某大型智慧园区系统架构探析

卢 严 （中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230000）

随着云计算、物联网、大数据、人工智能、5G等为代表的技术迅速发展和深入应用，传统园区的服务差、管理效率低、安全保障弱、运营成本高等问题日趋严重，“智慧园区”建设已成为全球园区发展的新趋势。智慧园区的建设越发显得重要，文章主要对智慧园区的部分系统及相关要点做了介绍。

1 智慧园区定义

根据《中国智慧园区标准化白皮书》等内容，智慧园区建设应结合云计算、物联网、大数据、人工智能、5G等为代表的新技术，以科技为园区赋能，打造“安全、智慧、绿色”的园区，提升园区的社会和经济价值，实现园区经济可持续发展目标。

2 工程概况

本工程共建设33栋单体建筑，总建筑面积12.7万m2，其中地上建筑面积9.3万m2，地下建筑面积3.4万m2，涵盖办公、商业、会议中心及配套物业用房等多种业态。通过智能化建设将本项目打造成以“金融+科技”为主的“智慧园区”。

3 智慧园区总体架构

智慧园区总体架构主要包括硬件建设、软件建设、综合运营管理平台三大部分。

硬件建设以物联网、传感网等技术为主体，实现对园区范围内基础设施、环境、建筑、安全等基础信息的监测和控制。

软件建设是指在感知层、通信层、数据层基础上建立的各种应用系统。

综合运营管理平台是智慧园区的大脑。具有大容量、高性能、高能效、高密度、高适应性等特点。平台应用大数据分析、人工智能等技术，实现海量信息的分析、评估，挖掘数据的潜在信息和应用价值，使用户以更智慧的方式获取和应用相关的信息资源。

3.1 综合布线

综合布线系统采用“万兆光纤主干+千兆铜缆到桌面”方式，系统分为办公网、设备网和语音三个部分。办公网：用于园区内部办公自动化、运营管理、服务管理等信息的传输处理等。设备网：用于视频监控、信息发布、一卡通等智能化系统的信息传输、语音网：实现话音通信等，未来支持数字电话及IP电话的应用。为方便日常管理和运维，网络配线架均采用电子配线技术；信息点均做充足的预留，确保未来园区物联网及其他业务发展需要。

3.2 信息网络系统

信息网络系统是整个智能化系统的神经中枢，负责所有信息数据的传输、处理、管理，通过信息网络系统实现各智能化系统之间的信息资源的共享以及协同工作等功能。

系统在综合布线系统的基础上，以网络中心作为核心，以IP技术为主体，构建高性能的、高带宽的、高冗余的、高稳定可靠性的的信息网络系统，保证园区内各种基于网络平台的应用系统的正常运行以及互联网访问。

信息网络系统设置办公网（含无线网）、设备网。两套网络均采用二层网络架构。核心层设备与接入层设备采用千兆链路的星型拓扑进行连接。

无线网络根据使用场景需求，部署不同类型的无线AP。为实现无线网络和有线网络的无缝融合，采用无线控制器(AC)+瘦AP的组网方式进行无线接入的统一认证和管理。

办公网信息安全按等保2.0安全通用要求设置，符合二级等保要求；设备网安全设置满足现行《安全防范工程技术标准》（GB50348）中相关要求。

3.3 综合安防系统

综合安防系统包含视频监控系统、入侵报警系统、电子巡更系统。

视频监控系统：作为园区的主要安防手段，其通过视频智能分析技术，由传统被动式事后取证的方式，转变成通过点面结合、事前预防、事中处理、事后取证的主动防御方式。监控主要设置在园区周界、室外主干道、园区出入口、室内走廊、食堂、电梯、重要设备机房、地下车库等位置；根据不同的场景或者位置设置不同类型的摄像机。视频监控采用1080P全高清技术，录像存储时间不少于30天，重要区域不少于60天。

入侵报警系统：财务室、重要库房等设置入侵报警，残卫等区域设置紧急求救报警和声光报警器。

电子巡更系统：园区内重要区域设置巡更点，安保人员根据设定巡逻路线巡查。

3.4 无线对讲系统

无线对讲系统是园区安全保卫工作、物业管理必不可少的通讯工具，满足各个部门内部和部门之间的工作人员之间随时随地进行联系，提高工作效率，节省通讯费用。

因项目建筑面积大，且含有大面积的地下室，系统采用数字中继台（基站）等设备，增加功分器、天线和馈线，进行信号延伸，功率放大，组成无线覆盖网络，保证通话距离和音质。系统设置2个数字中继台，采用双时隙工作方式，可以提供4个信道，设置15台对讲机。

3.5 一卡通管理系统

系统以人脸识别技术为核心，以计算机和网络通信技术为手段，将相关设备连接成为一个有机的整体，使得各项管理工作更加高效、科学，为日常的工作和生活带来便捷。系统特点表现为一库、一网、一卡/脸。

系统建设内容包括一卡通管理平台、门禁管理子系统、考勤管理子系统、消费子系统、通道管理子系统、梯控子系统。系统提供第三方对接接口。

3.6 信息发布系统

信息发布系统采取集中控制、统一管理的方式将音视频信号、图片和滚动字幕等多媒体信息通过网络平台传输到显示终端，以高清数字信号播出。本次主要在自持单体电梯厅设置32寸信息发布一体机、室外设置信息发布大屏，发布园区介绍、信息公告、企业宣传、天气预报、新闻等各种类型的多媒体信息，并可以同一屏幕组合播放多个节目内容。

3.7 停车管理系统

停车场管理系统将先进的非接触式卡识别技术和高速的视频图像存储比较相结合，通过计算机的图像处理和自动识别，对车辆进出停车场的收费、安保和管理等进行全方位管理。本次共建设5套一进一出的停车场出入口管理设备；在地下车库设置车位引导系统。

3.8 数字广播系统

数字广播系统包括背景音乐与紧急广播系统。该系统主要由音源设备、信号放大和处理设备、传输线路和扬声器系统四部分所组成，平时向园区内公共场所提供音乐节目、公共通知等。系统有消防接口，能被消防广播强制优先接管，符合消防紧急广播规范。本次在建筑的公共区域，室外道路等区域设置壁挂扬声器、吸顶扬声器和草坪音箱。

3.9 机房工程

本项目机房规划主要包括弱电机房、消控室。依据《数据中心设计规范》（GB50174-2017）对机房分级的要求，设计时应根据机房的使用性质、管理要求及其在经济和社会中的重要性确定所属级别。各机房情况如下表所示。

本次机房工程建设系统主要包括装饰装修系统、供配电系统、模块化机房系统、UPS不间断电源系统、精密空调系统、综合布线系统、动环监控系统、防雷接地系统、灾害防护系统。

3.10 智能照明系统

智能照明系统立足于先进的照明科技，力求达到照明控制智能化，提高管理水平且能够与其他系统联动控制，节能、延长灯具寿命目的。本次在建筑内部公共区域和地下室设置智能照明系统。系统采用日程控制、红外传感器控制、照度传感器控制、连动控制等方式。

3.11 建筑能耗管理系统

建筑能耗管理系统利用先进的云计算、物联网技术，将建筑内分散的各用能单位联接成建筑群整体，并将各用能单位所有能耗监测数据汇集至能耗管理平台，实现能源管理和智能化控制功能。

系统平台主要由各类计量装置、数据采集网关、数据传输网络、能源管理数据中心、监管平台应用软件等设备组成，其中本项目采用的计量装置包括智能电表、智能远传水表、燃气表等具有符合各相关行业智能仪表标准的有线或无线的物理接口与协议的计量装置，以及各类传感器设备。

3.12 建筑设备自控系统

本项目作为现代化金融科技园区建筑，节能、减排及绿色是当前重要的建设目标之一，因此建设一套完善的、功能强大的建筑设备管理系统是此次智能化建筑的重点。建筑设备管理系统是针对空调、给排水、送排风、变配电、照明、电梯等众多动力设备，建设集中监测、控制系统，以保证系统以最优化的方式运行，达到绿色节能目标。

根据建筑不同的使用空间，控制侧重点应该有所区别。对于会议室、办公区域，以追求以人为本的舒适性条件为主；对于非重要区域（走廊等），应该强调节省空调和照明的能源消耗；对于地下室，建议设置空气质量监测，以便保障卫生和安全。同时根据不同的负荷进行温度控制，以追求舒适性和节能的统一。对于不同的功能空间，都具有针对性的技术措施。

4 综合运营管理平台

综合运营管理平台以智慧园区可视化平台为整体解决方案，系统以数字孪生世界理念，借助3D虚拟仿真技术，从智慧园区可视化出发，整合园区各类智慧管理子系统，如视频监控系统、电子巡更系统、门禁系统等，构建面向园区全息维度可视化管理与服务的、面向当前以及未来可延展的、面向全域全方位的园区数字孪生世界。形成智慧园区管理的监控、预警、诊断、分析的可视化管理平台，打造不同维度的管理视角，并最终实现统一运维，集成物业管理平台、资产管理平台、面客展示平台等有效提高智慧园区的运维效率及运维水平。

机房情况表 表1

图1 综合运营管理平台

5 智能化设计前期需要重点考虑的问题

①园区建筑单体众多、人员密集、智能化的系统及设备也多。想做好智慧园区的设计，了解园区的需求最为关键，对园区管理运营模式要充分了解。管理部门一般有运营中心、物业中心、安保中心、消防中心，充分了解各部门需求，设计时将各部门的意见综合，避免后期修改较多。根据管理模式设置机房个数，机房级别等。根据机房级别确定主备电源、应急电源，汇聚机房、弱电管井设备电源均采用可靠的智能化保障电源。

②管井内安装机柜时在有条件的情况下尽可能设置空调，解决夏天散热问题，笔者在已完工项目中遇到过夏天时候需要把管井门打开散热的情况，既不安全也影响通道。

6 结束语

智慧园区是园区数字化建设的重要内容，智慧园区以科技为园区赋能，通过打造“安全、智慧、绿色”的园区，提升园区的社会和经济价值，实现园区经济可持续发展目标。其各子系统的设计应依照国家相关标准规范，结合甲方需求合理配置系统及功能以满足现状使用要求及后续拓展。