应用“建筑一网通”多网融合技术
提高住区智能化系统寿命

　　摘要：本文针对住区智能化系统投资标准低、运维能力差等突出问题，阐述了接口标准、产品质量、工程质量、运维机制对系统寿命的影响；根据网络技术的最新进展，提出了基于技术、管理和服务的住区健康智能化系统理念；已经实施的工程案例表明，基于公共通信网络的“建筑一网通”多网融合技术是可行的。

　　一、概述

　　住区智能化经过十多年的发展，已经从当初的概念逐步发展成为建筑行业的一项必备工序，并且越来越得到业主、开发商的重视。目前，每年在智能化上的投入，以地产投资总额的1%计算，达到400~500亿元。然而，由于智能化系统没有被纳入以设计为龙头的建筑行业管理体系，没有统一的技术策略和产品标准，导致智能化系统无法与建筑同寿命。现状表现为，智能化系统在启用运行3-5年后开始逐渐瘫痪，管线无法维修，设备只能更换，放弃智能化系统局部功能甚至整个系统的现象普遍存在。

　　这其中的问题是多方面的，比如设计缺失、标准不统一、产品品质差、工程质量差、运维能力差等等，所有问题可以归结为两点，一是技术路线问题，二是行业管理问题。

　　本文试图通过分析引出住区智能化系统短寿命的技术原因和行业问题，提出基于公共通信网络的“建筑一网通”多网融合技术策略，将IT行业的标准化和专业化与住区智能系统融合，提升建筑行业的IT水平和从业素质。实施案例的效果评估让我们有信心认为，行业管理问题可以通过出台设计、造价、监理、验收、评测、培训等层面的技术和管理标准逐步得到解决。

　　二、智能化系统短寿命的原因分析

　　住区智能化系统是以通信、信息技术为基础，以控制技术为手段对各类产品实施控制，以期达到联动、联控的智能管理的目的，其终极目标是为居住者提供安全便捷、舒适节能的生活。

　　据不完全统计，全国已建成的住区智能化系统实际运行率不足25%，约75%的系统在建成的三年内就陷于瘫痪或者半瘫痪状态。行业内有句顺口溜“第一年全自动，第二年半自动，第三年全不动”。究其原因，主要有以下几点：

　　1.追求低价导致产品品质逐年降低，已经出现劣币驱逐良币现象

　　产品品质是系统寿命的基础。产品品质不好，就意味着系统寿命不可能长。

　　比如1997年的一个从国外原装进口的对讲品牌，价格高但质量好。那时黑白可视对讲分机2500元/台。一个小区在1997年就安装了这一产品，目前仍在使用，而且没有多少损坏。但是，现在这个品牌在国内对讲厂家的价格压力下，开始在国内生产，价格随之下降的同时，质量也大幅下降，已经完全被国内的产品同化了。

　　国内几百个对讲厂家，这么多年下来并没有几个真正发展壮大。产品质量好的厂家发展不起来，产品质量差的厂家也死不了。当质优价高的产品与价格低廉质量差的“山寨机”对阵的时候，由于开发商只关注压低成本而不理会产品品质的做法，质优价高的产品往往不能被采用，市场上现在已经很难找到质量过硬的产品。

　　2.工程施工有章不循，施工人员自以为很专业

　　住区智能化脱胎于工业控制，并且与通信技术相融合。而工业控制和通信业对于工程施工质量和操作规范有着明确的要求，住区智能化行业的施工质量标准可以进行借鉴，甚至没有必要重新制定。刚开始的几年里，这个行业的利润比较高，施工单位买的材料，施工布线、防雷和接地都比较到位。但是，随着行业利润的一压再压，施工单位普遍认为没有必要按照工业控制的技术规范去管理了，能糊弄验收就算完成任务。

　　还有一个被忽略的问题，就是电磁兼容问题。住区智能化系统的建设和使用，已经不比一个工厂环境更乐观，做过系统调试的人都碰到过莫名奇妙的不稳定问题，这就是电磁兼容问题。但是目前的智能建筑施工企业中，几乎没人有电磁兼容的概念。电磁兼容没有考虑，电磁防护没做好，设备之间互相干扰，导致智能化系统不稳定，工程款收不回来，于是恶性循环产生了。

　　还有的集成商和产品厂家特别热衷于推广无线产品，宣称能够不用布线，灵活方便。如果是搞无线通信的人，制定了一套通信体制还可能成功，比如WiFi、WiMAX等。但如果对无线电无知，用个无线小模块就来构架无线系统，几乎无法做成。有线系统之间尚且干扰这么大，无线系统如果不做规划，本底噪声就足以淹没所有的通信信号。

　　3.弱电监理缺失，缺少专业人员

　　建筑监理应该监理建筑的全过程，也包括智能化系统，但是，监理公司以专业性太强，没有相关的人员为由对智能化系统并未进行监理。

　　对于这部分监理的缺失，没有明确的责任要求，这是建筑行业的一大失误。一些有实际工程经验的工程师经过培训是可以承担起监理智能化系统的任务的。

　　4.没有遵循国际通信标准，接口协议不统一

　　通信行业以通信标准为生命，以互联互通为业务基础。而住区智能化行业却没有统一的通信接口标准，使得产品接口五花八门，不能做到互通与互换。通俗的说，厂家的寿命，甚至厂家某个型号的寿命就决定了系统的寿命。因此，产品接口标准不统一是造成这个行业不能健康发展的重要原因。用家电产品的物品化思想去指导智能化产品的互联互通，将严重阻碍这个行业向物联网发展。

 　　另外，即使有了确定的接口标准，很多厂家也不执行。就拿RS485接口来说，其物理接口和电气接口很确定，这个行业也在大量使用，但是很少能见到标准的物理接口，各厂家会用各种的接线端子来代替标准接口，不把标准放眼里，能够把自己的产品搞通就行。

　　5.系统运维空白，无法保证系统寿命

　　物业公司对于智能化系统的运维管理不到位一直是行业的通病，尤其是住宅小区。在杭州我们了解到，一个比较著名的房地产公司有自己的物业公司，但是楼盘交房两年了，物业公司也不肯接手自己公司建设的智能化系统。目前，物业公司一般不肯出高价雇用高水平的网管人员，高水平的网管人员也不愿意仅围着设备打转，因此，成立专业的系统运维公司来总体承接智能化系统运维是解决这一顽疾的可行之路。

　　6.系统设计不留后路，无法满足未来的需求

　　住区智能化行业普遍存在着建设和使用脱节的问题。建设由开发商工程师负责，物业公司在建设阶段没有发言权。开发商工程师所提出的需求往往是照搬照抄或者是某个集成公司的意图，也或者是老板的意图。因此按照他们的需求所设计的系统，其监控点的数量、位置未必合理。物业公司在进驻以后，或多或少都会提出改进意见。

　　然而，传统的系统是以子系统设计为基础，管线独立成网，所设计的管道、桥架是以开发商工程师的要求为基础，不可能有很多的预留。即使有预留，后期再穿线路也几乎是不可能的事情了。

　　再一个方面，随着计算机和通信技术的发展，老百姓对信息化的要求也越来越高。小业主想要什么？是要空调能控？灯光能控？窗帘能自动？这就是很多厂家一直在宣传的家居智能。其实小业主要的不仅是几项家居智能，而是智能化的服务。打个比方，就像我们买电视机是为了看电视节目。智能化系统就像电视机，而后期的智能化服务就类似于电视节目，如果只有智能化系统而没有智能化服务，就像买了电视机却无法看电视节目。

　　三、解决系统寿命的技术路线

　　随着网络技术的发展和光纤宽带网建设的加速，以上的技术问题是有解决办法的，即采用“技术导则”三星级所倡导的“多网融合”技术。在此技术基础上，为了系统的长寿，国家住宅与居住环境工程研究中心提出了住区健康智能化系统的理念，即系统是健康的，还要为人们的健康居住服务。系统是健康的，包括资源消耗可以减少、系统功能可以生长、依托网络可以运维、系统设备可以自检、出现故障可以自修复、还可以建立基于GIS的远程维护体系；为人们的健康居住服务，包括人身安全可以在线查看、家用电器可以受控、商业服务可以交互、信息服务可以贴身、金融服务可以足不出户等。

　　1.“一网通”系统的技术描述

　　传统的智能化系统是由多个纵向子系统构成，独立布线，在进入中心后才能构成相互关联关系。系统可靠运行管理难度较大，运营费用较高。原理示意图见图1所示。
 

　　图1 传统系统示意图

　　多网融合系统结构则变为三层横向结构，简化了系统结构，可以做到各种产品协议经过多媒体平台实现兼容，具有末端产品的可互换性，并且机房的位置变得不敏感了，也有利于今后的维护和管理。原理示意图见图2所示。
 

图2 多网融合系统示意图

 　　“多网融合”技术有两个层面的含义，一是基于IP协议的控制网与信息网的“接入融合”；二是各个子系统信息间的“内容融合”。基于IP协议是实现接入融合的基础，而要实现内容融合还要由高层管理软件进行系统联动和系统融合，才能最大限度地发挥系统效能。目前一些厂家已经看到基于IP协议的优势，开发出了可以直接上网的对讲系统、门禁系统和楼宇控制系统，但是在协议上他们仍然各自为战，没有实现开放和统一，所以只能做到“接入融合”，而在系统建设过程中，为了分清责任，还要各自铺设局域网线路，又走到了传统的老路子。所以，要实现多网融合，就必须从设计这个源头抓起。

　　1.技术实施要点

　　多网融合技术既可以解决建设阶段的问题，也可以解决物业接手后的问题，同时也为小业主的需求预留了空间。采用多网融合技术是一个系统工程，不仅仅是个技术问题。有几个关键点要特别注意。

　　其一是使用电信运营商建设的园区或者大厦的光纤宽带网络，经过协议转换接入到光纤网络，实现原有子系统的功能和子系统间联动的增强功能。采用电信运营商网络的目的，就是让网络有人维护，因为电信系统有完整的维护体制。采用电信级的网络的好处还有就是性能有保障。我们行业内通常说到的一句话就是“广播级的图像，电信级的网络”。

　　采用电信网络给开发商带来的好处是不必建设多条管线，只需建设通信管线就可以了，省去了原来弱电管线的建设。另外一个好处是对于机房的位置可以没有要求了。传统设计的智能化系统，要做到连接各处的路由最短，往往选择中心位置，称为“中心机房”，对于分期开发的项目，几乎每一期都设置一个机房，严重浪费了土地资源！而采用多网融合的网络化方案之后，“中心机房”是中心管理的意思，不再特指地理位置，位置可根据实际情况确定，光纤网络都可以通达。在具体实施的时候，采用“代建代维”或者租用线路的方式就可以解决，与电信运营商合作能够做到双赢。

　　其二是以元素论的思想来设计系统。以人体为例，有输入元素如视觉-眼睛、嗅觉-鼻子、味觉-舌头、触觉-皮肤等；有输出元素如手、脚、躯干、四肢；有传输系统如血脉和神经。这些都是人体的元素成分。而指挥人的动作的是大脑，其动作水平和动作能力是经过学习得到的，即从幼儿园到小学再到中学到大学到研究生，而不是生下来就一定得是研究生。相对应地，智能化系统也有输入元素，如视觉-摄像机、听觉-玻璃破碎和麦克、感觉-双鉴探测器和红外对射等；也有输出元素，如警报器、道闸机、DDC控制器等等；也有传输系统，如所说的园区光纤宽带网络。指挥系统发挥作用的是集成一体化软件IBMS。动作水平要根据物业和小业主的要求不断提升、不断升级、不断服务。

　　其三是协议标准化问题。智能化经过十多年的发展，协议已经五花八门，在此基础上想办法解决这个问题，其中一个有效的办法就是基于异构体系下的标准化和朝着国际通信标准靠拢。

　　TCP/IP网络的出现解决了异构网络无法互联的问题。在二十世纪八十年，甚至九十年代中期都有很多网络体制并存，并不能像现在这样方便，比如NOV ELL，NETWARE等，网络操作系统也很多，操作起来很不方便，随着TCP/IP协议的应用，路由器和网桥承担了协议翻译的任务，大家都在网络层以上开发应用，不再过多操心网络层以下的协议，才使得出现今天万民齐用互联网的局面。同理，我国的标准化组织也可以根据现在的情况，制定一套共同应用层的协议，面向应用开发，而由专门的机构研制协议“翻译机”，就是TCP/IP体制中的路由器和网桥，就能实现我国智能化的标准化。对于国内外在中国销售的智能化产品采用协议备案制，以便迅速实现协议标准化。另外，涉及到的图像、语音等多媒体信息，可以采用国际标准的通信协议，而没有必要另行开发协议。这些产品涉及到可视对讲、电子管家终端等。

　　一、解决系统寿命的管理策略建议

　　1.建立产品品质评测体系

　　产品品质是系统寿命的基础，所以产品品质评测体系的建立是当务之急。由于智能化产品的功能繁杂，所以，在产品品质评测体系建立时，应该取其共性的特征加以评价，比如主要指标可包括产品环境适应性与可靠性、产品的功耗指标、产品的电磁兼容特性和产品的标准化。产品的环境适应性与可靠性主要包括高温、低温、温湿等试验和高温长时间考核试验，而这些都有国家标准可以遵循，不需要另外制定标准。功耗指标主要是将各类产品的功耗降低到最低限度，因为智能化系统全年24小时运行，其功耗指标不能不加以考虑。而电磁兼容主要考核该产品对于外部电磁环境和电源扰动的抵抗能力，是系统稳定工作的一个基本保证。对于产品标准化问题，要考察是否采用国际的通信标准，是否采用国际标准化组织的标准等。

　　2.建立专业运维体系

　　就电信运营而言，原来简简单单的一个语音通信都建立了一个庞大的维护体系，包含了十多个子系统的建筑智能化系统更需要建立起专业的运营维护体系。目前国营机构还没有这样的专门运维体系，这就寄希望于民营企业以市场化需求作引导，开展这方面的服务，要以网络技术作为支撑，能够远程监测和管理，实现远程升级和维护。

　　3.  建立施工标准和规范

　　住区智能化系统的施工标准和规范可以借鉴通信行业的标准，也可以根据行业特点尽快加以制定。

　　二、案例分析及效果评估

　　“一网通”多网融合技术提出至今，已经在杭州、苏州等多个城市得到实施，虽然在实施的过程中遇到了很多困难，但是在各个厂家的大力协助下，还是取得了一些显著成果。

　　从施工线路来看，由于与电信运营商合作建设园区宽带线路，使得铜线的使用量大大减少，据后期工料测量的结果来看，其节省幅度达到50%以上。

　　从功能实现来看，真正做到了完全的系统集成，不但实现了传统的可视对讲、视频监控、周界防范、电梯的层禁层控等功能，更在后期实现了电梯的可视对讲、出入口与可视对讲的联动、电子管家终端观看园区部分视频图像等功能。还在物业公司的要求下，实现了物业管理软件与机电设备维护的联动管理。

　　从造价来看，几个案例的综合统计结果（包括与智能化建设有关的建安成本）显示，在同等功能下，多网融合系统的综合投资造价比传统方案节省投资约10%，其前提是建筑面积在15万平方的平衡点上。在投资不变的情况下，多网融合系统将会提供更多的功能和升级的空间，实现健康智能化系统的目标。

　　从运维结果来看，经过三到五年的运行，虽然末端设备有所损坏，但是网络系统一直保持畅通，经过末端设备的更换，系统维护即可以长期运行。目前，这几个案例都处于正常运行状态，基本破除了行业咒语。

　　三、结论

　　住区智能化行业经过十几年的发展，取得很多有价值的经验。现在已经从当初的噱头变成了大众的需求。这个行业面临着更大的机遇，也面临着更大的挑战。要获得健康发展，必须狠抓标准化的落实，让应用变得更加丰富；必须狠抓工程质量，以工业控制的水平来要求自己；必须抓产品品质评测，让系统的细胞更健康。

　　综上所述，住区智能化系统寿命不但应该提高，而且从技术和管理上可以提高。相信在“一网通”多网融合技术基础上，依托现代宽带网技术，依据国际通信标准，能够提高住区智能化系统的寿命，更能够为住区健康的生活提供丰富的空间。

　　四、参考文献

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　　6.陆伟良主编 智能化建筑导论 北京 中国建筑工业出版社 1996