn)精細(xì)化管理，提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率。通過(guò)智能監(jiān)控方案，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯設(shè)備的遠(yuǎn)程管理、設(shè)備歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)分析、設(shè)備生命周期管理，以便及時(shí)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行方式，降低能耗支出。

4.5 視頻系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)以智能監(jiān)控平臺(tái)為依托，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)建筑視頻監(jiān)控進(jìn)行整合，使建筑管理者、用戶和各種智慧系統(tǒng)形成各種形式的信息交互，以達(dá)到方便快捷的管理目的。

通過(guò)智能樓宇綜合監(jiān)控系統(tǒng)與所連接的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息交互，聯(lián)動(dòng)預(yù)案處理以及綜合監(jiān)視管理業(yè)務(wù)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)信息資源庫(kù)，實(shí)現(xiàn)智慧視頻監(jiān)控管理。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著智能信息技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合監(jiān)控系統(tǒng)在智能樓宇中的廣泛應(yīng)用越來(lái)越重要。智能樓宇綜合監(jiān)控系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了建筑智能化的控制流程管理，為整個(gè)樓宇的智能性建設(shè)準(zhǔn)備了一個(gè)基礎(chǔ)性質(zhì)的工作，同時(shí)為提出和創(chuàng)造高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的生活環(huán)境等做出了積極貢獻(xiàn)。