基于低碳智慧理念园区智能化系统的设计

卞荣

(上海鹏有信息科技有限公司,上海200120)

“十四五”的远景规划明确提出,要“推动文化和旅游融合发展,建设一批富有文化底蕴的世界级旅游景区和度假区”,以主题乐园为代表的文旅产业,正在迎来快速发展和增长的新阶段。

目前国内主题乐园数量达到2000 多家,各种同质化的项目源源不断的涌现,很多乐园都有模仿甚至抄袭的痕迹,主题乐园如果要在市场中占有一定的份额,实现旅游产品的品牌化,就需要对主题乐园进行精确定位,提升品牌的知名度与美誉度。除了要提供稳定的基本需求外,还需要实现节能减排、绿色环保以及提供智能化系统以提升主题乐园的附加价值,给游客带来更加舒适、便捷、智能的游乐体验。

1 项目概况

本项目位于上海,占地面积29.7 万平方米,包括24.1 万平方米的核心主题游乐区和5.6 万平方米的配套设施项目区两大部分。主体游乐区域包括入口片区、热带世界、极地世界、停车配套等部分。配套设施包括精品酒店、办公楼、宿舍区等部分。

2 项目特点及需求分析

2.1 项目特点

本项目是一个以动物表演为主,以提供住宿、餐饮、购物、娱乐全方位用户体验为主旨的主体园区,主要有以下特点。

2.1.1 建筑功能综合性较强。建筑体包括了动物饲养场、动物表演场、游客住宿、员工办公、演员宿舍、游客游乐、互动娱乐、亲水观景、花车巡游、游客就餐、游客购物等不同功能集成,游客游览区域及后勤管理区域不能清晰划分。

2.1.2 建筑较分散,建筑楼层不高,单层体量较大。本项目共有不同建筑体34 幢,错综分布在29 万平米的平面上,各个建筑与控制中心的通讯、供电及系统联动均具有较大的设计难度。

2.1.3 项目的设计需考虑园区的市场营销口、物业运营口、安全管理口、信息集成口等多个部门的不同需求和管理维度。

2.2 使用方需求

经过与使用方保安部、运营部、信息部、表演部等部门沟通,确定了以下需求:

2.2.1 建设开放的信息管理平台,建成多层次、模块化、可扩展的信息资源平台,提供统一、开放的应用接口,推动集团信息资源共享和集团协同办公,提升服务效率和应变能力。建设统一的信息发布平台,综合应用多种信息发布平台,建设统一、协同、高效、共享的信息发布渠道。将完整、全面、权威的信息以最合适的方式发布到相关的人群。

2.2.2 建设电能、用水、供冷、供热的综合信息采集,推进传感量测、信息通讯、分析决策、自动控制等先进技术与能源环境管理相结合,实现能源管理和环境监测的智能化、标准化、可视化,继而实现电、水、冷、热等能量的综合调度,满足能源安全、高效、低碳、舒适等多个应用目标。

2.2.3 将传统建筑内独立运行并操作的各类设施与设备,汇集到统一的基于BIM 3D 可视化图形的海昌极地海洋公园智能建筑物业及设施管理平台上,实现统一的设施管理和设备监控。将建筑内建筑设施、机电、消防、安防、摄像机、出入口等各监控系统设备和监控点的空间定位和空间位置信息,通过BIM 3D 可视化图形进行汇集、分析、应用、展现。利用BIM建立的建筑物可视化三维模型。

2.2.4 通过对售票、财务、客流、车流、能耗、运营的综合数据采集、分析、处理,以数据支撑营销的相关决策,包括人事、票价、车位管理、客房管理等营销决策。

3 园区智能化系统整体架构

如图1 所示,本项目系统架构总共分为四层,其中最上层是用户层,根据不同的角色接入到不同的应用中去,主要包括游客、园区管理人员(营销、物业、安保、表演、酒店等)、集团管理人员(经营、财务、信息等)、上下游商家(商家、餐饮等)以及当地政府的主政部门。

图1 系统架构图

系统的第二层是应用层,主要包括智慧安防应用、智慧运营应用、智慧物业应用、智慧营销应用、游客应用等几个大的功能模块。在智慧安防应用中,主要采用了人工智能、CIM、客流密度分析等主要模块,实现对园区人、机、物、设施等六标一实的管控。在智慧运营应用中,突显了对于工单、协同办公、物品流通及信息发布的管理,以有序的管理来应对前端的各种应用需求。在智慧物业应用中,对于园区能耗、安保及保洁人员的实时定位、车辆出入、机电设备及动物维生设备进行了系统集成及联动。在智慧营销中,基于国家对于实人入园要求,对数据脱敏后进行深挖,聚合了游客数字画像,并为游乐场的运营提供了参考数据。游客应用中,为游客入园前、入园中、入园后均提供了完备服务内容,提升游客的轻量化移动端便捷应用。

4 园区智能化系统具体设计

4.1 信息设施系统

本项目信息设施系统包括综合布线系统、用户电话交换系统、无线对讲系统、信息网络系统、有线电视及卫星电视接收系统、公共广播系统、会议系统、信息导引及发布系统等子系统[1]。

综合布线系统是弱电智能化的基础系统,处于网络模型的物链层。本项目设计铜缆部分均采用六类布线解决方案,采用非屏蔽低烟无卤线缆。光缆部分采用万兆单模低烟无卤光缆,可实现网络千兆到桌面。包括工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、管理间子系统、设备间子系统、建筑群子系统。

本项目单体面积过大,建筑群子系统采用分级网络的设计思路,设置一个主配线间,位于园区入口信息中心机房,设置办公楼、酒店、东区火山馆、西区北极馆四个分配线间,分配线间与主配线间之间采用多芯主干光缆呈星极结构布置。考虑传输距离以及带宽要求,采用OS2 单模光缆,万兆速率传输距离20KM。办公楼分配线间主要接入办公楼与宿舍楼的主干光缆,采用4 根24 芯单模光缆,安装汇聚层网络交换设备及电话交换机。酒店分配线间接入酒店的主干光缆,采用4 根24 芯单模光缆,安装汇聚层网络交换设备及电话交换机。东区火山馆接入园区东片区的转接光缆,采用12 根96 芯单模光缆。西区北极馆接入园区西片区的转接光缆,采用12 根48 芯单模光缆。信息中心还接入入口片区的各个管理间12 根6 芯光缆。

设备间子系统设置在信息中心机房,安装通讯设备,通过光缆与分配线间设备进行通讯。办公楼分配线间安装通讯设备管理办公楼和宿舍的有线网络、无线网络、语音通讯、视频监控等设备；设置有至信息中心机房的光缆的4 个24 芯光缆配线架以及至办公楼管理间和宿舍管理间的4 个12 芯光缆配线架。酒店分配线间安装通讯设备,独立管理酒店的计算机网络系统、语音交换系统、信息发布系统、视频监控等系统,数据上传至信息中心机房,设置有至信息中心机房的光缆用的4 个24 芯光缆配线架及至楼层管理间的10 个12 芯光缆配线架。东区火山区的分配线架仅作为光缆转接使用,设置有至信息中心机房的光缆的48 个24 芯光缆配线架及至各场馆的48 个24 芯光缆配线架。西区北极馆的分配线架也仅作为光缆转接使用,设置有至信息中心机房的光缆的24 个24 芯光缆配线架及至各场馆的24 个24 芯光缆配线架。

管理间设置于各个场馆的弱电间内,在弱电间内安装综合布线机柜,安装垂直子系统连接的光缆配线架、水平子系统连接的铜缆配线架以及用电设备及其光铜跳线。机柜采用42U 标准机柜,可安装空间为36U,其中1U-4U 作为线缆入柜及整理使用,5U-40U 安装设备,41-42U 作为预留。

本项目垂直子系统采用OS2 单模光缆,承载数据、语音、视频等多种数据,提供万兆的通讯速率。

本项目的水平子系统均采用六类线缆,通讯带宽250MHZ,通讯速率1000Mbps,线缆采用低烟无卤阻燃类型。

综合布线系统工作区点位布置依照GB50311 标准结合用户运营需要进行布置,布置的原则是:普通办公区设置一个网络点一个语音点；独立办公室设置两个网络点一个语音点；公共打印区每台设备设置两个网络点；办公楼公共区每10 米设置一个无线网络点；酒店标准客房设置两个网络点一个语音点；酒店公共区每15 米设置一个无线网络点；宿舍每间房间设置一个无线网络点。

用户电话交换系统主要提供项目的语音交换业务,主要用于集团办公、酒店管理、酒店客用、商业设施、后勤运维等部门,系统采用基于IP 的网络架构,对外使用数字中继,内部分机采用IP 话机、数字话机、SIP 话机、模拟话机灵活配置的方案。

无线对讲系统设置32 个信道的共用资源池,同时并发通话通道数为16,使用部门包括安保、保洁、物业、客房、动物维生、票务、指挥调度中心等所有部门。

本项目采用数字网络广播系统,广播系统主要包括三个功能应用:背景音乐、公共广播、紧急广播功能。平时为背景音乐功能,在紧急情况时,由消防联动播放紧急广播。

4.2 安防系统设计

本项目安防系统包括电子巡更系统、周界防越系统及入侵报警系统、数字监控系统、门禁管理系统。整个安防系统依照防御纵深的原则进行设计,分为园区外围防护、建筑周边、建筑出入口、重要部位四层防护空间,设置多种安防子系统联动策略,高清摄像机联动门禁,高清摄像机联动报警,报警联动门禁,高清摄像机联动门禁和报警等多种组合,构建立体安防体系。

4.2.1 本项目设置在线巡更系统,通过GPS 与WIFI 对安保等服务人员进行巡查复核及人员定位。

4.2.2 本项目为封闭式园区,公园周界围墙高度接近4 米,因此系统采用张力式电子围栏方式进行防护,并配合视频联动进行告警；公园亲水平台的周界防护采用视频分析技术的应用,采用通过视频对防区入侵行为进行分析并告警的设置。入侵报警系统在园区内的建筑重要部位设置探测器,由中心统一管理,按防区布撤防。所有入侵报警系统采用一次确认、二次报警机制,即收到报警信息后安保中心保安对警情进行分析,再决定是否上报至区域接警中心。

4.2.3 本项目门禁系统主要设置在在公园内后勤区域与游客区域接口的出入口、重要机房、办公室、重要库房等前场与后场交界处及后场管理,控制进出来访人员以及内部员工的管控。

4.3 园区管理系统

园区管理系统主要包括智能集成管理系统、设备监控系统、能耗计量系统、停车场管理系统。

4.3.1 智能集成管理系统采用软件通讯集成接口,接入了包括设备监控系统、安防系统、消防系统、电梯系统、能源中心等多个子系统,采用三维立体显示技术,对实时数据进行展示。

4.3.2 本项目能耗计量系统主要对项目内的用水量、耗电量、空调能量进行计量,独立区域的场馆,对水、电、暖通三方面做总能耗的计量；酒店、办公楼、宿舍按楼层对水电暖通做计量；商业区域独立计量。

4.3.3 本项目停车场管理系统采用车牌识别+临时卡/票管理方式,需支持多种收费方式(微信收费、支付宝收费)。车主进入停车场,根据车库通道口上方的显示屏查看空车位区域信息,在行进到停车区域后,可通过车位上安装的车位灯清楚的找到空车位。

4.4 机房工程

本项目机房设置有安保总机房一处、安保分控机房五处、信息机房一处、卫星电视机房一处。采用传统机房建设标准,机房定位为C 级。

5 设计难点及解决

5.1 通过智能控制技术达到节能低碳目标

5.1.1 建设能源计量统计工作

本项目用能设备较多、各成为政,用能设备中有提供顾客舒适环境的,有提供动物维生的,有保障员工工作环境的,集中在每个建筑体内,需要分项进行计量统计。

本项目配备了合理的能源计量器具,实现了能源计量数据在线采集,对数据变化进行实时监测,建立了能源消费的原如记录和统计台帐,将定期开展能耗数据分析,对于工作异常的设备进行预警及处理。

5.1.2 建立能源管控中心集中供能

本项目共建有两个能源中心,分别是东区能源中心与极地区能源中心,东区共采用2 台螺杆式冷水机组和两台溴化锂机组,极地区能源中心4 台螺杆式冷水机组,能源中心的设备较多,控制策略较为复杂。

本项目专为能源中心设置了PLC 控制系统,能源中心根据二次侧供回水温度与压力结合需求侧能源计量情况对需求侧的控制机构进行微调,或者对泵组进行变频控制,或者对机组进行加减机操作。保证能源中心冷冻水供回水温度为6～12℃；空调热水供回水温度为60～50℃；制冷主机冷却水供回水温度为32～37℃。

能源中心控制目标是:采用专业的冷热源站控制系统,综合各项控制要求,实现整个中央空调水系统的智能化管理,并随时根据负荷变化自动、及时并有预见性地调节系统的运行工况,实现中央空调系统的运行收益及管理收益。

5.2 通过综合安防管理平台提升园区管理智慧

随着游乐园、办公楼和酒店等区域的信息化和智能化建设,一大批智能安防系统,如监控摄像头、周界围栏、电子巡更等,以及智能安全保障系统,如火灾探测器、电梯运行采集装置,均被部署。但这些系统各自独立、业务分散、系统之间无法实现数据的有效对接,难以保证数据和信息的共享,事实上形成信息孤岛,不便于管理人员的使用,导致系统使用率低下,达不到预期效果[4]。

如图2,本项目开发了一套综合安防管理平台,主要实现的就是把所有这些功能子系统进行对接和融合,通过同一个管理界面平台,把相关信息展示给项目管理人员。通过3D 可视化地图,以所见即所得的方式,为管理人员提供一个易于使用的操作界面,让他们便于使用和乐于使用。

图2 系统管理界面展示

平台的主要功能有一标六实、人员分布、车辆感知、感知设备、安防设备、电子巡更等。对公园的安防设备和感知设备出现异常情况进行告警。

6 结论

主题乐园的智能建筑的设计与实施,往往涉及了游、娱、食、住、行、购等多个因素,不同的场景对于智能化的需求是不一样的,需要有所侧重。智能化设计不仅是按照规范标准进行子系统的罗列建设或者新技术新概念的堆砌,还应考虑使用单位各个不同维度的管理应用需求,从园区统一考虑,既要自上而下的顶层设计,也需要自下而上的逐步落地。从实际出发,自需求侧入手,才能打造一个真正智慧园区。