太原市供水調(diào)度中心大樓智能化系統(tǒng)工程

1、太原市供水調(diào)度中心大樓智能化系統(tǒng)工程北京機械工業(yè)自動化研究所1 工程概況1.1 建筑工程概況太原市供水調(diào)度中心大樓由太原市自來水公司投資興建，承擔太原市各水廠和加壓站供水調(diào)度、配水管網(wǎng)水質(zhì)水壓監(jiān)測以及水費征收等工作，是國家城市供水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)的重要組成部分，為辦公用建筑。1.2 建筑基本概況太原市供水調(diào)度中心大樓坐落在山西省太原市解放路與北大街交匯路口的東北角。整個建筑由主樓與裙樓兩部分組成。主樓部分地上11層，地下1層；裙房部分地上局部4層，地下1層。地下1層設六級人防、冷凍機房、水泵房、停車庫、變電所等各類用房；1層設收費大廳、對外辦公用房、消防控制室、廚房；24層設大開間辦公室、餐廳、廚房

2、、多功能廳；510層設日常辦公用房、大空間辦公室、會議室、微機房；11層設指揮調(diào)度中心、配套辦公用房、會議室；屋頂有電梯機房、水箱間等輔助用房。建筑高度51.2m，總建筑面積2.2萬。工程于2003年1月開工，2006年1月竣工。1.3 建筑智能化系統(tǒng)設置概況建筑智能化系統(tǒng)由樓宇自控系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)、背景音樂及緊急呼叫系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、防雷和接地系統(tǒng)等七個子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)建設的投資為270萬元人民幣。1.4系統(tǒng)運行、驗收、維護概況系統(tǒng)主要功能于2006年1月投入使用，2006年10月通過驗收，由于某些功能的調(diào)試不具備條件而作為遺留問題在驗收后處理。到目前樓控系

3、統(tǒng)已經(jīng)過兩個采暖期的運行，其他子系統(tǒng)運行正常。2工程需求分析21建設項目工程總體建設目標及功能需求分析監(jiān)控調(diào)度指揮中心作為一座高品位的現(xiàn)代化智能大廈，將采用現(xiàn)代化的樓宇自動化控制系統(tǒng)進行管理。本著系統(tǒng)既要先進、實用、可靠，又要做到投資合理、效益最佳的目的，該工程的系統(tǒng)設計應具有充分的可靠性、先進性以及一定的靈活性、擴展性，使之能夠充分滿足現(xiàn)代智能化大廈的各種需要，并能滿足業(yè)務擴展的需求，同時要求還應具備升級能力，使該智能大廈在今后相當長的時間內(nèi)仍能夠保持先進地位。22建筑智能化系統(tǒng)建設目標及在行業(yè)應用中的共性和個性需求分析自上世紀最后10年，國家對信息化建設的投入越來越大，迄今，已初步建成覆蓋

4、全國的公眾信息網(wǎng)絡，國家對信息化建設的關注創(chuàng)造了“共享時代”的網(wǎng)絡信息化大環(huán)境。企業(yè)信息化的核心內(nèi)容是用將計算機、網(wǎng)絡、知識集成起來的方法和手段來協(xié)調(diào)和組織企業(yè)的活動，以達到建立高效的企業(yè)管理機制的目的。企業(yè)信息網(wǎng)一方面需要從公眾信息網(wǎng)中取得大量有用的知識，但另一方面又要通過自身的建設為公眾信息網(wǎng)提供信息服務。企業(yè)信息網(wǎng)成為公眾信息網(wǎng)的一個節(jié)點，企業(yè)信息化的建設形成了企業(yè)和社會的雙贏。太原市供水調(diào)度中心大樓智能化系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)的建設改變了傳統(tǒng)的信息獲取和數(shù)據(jù)處理方式，適應了極度密集的信息量和成倍增長的數(shù)據(jù)處理的要求，提高了工作效率和工作質(zhì)量，方便了部門之間的信息交流，更為公司決策層能及時、方便

5、、全面的獲得各種所需要的信息，迅速、準確的作出決策提供了技術支持和保障。同時，該系統(tǒng)的建設還應為大樓中的人員提供一個節(jié)能、舒適的辦公環(huán)境。3. 智能化系統(tǒng)設計3.1設計思想和原則本著系統(tǒng)既要先進、實用、可靠，又要做到投資合理、效益最佳的目的，該工程的系統(tǒng)設計應具有充分的可靠性、先進性以及一定的靈活性、擴展性，使之能夠充分滿足現(xiàn)代智能化大廈的各種需要，并能滿足業(yè)務擴展的需求，同時要求還應具備升級能力，使該智能大廈在今后相當長的時間內(nèi)仍能夠保持先進地位。3.2系統(tǒng)總體方案設計未來的企業(yè)是網(wǎng)絡化、集成化、信息化、智能化、創(chuàng)新化的企業(yè)，網(wǎng)絡化是基礎，供水調(diào)度系統(tǒng)及大樓智能化系統(tǒng)建設就是企業(yè)信息化建設的

6、基礎。在本方案對系統(tǒng)總體結(jié)構的設計中，充分考慮到了企業(yè)信息化建設的總體目標，立足于先進的理念，采用國內(nèi)外著名廠商的成熟、先進的產(chǎn)品和技術，實現(xiàn)了系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)處理、決策支持的完美集成。系統(tǒng)包括供水調(diào)度系統(tǒng)、大樓智能化系統(tǒng)兩個部分。供水調(diào)度系統(tǒng)包括；供水SCADA、管網(wǎng)平差計算、管網(wǎng)地理信息等三個子系統(tǒng)。大樓智能化系統(tǒng)包括：樓宇自控、綜合保安、背景音樂及緊急呼叫、綜合布線、有線電視、計算機網(wǎng)絡、防雷和接地、應用軟件等八個子系統(tǒng)。系統(tǒng)總體結(jié)構圖文件服務器數(shù)據(jù)服務器外網(wǎng)服務器信息發(fā)布數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)部門1部門部門2部門3部門4SCADA系統(tǒng)GIS系統(tǒng)Access樓控系統(tǒng)Acc

7、ess保安系統(tǒng)Access背景音樂系統(tǒng)Access電視系統(tǒng)Access應用軟件系統(tǒng)Access系統(tǒng)結(jié)構圖如下。3.3系統(tǒng)設置概述3.3.1 樓宇自控系統(tǒng)監(jiān)控調(diào)度指揮中心內(nèi)部系統(tǒng)繁多復雜，包括有：冷凍系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、生活給水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)所含設備多，位置分散，運行復雜，能耗巨大，不便于人工管理，使用樓宇自動化系統(tǒng)就可以有效地對這些系統(tǒng)進行集中管理，并能很好的實現(xiàn)節(jié)能、舒適、設備優(yōu)化運行、現(xiàn)代化管理這四個核心目標。（1）現(xiàn)代化的樓宇控制首先表現(xiàn)在節(jié)能。由于本系統(tǒng)大，大型設備多，因此，對空調(diào)系統(tǒng)、新風系統(tǒng)，水系統(tǒng)的能源控制尤為重要。如果采

8、用BA控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運行不但全部自動運行，而且可實現(xiàn)按需調(diào)節(jié)，整個大廈在空調(diào)和電力設備的用電量可大為減少。 （2）系統(tǒng)節(jié)能并不意味著犧牲舒適性。恰恰相反，采用了BA控制系統(tǒng)后，整個大廈建筑空間的空調(diào)系統(tǒng)將隨著人員和設施的負荷變化，進行自動調(diào)節(jié), 溫度變化不超過1，保證房間溫度不受人數(shù)波動的影響，充分滿足舒適性的要求。其次，樓宇自控系統(tǒng)中的空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)保證會所大廳及房間在全封閉的情況下，任何季節(jié)都能達到最佳的空氣品質(zhì)。（3）在達到節(jié)能和舒適的前提下，設備的優(yōu)化運行也是監(jiān)控調(diào)度指揮中心設備管理的重要方面。設備的優(yōu)化運行是指所有被控設備應既充分使用，又保證長壽命、低維修率。確保設備的優(yōu)化運行，要

9、求各個子系統(tǒng)均工作在最佳工況下，并且合理分配設備使用。（4） 對擁有眾多設備的現(xiàn)代化智能大廈，設備管理必須采用現(xiàn)代化計算機管理，控制系統(tǒng)將實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)視、控制、紀錄、統(tǒng)計分析均應自動處理并存儲。 而且DDC控制器應帶有自動記錄功能，中央操作站能將一切工作運行情況調(diào)出顯示和存儲，并自動打印成報表。 具體針對每個系統(tǒng)，樓宇自控系統(tǒng)要實現(xiàn)以下的管理：冷凍系統(tǒng)的監(jiān)控：樓宇自控系統(tǒng)應有根據(jù)當前的制冷（制熱）需要，調(diào)節(jié)冷凍機組的制冷能力以及投入運行的臺數(shù)。根據(jù)工況需求，自動組合啟動冷凍水泵的臺數(shù)。換熱系統(tǒng)的監(jiān)控：監(jiān)視換熱器機組的工作狀態(tài)以及投入運行的換熱泵臺數(shù)。根據(jù)工況需求，實現(xiàn)換熱泵的控制。空調(diào)與通風系統(tǒng)

10、：實現(xiàn)空調(diào)機組、新風機組的實時監(jiān)測與自動控制，優(yōu)化運行管理。對通風機組自動定時控制和連鎖控制。在集中管理下保證環(huán)境舒適，大幅降低能耗。生活水/污水系統(tǒng)：實現(xiàn)生活水/污水泵運行及水池液位參數(shù)實時監(jiān)測，優(yōu)化水泵設備運行。做到可靠穩(wěn)定，故障及時報警。3.3.2 綜合保安系統(tǒng)綜合保安系統(tǒng)由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁管理子系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)等三部分組成。視頻監(jiān)控系統(tǒng)我們選用MPEG 4 壓縮方式的美國K&C數(shù)字監(jiān)控系列主機；美國K&C球形云臺及攝像機。我們按照甲方要求設計的監(jiān)控系統(tǒng)主要設計思想：（1）閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)攝像機安裝在大樓的主要出入口、大堂、走廊、電梯廳及電梯內(nèi)等處，對這些重要部位嚴密監(jiān)視。監(jiān)控中心設

11、在1層消防控制室。（2）根據(jù)不同場所的需要考慮采用分體或一體化攝像機，主要營業(yè)場所采用彩色攝像機，走廊、電梯廳及電梯內(nèi)可采用黑白攝像機。（3）視頻輸入信號送至中央控制室，信號處理建議采用當前較流行的數(shù)字硬盤存儲技術，并有與報警聯(lián)動功能。（4）中央控制室可對前端攝像機進行控制，監(jiān)視現(xiàn)場情況。通過內(nèi)部局域網(wǎng)在授權用戶計算機上實時監(jiān)控全部現(xiàn)場。 門禁系統(tǒng)由以色列DDS公司的綜合保安管理系統(tǒng)完成，防盜報警系統(tǒng)使用美國Intellisense防盜報警設備。在大廈內(nèi)重要部位的出入口設置門禁控制點，首先能靈活管理人員出入，掌握人員的出入情況，增加門的智能報警功能。其次，門禁點的讀卡器還可兼作巡更確認點使用。

12、 門禁點按照進門單向讀卡，出門使用按鈕設計。在特殊部位設置雙門互鎖功能，除非人為屏蔽，防止兩道門同時敞開。所選各子系統(tǒng)單獨設置，并可以聯(lián)成統(tǒng)一的網(wǎng)絡，通過安保中央計算機管理系統(tǒng)管理及控制。3.3.3 背景音樂及緊急呼叫系統(tǒng)背景音樂簡稱BGM（back ground music），它的主要作用是掩蓋噪聲并創(chuàng)造一種和諧的氣氛。聽的人若不專心聽，就不能辨別其聲源位置，音量較小，是一種能創(chuàng)造輕松愉快環(huán)境氣氛的音樂。近年來，辦公大樓、酒店、購物中心和其他大規(guī)模建筑工程對于公共廣播系統(tǒng)能夠具有呼叫分配、播音、背景音樂及用于不斷增強建筑物內(nèi)的特定區(qū)域的日常管理、日常節(jié)目播放的功能需求。廣播音響系統(tǒng)是設置在現(xiàn)

13、代化建筑內(nèi)的獨立的廣播系統(tǒng)，它包括服務性廣播系統(tǒng)、業(yè)務性廣播系統(tǒng)、火災事故廣播系統(tǒng)及擴聲系統(tǒng)，廣播音響系統(tǒng)適用于娛樂場所、大型公共活動場所、賓館、酒店、銀行、車站、航空港、體育館（場）及工廠等。廣播音響系統(tǒng)可提供各種信息，還是人們進行行政管理的工具，當有事故發(fā)生或有火災發(fā)生時，可利用廣播音響系統(tǒng)指導搶險及指揮人員疏散。當今現(xiàn)代化的建筑向大型化、綜合化方向快速發(fā)展，建筑物的廣播音響系統(tǒng)管理工作程序變得越來越復雜，對系統(tǒng)的可靠性要求越來越高，因而為了適應當今現(xiàn)代化管理的需求，我們設計了這套以代表當今廣播產(chǎn)品技術水平的日本T-KOKO智能廣播產(chǎn)品為主的工程方案。3.3.4 綜合布線系統(tǒng)本綜合布線系統(tǒng)

14、使用于太原市給水工程水質(zhì)監(jiān)測調(diào)度指揮中心新建辦公大樓。面積共計2萬多平方米。綜合布線系統(tǒng)是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要一家實力雄厚的大公司來提供項目設計、產(chǎn)品供應及項目施工等服務，但是，業(yè)主選擇的并不僅是公司的名氣，也不僅是無利的最低價格，而是優(yōu)質(zhì)可信的系統(tǒng)服務。本綜合布線系統(tǒng)將依據(jù)超五類布線標準，布線系統(tǒng)(包括語音和數(shù)據(jù))設計為超五類，所有部件要求符合和超越最新布線國際標準，并由廠家提供15年產(chǎn)品及系統(tǒng)(信道)的質(zhì)保。本公司在投標書中選用的是世界著名廠商NEXANS非屏蔽綜合布線系統(tǒng)。NEXANS所有超五類布線產(chǎn)品和信道的測試依據(jù)超五類標準ISO/IEC IS 11801。NEXANS的信道測試

15、基于完全四個連接點的信道。因此，即使是最差情況下，結(jié)構要求也完全符合ISO/IEC IS 11801標準，它包括90m的水平布線，總共10m的跳線。本方案所采用的NEXANS超五類解決方案全部使用完全的超五類部件。所有超五類部件性能均完全符合及超越最新的超五類標準ISO/IEC IS 11801，并滿足向下兼容性。3.3.5 有線電視系統(tǒng)有線電視（CATV）系統(tǒng)是由接收部分、前端部分、干線傳輸和分配網(wǎng)絡組成。在本方案中，主要針對用戶分配網(wǎng)絡，從傳輸系統(tǒng)傳送來的電視信號通過干線和支線到達用戶區(qū)，須用一個性能良好的分配網(wǎng)絡使各家各戶的收視信號達到標準。用戶分配網(wǎng)中有分支放大器、轉(zhuǎn)換器、分配器、分支器和用戶盒。智能住宅的有線電視系統(tǒng)，把來自干線CATV局的傳輸系統(tǒng)的信號接入到住宅小區(qū)的有線電視接入中心，中心首先通過轉(zhuǎn)換器把干線的粗電纜轉(zhuǎn)化為適于大樓傳輸細電纜，再經(jīng)過中心的分支器分出若干條支路，通過各個單元門傳輸至每層樓的住戶。當傳輸距離過長或用戶數(shù)過多時，還要采用放大器。傳輸干線和分支干線宜采用樹枝型結(jié)構，支干線至分配放大器間宜采用星型結(jié)構。這樣做的好處是每條支干線相對于干線都是終端。每臺分配放大器相對分支干線也是終端，可保證系統(tǒng)各部分的相對獨立性。3.3.6 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)系統(tǒng)建設完成之后，自來水公司總部有了統(tǒng)一的物理網(wǎng)絡平臺，進而在這個物理網(wǎng)絡平臺上實現(xiàn)公司管理信息系統(tǒng)的各項功