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【關鍵字】智能化樓宇,安防,自動監控,報警系統,研究
中圖分類號:TB381 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
智能樓宇(Intelligent Building)目前的提法很多,日本、美國、歐洲、新加坡等國家。以及國際智能工程學會的提法都不盡相同。我國與日本的情況比較相近.日本機電工業協會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為:綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術,使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等協調性的工作。實現建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)和辦公自動化(OA),將這三種功能結合起來的建筑,就是智能化樓宇。
二.智能化樓宇安防自動監控報警系統的必要性
1.隨著計算機技術的不斷發展.新觀念和新技術不斷更新.這些將對智能化樓宇的發展有了更高和更新的要求.也要求在智能樓宇的建設中要不斷地增加新的目標和功能。樓字自動化系統也叫建筑設備自動化系統(BuidingAutomationSystem,BAS),是智能樓宇建筑不可缺少的一部分,其任務是對建筑物內的能源使用、環境及安全設施進行監測、控制.以提供一個既安全可靠、節約能源、舒適宜人的工作或居住環境。
2.特別是隨著我國國民經濟的迅速發展,安防系統的相對滯后已經嚴重阻礙了我國國民經濟的發展。伴隨著我國各個行業的智能樓宇化。這種矛盾越來越突出嘲。因此,強調把安防自動報警系統納入到建筑智能化樓宇系統中、提高樓宇自動化水平,迎合當前通過樓宇自控技術實現更多、更高要求的需要。是符合世界發展潮流的.也是當前發展的緊迫問題。
3.本研究的安防自動監控報警系統應用了現代化的控制部件與設備,查詢了人們無法實時檢查的環境.將樓宇建筑物中的重要場景傳輸到一個或多個監控系統并顯示。使在無人值守的各類情況下及時觀察、了解災情、監控盜情、記錄竊情與相關的暴力犯罪行為。它可以通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺、門禁、防盜探頭等)直接觀看被監視場所的情況。同時,監控系統還可以與消防報警等其他安全技術防范體系聯動運行,使防范能力更加強大。該監控系統的另一個特點是可以把被監視場所的圖像及聲音全部或部分地記錄下來,為日后對某些事件的處理及分析提供了方便條件及重要依據。
三.自動監控報警系統組成介紹
1.系統的組成
系統主要由前端信息采集系統、信息傳輸控制系統、遠程拓展系統信息管理系統和自動報警系統組成,如圖l所示。
圖一 控制中心設計原理框圖
(一)前端信息采集系統:主要由圖像信息采集和探頭信息采集兩部分組成。圖像信息采集部分是監控系統的主要部分,是整個系統的“眼睛”.它把監視的內容變為圖像信號傳送到控制中心的監視器上顯示并實時存儲。探頭信息采集通過各種監控探頭(如紅外線防盜探頭、消防探頭、門禁探頭等1實時監控各個探頭信息點的實時狀態,通過信息傳輸控制系統送達信息管理系統判斷處理。包括攝像機、鏡頭、云臺、智能球形攝像機探頭、紅外探頭.玻璃破碎感知器或門磁開關等。
(二)信息傳輸控制系統:主要傳輸前端各信息監視點的實時狀態信息.并對所采集系統中各數據采集點控制,包括傳輸線纜、光纖傳輸、同軸電纜傳輸、網線傳輸、無線傳輸。
(三)遠程拓展系統:包括IP監控、遠程監控、網絡監控、視頻會議等技術交流。
(四)信息管理系統:負責處理由前端監視攝像采集系統采集的信息數據。通過信息管理系統,將傳送過來的圖像信息顯示在監視器上,記錄所有的圖像及監控信息。計算并生成對所采集監控信息的信息處理結果,受理臺顯示發生警情的用戶的相關信息。系統包括dvr硬盤錄像系統、視頻矩陣、畫面處理器、切換器、分配器、報警主機。
(五)自動報警系統:對信息管理系統得出的警報事件.將需要處警的報警事件轉發到1 10指揮中心或有關的處警單位。
2.設備配置
(一)控制中心需對前端監控探頭等進行實時監控和記錄。考慮到監控效果要求比較高、圖像質量要求清晰穩定,控制中心采用3臺全實時(回放、監視都是25幀,秒)的16路的嵌入式硬盤錄像機進行實時監控、錄像,嵌入式硬盤錄像機是完全脫離PC平臺設計的,徹底杜絕了病毒的入侵,啟動迅速、性能穩定,系統參數及程序在斷電時也不會丟失。
(二)硬盤錄像機本身不帶硬盤,為了能夠保存一段時間內的錄像資料.至少需給每一臺硬盤主機配備2塊500G硬盤(硬盤占用空間按0.15G/小時/路來計算)。
(三)可以自選配備l臺音視頻矩陣,由至少8臺監視器組成電視墻.可以多點監控、指定監視器監控等。嵌入式硬盤錄像機的輸出信號首先輸入到視頻矩陣,然后通過視頻矩陣輸出到監控電視墻上。
(四)要實現同一時間硬盤錄像機的錄像功能和電視墻的監視功能。需將輸入信號一分為二.選配音視頻分配器4臺。
(五)為了實現視頻控制矩陣、主控計算機能夠并行控制前端的攝像頭和云臺.需要一個系統協議轉換器(BL—D322C)。
(六)考慮到多個用戶同時訪問網絡將帶來流量瓶頸等問題,使用視頻服務器來進行中轉。讓視頻服務器提供強大的負載能力。
3.報警功能
報警功能包括:防盜防火防燃氣泄漏;遠程監聽、布防與撤防;10秒鐘錄音及緊急求助;切斷通話,優先報警;后備電源可達24小時等。一旦住宅辦公室、倉庫或機房等有人非法進入。以及有其他緊急求救時,通過探測器的感應,系統會自動撥通事先設定的報警電話,用事先錄入的語言報告發警地點和名稱、電話號碼等警情信息(見圖2)。防盜防入侵報警系統一般由報警主機及報警探頭組成.而探頭分為紅外、微波雙探測器及閃光報警器等。
圖二 報警中心設計原理圖
4.實現過程
警報接收與處理主機也稱為防盜主機.是報警探頭的中樞.負責接收報警信號、控制延遲時間、驅動報警輸出等工作嗍。將某區域內的所有防盜防侵入傳感器組合在一起.形成一個防盜管區,一旦發生報警就可在防盜主機上一目了然地反映出區域所在。防盜主機目前以多回路分區防護為主流。優越的系統更可顯示出警報來源是該區域內的哪一個報警傳感器及所在
位置。以便采取相應的接警對策。現代的防盜主機都采用微處理器控制,內有只讀存儲器和數碼顯示裝置,普遍夠編程并有較高的智能,主要表現為:
(一)以聲光方式顯示報警,以人工或延時方式解除報警:
(二)對所連接的防盜防侵入傳感器,可根據需要而設置成布防狀態或撤防狀態.也可用程序編寫控制方式和防區回路性能:
(三)可接多組密碼鍵盤,可設置多個擁護密碼,以進行保密防竊:
(四)遇有警報時,其報警信號可以經由通信線路。以自動或人工干預方式向上級部門和保安公司轉發.以快速溝通信息或組網:
(五)可程序設置報警連動動作,即遇有報警時,防盜主機的編程輸出端可通過繼電器接點閉合執行相應的動作。
(六)電話撥號器同警號、警燈一樣,都是報警輸出設備。可通過電話線把事先錄好的聲音信息傳輸給某個人或某個單位。
四.結束語
智能化樓宇安防自動監控報警系統對于樓宇的安全十分重要,因此對于這方面的研究具有重要的意義和價值。
參考文獻:
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關鍵詞:電氣自動化;智能化;應用
Abstract: With the progress of science and technology and the improvement of people's living standard, convenient and comfortable living modern architectural goal and office environment become, electrical automation in construction applications, to achieve the intelligent modern architecture. This paper introduces the electrical and automation background and future development trends, analysis of the composition and application of electrical automation system.
Key words: electrical automation; intelligent; application
中國分類號:TU69 文獻標識碼:A 文章標號:2095-2104(2012)03-0001-02
1電氣自動化在建筑中的應用及發展趨勢
電氣自動化技術的發展,與智能自動控制、計算機網絡、電子技術的飛速發展密不可分,各種技術的發展催生了電氣自動化的繁榮。“自動化”一詞出現在20世紀50年代,隨之電機電力等產品相繼產生,直至60年代,自動化控制理論的開始應用到各行各業中,過程自動化、機械制造自動化和管理自動化,使自動化的發展進入全新的階段。電氣專業的自動化技術成為自動控制與信息處理結合產物,電氣自動化技術的發展極其迅速日臻成熟已經成為高新技術產業的重要組成部分。現代建筑無論從建筑科學技術方面,還是在建筑設計和建筑藝術方面,都取得了巨大的進步,是以往任何時期所無法比擬的。建筑設計理念的不斷提升,促使現代建筑在智能化發展方面提出更高的要求,在此背景下,電氣自動化技術應運而生,90年代起,中國的智能建筑迅速發展,北京、上海等大城市的高樓大廈基本都采用了智能化系統。
隨著我國經濟和現代化工業的不斷發展,4C技術(即Computer計算機技術、Control控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術)在自動化系統中的應用,自動化產品不斷普及,智能樓宇走向智能家居,智能化系統的廣泛應用,為電氣自動化技術應用提供了廣闊的發展前景。為滿足和迎合消費者越來越高的消費品位及消費理念,現代建筑需要不斷提高建筑內涵,勢必要引入電氣自動化的成分以及智能化建筑,特別是數字電子化科技發展智能化已經成為了當今建筑界的主流方向。
2 建筑電氣自動化系統的組成
現代智能建筑自動化系統主要包括通信自動化系統(CAS)、樓宇自動化系統(BAS)、辦公自動化系統(OAS)、閉路電視監控系統(CCTV)、火災報警及消防聯動控制系統(SAS)及其相應的布線系統。
2.1通信自動化系統(CAS)
通信自動化系統為智能建筑內的用戶提供高速、全面、安全可靠的語音、數據、圖像等多媒體信息服務,滿足辦公自動化系統的要求,并能適應樓外電信部門的通信網向數字化、智能化、綜合化、寬帶化及個人化發展的趨勢。
目前,智能建筑中的通信系統主要由兩大系統組成:程控數字用戶交換機和有線電視網(CATV )。隨著4C技術的不斷推廣,現在智能建筑通信自動化系統主要包括以下子系統:綜合布線系統、電視電話通訊系統、計算機網絡系統等。
綜合布線系統(Premises Distributed System,簡稱PDS)是智能化辦公室建設數字化信息系統基礎設施,是一種集成化通用傳輸系統。它是將所有語音、數據等系統進行統一的規劃設計的結構化布線系統,為辦公提供信息化、智能化的物質介質,支持將來語音、數據、圖文、多媒體等綜合應用,是建筑物或建筑群內部之間的傳輸網絡。它能使建筑物或建筑群內部的語音、數據通信設備、信息交換設備、建筑物物業管理及建筑物自動化管理設備等系統之間彼此相聯。綜合布線系統由工作區子系統、水平子系統、管理子系統、垂直干線子系統、設備間子系統和建筑群子系統六部分組成。
電話通訊系統通常有兩種方式:數字程控交換系統和虛擬電話網系統。數字程控電話交換系統由程控電話交換機、配線架、中繼進線組成。電視通訊系統應用最廣的還是閉路電視系統,主要由接收信號源、前端設備、干線傳輸系統、用戶分配網絡四部分組成。
計算機網絡系統是智能建筑中的主干網絡,將智能大廈的計算機系統、網絡通信設備、網絡外部設備和局域網連接起來,形成互聯互通,結構合理計算機網絡系統,并在此基礎上建立能滿足辦公的軟硬件環境,更好的實現網絡信息資源共享。
2.2樓宇自動化系統(BAS)
樓宇自動化系統是利用現代控制方法、對樓宇內的機電設備或系統進行自動集中控制管理,以達到節約能源的目的而構成的綜合系統。系統通過集中監測和控制來提高現代建筑的管理水平,降低設備故障率和維護及營運成本。 它包括建筑的中央空調系統、給排水系統、供配電系統、照明系統、電梯系統等。樓宇自控系統中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式,即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務,克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性,實現多種控制及管理功能。
2.3辦公自動化系統(OAS)
辦公自動化是20世紀80年代迅速發展起來的一門綜合性學科,它是利用技術的手段提高辦公的效率,進而實現辦公自動化處理的系統。它采用Internet/Intranet技術,基于工作流的概念,使企業內部人員方便快捷地共享信息,高效地協同工作。系統集成主要包括運行壞境集成和技術集成。
2.4閉路電視監控系統(CCTV)
Closed Circuit Television (CCTV) 一種圖像通信系統,它綜合了傳感技術、監控攝像技術、通訊技術和計算機技術,組成一個多功能全方位監控的高智能化的處理系統。智能建筑中閉路電視的應用,可以保護人身安全,節省時間和費用,提高效率,實現實時指揮和調度,處理和保存信息。閉路電視監控系統視頻監控系統主要由前端攝像部分、控制部分、傳輸部分、顯示與記錄四大部分所組成。
2.5火災報警及消防聯動控制系統(SAS)
消防聯動控制系統是當火災發生后,聯動啟動各種消防設備,以達到報警及撲滅火災的綜合系統。火災自動報警及消防聯動控制系統主要由以下設備組成:主機主板、回路卡、手動控制盤、多線制控制盤、直流不間斷電源、消防應急廣播系統、消防電話系統、CRT系統、機箱。
3 結束語
在全球信息化的今天,信息的共享和高效顯得尤為重要,智能化系統在現代建筑的應用,成就了人、信息和工作環境的智慧結合,使人們的生活和辦公環境更加方便快捷,極大地提高了人類的生存質量。隨著科學技術的發展日新月異,智能化小區的內涵也必將隨著科技的進步不斷地變化、發展。
參考文獻
利用建筑類高等院校自身的優勢形成的智能建筑特色數據庫,為圖書館帶來了更多的智能建筑信息資料和發展空間,使圖書館實現由以館藏建設為主轉向以特色服務為主轉變,全面提升了圖書館的使用價值和影響力。建立具有特色的館藏數據庫是實現專業化信息資源共享的有效方法,是走向數字化圖書館道路的新途徑。
將更大范圍地服務于大眾,與人們的生活息息相關。當前,信息化與城市建筑已經完美結合,智能因素進入建筑領域乃至家庭生活,和現代生活更加緊密地結合起來,居住社會生活智能化趨勢加劇。智能建筑信息不但是我們住宅的一部分,而且是住宅中的神經中樞、控制中心,不論從城市現代化建設的必然要求出發,還是從提高城市居民生活質量的需求出發,在我國加強數字化家園的建設,已成為城市信息化建設不可缺少的一個重要組成部分。
2.智能建筑特色數據庫開發建設的基本步驟
智能建筑特色數據庫開發是一種新嘗試,一年多來,課題組經過初步模擬和試運行,總結出智能建筑特色數據庫建設的基本步驟,即系統平臺選擇、模塊設計、資源歸集和綜合整理四個程序。
2.1選擇系統平臺
選擇合適的制作平臺是做好數據庫建設工作的前提。自建數據庫可以選擇購買商業軟件,也可以選擇自主開發軟件。平臺的選擇除了要考慮數字化資源采集、網絡化存取和分布式管理3個基本要素,還要考慮方便、安全、穩定等特性。基于以上考慮,該校圖書館選擇了自主開發軟件。智能建筑數據庫是基于Windows.2003.Server系統平臺構建的,采用Web瀏覽方式和檢索界面方式,使檢索界面簡潔、方便。數據庫軟件采用的是SQL.Server.2005,數據庫編程采用ASP技術,ASP程序在服務器端執行,可以很方便地實現與SQL.Server.2005數據庫連接,并將執行結果以HTML格式傳送到客戶端瀏覽器上。運用JavaScript、Html和CSS技術,控制Web頁面的布局和其它特效,從而實現數據庫信息的。最后用SQL.Server.2005工具備份數據庫。數字資源管理系統實現了用戶權限管理、數據庫維護和統計等功能。
2.2構建數據庫內容模塊
我們構建的智能建筑特色數據庫包括以下八個子模塊:(1)智能建筑新聞資訊。本子模塊主要對最新智能建筑行業動態進行標引報道,對最新智能建筑行業信息進行匯總與總結,內容涵蓋電視、廣播、報紙、網絡等媒體上有關智能建筑的新聞報道信息,政府部門有關智能建筑的規劃、政策、措施以及會議、培訓等各方面信息。目的是為讀者提供與智能建筑相關的最新熱點信息,讓讀者以最快時間了解行業動態。(2)智能建筑政策法規。本子模塊主要收集與智能建筑相關的政策、法律、政府部門服務的新動態及文獻,如智能建筑設計標準、智能建筑工程質量驗收規范、EIA.TIA.568國際綜合布線標準、各地智能建筑等級評估試行辦法、指導性文件等。凡涉智能建筑的法律、法規、條例、標準等法律文書資料,不論文獻的地區、語種、出版形式、編著者籍貫、何時何地匯編出版或成書、成冊都應收錄其中。(3)智能建筑相關論文。本子模塊主要以期刊和論文為主,首先利用本館購買的CNKI、維普、萬方等數據庫檢索與智能建筑相關的研究論文,并下載全文,然后查閱紙本上有關智能建筑方面的期刊和論文,搜索網上免費的文獻信息作為原始材料。由于本系統只默認PDF和word兩種文檔格式,我們利用掃描儀及轉換PDF文檔軟件,最終將全文格式都統一為PDF文件格式或word文檔,并錄入篇名、作者、來源、年期、機構、關鍵詞、英文關鍵詞、中英文摘要等字段值,并提供全文下載。子類目包含博士學位論文、碩士學位論文、會議論文、期刊四個方面。(4)智能建筑專著圖書。本子模塊主要收錄與智能建筑有關的電子圖書。與國內多種電子圖書,如讀秀學術搜索的電子圖書、超星的電子圖書、Apabi的數字圖書等不同,該數據庫主要收集與智能建筑特色相關較多的電子圖書,同時需要將館藏積累多年的相關紙質圖書循序漸進地加工成數字資源,使之具備數據庫信息產品的專業化、權威性、系統性的功能特征。(5)智能建筑工程案例。本子模塊主要收錄一批從節能、安全、實用性等角度體現了較高智能化水平的智能建筑工程案例。案例從智能化工程需求分析、設計思想、系統設置、工程亮點、投資回報等角度對每個工程進行了講解,并配以照片、系統圖和國內知名專家的點評,使讀者能對工程的亮點與不足有更直觀的理解。(6)智能建筑智能化產品。本子模塊主要收集在智能建筑和數字社區中與建筑結構的配合和協調所需要的智能化產品,比如綜合信息集成系統、樓宇物業與設施管理系統、樓宇管理系統(BMS)、綜合安防管理系統、“一卡通”管理系統,以及智能家居系統的視頻監控、安防報警、可視對講、電動窗簾、智能遙控等智能化產品等。(7)智能建筑專利文獻。本子模塊主要收集已經申請或被確認為發現、發明、實用新型的智能建筑方面的研究、設計、開發和試驗成果的有關專利文獻。該模塊的最大好處在于,如果讀者在研究智能建筑相關專利之前,先查閱相關的專利文獻,了解當前有哪些人在從事同樣的或者是相近的研究工作,了解他們所達到的水平,以及此類研究的發展趨勢,就可以讓自己在研究之中,揚長避短,開拓思路,將別人的研究成果作為自己研究的起點。從而避免做重復勞動。(8)智能建筑相關網站。本子模塊主要鏈接智能建筑相關網站,從各個途徑、各個方面來豐富“智能建筑特色資源庫”的內容。
2.3.數據資源收集
數據收集是數據庫建設的基礎。特色數據庫要建成富有“特色”,不僅體現在資源的“特色”,還體現在特色資源的完備程度[[2]祖芳宏,魏瑞斌,宛鳳英..安徽高校圖書館特色數據庫建設[J].情報科學,2010(8):1272-1277.]2。因此,智能建筑特色數據庫建設要求所收集數據的完整性和權威性。收集文獻資源主要通過三個途徑:一是通過電子數據庫、網絡搜索引擎、智能建筑行業網站等。電子數據庫的文獻資源質量相對較高,但網絡信息極其冗雜,內容質量參差不齊,故要一一進行甄別,取其精華,棄其糟粕。在實際操作中,除了通過正規的渠道訂購與智能建筑有關的文獻資料外,還通過谷歌、百度等搜索引擎收集與專題服務相關的文字、圖片、音樂、影視視頻資料。有關智能建筑的研究論文,可通過中國知網、方正、維普和一些免費試用的大型期刊網站進行檢索下載,注意對搜索到的網上資源進行比較與鑒別,然后按類納入各個專題。二是與有關智能建筑專業學術專家合作。這些專家長期從事智能建筑的教學和研究,經常組織學生進行智能建筑案例與實踐教學,引導學生以智能建筑為題材進行畢業作品設計,對智能建筑課題有著深入的了解,能夠對文獻資源的取舍嚴格把關,充分保證數據庫建設的質量和效果。三是整合館藏資源,挖掘、整理本館智能建筑相關文獻,進一步充實數據庫內容。
2.4數據資源分類整理、錄入、審核與從多種途徑收集完文獻資源以后,就需要按一定的程序和方法進行分類、分析、編制,使零散的信息成為一個有機的整體的過程[[3]夏.亮..高校教學資源整合與特色數據庫建設初探[J].科技創業,2012(5):106-107.]3。首先,根據不同模塊下不同子類目所需要呈現的內容,對收集到的數據進行認真的篩選。其次,對篩選出的每類文獻資源按等級給予一定的級別號,對研究論文按主題名、作者、日期、關鍵詞、文摘等對每條信息內容作深層次的描述,再根據技術人員的要求進行錄入。再次,對錄入的信息進行核查和審校,以確保文獻資源錄入的質量。對于學術專著,需要提供ISBN號和中圖分類號;對于研究論文,錄入完數據以后,需要提供錄入數據和研究論文原文;對于相關圖片,只需要提供電子圖片本身。通過錯誤更正和,確保上傳數據的準確性。最后,對審核無誤的數據在本館自建的數據庫平臺上進行上傳和。
3.完善智能建筑特色數據庫管理的建議
智能建筑特色數據庫開發建設只是一系列工作的基礎,保障該特色數據庫有效運行并發揮信息集中和推動智能建筑普及,才能體現其更大價值。此外,有關智能建筑特色數據庫的內容、技術支持及服務理念等一系列因素都需要更加完善,為此,筆者提出以下三點完善建議。
3.1基于試用,不斷優化“智能建筑特色數據庫”.在開發和試運行智能建筑特色數據庫的同時,要提高宣傳力度,讓更多的用戶了解數據庫的建設情況,并通過參考咨詢服務系統來收集讀者反饋的建議和需求,及時答疑解惑和進行資源的重新調整,為讀者提供最優質的服務。通過網頁留言、QQ留言等方式收集用戶對該數據庫的反饋意見,通過分析用戶反饋的結果,找出當前該數據庫建設存在的問題和不足,并及時進行改進和完善。
關鍵詞: 華東 智能建筑 優勢 WTO 挑戰
一. 華東地區智能建筑的發展概況
華東地區具有廣闊的巨大的智能建筑市場,是中國經濟最發達地區之一,智能建筑市場(包括大廈及小區)啟動早,市場大,今后將有更大的發展,是WTO以后國外企業必爭之地,也是國內企業必爭之地。由于華東地區資金雄厚,據不完全統計,迄今為止,上海已新建智能大廈四百多幢,智能小區二百多個。其中已建成的優質工程有上海博物館、金貿大廈、上海期貨大廈、久事復興大廈等號稱上海智能建筑“四大天王”,新建浦東國際機場,上海大劇院,上海科技城也都聞名天下。江蘇省迄今為止已建成智能建筑二百余幢,小區一百五十多個;南京中信大廈,總醫院新病房大廈及江蘇省政協大廈都為優質工程。聚福園、天地小區是建設部小區示范工程。
浙江人杰地靈,是我國東南沿海技術和經濟發達地區,也是一個建設大省。1997年建成使用的浙江日報社大樓,在浙江省首次開通了樓宇自控系統,堪稱是浙江省第一座達到3A配置的智能化大樓,從而揭開了浙江省智能建筑建設的序幕;1998年建成的浙江省外經貿聯建大廈和華浙廣場都是代表當時浙江省先進水平的智能建筑,其中華浙廣場還代表浙江省參加了建設部組織的優秀智能建筑評選活動。目前浙江省已建成的智能化大樓主要有浙江世界貿易中心、杭州電力調度大樓、浙江省建行大樓、杭州鐵路新客站、浙金廣場、杭州五洲大酒店、浙江省商檢大樓等約90余座,主要集中在杭、寧、溫地區。
二、入世對中國智能建筑業的要求
我國已加入WTO,進入WTO意味著我國經濟完全融入國際化市場,必須遵守WTO的原則和規定。根據WTO協議市場準入原則和國民待遇原則,將使我國智能建筑技術面臨更加廣闊的發展空間、更加劇烈的市場競爭。而我國現行的建設事業政策法規和行業管理體制與WTO的規則和國際通行模式存在較大差異,調整改革完善現行體系和體制的任務相當艱巨,形勢緊迫。
我國加入WTO后經濟發展的國際化,必將對各種建筑,尤其是辦公建筑的智能化水平提出新的更高要求,不僅對新建的辦公樓,而且對量大面廣的已有的辦公建筑的改造也帶來了智能化需求。
WTO對我國智能建筑要求具體表現在:
1. 根據《建筑領域加入WTO后的對外承諾》,我國加入WTO后五年,允許外商成立獨資企業,取代外商在我國現有的辦事處機構,他們可以直接在我國簽定內貿合同,從而使產品和工程質量有了進一步的保障。
2. 按WTO取消數量限制和關稅減讓原則,我國將降低對外市場準入程度,屆時會有更多智能建筑產品和系統進入中國市場參與競爭,為我們提供更大的選擇余地,并得到更多的實惠。
3. 隨著國外企業參與我國智能建筑行業的競爭,他們會把國外成熟的管理體制、規范的運行程序和操作技巧帶入中國,有助于提高中國智能建筑行業的整體水平。
三.華東地區優勢
1.學會健全,學術活動活躍。
以上海華東建筑設計研究院溫伯銀總工為首的上海專家,在全國率先于1994年成立上海智能建筑工程研究會。這是全國第一個智能建筑學會組織,成員有高校、設計院及企業技術人員幾百人,它集中了上海智能建筑界科技精英。在組織報告會、展覽會(上海歷屆智能建筑大型展覽會)、驗收評估上海甲級智能化大廈(如上海久事復興大廈等)起了巨大作用。溫總和上海同濟大學程大章教授(正副會長)的貢獻已載入中國智能建筑歷史,功不可沒。以陳眾勵、瞿二瀾、趙濟安、王東偉高工及上海大學趙哲身教授等為代表的中青年骨干專家已經成長,在國內也有較大影響。
1996年,以南京建筑工程學院(現改為南京工業大學)建筑智能研究所、江蘇省建筑設計院及東南大學建筑設計院為主體成立的江蘇省土木建筑學會智能建筑學術委員會,在國內也是較早成立的智能建筑學術組織,成員有二百多人,每年舉辦學術年會,奉行“技術開放,市場開放” 方針。常年舉辦學術報告會及國內外廠商新產品報告會。自辦了省內雜志《智能建筑信息》。轉貼于
2001年以浙江省建筑設計院為主體成立的浙江省土木建筑學會智能建筑學術委員會。雖成立時間不長,但青年一代學會領導骨干力量成長很快,成員已發展到幾百人。在組織浙江省智能建筑報告會、展覽會方面,做了大量的工作。
2.編寫出臺智能建筑標準。
1995年上海市出臺智能建筑設計標準(DBJ08—47—95),它是以上海華東建筑設計院內部標準修改而成,是中國歷史上第一個智能建筑標準,為全國規范智能建筑設計市場起了示范與指導作用。2000年在建設部領導下,以溫伯銀總工為首的編制組率領團結全國專家編制出臺了我國(乃至世界上)第一個智能建筑設計標準(GB/T50314—2000)開創了中國智能建筑新紀元,填補了空白。評審專家認為該標準已達到國內領先、國際一流的水平。
1998年,在江蘇省建委領導下,在溫總關心指導下,江蘇出臺了江蘇省建筑智能化設計標準(DB32/181—1998),1999年獲得建設部科技進步獎三等獎。1999年又出臺了三個標準:
(1)江蘇省建筑智能化系統工程檢測規程 DB32/365—1999
(2)江蘇省建筑智能化系統工程實施及驗收標準 DB32/366—1999
(3)江蘇省建筑智能化系統工程評估標準 DB32/T367—1999
構成了整套標準,促進了省內IB的發展;2001年中信實業銀行南京分行大樓(28層4.2萬平方米)通過檢測驗收與評估獲得江蘇省首幢甲級智能化辦公大樓稱號。
3.撰寫論文、編寫著作,成果豐厚。
1995年上海華東建筑設計院首先匯編出智能化建筑論文選,其中溫總、瞿二瀾、趙濟安高工等論文在國內影響很大,開創了全國建筑建筑論文的先河。1996年上海華東設計院溫總為首的編寫組又出版了大型經典著作—《智能建筑設計技術》。目前正在修訂將出第二版。 上海舉辦了歷屆高水平智能建筑報告會,如中國超高層建筑技術研討會具有國際影響。
上海同濟大學程大章教授等編寫出版了《住宅小區智能化系統設計與工程施工》(同濟大學出版社2001.6)以及《智能化大樓的建筑設備》(中國建工出版社1997.11)。
上海九海金獅物業公司諸建華總經理在總結上海久事復興大廈興建及物管經驗與陸偉良教授合作于2002年8月編寫出《智能建筑物業管理》一書(電子工業出版社出版)。
浙江省建筑設計院楊紹胤教授級高工先后編寫出二本著作:《智能建筑—原理、規劃和設計》(1999.2)以及《智能建筑實用技術》(2001年)。
4.華東地區具有廣闊的巨大的智能建筑市場
目前上海正申辦2010年上海國際世博會。預計2008年上海高層建筑將達2000幢,據國外某公司稱,世界最先進的智能建筑新技術可去中國上海參觀。江蘇目前正興建南京地鐵工程(8個站,投入72億),南京玄武湖隧道工程(3公里),由于江蘇省申辦成功2005年全國第十屆運動會,日前正在南京新建奧體中心。相應的體育場館新建22個,將在江蘇省無錫、蘇州、常州等地新建。南京市在河西新城開工投入120億,打造十大標志性建筑。南京國際經貿廣場,維多利亞國際商務中心,夏華國際廣場、南京中大科技大廈、聯強大廈、紫鑫中華廣場、歐洲城、東成大廈、浙江國際貿易中心、東渡大廈等。南京市將興建十大體育工程:全民健身中心、皮劃艇激流回旋場地、馬術賽場、中山門競技中心、擊劍比賽訓練館、龍江體育中心二期網球工程、南京中山國際公園、環湖體育帶及南京足球訓練基地。
目前浙江在建的智能化大樓約有上百座,市場紅火,其中有杭州凱悅大酒店、杭州國際金融大廈、杭州國稅局大樓、浙江省高級人民法院、杭州日報大樓、杭州海關大樓、杭州第二長途電信樞紐大樓、浙江省人民大會堂、杭州濱江區行政中心、元華廣場、湖州市中心醫院、義烏中心醫院、湖州市能源調度中心、湖州市行政中心、嘉興市行政中心、東陽市行政中心、安吉縣行政中心、永康市行政中心、溫州晚報社大樓等。杭州地鐵工程也已啟動。浙江省智能建筑近兩年后來居上,已興建上百棟智能大廈,數百個智能小區,近期還在杭州興建杭州大劇院、杭州市民中心、浙江電力大廈等均以大量巨額資金投入,近期新建智能工程發展之快、數量之多已名列全國前茅。
5.華東地區擁有大量外資企業生產基地及實力雄厚的智能建筑工程承包商
在建設部已獲得系統集成和單項資質的有近百家,其中上海市27家,杭州地區20家,南京地區28家。他們都承擔過上海金茂大廈、上海浦東機場等上百項智能工程,取得了營建大中型智能工程的經驗,有著較好的聲譽。大量外資企業生產基地及辦事處均落戶上海。
四.做好工作、迎接WTO挑戰
1.認清國際智能建筑發展趨勢,推動智能建筑健康發展。
2l世紀是信息社會知識經濟時代,同時又是生態文明時代。從總的方向,國際先進生產力水平正在運用已掌握的建筑智能化高新技術,探尋人類生存、生產和生活聚居環境空間的可持續發展模式。
當前智能化建筑直接利用的技術是建筑技術、計算機技術、網絡通信技術、自動化技術。在21世紀的智能建筑領域里,信息網絡技術、控制網絡技術、智能卡技術、可視化技術、流動辦公技術、家庭智能化技術、無線局域網技術(含Bluetooth技術)、數據衛星通訊技術、雙向電視傳輸技術等等,都將會有更加深入廣泛地具體發展應用。特別是開放性控制網絡技術正在向標準化、廣域化、可移植性、可擴展性和互可操作性方向發展。
但是,智能化技術只是手段,智能建筑作為一個整體建筑物業產品的技術發展來說,“可持續發展技術”才是2 l世紀智能建筑技術發展的長遠大方向。因而,除繼續利用上述現有智能化高技術實現可持續發展目標外,新興的環保生態學、生物工程學、生物電子學、仿生學、生物氣候學、新材料學等等技術發展,正在滲入滲透到建筑智能化多學科多技術領域中,實現人類聚居環境的可持續發展目標。從而在國際上也形成所謂“可持續發展技術產業”。目前,歐洲、美國、日本等發達國家也正在開發利用這些高新技術去處理垃圾、污水、廢氣、公害,節能、節水,消除電磁污染,資源可持續利用,建筑人工生態環境等等:也正在嘗試運用高新技術有規模建設智能型綠色建筑、智能型生態建筑,“既滿足當代人的需要不損害后代人滿足需求的能力”。
2.認清與國際先進技術的差距,努力向國際標準靠攏。
2l世紀的可持續發展智能建筑技術必須將工作、居住、休息、交通、通訊、管理、公共服務、文化等各種復雜的要求,在時間空間中結合起來。
由于智能化建筑系統是多學科、多技術的系統集成整體,因而開放式可互操作性系統技術的規范化、標準化,就成為實現智能化建筑及其產品設備與系統的產業化技術水平的核心關鍵。目前國際樓宇業界公認認同較先進的開放式系統行業協議標準技術有兩個:一個是美國Echelon公司的LonWorks技術的LonTa1k標準協議;另一個是美國采暖、制冷與空調工程師協會(ASHRAE)制定的《樓宇自動控制網絡數據通信協議(BACnet)》BACnet同時還成為美國國家標準及歐共體標準草案。兩者都是基于國際標準化組織(ISO)的“開放系統互連模型”(OSI)的。因此兩者在開放系統技術上是可以互相補充互為依存的,前者著重現場控制域,后者著眼于信息應用域。而且BACnet的協議層次里數據鏈路層和物理層的五種選擇中就包含有LonTalk協議。況且兩者技術都正在不斷地完善發展,至于我國智能化建筑在開放式互操作性系統技術發展研究上嚴格講尚未真正起步,差距頗大,亟待投入。南京工業大學智能建筑研究所正在開發國產化樓宇自控新系統。
3.努力搞好學(協)會工作
按照WTO的原則和規定,加快行業協會自身適應市場經濟體制規則,調整優化行業的組織機構,成為增強行業自律的自治組織,協助政府建立一個有序和公平的競爭市場。建設部已批準即將成立中國勘察設計協會工程智能分會。這是我國加強管理智能建筑業的大事,華東地區作為地方學(協)會要在上級學(協)會的領導下努力做好貫徹執行工作,加強市場管理,防止低價惡性競爭,保證工程健康實施。有條件時爭取成立地方行業協會。轉貼于
4.加強團結,加強合作,共同提高學術水平
華東地區以目前三地(上海、浙江、江蘇)學會要加強團結,互相學習,取長補短,共同提高,要在舉辦報告會、展覽會等方面加強合作,促進學術水平的共同提高。同時,積極參加全國性學術會議,有條件時爭取舉辦國際智能建筑研討會,以提高我國學術地位與聲譽。
5.加強宣傳,提高建設業主的認識,搞好定位和管理能力
由于部分業主對智能建筑的過于迷信,必然導致“重建設輕管理”的思想,他們認為既然“智能”就應該無所不能,更有甚者將該項目的投資僅作為提高“身價”的目的,不清楚智能化建筑工程是當前信息化時代物業管理重要的基礎,認識不到日常運行中所需的微利投資能得到高額利潤的回報。因此,建議應該有國家政府部門盡快出臺相應的政策、管理規范和服務體系,強制性的將系統日常運行管理納入正常軌道,提高全社會的經濟效益。
6.協助政府搞好注冊電氣工程師復習培訓工作,提高工程技術人員水平
據了解,國家人事部將在2003年6月第一次開考注冊電氣工程師。其中,建筑電氣業屬于此系列,智能建筑弱電設計師大部分也要參加此系列考試。目前,有關單位正在編寫復習參資料,建議華東地區也要作好考試復習培訓工作。 最后作者衷心希望華東地區智能建筑業在國家有關部門領導下,在業主、設計師、工程技術人員以及專家努力下,營建出更多的高質量優質智能建筑工程。
參考文獻
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1962年――1992年,在中國科學院國家天文臺主要從事天體物理設備研制。如天體物理探測設備的研制,如天文電子照相機的研制、軍用微光探測系統的研制、天文CCD系統、天體物理光導纖維系統的研制、光電成像器件的研制、高真空及超高真空系統的研制、光導纖維及光導纖維傳像束的研制、工程測繪及橋梁、筑路工程等。自1985開始,主持我國最大的2.16米天文望遠鏡終端探測系統,即光纖與CCD課題的研究工作。1986年赴英國Durham 大學工作,1987年獲中國科學院高級研究職稱,1989年赴美國國立光學天文臺(NOAO)工作,均從事天文纖維光學系統的研制工作;1991年赴澳大利亞悉尼參加世界天文纖維光學應用研究的進展會議,在會上報告了我國在這個領域內的研究成就,受到國際、國內同行專家的贊揚和好評。發表研究論文20多篇,獲得光導纖維應用與研制系統國家專利1項。
1993年直今,從事信息技術(IT行業)工程規劃、設計、實施工作,親自主持規劃、設計、實施的工程多項,并撰寫了《體育場館智能化系統建設導論》專著,發表了《中國智能交通信息系統大集成方案總體框架》、《信息在智能建筑及其他領域的內涵》等論文。一句話,總結我一生整整50年的科技工作,均沒有離開《信息》,只不過工作在不同領域的信息和不同的信息環節上,所以至今《信息論導論》論文的發表,是水到渠成的結果。現任同方數字城市產業本部顧問。
【摘 要】本文回答了信息的簡明廣義定義;解釋了信息在在自然界與人類社會中的地位與其他要素的關系;提出了信息的6+1理論;分析了智能化、信息化,以及它們之間的關系;明確了智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區、智能建筑、智能交通、智能安防等的判別標準及其內涵,例舉了軌道交通建筑、軌道交通系統智能化/信息化的規劃與實施工程圖解;指出了目前最熱門的與信息化有關的物聯網的實質,及與互聯網的關系,以及它在信息論中的地位等問題。
【關鍵詞】 信息 信息化 智能化 醫院裝備
[Abstract]This article give the brief definition of the word "information" and explain the important connection that being built between Nature and human being. Bring up the "six plus one" theory, analysis the definition of intelligentization、infomationization and the connection between them. What's more,this article also give the specific standard in Intellectual Earth,Intellectual city, Intellectual community,Intellectual architecture, Intellectual transportation,Intellectual security. Giving the examples in the blue print of Track traffic construction and the Informatization that used on Internet . The last but not the least, it brings up the problems exist in internet.
[Key words]information; Informatization; Intelligentization; hospital equipment
引言
在我國“2006-2020國家信息化發展戰略”中明確提出,“信息化是當今世界發展的大趨勢,是推動經濟社會變革的重要力量”,在十二五規劃中指出要:“全面提高信息化水平”……“ 推動經濟社會各領域信息化”。“7.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾特別重大事故的發生,就其原因而言,從已報道的資料看,恰巧問題就出在信息設施(硬件)與信息管理平臺(軟件及活件)上,這里指的活件就是操作硬件設備和管理軟件的人。教訓是深刻的,這讓我們又一次認識到深刻理解和掌握信息論的精髓之重要!說信息是軌道交通和一切交通系統的靈魂完全不為夸張!
信息化是智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智慧型社區、智能建筑、智能交通、智能城管、智能安防等等領域追求的目標,或是目的,總而言之,信息化是目前人類社會走向智慧型生活的先導、靈魂,這個論斷的重要性和迫切性已經是無可置疑的了。但更為理性地認識智能化/信息化的理論方面,還有待進一步地探討這個當今世界人們都甚為關注的問題。本文既然定名為“信息論導論”,自然就不是針對其細節進行討論,而是試圖在這方面給出一個相對較為全面的,但又是十分明確概括地來描述信息論中所涉及的各個環節之間的關系問題,從而可以給業內人士在規劃自己本部門,或自己工作方面的信息化工作時,有一個明確的目標和途徑,不為當前一些商業炒作而夸大某些還不夠實際的東西而迷惑,是本文的目的。
信 息 的 定 義
談到信息,當今社會人們無處不把信息這個詞掛在嘴邊,但到底什么是信息,其定義是什么,恐怕并不是很多人能夠簡單明了地回答出來。這是一個哲學名詞,到目前為止,信息這個名詞還沒有一個權威的準確的定義,這當中最具代表性的就是所謂“香農”理論,這個理論說,信息就是“確定性的增加”,這個定義是使人費解的,至少說不夠通俗、不夠全面和不夠廣義,是狹義的,這個定義是香農在貝爾研究所任職時針對通信行業而下的定義。
有關“信息”的定義,不下N種,太多版本了,這種局面,本身就反映了人們在認識“信息”概念方面的不確定性,不夠有把握,不能一針見血地說清楚,才造成各種解釋都有!有點象在天文學中出現的宇宙是怎么形成的?人類有史以來有各種版本的宇宙起源學說,如亞里士多德的“地心說”、哥白尼的“日心說”、到今天的“大爆炸說”等等,這些學說,不斷被天文學家用新的觀測事實所否定,然后又出現新的理論來解釋宇宙的起源,即使今天的“大爆炸理論”,仍然還有解釋上的矛盾之處,需要科學家繼續去進一步地探索之;“癌癥是怎么產生的?自癌癥這個詞出現以來,也有各種解釋癌癥產生的原因的版本,但都還未見到權威性解釋的報道,所以才出現人們對癌癥恐慌癥,才在人們中流傳著這也致癌,那也致癌,其實可能就是還沒有找到真正的致癌病因,才會出現這種局面;“光的本質是什么?人們開始認識光的時候,只知道光是直線傳播的,產生了基于光是直線傳播的幾何光學理論,但隨著不斷地發現新的實驗和觀測事實,又才明白,光還具有波動性,和衍射性”等等,這樣的例子,舉不勝舉。其實這些重大的科學問題,人們認識它,的確有一個認識過程,要求從一開始就有一個確切無誤的定義,那是脫離人類認識自然規律的,只有當人類累計了大量的觀測事實和實驗事實之后,不斷地從認識,到否定,再認識,再否定,直到得到一個比較接近于真實的那樣一個定義或解釋,才是比較全面而肯定的結果。
盡管如此,到目前為止,作者比較贊同較為靠譜的簡單而明了的信息定義是:信息就是可被主體感知的附著于各種客體(載體)上的自然界物質或能量存在的一種形式及其運動變化呈現出的狀態,例如通過感覺通道(如人或動物、植物的眼、耳、口、鼻、肢體)的神經系統能感知的某種物質或能量存在的形式或其運動變化呈現出的狀態,我們稱這種“存在形式或狀態”就是一種信息。
信 息 的 6+1 理 論
信息論要研究的內容就是這些可被感知的物質或能量存在的形式及其變化狀態的產生、采集、傳輸、處理、存儲、、利用等環節的一切手段和范疇。如圖1所示:
智能化是現代人類對任何物質或能量的存在形式及其變化狀態的前6個環節(側重技術層面)在實現數字化、網絡化和集成化層面在規模上做到了最大化,也可以這樣認為,智能化就是這6個環節的最優的技術狀態,所以說智能化是信息化的技術基礎,技術支撐,就是這個意思;而信息化則是現代人類對任何物質或能量的存在形式及其變化狀態在數字化、網絡化和集成化層面在利用上實現了最優的狀態。從這個意義上講,智能化與信息化的辯證關系就十分清楚了。它們兩者是同一事物在“信息”這個概念之下的前后不同環節而已,我們稱之為信息的6+1理論!
物質、能量、信息是組成自然界的三大要素。物質是什么,物質就是人類能夠感知的實體東西(小到組成物質的分子;大到組成宇宙的星球、星云、星系等);而能量則是使物質產生運動的原因,是力的一種表現形式,是人類能夠感知但不是實體的東西;信息既不是物質,又不是能量,而是反應這兩者的存在形式和它們發生變化的狀態。這三者不是一個概念,但又是有內在聯系的組成自然界的三大基本要素。
當了解了信息的意義及其重要性之后,我們才能談得上去利用它。利用信息是人類的目的,是根本。但為了利用信息的目的,則首先要做好信息的產生、采集、傳輸、處理、存儲、等6個技術環節。所以我們可以總結為1個使用目的和實現該目的的6個技術環節。根據信息的6+1理論,智能化是為信息化服務的,那么如果智能化系統做得很好,而由于利用它的人為因素,我們可以稱之為“活件”,如政治原因、人的操作技術水平、組織管理水平等原因,使得智能化所具備的優異功能沒有得到應有的充分發揮,打了折扣,我們就可以認為信息化不盡人意,這是“利用”環節出現了問題,是“活件”出了毛病。例如一個建筑智能化工程做得很好的小區,小區的中心控制機房,即智能化的集成中心,它的技術含量是相對比較高的,但由于使用它的人――“活件”是一些技術水平較低的保安人員來操作管理,其結果是事過不久,由于操作不當,造成軟件的丟失,硬件的損壞,致使其功能不能做到應有的發揮,這種例子在許多智能建筑領域,不在少數;“7.23”勇溫線特大軌道交通事故,恐怕在一定程度上也是“活件”出了問題;反過來,如果“利用”信息的需求,即信息化的需求來勢兇猛,要求甚為迫切,在資金和人力都具備良好的條件下,那么也將是推動智能化發展的積極動力。
各行各業都有自己的信息6+1理論,但其中傳輸、處理、存儲、等4個環節在當今技術水平下有大致的共同點,做法差異也不大,所以撰寫成書本或教材,有一定的共同性,因而在目前出版的一些《信息論》的專著或教材中,多以此4個環節來描述,很少提及信息的產生、采集、利用這三個環節的內容,其原因就在于此。當然在同一個行業或領域的《信息化》專著中,會將信息論的7個環節都要涉及到,才能成為一本實用的著作。然而對于信息的產生、采集和利用,在人類社會的各行各業中的差異就太大了!內容也太多了!可以說,對于人類社會的每一個行業來說,這三個環節,都可以寫一套專著,成為一個領域!就以信息采集這個環節舉例而言,天體物理研究中,我國1991年落成了直徑為2.16米的光學望遠鏡,配備了自制的光導纖維分光系統來收集來自天體的光譜信息,以供進一步處理來解密天體演化的本質;2010年又建成了世界最大的以光導纖維為引導的6米級的大天區多目標光譜施米特望遠鏡;目前世界多個國家(包括中國、美國、日本、歐共體等)正在討論將聯合建造一臺直徑30米的巨型光學望遠鏡、等值口徑約1公里的射電天文望遠鏡等,用來探索來自宇宙的更多信息的秘密;而在醫學領域,用1mm左右直徑的纖維透鏡和5-10微米直徑的相關光導纖維束作成的多種內窺鏡(如胃鏡、腸鏡、腹腔鏡等)被廣泛用來采集人體內不同器官的各種醫學上所需要的信息、還廣泛采用各種各樣的顯微鏡來采集人體內部導致疾病的微生物或病菌的信息;高倍顯微技術用于科研等等領域的例子,也是舉不勝舉;人類在智能建筑領域,樓宇自控系統中安裝在樓宇機電設備上的各種傳感器被廣泛用來采集智能建筑內部各種機電設備的工作信息,以保證其安全正常地運行;在平安城市領域,在城市的各個角落安裝了幾萬臺甚至幾十萬臺監控攝像機采集安全圖象信息,傳至公安部門的各級指揮中心,用以保證整個城市的安全;在新聞領域,各電視臺、廣播電臺的記者到世界各地發生新聞的現場,用攝像機、拾音設備采集各種新聞信息發回自己的電視臺或廣播電臺,進行報道;在自然界和人類社會的各個方面、領域,均已產生或正在產生著各種不同的信息,從宏觀世界到微觀世界,都需要我們去采集,就這一個信息環節,就可以寫成一部百科全書;還有信息的產生和利用這兩個環節,也如同采集環節一樣的,其內容之多之廣,不計其數。真是太豐富了,內容太多了!
因此在已發表的有關《信息論》專著或教材中,很少去觸動這三個環節(信息產生、采集、利用)的大內容,過去那些《信息論》專著也好,還是教材也好,都具有很大的狹義性和局限性!
智 能 化 / 信 息 化 的 判 斷 標 準 和 內 涵
智慧型地球、智慧型國家、智能城市、智能社區、智能建筑、智能交通、智能安防、電子政務等的判斷標準和內涵是什么?其實對于上述這些智能/信息化領域,簡單明了地可以用10個字就能完全給它們定義其判斷標準,即只要做到安全、舒適、高效、節能、環保這10字標準就可以全盤滿足這些智能化/信息化的要求,用這10字標準可以解釋一切智能領域的功能要求,這10字標準本來是起源于給智能建筑定的標準,可是仔細想一想,它又何嘗不是其他智能/信息化領域的判斷標準呢!標準定了,那么用什么技術手段(即內涵)來保證這些標準的的實現呢,那就是在智能建筑中我們最開始提及的只要我們設計的系統,在軟、硬件的配置上能保證在該智能領域,實現了設備自動化、辦公自動化、通信自動化(BA、OA、CA)等功能,就談得上實現10字標準了。如圖2所示:
這10字標準里,我們把“安全”放在第一位,是有其特殊而深刻含義的,只有在一切為了安全的前提下,才談得上后面的8字標準,如果人都沒了,大樓被燒了,鐵路火車撞車了,城市被炸了,還談什么高效、舒適、節能、環保!?。“7.23”浙江勇溫線鐵路動車追尾重大事故,車毀人亡,再一次給人們說明了這一道理的正確性。最近鐵道部頒發的動車降速措施,就是以人的安全為本,在重視安全的前提下,腳踏實地地發展我國干線軌道交通的正確舉措。
為了保證這些內涵功能的實現,我們舉幾個實例參考說明一下:
圖3A、3B是實現醫療系統智能化/信息化功能的姊妹圖,是互為補充的圖解。從圖3A看到,這是所述領域智能化/信息化的總體規劃圖,對于不同的智能化/信息化領域,圖中綜合電子信息系統(CEIS)的內容是有所差別的;而圖3B則是前者的細化內容,一目了然!以此類推,任何智能化/信息化系統均可按此方式進行規劃,和細化,只不過改變其中的專業設施和應用信息軟件系統就可以了。這一對姊妹圖的圖解格式,高度總結和概括了業內智能化/信息化各領域內,各系統之間的關系和功能定位,具有很強的普遍性和實用性,是業內可以為之借鑒參考的實用圖解格式。
1、醫院是人類社會保障生命安全的救護、醫治、保健的場所,隨著信息科技的發展,使得醫院的裝備更加現代化,這些裝備可以使得醫務人員能夠從人類身體上采集到各種健康的、病理的信息,為醫生提供準確的治療方案;時間就是生命,遠程視頻會診,使得更多的患者能夠不出遠門,就地享受到眾多國際、國內著名醫學專家的會診,得到更好的正確的治療措施;網上預約掛號、中國人口重多的龐大醫療保障體系的管理等,均需要具有智能化/信息化的醫療管理平臺,所有這些涉及與人類生命、健康的問題,無不與醫院智能化/信息化有關。
2、在智能建筑中,體育場館的智能/信息化系統建設是甚為復雜的,我們以它為例,看看怎么來實施,下面圖4A、4B是一對實現體育場館智能/信息化系統的姊妹圖,是互為補充的圖解:
軌道交通系統是智能交通系統中的一個非常重要的子系統,圖6B是更加細化了的軌道交通系統的可能工程內容。圖6C和圖6D是一個軌道交通樞紐系統的宏偉概念圖和一個真實的指揮調度中心實例圖(北京城市軌道交通指揮調度中心)。
物 聯 網 的 實 質 及 在 信 息 論 中 的 地 位
當今的物聯網把信息的產生和采集這兩個環節發揮到了極值。物聯網(The Internet of Things)是什么,其實就是互聯網的延伸,它的核心內涵(與互聯網的區別)就是采用了所謂RFID(射頻認證)的芯片感知技術和無線網絡技術,使得任何事物的信息都可以被感知,也就是任何事物的信息的產生和采集,均可通過RFID感知芯片和無線(或有線)網絡技術得到,余下的環節就可以交給互聯網來承擔了,所以說它是互聯網的延伸,互聯網是它的基礎,它離不開互聯網。為了實現RFID芯片產生的無限多個信息的認證和處理,隨之而來的就是要發展IPV6的無限網絡認證技術和超大規模的云計算處理、存儲技術。這是物聯網時代交給互聯網需要解決的重大技術問題。物聯網是我們人類在信息技術方面的又一次革命,但要清醒地認識到,它的特點也僅僅是前面所提及的6個信息環節中的頭兩個,即在信息的產生和采集上與互聯網相比,有著更大的規模罷了!物聯網不是我們的目的,而是我們人類在實現信息化過程中使用的更為廣泛、更大規模的信息產生和采集技術手段罷了!但是商家看好這個環節,做了比較大的商業炒作,人們應該腳踏實地地去促進這個領域的健康發展,防止一哄而上形成的泡沫經濟。
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中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
1 引言
“智能科學與技術”專業是國家教委在2006年設置的新專業,代碼;080627S,屬于工學電氣信息類。現已有南開大學、西安電子科技大學等12所高校獲準招生。
智能科學技術是信息科學技術的核心和現代科學技術的前沿和制高點,涉及自然科學的深層奧秘,觸及哲學的基本命題。智能科學技術的研究將對國民經濟、社會進步、國家安全生產產生深刻而巨大的影響,并將為智力革命、知識革命和信息革命建立理論基礎,為智能系統的研制提供新概念、新思想、新途徑。智能科學的興起和發展標志著對人類為中心的認知和智能活動的研究已進入新的階段。目前,國際上對智能科學及其相關學科的研究高度重視。我國對該領域的發展特別關注。
智能科學與技術在一定程度上代表著信息技術的前沿,其理論研究與應用開發對我國現行的教育與教學理念提出了挑戰。在現有的教育體系中增加智能理論和智能技術教學,對全面地培養學生的信息素養、創新的思維方式及激發學生們對信息技術未來的追求具有積極的意義。因此,為適應智能科學與技術的深入研究和社會對從事智能化產品研發人員的迫切需求,在本科階段設立相應的“智能科學與技術”專業是十分必要和及時的。因此,我校設立“智能科學與技術”專業是適應了社會發展要求的,必將為河北乃至全國的社會、經濟發展作出巨大的貢獻。
近5年來,我校自動化系先后從事的包括11項國家級項目在內的70余項科研課題,發表的近200篇學術論文,均不同程度地與“智能科學與技術”領域相關,積累了深厚的學術基礎。由于良好的辦學隊伍和實驗條件,由我校申報的“智能控制技術與裝置教育部工程研究中心”已經通過省級審查上報,因此,學科已經具備了承辦“智能科學與技術”新專業的條件。
2 辦學條件
2.1 師資狀況
從我校辦學發展來看,“智能科學與技術”專業的設立主要來自于近年來“自動化”專業在“智能化”和“信息化”方向的逐漸發展,以及“自動化”專業與“信息工程”、“計算機科學與技術”等專業的交叉。受專業發展特色和學時等因素的限制,僅靠在原有“自動化”專業課程中增設新課已經難以滿足相關領域人才培養的需要,因此可以說“智能科學與技術”專業是由量變積累超出“自動化”專業領域而質變派生出的一個新專業。基于此原因,“智能科學與技術”專業主要由自動化系中抽調人員組織專業課程階段的教學任務,專業基礎課程階段的教學任務則由電工電子教學中心等單位系協助完成。
由于我校“智能科學與技術”專業是由“自動化”專業發展派生出的新專業,兩個專業多門課程的教學內容是相同的,因此“智能科學與技術”專業可以得到“自動化”專業的協助,從而避免多數新專業先期出現的師資力量欠缺問題。
2.2 相關支撐專業
“智能科學與技術”專業的主要相關支撐專業有“自動化”、“信息工程”、“計算機科學與技術”等,其中與同屬電氣信息類的“自動化”專業關系最近。考慮到我校的具體情況,在新專業的辦學初期,“智能科學與技術”專業和“自動化”專業在科研、辦學經費、研究生培養等方面的統籌安排上統一劃歸省重點學科“控制理論與控制工程”管理。兩個本科專業的教學與學科的總體發展相互協調和支持,共同進步。
2.3 實驗條件
由于“智能科學與技術”和“自動化”兩個專業多門專業課程的教學內容是相同的,因此“自動化”專業的多個本科生實驗室可以與“智能科學與技術”專業共用,包括:微機原理與微機控制技術實驗室、控制理論實驗室等,可完成“自動控制理論”、“現代控制理論”、“微機原理”、“微機控制技術”和“單片機原理與應用”等多門專業基礎課程的實驗。
2.4 生源及就業形勢
智能科學與技術已經成為信息技術創新的重要增長點,其廣泛的應用前景日趨明顯,如智能化電器、智能化樓宇、智能機器人、智能化機器、智能化物流等,所培養的學生正是目前高新技術研究及產業發展急需的人才,同時這類人才也會對傳統產業的提升起到積極的作用,就業前景廣闊。在招生生源和畢業生就業方面均具備比較好的條件。
3 近期辦學規劃
3.1 師資隊伍建設
在師資建設方面,需要采取積極的人才戰略,走引進和培養并重的道路,注重引進和培養具有智能信息處理或智能控制研究背景的人才。同時,聘請人工智能領域經驗豐富的專家、教授對本專業的實驗及教學進行指導,積極鼓勵教師們的學術交流活動。
3.2 實驗室建設
(1)利用自動化專業的微機原理與微機控制技術實驗室、控制理論實驗室等,完成“智能科學與技術”專業本科教學環節中“自動控制理論”、“現代控制理論”、“微機原理”、“微機控制技術”、“單片機原理與應用”5門課程的實驗。
(2)建設“智能信息處理實驗室”,以通用實驗平臺的模式用于“數字信號與數字圖像處理”、“軟件工程”、“數據庫與數據挖掘”等課程的實驗和上機。
(3)利用教師在承擔智能科學與技術相關領域科研課題中購置的相關實驗設備和儀器,滿足學生在畢業設計階段和參加科技創新活動中對實驗設備的需求。3,3新專業課程體系建設
(1)積極向已經設立“智能科學與技術”專業的南開大學、北京科技大學等高校學習,通過廣泛的調研,使新專業的教學體系和課程內容逐步合理化。
(2)緊跟科技發展新趨勢,突出“智能科學與技術”新專業的特色,注重學生實踐能力的培養,在智能化電器、智能化樓宇、智能機器人、智能化機器、智能化物流等方面培養社會急需的特色人才。
(3)在控制科學與工程一級學科碩士點下設立“智能科學與技術”的相關研究方向,加強該專業的學術梯隊建設和人才培養,促進學院整體教學科研的和諧發展。
4 培養方案
4.1 培養目標
我們努力使學生德、智、體、美全面發展,具有堅實的數學、電子、計算機、自動控制和信息處理的基礎知識,系統地掌握智能科學的基礎理論、基礎知識和基本技能與方法,受到良好的科學思維、科學實驗和初步科學研究的訓練,具有分析問題和解決問題的能力,以及知識自我更新和不斷創新的能力。學生能適應智能科學與技術的飛速發展。在個人素質方面,具有全面的文化素質、良好的知識結構和較強的適應新環境、新群體的能力,并具有良好的語言和計算機運用能力。
4.2 基本要求
使學生系統地掌握“智能科學與技術”的基礎理論知識,以適應自動化、智能信息處理與技術等方面的工作需求;掌握電路與系統的基本理論和實驗技術,具備分析和設計電子設備的能力;掌握信息獲取、處理的基本理論和方法,具有系統設計、集成、應用的基本能力;了解智能科學與技術領域的學科前沿、最新進展和發展動態;了解自動化和信息系統及網絡技術的應用現狀和理論前沿,具有研究開發新系統、新技術和各種智能化工程裝備的初步能力。
4.3 主要課程
我校“智能科學與技術”專業的主要規劃課程包括電路、電子技術、微機原理、自動控制理論、現代控制理論、嵌入式系統、軟件工程、計算機網絡、數字信號與數字圖像處理、智能控制、數據庫與數據挖掘、人工智能概論、信息管理系統等。
在課程的設置上,我校適應社會發展需求,突出“工學并舉”實踐能力的培養,開展有自身特色的“智能科學與技術”本科生教學。區別于北京大學等高校的智能理論算法為主、南開大學等高校的智能信息處理為主、西安電子科技大學等高校的通信工程應用為主的辦學主導方向,突出河北工業大學地方工科院校的自身特色,以培養學生研究開發新系統、新技術和各種智能化工程裝備的基礎能力為目標,設置相關的課程。其中,學科基礎課程、專業必修課程和專業選修課程安排如表1~表3所示。
關鍵詞:智能;外墻;清潔器;現代建筑
0 引言
現在高樓的外墻清洗,基本都是靠傳統的用纖繩懸著清潔工人進行手工操作。不但危險而且效率低,使之外墻清洗成為了人們關注的問題。長期接觸清洗液還會對身體造成極大的傷害;更受到天氣,時間的限制。雖然,隨著自動化技術的應用,智能化、經濟性、可靠性和實用性等取代人工清洗作業的智能清洗器成為當下所需。面對多的問題,為了讓人從危險的高空作業中解放出來,減少氣候環境、工作時間、高空危險等因素的限制,城市高層樓宇建設急需一款可靠有效的“自動化機器人”。
1 現代城市建筑的清潔現狀
1.1現代城市建筑的主要特點
隨著現代化城市發展的加快,城市發展中的高層建筑拔地而起,高層的建筑設計一方面,在設計創新上積極運用新結構、新技術以及新材料,發揮著現代化都市的美觀性的裝飾。另一方面,高層建筑的在大面積采用新材料和新技術的同時也面臨著美化背后的自然侵蝕的污垢問題。高層建筑群在為城市形象鑄就城市景觀之時,環境中的自然風吹日曬及人們不良生活方式對城市環境的污染排放,加劇了建筑本身的污垢。
1.2 現代城市建筑的清潔現狀
現階段,城市發展中的摩天建筑群成為現代都市一道城市形象的景觀,尤其是商業中心的建筑群多為高層建筑,建筑表面材料多以玻璃幕墻和鋼、鋁等材料為主的結構進行裝飾,在采光性和實用美觀性的背后,也反映出風吹日久后的清洗任務。玻璃幕墻面積在建筑的立面幾十米到幾百米之間,銜接處無任何可攀爬的支撐結構,在傳統清洗建筑外墻時,通常采用人工作業,利用升降臺或吊籃承載城市的“蜘蛛人”進行清洗。人在高空中一旦遇到氣流就會失去平衡,因此,在這個過程中人常常伴隨著危險發生,對此類工作環境,人身安全是受到相當大的威脅。為此,急需一種人工智能替代人的方式進行完成清洗作業,智能外墻清潔器就是在這樣的背景下應運而生。
2 智能外墻清潔器的技術優勢
2.1智能外墻清潔器研發背景
智能技術在隨著人們生活水平的提高,也以一種新的生命力的服務方式進入到我們的生活中,隨著人們對環境要求的提升和生活方式的改變,智能技術以靈活性和不斷變化的應用條件在諸多領域中廣泛應用。以智能外墻清潔功能為代表的智能化設計,在近些年中,應用于現代建筑的高層外墻的清洗方式不斷改進和提高,其中以智能外墻清潔器以涉及清潔功能技術尤為突出。對于建筑外墻面的清洗以爬壁的智能化作業機器為主。智能外墻清洗器以實現全自動的清洗功能,在結構上采用以滑動密封負壓吸附裝置為附帶式的驅動結構,以實現在建筑外墻體的曲面轉折和超越障礙轉換的功能。能夠通過大面積的擠壓吸盤吸附,模擬人的手進行擦涂方式作業,因此,在結構操作上比較簡單,實用性很強等優勢,并代替傳統的人力清洗,致力于提高清洗自動化程度和作業效率。
2.2智能外墻清洗器的設計
清洗機器人的驅動機構的設計,該驅動機構設有可裝設于樓頂并可受控橫向位移的定位構件,通過繩索連接到清洗器上,以控制其上下方向的運動。在清洗器組具的設計上,以流線型旋轉刷、制動機構和清水噴頭等組合復件;吸墻輔助設備的設計,以利能夠更有力的刷洗外墻。在技術水平上,智能外墻清洗機器人的研制涉及機械設計制造、液壓技術,機械電子等領域相關理論的綜合應用。在清洗的功能性上。智能外墻清洗器能夠對玻璃外墻以及一般材質外墻的清洗工作,能夠很好的控制其在清洗過程中的路徑和速度的操控,效率以期達到人工的3-5倍。在操作性上,可以實現操作簡單,通過簡單的控制就可以讓其達到人很難達到的地方代替人去清洗,并且小型化,讓一般的家庭都能夠使用這樣的設備去進行對家庭外墻和窗戶玻璃的清洗。因而,具有簡單實用,經濟實惠等特點。
2.3智能外墻清洗器的爬壁設計
智能外墻清洗器的爬壁以吸附為主要的核心技術體現,通過移動和吸附實現其建筑物外墻的清洗功能。因為建筑物外墻材料多為玻璃、外墻磚和外墻涂料,因而,在爬壁設計上采用真空吸附的吸盤設計。以十字結構確定清洗器的剛度,在機器的移動和越障時能夠有利于變形的彈性范圍,提高智能工作的安全性和效率性。
2.4智能外墻清洗器的清洗系統設計
智能外墻清洗器的清洗系統以滾刷為主要核心部件,滾刷以呢龍威主要材料,尼龍筒壁設有軸頭,軸頭筒壁外側以豬的鬃毛進行固定尼龍壁的穿孔。在通過墻壁清洗通過清洗作業時,滾刷的材料及結構進行工作清洗,以采用傳動齒形帶轉動,在傳動過程中以同步傳動齒帶動凸齒與輪齒的齒合實現傳遞運動和清洗的動力。設計滾刷1、2、3,使滾刷通過自轉回轉和同步運動完成對建筑外墻體的清洗工作。整個清洗系統的設計只需要一個電動機,電機本身的重量低于人的標重,因此,在高空作業的清洗工作時實現了高效率和安全性。
2.5智能外墻清洗器的控制系統設計
智能外墻清洗器的控制系統設計以計算機控制方式的選擇與功能模塊進行設計。在系統功能設計以控制方法和控制系統組成。完成的系統控制以清洗系統、張力控制系統和載體系統進行設計。進行清洗系統時以電機運轉實現液壓頂起本體裝置,自動供水、旋轉滾刷和糾正移動方向。在張力控制下,實現軌道拉索張力增加貨減少,以控制機構向上、向下移動實現其移動。于此同時,進行軌道的拉索運作,實現機器沿軌道行走或停止的命令,通過牽引拉索實現卷筒運轉或停止。三個控制系統的部分都是各自獨立運動和控制。實現了機器的平面運動控制、清洗動作控制以及張力平移控制。
3 智能清洗器在建筑外墻的應用影響
高層樓宇的清洗問題額這些年一直備受關注,在智能外墻清洗器作為一種高效、節能、安全的新型人工智能機器人,對改善清洗從業人員工作條件,避免事故發生有一定的影響意義。智能清洗器的設計以機器人的機構學、運動學、機械設計、編程設計以及產品設計等多學科的交叉領域共同研發,在應用于建筑外墻的清洗工作,實用于多種外墻材料和一定障礙下的不規則形狀。其靈活度、清洗度、安全性和節能效率方面都大大提高了清洗作業的難度和危險度。
4 結論
智能外墻清潔器的設計是以現代化人工智能化的優勢取代高空作業的人,通過對清洗器的基礎設計,以爬壁設計、清洗系統設計和控制系統的設計提出清洗器設計的智能化,并提出智能外墻清洗器的應用于建筑外墻的靈活性和效率性。以設計簡單、經濟、實用的外墻清洗器,利用此產品代替傳統的人力清洗,致力于提高清洗自動化程度和作業效率。因受到很多技術問題的制約,目前國內外對外墻清洗機器人的研制尚處在探索階段,在現階段,設計一款新型的智能外墻清洗器,將為高層建筑外墻清洗機械化和自動化進程做出有益的探索和嘗試。此外,外墻清洗器的應用,可使保潔工人免于高空高強度作業的危險,從根本上杜絕吊籃載人清洗外墻所發生的斷繩、墜落、機毀人亡等惡性事故,實現“以人為本”的科技思想。■
參考文獻
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[2]張海洪.機器人壁面自動清洗系統的工程研究.上海大學博士論文,2001.02
論文關鍵詞:智能建筑 系統論信息論 可持續發展 人本論 產業鏈
20世紀60年代中期,世界建筑業啟動了新一輪的發展,建筑物單體的高度與體量急驟增加,二、三百米的超高層建筑,單體超過10萬平方米的大型建筑已十分普通。建筑物規模的增大與工程建設的技術難度不僅體現在高度與面積上,建筑物的多功能使用(同一幢建筑物內分層區具有辦公、酒店、商場、公寓、娛樂等使用功能)。各類使用者對建筑物的服務要求多樣化與服務性能日趨提高,越來越重視生活條件與環境的舒適性、與社會和人際溝通的便捷性、生存空間的安全性、設施服務的完善性、管理組織的嚴密性等。在解決這些復雜難題的過程中逐步形成了智能建筑的概念。
1智能建筑的理論體系
長期以來,對智能建筑是否存在理論與學科特征,一直未能形成比較一致的認識。有些人士認為智能建筑就是把計算機、控制及電子設備運用于建筑物,只是高新技術的綜合應用而已,并無理論可言。
然而,筆者認為經過二十年的實踐,智能建筑已不如早期那么神秘朦朧,在長期的建設、應用與管理中,已經凸現其深層的特征,有必要對此進行探討。圖1所示為智能建筑理論的結構,下面將分別進行闡述。
a.應用對象層。智能建筑為人類活動提供信息化、自動化的工作和生活場所,它的應用對象就是建筑物的使用者、管理者與服務提供者。
b.特定功能層。只要是按現代化、信息化運作的機構所在地都有智能建筑的需求,因此智能建筑早已不是辦公建筑的專利,公共建筑、住宅建筑、工業建筑、軍事建筑都可以按智能建筑建設。近十年來,中國與全球一樣建成了大量智能型的辦公樓、酒店、體育場館、會展中心、醫院、學校、法院、圖書館、劇院、博物館、機場、車站、住宅、電子廠、食品廠、化工廠、發電廠、軍營、應急指揮中心等建筑物,這些建筑物在世界的經濟與社會中起著極為重要的作用。在這一層面上,智能化系統功能需求與設備配置往往受建筑物個性、建設目標,管理模式和投資力度的影響而有較大的差別。
c.應用技術層面。這是智能建筑的技術基礎,由通信網絡技術、智能控制技術、信息處理技術和綜合管理技術等組成。在這些技術領域中,最新的技術成果及其形成的裝備會以最快的速度應用于建筑業。如在5年前,當軟件工程界剛開始討論中間件技術時,市場上立即推出了采用中間件技術的智能建筑系統集成軟件iz bms集成化智能建筑管理系統)。又如當工業以太網技術出現突破,隨即出現了基于工業以太網的樓宇自動化系統。
d.基礎理論層。雖然從表面上看,智能建筑嵌人了許多令人目眩的五光十色的技術,但實質上智能建筑并不僅是新技術的綜合與新裝備的組合,而在其深層次中是有基礎理論的支撐。
1945年奧地利人貝塔朗菲創建系統論形成了“系統哲學”,這是把世界看作一個巨大組織的機體主義世界觀,它包括了系統本體論、系統認識論、系統價值論和系統方法論。系統理論的概念(等級秩序、漸進分化、反饋、開放等)與方法(圖論、集論、控制論、對策論、排隊論等)是智能建筑總體設計與工作流程規劃中的重要工具。
美國人香農在1948年奠定了信息論的理論基礎,使人類傳統的科學從以材料與能量為中心的體系,轉變為以材料、能量與信息為中心。當建筑物的智能水平日益提高后,人們已不滿足僅在通信信道容量、噪聲抑制、數據加密上應用信息論,而需要進一步通過統計及隨機過程的分析來討論語義分析、信息的嫡的應用。
“以人為本”在如今似乎已成為一句時尚的語句,但在智能建筑的功能設計與運行管理中,如果缺乏針對使用者與管理者的工作和生活便利考慮,缺乏以人機工效學對人機界面、機器與人的共享空間的設計,缺乏在智能化、數字化環境下對不同職能與層次人的行為處理分析和對策,那么任何再先進的智能化系統也是失敗的。
智能建筑不僅僅是當前高新技術的盡情應用,而且必須從可持續發展的角度對建筑物的一切進行考量:設備與材料的環保、系統運行方式的綜合能效設計、建筑物節能模式的選擇、建筑物管理的組織結構設計,都需要從有利于協調“自然·社會·經濟”關系,提高“人口·資源·環境”可持續發展的水平來考慮。這些工作要有助于建立7項工作:選擇資源節約型的經濟體系、推進社會公平化的社會體系、重視提高國家綜合實力的科技體系、保持自然生產能力的生態體系、促進環境質量提高的環境體系、提高國民整體素質的人口體系和規范合理行為的政策法規體系。“可持續發展”是我國的基本國策之一,已深人到整個社會。智能建筑自然也在“可持續發展”政策的覆蓋之下。
顯然,在智能建筑所有的相關領域,以上的理論都在工作過程中起著宏觀導向與微觀指導的作用。
2智能建筑理論的特征
通過上述分析可見,智能建筑不僅存在理論,而且其理論結構相當復雜,還具有以下三個特征。
a.多目標的優化智能建筑不是機械的技術與設備集合,而是一個大系統,需要多視角地考慮技術、管理、經濟、人文、環境等因素的大系統運行目標,并且調動各種手段使系統達到最優的綜合目標。即系統的優化目標函數為:s=f<技術、效率、價格、智能建筑理論與工程實踐—程大章發展、環境、人氣等)。
b.多學科的綜合這一點是顯然的,智能建筑的規劃、設計、運行和管理,所涉及的技術,經濟、管理以及法律問題,都必須有效地應用各學科的知識成果來解決。
c.多因素的相關性智能建筑與社會信息化、社會經濟發展、管理模式、裝備技術發展、政府導向等具有十分密切的關系,盡管就表面來看智能建筑僅是一種建設行為與經營管理方法。但是從建筑物的生命周期成本(lcc life cycle cost)(見圖2)來看,當某種設備與技術采用后,可改變其生命周期中許多相關的分項狀態。
比如采用完善的ba(建筑設備自動化)系統進行照明系統的節能控制(按照度、時間、夜間最低照度、分區等),可以有效降低電耗與照明設備的運行時間,而照明設備因此而延長壽命減少了照明設備的維護更新費用。這可使建筑物生命周期成本中的能耗費與設備更新費用減少。但是要實現這一目標需要設置完善的ba系統,要增加建設的一次投資.同時,降低能耗的效益并不僅僅體現在lcc的圖中,它對于廣義的環境保護價值更是巨大的。
3智能建筑工程實踐的分析
近年來,隨著中國綜合國力的增強,全國各地的智能建筑熱潮有漲無退。由于我們已經歷了較長期的探索,在工程建筑中有許多成功的經驗,也有不少失敗的教訓,無論是建設方/業主,工程技術人員,還是物業管理人員,都逐步趨于成熟。因而最近起步建設智能建筑的地區(暫稱為后行地區),往往可以比北京、上海、廣州等先行開發建設的大城市(暫稱為先行地區)有更好的建設效果。我們將之稱為后發優勢,見圖3
智能化系統工程先行地區由于一開始處于探索前進的過程,不可避免地在早期建設中存在著各種過份的行為(控制論中稱之為超調),隨后又出現因失誤而放棄的行為(稱之為振蕩過程),最后趨向于合理的裝備與功能水平。而后行地區由于可以借鑒先行地區的經驗與教訓,可以比較合理穩妥地確定自己的智能化系統工程建設目標與行為,雖然起步稍遲,但最終可以與先行地區趨向于同樣的建設效果,而他所化的代價則比先行地區要小得多(如早期智能住宅小區建設成本高達230元/mz,而近年來則在60元/mz左右,而且裝備的性能與質量更好)。
4智能建筑已經形成產業鏈
建筑業是中國經濟發展的重要抓手。中國經濟發展的歷史與現實清楚地告訴我們,國民經濟狀態上升建筑業必然興旺,建筑業發達了,國民經濟必然形勢大好。中國近年來持續的經濟增長其中就有1---2個百分點來自建筑業貢獻。
隨著中國城市化進程的加快,全國的基本建設規模不斷增大,北京市2008年的奧運會與上海市2010年的世博會,大大刺激了建筑業發展,智能建筑與智能住宅小區則成為建筑業的精品。在工業建筑物、民用建筑物、軍事建筑物與市政建筑物中的電氣設備投資已從上世紀80年代總投資的6%一7%,增長到總投資的10%----18%,并且還在不斷上升。與此同時,市場中的各類智能建筑電氣設備不僅引進了大量國外先進技術與產品,也推出了一定數量具有自主知識產權的產品。據不完全統計,與智能建筑電氣設備相關的國內企業約有6---8千家,智能建筑電氣設備的民族企業在穩定成長。目前智能建筑行業,已基本形成了一條穩定的產業鏈,產業鏈的各方關系可以用圖4來描述。
圖中箭頭表示各方的相互關系:①提供建筑化系統設備工程與技術服務;②提供智能化系統設備功能信息、設備使用改進意見;③提品與設備技術信息;④提供系統設備需求信息與系統設備功能信息;⑤人才與技術的需求與供應。
圖4智能建筑的產業鏈示意圖
圖4所示的關系中,工作的基礎是國際標準、國家標準與行業標準(注:gb/t50314為《智能建筑設計標準》,gb50339為《智能建筑施工及驗收規范》)。
5智能建筑應用的發展趨勢
隨著文明的進步,人們對工作與生活的環境要求不斷地提高,建筑物的功能與相應的標準也逐步提升.智能建筑作為現代建設技術的核心,面臨著新的挑戰。
城市的規模越來越大,建筑群的功能特征日趨明顯,出現了中央商務區cbd ( center businessdistrict)、休閑商務區rbd ( recreation businessdistrict)、工業園區、行政中心區、經濟開發區、住宅小區等特定功能的區域。現代城市管理必須采用信息化手段對這些區域的建筑群與建筑設備進行綜合管理,這對智能建筑提出了新課題。在美國“911”事件之后,建筑物的防災、減災及反恐等安全問題凸現,建筑物中的消防、安防、防災及應急供電等已不可缺少,唯有借助智能化的應用系統,才能使之精準、有效、穩定與可靠地工作。
關鍵詞:住宅工廠化裝修; 高科技; 環保; 節能
Abstract: as the bedroom environment quality request to improve the integrative design concept bedroom to mature, house decoration industry veteran of the development and upstream and downstream industry strength of resources integration, residence decorate the industrialization development trend is clear. Residence decorate the factory is the foundation of integrated home outfit, is the core of the industry development. Industrialization brings the industry revolution, the application of the advanced technology, and make the housing decoration system changes.
Keywords: factory house decorate; High-tech; Environmental protection; Energy saving
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
1、 住宅工廠化裝修是家庭信息化發展的必然:
隨著現代科技的進步及互聯網絡的普及,智能化、信息化產品已開始進入社會和家庭。目前,世界上一些大公司正競相開發功能各異的家庭智能化、信息化產品。因此,家庭智能化、信息化產品在21世紀將成為現代社會和家庭的新寵。不久的將來,我們的家庭就可通過一個網絡技術平臺與信息海洋相連。家庭智能化、信息化主要包括:⑴智能控制;⑵家庭緊急求助;⑶家庭資源的優化;⑷家電功能網上升級;⑸集中控制與管理;⑹集中控制與管理;⑺故障信息自診斷、自反饋并可以享受遠程維護;⑻可視對講門鈴;⑼遠程抄表;⑽家庭衛士等。
顯然,家庭要使用智能化、信息化產品。要實現如上的這些功能,必須解決四大基本問題:①公共信息(電話、電視、全球互聯網)的合理布局和方便使用;②家庭安全防范設備的配置,家用電器的遙控;③家庭內的水、電、氣、暖的收費計量表數據傳輸;④物業管理信息傳遞。解決了電話、電視、互聯網以及家庭安全控制/數據信號從戶外到室內的連接,以及樓宇內部各種信息的管理問題,還具備多種功能模塊,以支持家庭內部電話小程控通訊;支持家庭小型局域網;支持家庭安全防范(進行紅外、門磁防盜、燃氣泄漏監測、緊急求助啟動,報警信息通過電話傳到110、住戶手機、物管中心);支持小區物業管理。實現多種家庭信息的科學化、方便化地接入、管理和享受。這些依靠傳統的住宅裝修方法和技術是無法完成的。只有通過工廠化生產才能完成。
2、住宅工廠化裝修能廣泛應用其他行業的技術
汽車工業、航空工業、工業控制等行業,有大量的成熟技術可以應用到住宅裝修中。如:汽車工業和航空工業的內飾技術是通過多種材料和多種生產工藝而達到不同的效果,一般內飾的材料多用塑料ABS和改性PP等,還有其他的如皮革、植絨布、泡沫、玻璃鋼等多種復合材料。生產工藝更是多樣化,除了一般的注塑以外,還有如吸塑、吹塑、擠出、PU發泡、等幾乎所有的塑料加工工藝,還有如儀表板先進的搪塑工藝等。。汽車工業和航空工業的內飾技術生產工藝水平高,配套技術強,可在住宅工廠化裝修廣泛應用,能使住宅裝修效果多樣化。
同樣,電子信息技術、航空工業燈飾、汽車工業的車窗、工業控制的感應與控制等技術,通過住宅工廠化裝修也可很好地應用。
2、 住宅工廠化裝修是品質的保證
怎么把裝修質量問題減少到最低,應該是我們廣大裝修業主很關心的問題。目前裝修工程質量集中反映在以下五大問題:
①室內環境質量問題。主要是由于設計、工藝和材料問題造成的室內環境污染;
②油漆涂料工程質量問題,主要是墻面漏刷、墻面裂縫和木器及木門頂漏涂;
③木地板工程方面問題,地板表面平整度超標和板面接縫縫隙寬度超標的問題;
④墻地磚工程方面出現問題,主要是墻面邊角空鼓,同時還存在表面平整度和墻地磚鋪裝縫隙超標,嚴重的出現墻磚大面積脫落;
⑤水電工程的安全問題。也是應該注意的問題,水電工程不符合國家標準要求。
為了保證家庭裝修的全面工程質量,按照國家的標準和規定必須從預評價、現場監督和檢測驗收三個環節進行,但由于我國的裝修業至今仍停留在手工裝修的落后狀況下,裝修質量問題不能從根本上解決。
住宅工廠化裝修應用先進的生產設備,通過流水線作業的生產方式來生產。工廠化裝修最大的優勢是以標準化、系列化的生產工藝,從根本上杜絕手工制作可能出現的差錯,保證質量;由于減少了大量的現場油漆、粘合等工作,大大減少了對室內空氣的污染,基本上聞不到油漆氣味,施工現場干凈、整潔、噪聲少、建筑垃圾少。按《家庭裝飾裝修工程質量驗收規范》地方標準驗收時,業主和家裝公司的責任界定問題也迎刃而解了。
由于工廠化生產采用了機械化施工,準確度高,施工沒有釘眼,色差小(一般工廠化制作為模壓或貼皮),油漆在無塵空間(烤漆房有雙道防塵措施)施工,避免了粉塵交叉污染,油漆表面細膩光滑,同時工廠制作有質量標準可尋,質量有保證,并且可以按照裝修業主的要求定做。
4、住宅工廠化裝修有利于環保
近年來,伴隨著人們對居住舒適度要求的提高,伴隨著城市住宅裝修的洶涌熱潮,我國大中城市的裝修垃圾每年都在以驚人的速度增長。被扔掉的裝修垃圾造成對環境的污染。如今,因包括裝修垃圾在內的城市垃圾所引發的環保、土地危機業已成為不可回避的社會問題。傳統手工裝修作業施工特別是油漆工序,現場操作不但質量得不到保證,在施工過程中還會留下很多的有害氣體,又得不到有效的發揮,影響室內的空氣質量。現場操作所產生的噪音對周邊環境和鄰里也有很多影響。
工廠化變革了傳統裝修模式,是針對傳統裝修的一些弊端出現的革新。住宅工廠化生產是全部在廠里完成的,并采用了絕對環保的材料,能有效地提高住宅及其他室內的空氣質量,且工廠化生產比現場操作減少了工作量,更降低了現場操作所產生的噪音和裝修垃圾,從而減輕了對周邊環境和鄰里的影響。
5、住宅工廠化裝修能節約成本
中國室內裝飾協會室內環境監測工作委員會曾披露,中國家庭裝飾裝修的浪費十分驚人,每年由于裝修造成的浪費就達300多億元,被扔掉的裝修垃圾造成資源的浪費。
住宅工廠化至少能降低35%的生產成本,這種低成本結構應包括五個方面的內容:
①工廠化生產減少了人工的投入,原有裝修中手工費是大頭,每個工人每天得支出50~70元的費用;
②規模生產的最佳剪裁能實現原材料的最大化利用,使原材料至少減少10%的耗費,而這在手工現場作業情況下是無法達到的;
③規模生產的批量采購,能得到原材料購價的最大優惠,批零差價降低了費用;
④裝修木工的連接件、合頁、拉手、門鎖等五金件造價減少了5%;
⑤工廠化裝修還能減少用戶交通運輸等購材相關費用。