智能化建筑在樓宇住宅中的實際應用

張佳薔 丁鍇

摘要：近年來在科技進步和經濟發(fā)展的推動下，我國建筑行業(yè)得到長足發(fā)展，但是由于人們生活水平提高，使得人們對建筑的性能要求更高，這為智能化建筑提供了廣闊的使用前景。本文在闡明智能化建筑基本問題的原則上，從戰(zhàn)略的高度提出建筑智能化管理系統(tǒng)的分布化、綜合化和動態(tài)化的觀點;在分析智能大廈的實施基礎上，提出工程設計實現(xiàn)需要前期仿真的觀點，以期對今后的工作有所裨益。

關鍵詞：智能建筑;管理系統(tǒng);研究

近年來在科技進步和經濟發(fā)展的推動下，我國建筑行業(yè)得到長足發(fā)展，但是由于人們生活水平提高，使得人們對建筑的性能要求更高，這為智能化建筑提供了廣闊的使用前景。所以智能化建筑在樓宇住宅中的實際應用的研究具有現(xiàn)實意義，這對物聯(lián)網發(fā)展以及數(shù)字化城市的發(fā)展都具有促進意義。

1智能建筑一體集成的分布化

智能大廈的系統(tǒng)一體化集成實質上是建立在系統(tǒng)集成、功能集成、網絡集成和軟件界面集成的多種集成基礎上的一門高新技術。智能一體化集成化的本質是計算機網絡的管理。傳統(tǒng)的集成式網絡管理系統(tǒng)難以適應網絡規(guī)模日益擴大、網絡元素日益復雜的樓宇智能化要求，需要引入分布式管理方法。

分布式管理就是將管理的功能合理地分布于多個管理實體，以便有效、及時地對網絡資源進行監(jiān)視、約束和控制，提高響應效率和擴展功能，更好地實現(xiàn)網絡管理目標。一個實際的網絡系統(tǒng)，可以根據管理的需要，按照地域、功能子系統(tǒng)、網絡等定義相對獨立的管理域并選定其管理者;各管理域通過管理者的交互實現(xiàn)全局管理目標。管理者之間的交互有兩種結構：層次的和全分布的。層次結構是通過上層管理者與下層管理者的交互來完成各管理域的管理者之間的協(xié)調。全分布式結構是一種對等結構，采用該方式的管理者之間能直接對等通信。一個實際的應用系統(tǒng)，管理分布化的過程就是將管理應用功能由集中式客戶機/服務器（Client/Server）模式轉移到分布式計算平臺的過程。分布式計算平臺的目標是實現(xiàn)跨平臺資源的透明互操作和協(xié)同計算。

當前支持分布式計算主要有兩類環(huán)境：基于過程的分布式計算和面向對象的分布式計算。目前的主流是后一類。如基于CORBA（CommonObjectRequestBrokerArchitecture，公共對象請求代理體系結構）和Java的計算，它們采用面向對象的技術，提供對象式的應用編程接口，主要是針對重用和異構環(huán)境下的操作問題，這對相對龐大和復雜的智能大廈系統(tǒng)是非常適用的，目前CORBA技術已引起業(yè)界的關注和重視。CORBA是一個開放式跨平臺的、語言獨立的分布式標準，它引入代理的概念屏蔽了下層的網絡傳輸，利用面向對象概念，實現(xiàn)分布式應用軟件的可重用性和可擴展性，既大大簡化了分布式應用系統(tǒng)的開發(fā)和維護，又便于異構環(huán)境下的集成，具有更高的可用性和可靠性的優(yōu)點。目前遵從CORBA規(guī)范的產品主要有Inprise公司的VisiBroker，IONA公司的Orbix，Digital公司的ObjectBroker，IBM公司的ComponentBroker等，將基于面向對象的分布式計算技術引入智能建筑是順應技術潮流的，同時它應是甲乙類智能建筑的技術要求。

另外，分布式管理系統(tǒng)更容易實現(xiàn)大廈的智能化，不僅能實現(xiàn)管理的并行性和分布性，而且具有對管理活動的全過程進行多目標、多因素、多階段、多層次的協(xié)調，實現(xiàn)管理系統(tǒng)的整體協(xié)調和全局優(yōu)化。

2智能建筑一體集成的綜合化

網絡是建筑物智能化的基礎，系統(tǒng)一體化是以網絡為支撐的，網絡信息來源于不同實體，隨著智能建筑的不斷深化，被管理的對象趨于復雜化，復雜化的因素主要有：被管理的數(shù)量、對象的種類、組織的異構性、物理分布、參與組織的單元的數(shù)量、服務綜合的程度等，這時，由傳統(tǒng)的相對單一的網絡管理擴展為基于分布化的網絡綜合管理是環(huán)境的必然要求。

環(huán)境是系統(tǒng)存在、變化、發(fā)展的外部條件;系統(tǒng)與環(huán)境相互作用、相互影響，進行信息、能量或物質的交換。

綜合管理是指確保系統(tǒng)的所有資源根據其目的而有效運營的所有手段，它是系統(tǒng)與環(huán)境相統(tǒng)一的產物。有關綜合管理的平臺也在不斷涌現(xiàn)和改進，如基于事件（event）的驅動輪詢方案，基于CORBA平臺的方案。

3智能建筑一體集成的動態(tài)性

事物的發(fā)展是相對穩(wěn)定的，在相對穩(wěn)定的情況下，隨著環(huán)境的需要仍在不斷的發(fā)展和完善。智能建筑系統(tǒng)一體化集成的動態(tài)性是基于分布式的管理系統(tǒng)，也只有分布式的管理系統(tǒng)才能更好地實現(xiàn)其動態(tài)化。

動態(tài)化有兩個含義：其一是故障的檢測與動態(tài)重組恢復;其二是系統(tǒng)具有可擴展性。分布式系統(tǒng)具有故障診斷軟件包，采用互查技術來檢測系統(tǒng)發(fā)生故障的部位，并進行處理，動態(tài)地分配或重組系統(tǒng)，使系統(tǒng)工作于可靠狀態(tài)。分布式系統(tǒng)采用并行處理技術，可滿足智能大廈分階段建筑使用的要求，邊組織，邊開通，從而減少了一次性開通的難度和避免了一次性投資的方式。另外分布式系統(tǒng)的硬件和軟件都是模塊化的，模塊的連接嵌入比較方便，能夠很好地配合日益擴大的系統(tǒng)需求，便于提高和完善系統(tǒng)的性能，保障了系統(tǒng)的動態(tài)先進性。系統(tǒng)的動態(tài)化要求使用動態(tài)的管理策略，由于Java和CORBA的迅速發(fā)展，動態(tài)管理技術也在日趨成熟。

4智能建筑的前期仿真

智能大廈的建設除了要達到預期的目標，即提供安全、舒適、快捷的優(yōu)質服務，建立先進、科學的綜合管理機制，節(jié)省能源和降低成本，還要達到系統(tǒng)的優(yōu)化配置以減少投資。這就需要在工程實施前對系統(tǒng)設計的基本要求和功能進行考核，以便查漏補缺和修正。另外，因為智能大廈的網絡集成不同于研究試驗網，網絡系統(tǒng)可靠性、開放性等要素對大廈的智能化管理和提高運行效率具有十分重要的意義，所以，對智能大廈的前期仿真就顯得不僅十分必要而且十分重要。

由美國的Cleve和Moler博士在1980年前后創(chuàng)立的、正在蓬勃發(fā)展的Matlab為系統(tǒng)的動態(tài)仿真提供了良好的環(huán)境。Matlab的家族成員之一的Simulink為系統(tǒng)的仿真更是提供了極大的方便，綜合其它軟件的使用可以使該軟件在智能建筑的CAD中發(fā)揮更大的作用;此軟件也能為其它軟件提供良好的接口，便于SynchroHome等智能化集成系統(tǒng)軟件的調用。該軟件有兩個明顯的功能;連接與仿真。首先利用鼠標在模型窗口上畫出所需的系統(tǒng)模型。然后利用軟件提供的功能對系統(tǒng)直接進行仿真，在系統(tǒng)的任何節(jié)點上可以輸出波形，從而更好地監(jiān)控系統(tǒng)的工作過程，并實時地對系統(tǒng)模型進行修改以達到預期目的。這種思想和方法適合于智能大廈一體化集成的仿真與分析，相信基于Simulink的仿真技術必將在智能建筑的CAD中打開一個嶄新的局面。

5結束語

通過以上分析可見，隨著智能大廈進程的不斷加快和深化，隨著“數(shù)字城市”和“數(shù)字地球”研究的不斷深入，智能大廈系統(tǒng)集成的主要趨勢將是分布化、綜合化、動態(tài)化，它們之間的關系是相輔相成和互相促進的;同時由于智能大廈的建設是一種投資行為，對其進行前期仿真是十分必要性。

參考文獻：

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沈陽科林建筑智能化系統(tǒng)工程有限公司;世隆華佑建設發(fā)展有限公司