（系統(tǒng)工程專業(yè)論文）現(xiàn)代智能建筑模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)IBFNNC研究.pdfVIP

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 摘要 智能建筑( i n t e l l ig e n tb u i l d i n g ) 系統(tǒng)是一個集成的系統(tǒng)，目前 的i b 系統(tǒng)跨子系統(tǒng)集成存在三個問題： ( 1 ) 子系統(tǒng)集成依賴硬件設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)：( 2 ) 跨子系統(tǒng)集成的控制 算法采用單一閾值控制算法，難以達(dá)到復(fù)雜的控制要求：( 3 ) 系統(tǒng)集成 缺少對復(fù)雜大系統(tǒng)進(jìn)行分析處理的理論依據(jù)，使目前的i b 系統(tǒng)集成只 能停留在子系統(tǒng)內(nèi)部集成的狀態(tài)。 針對以上問題，本文提出了在i b 控制領(lǐng)域利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 ( i b f n n c ) 系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成的新思想和新方法。本文主要內(nèi)容和貢 獻(xiàn)包括： 提出了i b 系統(tǒng)集成框架結(jié)構(gòu)和集成優(yōu)化模型：對i b 控制系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)進(jìn)行了理論分析，在此基礎(chǔ)上提出了將復(fù)雜的控制關(guān)系分解成為多 數(shù)小型控制器簡單有效的組合方法，解決了大系統(tǒng)分解降維問題；利 用i b f n n c 單元完成控制器的計算任務(wù)，使系統(tǒng)可以完成復(fù)雜的控制 功能，并具有學(xué)習(xí)能力；提出i b 系統(tǒng)f n n c d a t a b a s e 模型。 論文研究按以下技術(shù)路線進(jìn)行t 探討i b 系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出i b 系統(tǒng)集成框架結(jié)構(gòu)和集成優(yōu)化模型； 以實(shí)際工程項目一賽格廣場的控制系統(tǒng)為研究對象，研究將一個復(fù)雜 高維控制關(guān)系分解成多個小型控制器組合的方法：探討了二輸入單輸 出的l b f n n c 控制單元的結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)方法；研究基于i b f n n c 1 ) a v a b a s e 模型的i b f n n c 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，和將多個控制單元重新組成完整的i b 控制系統(tǒng)的方法；在、實(shí)際應(yīng)用環(huán)境一一賽格工業(yè)園進(jìn)行仿真試驗，得到 完整的仿真試驗結(jié)果。、 f 關(guān)鍵詞：智能建筑系統(tǒng)集成多且標(biāo)優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊邏輯分 布式控制 第v頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 a b s t r a c t in t e l l ig e n tb u i l d i n g ( i b ) isa ni n t e g r a t e ds y s t e m p r e s e n t l y ， t h r e eiss u e si nin te r s u b s y s t e min t e g r a t i o na r e ： i n t e r s u b s v s t e mi n t e g r a t i o nd e p e n d s o nt h ei n t e r f a c eo f s y s t e md e v ic e s s in 9 1et h r e s h o ldc o n t r o la lg o r i t h mu s e din in te g r a t i o nc a n tm e e tc o m p l ic a t e dc o n t r 0 1d e m a n d s y s t e m s i n t e g r a t io n1 a c k st h e o r i e s f o ra n a ly s isa n d p r o c e s s i n g ， s o p r e s e n ti bin t e g r a t io niss t i l l s t a y i n g inin t e r n a lin t e g r a t io n o fa s u b s y s t e m t h is p a p e rp r o p o u n d sas y s t e min t e g r a t i o nt h e o r yu s in gf u z z y n e u r a ln e t w o r k sc o n t r 0 1s y s te mini bc o n t r o lf ie 1d t h em a j o rc o n t e n t a n dc o n t r i b u t i o no ft h ed i s s e r t a t i o ni n c l u d e ： l o d g ei b s y s t e mi n t e g r a t i o n f r a m ea n d i n t e g r a t i o n 0 p t i m iz a t i o nm o d e l( i b1 0 m ) t h e o r e t i c a l lya n a l y z e t ot h e s t r u c 。t u r eo fi bc o n t r o l s y s te m ，d e c o m p o u n dc o m p l e xc o n t r o l r e l a t io n s h i pin t om a n ys m a l ls c a lec o m b in e dc o n t r 0 1 1 e r s ，s 0 1v e s t h eb ig s y s t e md e c o m p o u n d e da n d d i m e n s io nlo w e r e d p r o b l e m e x e c u tec a lc u l a t io na s s i g n m e n to fc o n t r 0 1 1e rw j t hi b f n n cu n i t ， t a k es y s t e mf u l f i lac o m p le xc o n t r o l t a s k ， b r in g s y s t e m le a r n i n g a b ilit v a n dm a d et h ei b f n n c d a t a b a s em o d e l i nt h is d i s s e r t a t i o n ，f o l l o w i n gr e s e a r c ha p p r o a c h e sa r ea d o p t e d ： l o d g ei bi o ma f t e rs t u d yt h ec h a r a c t e r so fi bs y s t e m r e g a r d ar e a l p r o j e c t ， i bc o n t r o l s y s t e mo fs e gp l a z a ， a sar e s e a r c h o b j e c t ， in v e s t i g a t e t h ew a yt h a t d e c o m p o u n d ac o m p le xc o n t r 0 1 r e l a t i o nt o m a n y s m a l ls c a lec o m b in e dc o n t r 0 1 1e r s p r o b ein t o s tr u c t u r ea n dle a r n i n ga l g o r i t h mo fi b f n n cu n i t h a v i n gd o u b le in p u tsa n d s i n 9 1 e o u t p u t r e s e a r c ht h ea c h ie v e m e n to fi b f n n c s y s t e mb a se d o ni b f n n c d a t a b a s em o d e l ，a n dt h ew a yt h a tc o m d o u n d t h eo r i g in a l i bc o n t r o l s y s t e mw i t hm a n yc o m b i n e dc o n t r o l le r s s i m u la t i o na n dt e s ti na n a p p l ic a t i o ns i t u a t io n ：s e g i n d u s t r v g a r d e n ，g e t f in a ls i m u l a t io n r e d o r ts k e y w o r d s ：i n t e i g e n tb u d i n g ，m u i t i p l ec r i t e r i ao p t i m i z a t i o n ，s y s t e m i n t e g r a 蚰o n ，n e u r a in e t w o r k s ，f u z z yi o g i c ，d i s t r i b u t e dc o n t r o 第v i頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 序 現(xiàn)代社會的發(fā)展和高科技的進(jìn)展使傳統(tǒng)的建筑技術(shù)發(fā)生了巨大的變 化，營造一種適合人們需求的高品質(zhì)生活環(huán)境和高效率工作環(huán)境的新 建筑“智能建筑”，已成為當(dāng)前國內(nèi)外工程界關(guān)注的熱點(diǎn)。 智能建筑的興建是現(xiàn)代信息化社會的需要，它是建筑工程技術(shù)與電 子信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，也是建筑功能向多元化發(fā)展的結(jié)果。智能 建筑在世界上首次出現(xiàn)至今雖僅十余年，但其蓬勃發(fā)展與功能目臻完 善的趨勢已令世人矚目。它的發(fā)展已是一個國家、地區(qū)乃至一個城市 科技水平、經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的綜合反映和重要標(biāo)志之一。 從8 0 年代末國內(nèi)接觸到“智能建筑”這個概念開始，智能建筑的 建設(shè)在國內(nèi)就飛速發(fā)展起來。迄今為止幾乎所有的建筑都自詡為智能 建筑，或者要建成為有“3 a ”或“5 a ”標(biāo)準(zhǔn)的智能建筑。據(jù)建設(shè)部的 遠(yuǎn)景規(guī)劃，到2 0 1 0 年，我國城鄉(xiāng)新建住宅將達(dá)l5 0 億平方米，公共和 工業(yè)建筑及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，將為建筑業(yè)提供廣闊的市場，同時也為 智能建筑的發(fā)展提供廣闊的舞臺。 9 7 年國內(nèi)第一部地方標(biāo)準(zhǔn)智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)在上海發(fā)布，接 著建設(shè)部發(fā)布了建設(shè)【19 9 7 2 9 0 號文件建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計管理 暫行規(guī)定，9 b 年江蘇省建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、深圳市建筑智 能化系統(tǒng)等級評定方法的執(zhí)行，到9 9 年重慶市建筑智能化系統(tǒng)工 程建設(shè)管理規(guī)定的出臺，前后只有兩年的時間。在短時期內(nèi)出臺了 這么多的政策性法規(guī)和指導(dǎo)性文件反映了政府對于這個行業(yè)的重視， 也從另一個側(cè)面反映了這個行業(yè)的繁榮。 智能建筑的發(fā)展符合國家經(jīng)濟(jì)政策的需要。近幾年國家把大力發(fā)展 建筑業(yè)作為刺激消費(fèi)、改善經(jīng)濟(jì)環(huán)境的重要手段，并以城鄉(xiāng)居民住房 改革來促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。這項宏觀調(diào)控的政策已取得初步的成效， 也將大大的刺激智能建筑特別是智能住宅的發(fā)展。 19 9 9 年6 月2 3 日至2 9 目，國際建筑師協(xié)會第2 0 屆世界建筑師大 會和國際建筑師協(xié)會第2 1 次代表會議在北京召開。在這次會議中，重 新賦予人類居住環(huán)境“住宅”新的含義?！白≌辈粌H意味著房子，也 包括住房所處的內(nèi)外環(huán)境，還涉及建材物品的生產(chǎn)制造過程。住宅建 設(shè)的發(fā)展把“人的需要”又推回到一個最原始的起點(diǎn)上一人的“生存” 需要：陽光、空氣、水、動植物 下個世紀(jì)的住宅設(shè)計及小區(qū)規(guī)劃，將會做到以人為核心，塑造更優(yōu) 美的室外環(huán)境，符合人的生活軌跡。功能合理，讓居住者能在其中方 便、安全、衛(wèi)生、舒適地生活。住宅內(nèi)部房間齊全、動靜分開、潔污 分離、主要居住的房間陽光充足，各種設(shè)施齊全，能滿足節(jié)能的要求。 同新月異的信息科學(xué)技術(shù)促使住宅向智能化方向發(fā)展。如用戶智能 控制器，具有三表讀數(shù)和報警功能；用戶可視對講機(jī)，有效杜絕無關(guān) 人員進(jìn)入各單元樓；聲控、光控照明系統(tǒng)，控制電源自動開關(guān)；v o d 第 l頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 視頻點(diǎn)播，可在家中點(diǎn)播影視歌曲節(jié)目；智能網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上購物、家 庭辦公、證券交易、遠(yuǎn)程醫(yī)療、家庭教育等。智能化住宅充分利用現(xiàn) 代化4 c 一一計算機(jī)、通訊與網(wǎng)絡(luò)、自控、c r t 監(jiān)視技術(shù)，通過有效智 能傳輸，將安防與多元信息服務(wù)等用智能化綜合布線進(jìn)行系統(tǒng)集成。 這次國際建筑師大會給世界和中國一個深刻的提醒：未來的建筑發(fā) 展方向是：智能、綠色、節(jié)能。 i9 9 9 年4 月，由建設(shè)部批準(zhǔn)、列為國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項目：2 0 0 0 年小康型城鄉(xiāng)住宅產(chǎn)業(yè)工程的“智能化住宅小區(qū)試點(diǎn)工程”在深圳正 式啟動。這標(biāo)志著智能化的技術(shù)將離中國老百姓越來越近，也預(yù)示了 中國將進(jìn)入住宅智能化建設(shè)和改造的黃金時期。 中國的智能建筑和智能建筑技術(shù)( 包括軟硬件技術(shù)和系統(tǒng)集成技 術(shù)) 在近幾十年中將大有發(fā)展前途。 與國內(nèi)智能建筑快速發(fā)展極不適應(yīng)的是國內(nèi)落后的智能建筑設(shè)備生 產(chǎn)能力和系統(tǒng)集成能力。19 9 6 年8 月2 8 日，通訊產(chǎn)業(yè)報刊登了“上 海智能大廈一半亮紅燈”的文章，反映了目前智能建筑領(lǐng)域中普遍存在 的問題。 近幾年由于以計算機(jī)技術(shù)為代表的電子技術(shù)發(fā)展迅速，而傳統(tǒng)建筑 技術(shù)、變配電技術(shù)等發(fā)展相對比較緩慢，造成了電子技術(shù)和建筑應(yīng)用 供需上不均衡的矛盾，使智能建筑弱電控制領(lǐng)域存在極大的發(fā)展空間。 許多自稱智能建筑集成商的公司和企業(yè)從不同的技術(shù)領(lǐng)域走到智能建 筑領(lǐng)域里來，這些領(lǐng)域包括通訊、電子、自控、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和綜合布 線、傳統(tǒng)建筑電氣、建筑物物業(yè)管理、以及傳統(tǒng)的建筑設(shè)計和建筑旌 工行業(yè)。 由于目前智能建筑在設(shè)計、建設(shè)和施工以及建設(shè)完工后的驗收沒有 一個統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，各家智能建筑的集成企業(yè)根據(jù)各自對智能建筑 的理解，和各自所擅長的領(lǐng)域?qū)χ悄芙ㄖM(jìn)行設(shè)計和施工。這樣就使 得同一個地區(qū)不同承建商所承建的智能建筑在性能上相距甚遠(yuǎn)。這不 僅僅是一個標(biāo)準(zhǔn)的問題，也是一個系統(tǒng)集成方法的問題。筆者認(rèn)為， 造成目前國內(nèi)智能建筑建設(shè)效果差的原因在于缺少針對于智能建筑的 系統(tǒng)集成方法的指導(dǎo)。 智能建筑是集成電子、控制、顯示等技術(shù)，貫穿整個設(shè)計、施工、 管理全過程，綜合技術(shù)和管理的技術(shù)。19 9 7 年1 2 月在上海召開了第一 屆國際樓宇自控設(shè)備展覽會，同時也召開全國智能建筑技術(shù)研討會。 在研討會上，以建設(shè)部智能建筑技術(shù)推廣中心為代表的智能建筑專家 一致認(rèn)為：智能建筑一定要貫徹系統(tǒng)集成的思想，系統(tǒng)集成不僅僅是 在硬件方面集成，更重要的是在軟件和管理方面的集成。 智能建筑是項系統(tǒng)工程，越來越多的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)識到這樣個問 題。智能建筑的集成必須采用系統(tǒng)工程的理論和方法來進(jìn)行集成工作。 在上海市建委科技委信息技術(shù)委員會19 9 9 年四月份啟動的“面向二十 第1 i頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 一世紀(jì)初居住區(qū)建設(shè)研究一一兼論上海市居住園區(qū)實(shí)驗研究”的課題 中，采用了系統(tǒng)工程的多目標(biāo)分析和評價方法。 19 9 7 年1 1 月2 9 日建設(shè)部發(fā)布建筑技術(shù)政策綱要( 1 9 9 6 2 0 1 0 ) 中指出：“采用計算機(jī)、現(xiàn)代通訊、自動化、集中監(jiān)控及管理等新技術(shù)， 推行機(jī)電一體化，提高設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性和自動化、智能化 水平?！边@里設(shè)備系統(tǒng)就是集成后的一體化設(shè)備系統(tǒng)。 1 9 9 7 年初在我開始進(jìn)入智能建筑這個領(lǐng)域時，我非常驚奇：在擁 有眾多最先進(jìn)硬件和軟件技術(shù)的智能建筑中，系統(tǒng)集成方法的應(yīng)用幾 乎為空白! 很多智能建筑業(yè)主和集成商簡單地認(rèn)為集成的智能建筑是 將眾多子系統(tǒng)堆砌在一起，或者說它們在空間上的位置是相互交錯， 只要可以在一個控制主機(jī)上能夠監(jiān)測別的系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，就認(rèn)為是 達(dá)到一體化的系統(tǒng)集成?！? + 1 2 ”的思想，“1 + 1 2 ”意味著子系 統(tǒng)間可以相互傳遞信息、相互發(fā)出控制指令進(jìn)行控制。如果子系統(tǒng)間 只能做到相互監(jiān)視而沒有控制，那就還是停留在“1 + 1 = 1 + 1 ”的水平。 然而，我們并不是很容易就可以做到“1 + 1 2 ”。 一個現(xiàn)實(shí)的問題是：在硬件設(shè)備上，現(xiàn)在所使用的建筑電氣設(shè)備有 9 8 以上全部是進(jìn)口設(shè)備。由于進(jìn)e i 設(shè)備供應(yīng)商對國內(nèi)集成商在設(shè)備接 口標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行技術(shù)封鎖，導(dǎo)致國內(nèi)的智能建筑集成很大程度上被操 縱在國外的設(shè)備供應(yīng)商手中。為改變這種現(xiàn)狀，有兩種方法可供選擇： 一是研制智能建筑電氣設(shè)備：二是在系統(tǒng)集成的過程中尋找避免依賴 進(jìn)口設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)集成方法。 本文就是沿第二種思路進(jìn)行的一些探討，并提出了新的集成方法和 思路。希望本論文的研究工作能夠?qū)χ悄芙ㄖ募捎幸欢ǖ膮⒖純r 值。 本文所做的工作僅僅是在智能建筑領(lǐng)域集成技術(shù)研究的開始，我更 愿意將本文的成果作為通往成功路上的鋪路石，為后續(xù)集成技術(shù)的研 究提供有益的參考。 希望本文所做的工作能對智能建筑的發(fā)展作出一份貢獻(xiàn)! 第 1 i i 頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 第一章緒論 1 1i b f n n c 課題研究的背景 本課題l b f n n c ( i n t e l i i g e n tb u i i d i n gf u z z y n e ur a in e t w or k c o n t r o | | er ，智能建筑模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器) 研究是來源深圳賽格集 團(tuán)1 9 9 6 1 9 9 8 年重點(diǎn)科技攻關(guān)項目、深圳市1 9 9 8 年重點(diǎn)科研項目： 深圳賽格廣場智能建筑弱電控制系統(tǒng)的工程項目。 深圳賽格廣場位于深南中路與華強(qiáng)路交匯處，是深圳市的重點(diǎn)建 設(shè)工程項目之一，占地面積9 6 5 3 平方米，建筑面積1 6 萬平方米， 建筑高度3 0 6 6 米。大廈由十層裙樓和六十六層塔樓組成，是深圳 第二高高樓。地下四層為停車場和設(shè)備房，裙樓十層為商業(yè)、金融、 電子市場、會議、展覽、餐飲及娛樂等綜合體，塔樓到六十六層用 途為寫字樓，從6 4 層到7 6 層將建成為一個五星級酒店，大廈樓頂 設(shè)有直升機(jī)平臺。賽格廣場總投資為15 億人民幣，其中四千多萬元 用于大樓的智能化建設(shè)。 深圳賽格廣場是深圳市政府重點(diǎn)支持的，由賽格集團(tuán)進(jìn)行開發(fā)的 面向二十一世紀(jì)的跨世紀(jì)工程，市政府對大廈的智能化工程提出了 既要達(dá)到國際先進(jìn)水平，又要符合我國具體國情和大廈實(shí)際應(yīng)用的 要求。同時要求賽格集團(tuán)對智能建筑進(jìn)行深入的研究，使深圳的智 能建筑的建設(shè)步伐和建設(shè)水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。為充分發(fā)揮深 圳的電子科技城、深圳賽格集團(tuán)在電子領(lǐng)域的優(yōu)勢，并為將來開拓 新的技術(shù)市場和保持這種優(yōu)勢打下基礎(chǔ)。 由于智能建筑需要對大廈內(nèi)的樓宇自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng) 和辦公自動化系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成，實(shí)行一體化綜合管理。智能化系 統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循安全性、開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)時 性、完整性、可擴(kuò)展性、易維護(hù)性的原則。這就需要對智能建筑內(nèi) 部最關(guān)鍵的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和分析，找出建設(shè)中國特色的智能建 筑的理論和方法。 同時，賽格集團(tuán)受廣東省建設(shè)廳、深圳市建設(shè)局委托，在建設(shè)深 圳市2 0 0 0 年標(biāo)志性建筑一賽格廣場的同時，提出一套符合中國國 內(nèi)需求的建筑弱電系統(tǒng)設(shè)計、組織、施工、監(jiān)理等的經(jīng)驗方法，為 制訂國內(nèi)統(tǒng)一的參考規(guī)范作準(zhǔn)備。 賽格集團(tuán)于1 9 9 6 年9 月組成由美國i b m 公司、美國j o h n s 0 1 q c o n t r 0 1 公司參與的“賽格廣場智能建筑系統(tǒng)集成方案研究小組”， 具體的研究目的是：通過對國內(nèi)外智能建筑的調(diào)查，為弱電系統(tǒng)的 設(shè)計和建設(shè)提供有效的理論和實(shí)踐依據(jù)，并研究適應(yīng)國內(nèi)用戶的弱 電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等問題。簡單來講，就是通過對控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié) 第 1頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 構(gòu)的分析，找到一個投資最省的智能化集成方法。該項目被列為賽 格集團(tuán)1 9 9 6 - 1 9 9 8 年重點(diǎn)科技攻關(guān)項目、深圳市1 9 9 8 年重點(diǎn)科研項 目。 在這項研究項目中，賽格技術(shù)中心承擔(dān)了“賽格廣場計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)設(shè)計和基于局域網(wǎng)與子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的聯(lián)動控制系統(tǒng)研究”的研究 項目。要求在對賽格廣場的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計 的基礎(chǔ)上，在局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序這個層次上，研究建筑物子系 統(tǒng)間聯(lián)動控制的實(shí)現(xiàn)形式和方法。 這項研究的核心內(nèi)容有以下四個部分： 國內(nèi)智能建筑的發(fā)展研究； 適合國內(nèi)需求的智能建筑弱電控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)； 弱電控制系統(tǒng)控制參數(shù)和變量結(jié)構(gòu)的聯(lián)動控制方法研究； 在綜合考慮建設(shè)新的智能化大廈同時，嘗試找到一個對舊樓 進(jìn)行智能化改造的辦法。 在該研究項目進(jìn)行過程中，使用了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)( f n n ) 的方法 對智能建筑相關(guān)的控制任務(wù)進(jìn)行控制。針對智能建筑控制任務(wù)小而 多的特點(diǎn)，提出i b f n n c d a t a b a s e 模型和分布式控制方式，構(gòu)成一 個具有協(xié)同控制和獨(dú)力處理功能的、嵌入分布式的動態(tài)控制系統(tǒng)。 由于i b f n n c 系統(tǒng)不直接與各子系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器發(fā)生關(guān) 系，只與子系統(tǒng)的管理系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系，使i b - f n n c 系統(tǒng)可以不依賴 于各子系統(tǒng)內(nèi)部的控制機(jī)制，可以在應(yīng)用程序?qū)哟芜_(dá)到聯(lián)動控制的 目的。 在當(dāng)前國內(nèi)智能建筑設(shè)備絕大部分為進(jìn)口設(shè)備，各子系統(tǒng)控制技 術(shù)相互保密的條件下，這種實(shí)現(xiàn)方法將為實(shí)現(xiàn)一體化系統(tǒng)集成提供 一種新的思路，在智能建筑領(lǐng)域提出了一個新的的系統(tǒng)集成方法。 目前賽格廣場正在進(jìn)行弱電系統(tǒng)安裝前的準(zhǔn)備工作，為保證i b f n n c 系統(tǒng)可以有效地在賽格廣場應(yīng)用，本文選定和賽格廣場具有相 似功能需求的賽格工業(yè)園進(jìn)行仿真試驗。通過仿真試驗的結(jié)果表明， i b - f n n c 系統(tǒng)完全可以滿足智能建筑進(jìn)行跨子系統(tǒng)控制的需要。 同時，i b f n n c 技術(shù)是一種人工智能的建筑控制技術(shù)，在建筑物 建設(shè)中，可以將這項技術(shù)應(yīng)用到先期技術(shù)演示( a d v a f i c e dt e c h n o l o g y d e m o s t r a t i o n ) 系統(tǒng)、智能建筑計算機(jī)輔助設(shè)計( i n t e l l ig e n t b u i l d i l 3 9c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ) 系統(tǒng)、虛擬智能建筑( v i r t u a l i a t e l l i g e n tb u n d i n g ) 系統(tǒng)，對建成后的i b 系統(tǒng)進(jìn)行模擬，確定 i b 系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)。也可以對i b 系統(tǒng)進(jìn)行可視化仿真( v i s u a l s i m u l a t i o n ) 運(yùn)行，確定i b 系統(tǒng)運(yùn)行和管理的效率和合理，從而得 出對i b 系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化的方法。 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 1 2i b - f n n c 研究的目的和內(nèi)容 目前國外在i b 集成領(lǐng)域內(nèi)的研究主要集中于對相應(yīng)子系統(tǒng)功能 的擴(kuò)展上，即新傳感器、控制器、控制算法的研究。在整體系統(tǒng)的 集成技術(shù)上，希望通過高性能的計算機(jī)來處理各個子系統(tǒng)之間的協(xié) 調(diào)問題。 國內(nèi)的系統(tǒng)集成商由于不掌握進(jìn)口設(shè)備( 包括傳感器和控制器) 的通訊協(xié)議和通訊接口標(biāo)準(zhǔn)，不可能在現(xiàn)有的進(jìn)口設(shè)備基礎(chǔ)上研究 和生產(chǎn)匹配的傳感器和控制器，這就使國內(nèi)的集成商在進(jìn)行系統(tǒng)集 成時不可能脫離設(shè)備供應(yīng)商而直接在設(shè)備這個層次進(jìn)行系統(tǒng)集成。 在設(shè)備這個層次上的集成只能依靠設(shè)備供應(yīng)商，并且集成的程度受 制于設(shè)備的開放程度。 i b - - f n n c 系統(tǒng)研究就是在這種情況下提出的，i b f n n c 系統(tǒng)研究 的目的是：為在i b 集成中解決跨子系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作( 聯(lián)動) 問題，設(shè) 計一個由多個通用控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)來滿足i b 集成的功能需 要。這種通用的控制器必須滿足以下條件： 輸入數(shù)據(jù)和輸出指令不依賴于子系統(tǒng)的設(shè)備： i b - f n n c 系統(tǒng)可以滿足不同場合的控制需要； 多個i b f n n c 單元累加構(gòu)成整令i b 的聯(lián)動控制規(guī)則； 當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大時，可以使用多個1 1 3 - f n n c 系統(tǒng)進(jìn)行分布并 行計算提高處理能力。 從本質(zhì)上看，i b f n n c 系統(tǒng)是一個i b i m s 系統(tǒng)( i n t e l l ig e n t b u i ld i n gi n t e l l i g e l q tm a n a g e m e i q ts y s t e m ，智能建筑智能管理系 統(tǒng)) 。就是對i b 系統(tǒng)中的信息進(jìn)行系統(tǒng)集成和管理的智能管理系統(tǒng)， 是以i b 系統(tǒng)中信息為對象，以人工智能管理為手段的管理系統(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)i b 系統(tǒng)的智能化管理，本文進(jìn)行了以下內(nèi)容的研究和探 討： 對i b 系統(tǒng)集成過程進(jìn)行了有效的分析和研究，提出了i b 系 統(tǒng)集成框架結(jié)構(gòu)和集成優(yōu)化模型； 為避免在分析處理過程中出現(xiàn)“維數(shù)災(zāi)”，尋找分析i b 控制系 統(tǒng)整體控制結(jié)構(gòu)的方法，對這個整體控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解和降 維，找到了i b 系統(tǒng)的聯(lián)動控制規(guī)則集； 針對i b 控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計出具有通用性的i bf n n c 單元， 利用i b - f n n c d a t a b a s e 模型建立了i b - f n n c 聯(lián)動控制系統(tǒng)； 對設(shè)計的i b - f n n c 聯(lián)動控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真運(yùn)行，并給出實(shí) 際測試應(yīng)用結(jié)果。 論文所研究的內(nèi)容可以用圖l - 2 1 來描述 第3頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 i b 綜合 集成 i b f n n c 系統(tǒng)通訊協(xié)議 通訊協(xié)議和硬件接口 系統(tǒng)集成方法 l o n w o r k s c a d a 綜合集成框 架結(jié)構(gòu) 集成優(yōu)化 模型 子系統(tǒng)聯(lián)動 控制實(shí)現(xiàn) 功能優(yōu)化選擇模型 設(shè)備供應(yīng)決策模型 i b 控制系統(tǒng)分解和簡化 i b f n i q c 單元 i b f n n c d a t a b a s e 模型 分布式i b f n n c 系統(tǒng) 論文的編排按照論文研究思路的邏輯順序，概括如下： 第一章緒論( 本章) 介紹i b - f n n c 系統(tǒng)的背景、本研究項目的目 的和內(nèi)容；第二章從技術(shù)上介紹了i b 的定義和結(jié)構(gòu)、i b 系統(tǒng)集成的 國內(nèi)外發(fā)展和現(xiàn)狀、i b 集成技術(shù)的應(yīng)用和存在的問題，提出i b 系統(tǒng) 集成的框架結(jié)構(gòu)和集成優(yōu)化模型：第三章以整個i b 控制系統(tǒng)為研究 對象，研究了對復(fù)雜的i b 控制關(guān)系進(jìn)行層次化分解，探討將一個復(fù) 雜多維的跨子系統(tǒng)i b 控制關(guān)系矩陣分解降維成多個控制單元的方 法；第四章探討了二輸入單輸出的i b f n n c 控制單元的結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí) 方法：第五章介紹基于i b - f n n c d a t a b a s e 模型的i b - f n n c 控制系統(tǒng)， 通過i b f n n c 單元和與單元相關(guān)的數(shù)據(jù)庫將多個控制單元重新組成 一個完整的i b 控制系統(tǒng)；第六章是在個實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行仿真 試驗，給出一組完整的仿真試驗結(jié)果；第七章對i b - f n n c 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 跨子系統(tǒng)集成的可行性和效果作出評價；第八章結(jié)束語簡介本研究 在理論和實(shí)踐上的意義，并提出今后的研究方向。 第4頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 第= 章智能建筑( i b ) 系統(tǒng)集成 2 1i b 系統(tǒng)定義和結(jié)構(gòu) 美國智能建筑學(xué)會( a i b i ，a m e r i c a nin t e l lig e n tb u ild in g i n s t i t u t e ) 定義“智能建筑”是將結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、運(yùn)營及其相 互聯(lián)系全面綜合，并達(dá)到最佳組合，所獲得的高效率、高功能與高 舒適性的大樓”“。 在我國，很多專家推薦使用如下定義： 智能建筑系指利用系統(tǒng)集成方法，將智能型計算機(jī)技術(shù)、通信技 術(shù)、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過對設(shè)備的自動監(jiān)控、對信 息資源的管理和對使用者的信息服務(wù)及其與建筑的優(yōu)化組合，所獲 得的投資合理、適合信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便 利和靈活特點(diǎn)的建筑物。 從技術(shù)上講，智能建筑是4 c 技術(shù)的集成，即通訊 ( c o m m u n ic a t io f l ) ，控制( c o n t r 0 1 ) ，計算機(jī)( c o m p u t e r ) 和圖形 顯示技術(shù)( c r t ) 的集成系統(tǒng)。這個集成系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ飪?nèi)的暖通 空調(diào)、給排水、變配電、照明、電梯、消防、保安音像、廣播電視 等設(shè)備方面和物業(yè)管理、酒店管理、財務(wù)結(jié)算、停車場管理、購物 引導(dǎo)等商業(yè)方面以及數(shù)據(jù)通信、語言圖像通信、交互網(wǎng)絡(luò)、辦公自 動化方面等諸多內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)高效的管理。 從功能上可以將智能建筑系統(tǒng)劃分為三大系統(tǒng)，即建筑自動化系 統(tǒng)( b a s ，又稱為樓宇自動化系統(tǒng)) ，通信自動化系統(tǒng)( c a s ) 及辦公 自動化系統(tǒng)( 0 a s ) ，俗稱為3 a 系統(tǒng)。這些系統(tǒng)統(tǒng)一在智能建筑綜合 管理系統(tǒng)( i b m s ) 下調(diào)配和管理。 經(jīng)過多年的爭論和發(fā)展中的再認(rèn)識，現(xiàn)在大家對于智能建筑的系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)有了一個普遍相同的認(rèn)識，這就是3 a 系統(tǒng)1 。其結(jié)構(gòu)圖如圖 2 一卜1 。 第 5 頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 智能建筑綜合管理系統(tǒng) ( i b m s ) 綜合布線系統(tǒng) ( p d s ) 樓宇自動化系統(tǒng) ( b a s ) 電力供應(yīng)系統(tǒng) 照明系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng) 消防系統(tǒng) 保安監(jiān)控系統(tǒng) 其他系統(tǒng) 通訊自動化系統(tǒng) ( c a s ) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 電話通訊系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 有線電視系統(tǒng) 辦公自動化系統(tǒng) ( o a s ) 圖2 一卜1 智能建筑組成 物業(yè)管理信息系統(tǒng) 信息提供系統(tǒng) i n t e r n e t i n t r a n e t 系統(tǒng) 其他系統(tǒng) 智能建筑系統(tǒng)由三大系統(tǒng)構(gòu)成，分別介紹如下： 樓宇自動化系統(tǒng)( b a s ) 樓宇自動化系統(tǒng)( b a s ) 主要任務(wù)是采用電腦對整個大樓內(nèi)多而 散的建筑設(shè)備實(shí)行測量、監(jiān)視、自動控制。 b a s 的中央處理機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)量眾多( 如電力系統(tǒng)、照明系 統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯、自動扶梯的升降系統(tǒng)、防火系 統(tǒng)等) 設(shè)備相連，通過各子系統(tǒng)實(shí)施測量、監(jiān)視、自動控制。各子 系統(tǒng)之間可互通信息，也可獨(dú)立工作，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的管理。其目的 是提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，節(jié)省人力、物力和能源，降低設(shè)備 的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，并能隨時掌握設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)行時間，能量的消耗及變 化等。 通信自動化系統(tǒng)( c a s ) 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智能型現(xiàn)代建筑中的“中樞神經(jīng)”，可以伸展到 建筑的每個“角落”，該系統(tǒng)主要有： ( 1 ) 模擬、數(shù)字信號的語音系統(tǒng) ( 2 ) 電纜電視系統(tǒng) ( 3 ) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ( 4 ) 音響廣播系統(tǒng) 辦公自動化系統(tǒng)( o a s ) 第6頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 辦公的自動化系統(tǒng)由電視機(jī)、傳真機(jī)、p c 機(jī)、文字處理機(jī)、像 聲存儲及各類終端等辦公自動化系統(tǒng)組成。具有圖文處理，文檔管 理、電子收銀等基本功能。綜合的辦公自動化系統(tǒng)可以提高辦公效 率與經(jīng)營管理水平。 ( 1 ) 物業(yè)管理信息系統(tǒng) ( 2 ) 信息提供系統(tǒng) ( 3 ) i n t e r n e t in t r n n e t 系統(tǒng) ( 4 ) 其他系統(tǒng) 綜合布線系統(tǒng)( p 1 ) 8 ) 綜合布線系統(tǒng)( p d s ，p r e n i s e sd is t r i b u t es y s t e m ) 是一種利 用高質(zhì)量雙絞線和光纖以及各種類型布線部件組成的建筑物或建筑 群傳輸網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，是智能建筑綜合管理系統(tǒng)( i b m s ) 與3 a 系統(tǒng)溝 通的橋梁，又是智能型現(xiàn)代建筑樓宇自動化( b a s ) 、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ( c a s ) 、辦公自動化( o a s ) 三大系統(tǒng)之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)。在此網(wǎng)絡(luò)上 傳輸?shù)膶ο笫牵?( 1 ) 模擬與數(shù)字語音信號； ( 2 ) 高速及低速的數(shù)據(jù)信號； ( 3 ) 傳真機(jī)、圖像終端、繪圖儀等需要傳輸?shù)膱D像資料信號； ( 4 ) 電視會議、安全監(jiān)視、電視的視頻信號； ( 5 ) 保安系統(tǒng)信號； ( 6 ) 防火系統(tǒng)信號； ( 7 )( b a s ) 系統(tǒng)的信號。 在邏輯上，三個系統(tǒng)有如圖2 一卜2 的關(guān)系 圖2 1 2 智能建筑邏輯結(jié)構(gòu) 三個子系統(tǒng)除了獨(dú)自完成各自的功能外，還有部分功能上的交 第 7 頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 叉。這些交叉的功能就是予系統(tǒng)間的聯(lián)動。i b m s 是b a s 、c a s 和o a s 的管理中心，實(shí)現(xiàn)對所有跨子系統(tǒng)的管理和控制。綜合布線系統(tǒng) ( p d s ) 是一個公用的信息傳遞平臺，各子系統(tǒng)和ib m s 的信息都在p d s 上傳送。 i b m s 是將建筑物內(nèi)的設(shè)備自控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、商業(yè)管理系統(tǒng)、 辦公自動化系統(tǒng)，以及具有人工智能的智能卡系統(tǒng)、多媒體音像系 統(tǒng)，集成為一體化的綜合計算機(jī)管理系統(tǒng)。它包括： 設(shè)備方面集成：空調(diào)、供熱、給排水、變配電、照明、電梯、 消防、衛(wèi)星廣播電視、閉路電視監(jiān)控、防盜報警、出入口控 制、巡更管理等； 商業(yè)方面集成：物業(yè)管理、酒店管理、商業(yè)財務(wù)結(jié)算、停車 場收費(fèi)、商業(yè)咨詢、購物引導(dǎo)等； 通信方面集成：內(nèi)部通信、語音通信、數(shù)據(jù)通信、圖形圖像 通信等； 管理方面集成：控制參數(shù)數(shù)據(jù)、管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)軟件； 辦公自動化方面集成：計算機(jī)終端、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真 機(jī)等的管理。 一般認(rèn)為，所謂系統(tǒng)集成是指為實(shí)現(xiàn)某種目標(biāo)而使某一組子系統(tǒng) 或全部子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，生成一種能夠涵蓋信息的收集與綜合、信 息的分析與處理、信息的交換與共享的能力，而不是多種多樣子系 統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)備的簡單堆集，仍單獨(dú)發(fā)揮其子系統(tǒng)功能的系統(tǒng)。 i b m s 本質(zhì)上是一個i m s ( i l q t e l l ig e i q tm a n a g e m e n ts y s t e m ，智 能管理系統(tǒng)) 。智能管理系統(tǒng)是在管理信息系統(tǒng)( m a n a g e m e n t i n f o r a t i0 i 3s y s t e m ，簡稱m i s ) 、辦公自動化系統(tǒng)( 0 f f i c ea u t o m a t i0r l s y s te m ，簡稱o a s ) 、決策支持系統(tǒng)( d e c i s i0 ns u p p o r ts y s t e m ，簡 稱d s s ) 的功能集成、技術(shù)集成的基礎(chǔ)上，引用人工智能專家系統(tǒng)、 知識工程、模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代科學(xué)方法和技術(shù)，進(jìn)行 集成化、協(xié)調(diào)化、智能化，設(shè)計和實(shí)現(xiàn)的新一代計算機(jī)管理系統(tǒng) 12 。 智能管理系統(tǒng)( i m s in t e l l ig e r l t m a n a g e m e n ts y s te m ) 不僅比 常規(guī)的計算機(jī)管理系統(tǒng)m i s 、o a s 、d s s 等具有更高的智能水平，可 以為非結(jié)構(gòu)化半結(jié)構(gòu)化的管理決策提供信息服務(wù)和決策支持；而且 具有更全面的管理功能，可同時具備信息管理、事務(wù)處理、決策支 持等多種功能。 i m s 是m i s 、o a s 和d s s 智能化、集成化、協(xié)調(diào)化的產(chǎn)物?？梢?用下式表示 ： ai + ( m i s + o a s + d s s )一i m s 或i m i s + i o a s + i d s s i m s i b m s 最基本的處理對象是信息，i b m s 必須對信息進(jìn)行綜合的控 第8頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 制和處理，這就是對信息的集成。i b 系統(tǒng)集成的主要目標(biāo)是“信息 集成”】?！靶畔⒓伞钡哪康氖菫榱俗龅叫畔⒐蚕?，軟、硬件資源 共享，大廈內(nèi)各種工作和任務(wù)的共享，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的運(yùn)用大廈 內(nèi)全部的物理和邏輯上的資源。通過現(xiàn)代化、智能化、科學(xué)化的綜 合管理，全面提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)、高效率和低運(yùn)行成本。 1 集成是實(shí)現(xiàn)i b 功能的要求 為實(shí)現(xiàn)i b 的智能特性，要求i b 必須要比傳統(tǒng)建筑物具有更多對 環(huán)境、用戶使用要求、運(yùn)行效率、節(jié)能等有更大的適應(yīng)能力。即i b 可以根據(jù)使用的情況進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整，最大限度的滿足使用者的 要求，這就是i b 智能性的體現(xiàn)。如： 酒店：需要確定以客人i c 卡為唯一標(biāo)識符和記帳憑證的系統(tǒng)進(jìn) 行帳務(wù)結(jié)算和管理為中心的智能化目標(biāo)。充分利用i c 卡的特點(diǎn)，靈 活而嚴(yán)密控制客人的出入和電梯運(yùn)行，可以作為建筑物內(nèi)的電子錢 包進(jìn)行付費(fèi)等。這需要電梯系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、酒店h is 系統(tǒng)等系統(tǒng) 進(jìn)行聯(lián)動： 商用寫字樓：保證正常的通訊線路、電視、電話、網(wǎng)絡(luò)線路的暢 通，大樓內(nèi)交通系統(tǒng)、電力、空調(diào)等服務(wù)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，整個大樓 低成本的運(yùn)行應(yīng)作為大樓追求的目標(biāo)。這要求在物業(yè)管理時能對水、 電、氣、電話、電視、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)監(jiān)控。 高層住宅樓和住宅小區(qū)：保證大樓或住宅區(qū)內(nèi)的保安、防盜、消 防系統(tǒng)，供水、供電、供氣的正常運(yùn)行是大樓的重要的特征： 醫(yī)院：保證電力供應(yīng)，以醫(yī)療人員尋呼和病人電子病歷為核心的 系統(tǒng)。此時醫(yī)院內(nèi)部的公共廣播系統(tǒng)、有線和無線通訊系統(tǒng)、辦公 自動化系統(tǒng)需要聯(lián)合運(yùn)作； 政府辦公大樓：以辦公自動化系統(tǒng)為中心的i b 系統(tǒng)； 圖書館、展覽館類大樓：應(yīng)以保證館藏物的質(zhì)量為第一追求目標(biāo)， 即以空調(diào)系統(tǒng)的溫度和濕度為核心的系統(tǒng)等等。同時出于安全的原 因，應(yīng)充分考慮防盜、照明和監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動控制。 此外，針對不同的用戶還有一些特殊的需要陽： 多臺電梯集中控制：當(dāng)任意層用戶按叫電梯時，最靠近用戶的同 方向電梯，將率先到達(dá)用戶層以節(jié)省用戶的等待時間。當(dāng)電梯發(fā)生 故障時，向系統(tǒng)管理中心報警，同時聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視故障電梯內(nèi) 部情況。 i c 卡：i c 卡在大樓中不僅是信用卡可用于消費(fèi)，還可用于權(quán)限 控制。在電梯里安裝i c 卡讀卡機(jī)，可以確認(rèn)持卡人是否可使用電梯 到要抵達(dá)的樓層。如果確認(rèn)所插入的卡有效，讀卡機(jī)會起動電梯樓 層的按鈕，使持卡人選擇能夠抵達(dá)的樓層。系統(tǒng)提供檢查跟蹤系統(tǒng)， 以便報告所有的持卡人進(jìn)入和試圖進(jìn)入的情況。還可采用i c 卡對電 梯進(jìn)行夜間和節(jié)假日的使用管理。 第9頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 當(dāng)大廈內(nèi)有事件發(fā)生時，照明設(shè)備組作出相應(yīng)的聯(lián)動配合，例如 當(dāng)有火警時，聯(lián)動照明系統(tǒng)關(guān)閉，開應(yīng)急燈；當(dāng)有保安報警時，聯(lián) 動相應(yīng)的區(qū)域照明燈開啟。 夜間和節(jié)假日，在精品室、倉庫、財務(wù)等重要部位的雙鑒探測器， 可在設(shè)定的警戒狀態(tài)和規(guī)定時間內(nèi)對上述地區(qū)實(shí)施全方位封鎖，如 有目標(biāo)進(jìn)入該范圍內(nèi)，立即向中心發(fā)出報警信號，并聯(lián)動c c t v 系統(tǒng) 進(jìn)行實(shí)時錄像，將該警報區(qū)域攝像機(jī)的圖像送至監(jiān)控室主監(jiān)視器上， 在報警后，控制中心可以通過c c t v 閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)對報警區(qū)域進(jìn) 行觀測，以便采取相應(yīng)措施。 當(dāng)突發(fā)性火災(zāi)報警時，可以充分利用智能管理系統(tǒng)所集成的各子 系統(tǒng)軟、硬功能，例如：對消防廣播的應(yīng)急切換，警鈴開啟，樓層 非消防電源及空調(diào)電源切除，樓層送風(fēng)閥關(guān)閉及排煙閥、防火卷簾 門開啟、電梯迫降，啟動消防泵、氣體和泡沫自動滅火設(shè)備等。 當(dāng)上下班高峰期出入停車場車輛較多，停車場的廢氣濃度超標(biāo) 時，停車場管理系統(tǒng)會聯(lián)動空調(diào)系統(tǒng)的送排風(fēng)機(jī)，提高空氣質(zhì)量， 增加含氧量。 2 集成是提高i b 性能的必要條件 i b 集成創(chuàng)造了很多系統(tǒng)新特征，這些特征是任何一個單獨(dú)子系 統(tǒng)的改進(jìn)都無法產(chǎn)生的。這些新特征主要體現(xiàn)在以下幾個方面陋： ( 1 ) 創(chuàng)造安全、健康、舒適的環(huán)境。在國外，把引致居住者頭痛、 精神萎靡不振，甚至頻繁生病的大樓稱之為“患有樓宇綜合病”( s ic k b u i ld i n gs y d r o m e ) 的大廈。而i b 首先確保安全和健康，其防火與 保安系統(tǒng)均已智能化；其空調(diào)系統(tǒng)能監(jiān)測出空氣中的有害污染物含 量，并能自動消毒，使之成為“安全健康大廈”。i b 還可以對溫度、 濕度、照度均加以自動調(diào)節(jié)，甚至控制色彩、背景噪聲與味道，使 環(huán)境適合于人們的偏好，大大提高舒適性。 ( 2 ) 節(jié)能。以現(xiàn)代化的商廈為例，其空調(diào)與照明系統(tǒng)的能耗很大， 約占大廈總能耗的7 0 。在滿足使用者對環(huán)境要求的前提下，i b 利 用自然光和大氣冷量( 或熱量) 來調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，以最大限度減少 能源消耗。按日歷上確定的時間，區(qū)分“工作”與“非工作”時間， 對室內(nèi)環(huán)境實(shí)施不同標(biāo)準(zhǔn)的自動控制，下班后自動降低室內(nèi)照度與 溫濕度控制標(biāo)準(zhǔn)，已成為i b 的基本功能。利用空調(diào)與控制等行業(yè)的 最新技術(shù)，最大限度地節(jié)省能源是i b 的主要特點(diǎn)之一，其經(jīng)濟(jì)性也 是該類建筑得以迅速推廣的重要原因。 ( 3 ) 能滿足多種用戶對不同環(huán)境功能的要求。i b 要求的建筑結(jié) 構(gòu)設(shè)計必須具有智能功能，除支持3 a 功能的實(shí)現(xiàn)外，必須是開放式、 大跨度框架結(jié)構(gòu)，允許用戶迅速而方便地改變建筑物的使用功能或 重新規(guī)劃建筑平面。 ( 4 ) 現(xiàn)代化的通信手段與辦公條件。ib 的用戶可以通過所擁有 第1 0頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 的is d n 、d d n 、a t m 、h f c 等通訊線路使用國際直撥電話、可視電話、 電子郵件、聲音郵件、電視會議等多種聯(lián)絡(luò)手段，可及時獲得全球 性金融商業(yè)情報、科技情報及各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的最新信息，最大 限度的發(fā)揮現(xiàn)代通訊技術(shù)的優(yōu)勢，達(dá)到提高辦公效率的目的。 2 2i b 系統(tǒng)集成的發(fā)展 從第一個智能建筑一一c i t y p lg t c e 于1 9 8 4 年1 月，在美國 c o n n e c t ic u t 州h a t d f o r d 市建成以來，對組成l b 的個子系統(tǒng)的技術(shù) 和對整體i b 的系統(tǒng)集成技術(shù)就快速向前發(fā)展。目前為止，i b 技術(shù)已 從某種程度上達(dá)到了實(shí)用的要求。但技術(shù)的發(fā)展是為了不斷滿足人 們不斷提高的新需求的，當(dāng)其它領(lǐng)域出現(xiàn)一個技術(shù)上突破時，人們 總希望可以應(yīng)用到i b 領(lǐng)域，最大限度地將人類從繁瑣的勞動中解脫 出來。 i b 技術(shù)也經(jīng)歷了一個這樣的過程。 2 2 1 國外的智能建筑集成和發(fā)展 人們對i b 和i b 技術(shù)的認(rèn)識從產(chǎn)生i b 之后歷經(jīng)了三個認(rèn)識階段 如圖2 2 1 。 1 9 8 0 s1 9 9 0 s 2 0 0 0 s 圖2 2 1 智能建筑的發(fā)展 在k a b o h r e r 的這段描述中，可以清晰的了解到，i b 概念 在近幾十年來的發(fā)展： 8 0 年代，組成i b 的三大子系統(tǒng)樓宇自控系統(tǒng)( b a s ) 、辦公自動 化系統(tǒng)( o a s ) 、通訊自動化系統(tǒng)( c a s ) 相互間沒有信息和數(shù)據(jù)的交 第 j i 頁 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文 流，只是簡單的組合在一個大系統(tǒng)下，完成各自的功能； 9 0 年代，由于o a $ 和c a s 同樣廣泛地采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī) 高層應(yīng)用技術(shù)，這使得這兩個系統(tǒng)更容易進(jìn)行相互溝通。在這個發(fā) 展階段，o a s 和c a s 自然地通過局域網(wǎng)連接在一起，相互間有數(shù)據(jù)和 信息的交流。由于b a s 的特殊性，b a s 還不能完全和o a s 和c a s 連通， 雖然在一個大系統(tǒng)中，但各自獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)作?，F(xiàn)在國內(nèi)外的大多數(shù)i b 都處在這一階段； 2 l 世紀(jì)，在這個階段，三個系統(tǒng)將有機(jī)地連接在一起，共同處 理每一個事件。