智能建筑作为新型建筑从产生到现在逐渐成为主流建筑,其首要目的就是给用户提供一个安全的环境空间。目前,成功高效的智能建筑集成系统并不多,国内很多系统都只是实现了日常管理功能,联动也是级别较低的自动化,而非智能化,尤其是没有使作为人们首要要求的“安全”得到完全的保证。因此,研究出一套高效可靠的建筑突发事件应急系统已经迫在眉睫。
智能建筑中的突发事件是指一切与智能建筑的结构、系统、服务和运营有关的,影响建筑物安全、节能、舒适和高效等目标实现的事件,是那些引起不良后果,造成伤亡、损失和破坏的事件。
面向任务方法的提出
明确划分现代智能建筑系统的对象范围,有助于整个系统的全面实现。面向任务的观点是把集成的信息系统作为整个楼宇的数据平台,根据不同的用户要求在其上面制定各种不同的应用主题,来集中专门解决建筑中的各种问题,那么智能建筑的初衷就可以轻松高效地达到。通过把每个主题独立提取出来,单独实现,优点包括:一是,使主机负荷大大减轻,更加高效的实现最基本的信息集成任务,不至于使得各种任务交织在一起,没有轻重缓急的优先级别之分,也就是让中央信息集成主机专注做一件事情——信息集成;二是,各个主题自成系统,所有需要实现的任务在其内部完成,和管理平台只有两种联系:有效数据取入和决策方案输出,遵循相互之间“只管对方做什么,不管对方怎么做”的原则。 不同任务系统的设置并没有使得系统分散,只是把系统集成中的各种任务单独模块化来独立完成,它们和信息集成平台在逻辑上是一个整体,共同构成中央集成系统(本文把中央集成系统分为信息集成平台和各个面向任务主题系统,相应的信息集成就包括信息集成任务主体系统的实现)。每个面向的主题有一套完整的决策系统,每个系统是基于所集成的建筑系统信息平台的,而且又反过来作用于这个平台。平台中的数据是主题任务系统决策的基础,任务系统输出的策略又是平台作出全局联动的依据。利用管理平台信息综合、资源共享、跨系统访问便利的条件,来组织整个系统,优化调度各种资源,达到主题所要求的指标和目的。 面向任务的方法不管是在可靠高效上,还是在智能化程度上都是一个更高的高度。而且还可以根据不同的要求,增删不同的任务模块,便于系统升级,也可以是不同任务模块的组合,只需设置各个模块系统的协调优先级即可。
面向突发事件的处理方法
在建筑当中,不管是设备相关突发事件还是人为因素突发事件,或者是自然灾害突发事件,突发事件种类繁多。要统一检测并处理,最捷径的方法就是依靠已经布设好的智能建筑监控系统,把中央控制室作为管理决策中心,依靠已经基本成熟的强、弱电子系统来进行监测、分析、控制和处理。 根据上面的任务的思想,把处理突发事件作为智能建筑集成系统的一项所面向的任务,在中央信息集成平台上建立一个专门解决建筑中的突发事件的系统——突发事件应急决策系统。一旦突发事件发生时,决策系统通过从信息集成平台上获取有效数据,通过系统内部决策,再向信息集成平台输出策略,供值班人员参考。 当然,不光突发事件可以作为平台所面向的一项任务,针对建筑各个设备的启停控制、开启数目与大小协调的节能策略制定,关乎舒适性的环境优化等,都可以作为一项任务通过从平台获取相关数据来单独解决和决策。本文只对如何处理突发事件进行探讨。
面向突发事件的系统 集成方案
面向突发事件的决策应急系统是基于已经实现集成的信息平台。不管系统面向什么任务,首要解决的问题就是系统的信息集成,然后是面向任务系统的实现,二者相辅相成,最终实现中央集成系统。
系统集成方案 信息集成的模式很多,本文采用IBMS一体化集成模式,中央集成系统设置在中央控制室,把五大子系统作为集成对象平等对待。 整个系统分为六层结构来进行集成,六层结构为:信息源层、信息连接层、信息集成层、数据分析层、辅助决策层和人机交互层。 ◆信息源层 包括现场过程控制器和各个子系统服务器的状态数据和实时数据。 ◆信息连接层 包括数据采集和数据转换,通过OPC接口和TCP/IP方式,将不同的信息源的数据转换成统一的格式。具体地就是将现场监控模块数据、BAS、FAS、SAS的实时数据库和OAS、CAS的事务型数据库中的数据统一转换成中央服务器要求的关系数据模型。 ◆信息集成层 采用基于中央数据库的信息集成模式,对信息连接层的数据进行汇总分类和按特定存储结构存储。 ◆信息分析层 运用数据挖掘相关理论,将数据库中的数据按照不同的训练集分类,对不同的分类集合中的数据进行估值、预言,给出系统中可能存在的风险,尽早发现,及时排查。数据分析层中尤其强调某一事件发生时,有哪些事件会附带发生,注重事件处理的跨系统关联相应,为辅助决策层提供有效的参考数据。根据不同的分析结果,会主动向上策发送处罚信号。同时,发出声光报警,提醒工作人员及时介入,并对历史数据进行存储,以供事故追忆和分析提供数据支持。 ◆辅助决策层 面向不同的任务主题,采用合理高效的理论规则来设置不同决策系统,该系统通过来源于数据分析层相关信号的激发,启动决策系统,最后将策略输出显示,供工作人员参考。 ◆人机交互层 望界面的具体物理信息和CCTV监视系统,结合辅助决策层给出的策略,工作人员进行及时处理,可以通过手动来实施联动做出决策,也可以在确认后,开启联动开关,允许系统自动执行。 整个系统仍然遵循“集中管理,分散控制”的思想,防止全局灾难的发生。但是,在操作目的相同的前提下,中央控制系统具有手动优先权。
基于信息集成平台的突发事件处理 把突发事件应急决策系统作为辅助决策层,设置于信息集成平台之上。本文采用基于案例的推理方法CBR(Case-based Reasoning)来作为处理突发事件的依据。CBR人工智能理论来源于认知科学,案例作为一种类似于人类大脑中的记忆,当碰到需要解决的问题时,人会通过对以前相似问题的回忆来指导解决当前问题。而建筑中突发事件具有种类繁多、随机偶然、半结构化等特点,基于规则的处理方法来解决建筑中的突发事件显得捉襟见肘,而CBR作为一种依据案例的推理方法,在应对处理突发事件中显出了优越性。 CBR理论是在发生新事件后,通过对案例库中先前案例的检索,找出和当前案例匹配的案例,进行复用。如果没有找到相应案例,那么就启用相似度算法,找出相似度最高的案例,进行修正后使用,最终向信息集成平台输出决策。 建筑突发事件作为智能建筑集成系统平台所面向的任务之一,使系统能够高效快速的对突发事件从前期开始进行及时检测、及时遏制、及时处理。整个过程快速高效,不光在实际中使得突发事件得到了有效处理,也使得在心理上给每个客户提供了足够的安全保障,真正做到了智能建筑回归“建筑平台”,建筑回归“以人为本”的目的。同时,建筑作为城市的主要组成部分,突发事件的良好解决对整个城市的安全具有巨大的贡献。建筑当中突发事件检测和处理的方法也可以对城市中其他部分中突发事件的解决提供借鉴和参考。
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