徐寅秋

關鍵詞：弱電智能化；智能建筑；人臉識別；智慧應用

1引言

近年來，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G移動通信、人工智能、人臉識別等技術的不斷完善及進步，與弱電智能化系統(tǒng)緊密結合，為智能建筑發(fā)展注入了新的生命力[1]。建筑作為人類活動最為密切的空間單元，正在從“智能建筑”向“智慧建筑”不斷進化，“智慧建筑”是在“智能建筑”基礎上疊加智慧應用的新型建筑形態(tài)。

2項目概況

張園城市更新西區(qū)115-02地塊（以下簡稱張園西區(qū)）位于上海市靜安區(qū)南京西路歷史文化風貌區(qū)115街坊，北臨南京西路、南至威海路、西至茂名北路、南鄰石門一路，總建筑面積約為19388m2。張園西區(qū)為開放式商業(yè)，無停車場、無地下室，共有16棟單體建筑，包括市優(yōu)秀歷史建筑12處、文物保護點4處，均為石庫門多層公共建筑，是上海極具魅力的著名私家園林，也是目前上海規(guī)模最大、保存最完整、擁有城市中心區(qū)稀缺性、典型性高質量石庫門里弄建筑群，有“海上第一名園”的美稱。張園西區(qū)為上海實施保護性征收改造的首個城市更新項目，也是市中心典范項目。

3弱電智能化系統(tǒng)設計與技術應用

3.1信息設施系統(tǒng)

3.1.1綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)是智能建筑的“信息高速公路”，采用開放式星形拓撲結構，主要為語音通信、有線及無線網(wǎng)絡、安防系統(tǒng)、IP廣播、信息發(fā)布、樓宇自控等系統(tǒng)提供物理鏈路來傳輸各種信號，是整個弱電智能化系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，可直接影響弱電系統(tǒng)的性能和壽命。綜合布線系統(tǒng)可劃分為工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、設備間子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)。綜合布線系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示。

語音及數(shù)據(jù)點位采用模塊化互換式設計原則，能通過靈活調(diào)配，實現(xiàn)自由交接。水平子系統(tǒng)的銅纜最大長度不應大于90m。在設計時，應根據(jù)使用帶寬、阻燃要求、防水要求、屏蔽要求等進行銅纜選型[2]。

3.1.2計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)

根據(jù)使用功能和承載業(yè)務的不同，該系統(tǒng)分為客用無線網(wǎng)、物業(yè)辦公網(wǎng)、智能化設備網(wǎng)、AV網(wǎng)。4套網(wǎng)絡物理隔離，均采用核心層、接人層2層網(wǎng)絡架構。所有交換機均應具備網(wǎng)管功能，支持遠程監(jiān)控及故障的過程診斷和恢復。

客用無線網(wǎng)主要為內(nèi)部人員以及外來游客提供無線Wi-Fi上網(wǎng)服務，接人層交換機須支持POE供電功能，能夠通過網(wǎng)線為無線AP提供信號和電源：物業(yè)辦公網(wǎng)主要由物管、商管辦公等內(nèi)部人員使用，滿足其日常辦公與管理需要：智能化設備網(wǎng)主要為視頻監(jiān)控、出人口控制、樓宇自控、能效監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)測、智能照明等弱電智能化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用，不同子系統(tǒng)可根據(jù)需要，在一個局域網(wǎng)內(nèi)通過VLAN劃分不同的虛擬子網(wǎng)，并進行網(wǎng)絡帶寬設置分配，以滿足不同子系統(tǒng)的傳輸需求；AV網(wǎng)主要承載公共廣播系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)。

3.1.3無線網(wǎng)絡系統(tǒng)

無線網(wǎng)絡系統(tǒng)是移動互聯(lián)高速接入的智能通道，采用基于無線控制器（AC）的瘦AP架構，系統(tǒng)應支持IEEE 802.llax（Wi-Fi6）標準，向下兼容802.11a/b/g/n/ac，并具有支持IPv4和IPv6的能力。通過分布在商業(yè)區(qū)域的無線AP，為客人和管理者提供隨時隨地、方便快捷的上網(wǎng)服務以及各種應用服務（如Portal認證、大數(shù)據(jù)分析、上網(wǎng)行為審計、商家信息推送等）。

3.1.4公共廣播系統(tǒng)

公共廣播系統(tǒng)是遠距離、大范圍內(nèi)傳播聲音的系統(tǒng)。背景音樂、公共廣播、緊急廣播共用揚聲器，系統(tǒng)能對各分區(qū)進行背景廣播、業(yè)務廣播和緊急廣播，每個廣播分區(qū)既能獨立控制，又能集中管理。

系統(tǒng)采用IP網(wǎng)絡架構，納入AV網(wǎng)，由音源設備、IP網(wǎng)絡廣播主機、IP音頻采集器、網(wǎng)絡消防采集器、IP網(wǎng)絡功放、揚聲器等設備組成。所有分區(qū)的揚聲器均能在發(fā)生火災報警時切換成消防緊急廣播。

3.1.5信息發(fā)布系統(tǒng)

信息發(fā)布系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡傳輸?shù)亩嗝襟w播放控制系統(tǒng)。通過AV網(wǎng)將編輯后的節(jié)目和播放列表傳送至各顯示終端，顯示終端按照播放列表播放服務器內(nèi)或本地預存的節(jié)目。信息采編播控工作站也可采用點對點控制或群組控制的方式，對各顯示終端進行遠程控制，插播文字、圖像或視頻等內(nèi)容。

3.1.6無線對講系統(tǒng)

無線對講系統(tǒng)由數(shù)字信道機、天饋線系統(tǒng)、數(shù)字對講機等組成，便于保安、工程、保潔、服務等內(nèi)部人員隨時隨地聯(lián)絡使用。其采用數(shù)字集群系統(tǒng)架構，配置4臺數(shù)字信道機，可提供不少于8個通話組。干線／支線均采用HCAAY2-50-12射頻同軸電纜，每副天線的輸出口最大發(fā)射功率控制在國家電磁防輻射規(guī)定的15dBm/載波以內(nèi)。

3.2公共安全系統(tǒng)

3.2.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)（VSS）是采用視頻技術探測、監(jiān)視監(jiān)控區(qū)域并實時顯示、記錄現(xiàn)場圖像的電子系統(tǒng)，可提供相對完整且最直觀的視覺信息，在安防領域具有較廣泛的應用。系統(tǒng)采用IP網(wǎng)絡架構，由彩色數(shù)字攝像機、人臉抓拍攝像機、人臉抓拍智能分析存儲設備、綜合型數(shù)字錄像設備、圖像上墻高清解碼設備、拼接屏、視頻監(jiān)控綜合管理平臺等組成。

室外人行通道，建筑與外界相通的出人口、各層樓梯口及電梯廳設置人臉抓拍攝像機，要求清晰顯示人員的面部特征及活動情況：電梯轎廂內(nèi)設置電梯半球攝像機清晰顯示電梯轎廂內(nèi)全景，并具有樓層顯示及電梯運行狀態(tài)感知功能；各建筑頂層平臺出入口設置彩色數(shù)字攝像機，搭配入侵探測器進行報警視頻聯(lián)動。配置綜合型數(shù)字錄像設備對所有圖像進行實時記錄，通過高清拼接屏進行視頻圖像顯示。

3.2.2出入口控制系統(tǒng)

出入口控制系統(tǒng)（ACS）采用通信技術、計算機技術對受控出人口進行人員通行權限識別、出人口控制點執(zhí)行及監(jiān)測等控制，同時具有脅迫信號識別和系統(tǒng)自我保護等功能。該系統(tǒng)采用TCP/IP網(wǎng)絡組網(wǎng)方式，由識讀設備、出人口控制器、電鎖、出門按鈕、發(fā)卡器、系統(tǒng)軟件等組成。

ACS系統(tǒng)應能與火災自動報警系統(tǒng)進行聯(lián)動，當發(fā)生火警或需緊急疏散時，人員不使用憑證，即可迅速安全通過各門禁通道門。斷電開啟的出人口控制點應配置備用電源，并確保執(zhí)行裝置正常工作時間不少于48小時。

3.2.3入侵和緊急報警系統(tǒng)

入侵和緊急報警系統(tǒng)（I&HAS）采用RS-485總線制結構，由入侵探測裝置、緊急報警裝置、聲光報警裝置、防區(qū)模塊、報警控制指示設備、系統(tǒng)軟件等組成。

入侵探測裝置和報警控制指示設備應具有防拆報警功能，備用電源應能保證I&HAS系統(tǒng)正常工作時間不少于8小時。安防中心控制室的緊急報警裝置與區(qū)域報警中心聯(lián)網(wǎng)，采用PSTN（公共電話網(wǎng)）進行報警信號傳輸，報警響應時間不大于20s。I&HAS系統(tǒng)應避免誤報，且不得漏報。

3.2.4實時電子巡檢系統(tǒng)

實日寸電子巡檢系統(tǒng)是以“智慧城市”“智慧公安”“智能安防系統(tǒng)”中實有力量（人員）信息、數(shù)量管理及智慧物業(yè)安全生產(chǎn)管理為導向的新一代保安智能巡檢系統(tǒng)設備，能夠通過3G，4G，Wi-Fi，北斗網(wǎng)絡，及時地將巡檢信息及異常報警信息上傳到管理中心。

3.2.5智能安全防范系統(tǒng)

智能安防系統(tǒng)針對人、車、物、事件等進行感知探測，最大限度地體現(xiàn)安防系統(tǒng)的智能深度，通過對系統(tǒng)的運行和報警信號進行集成、分析、統(tǒng)計，為公共安全提供態(tài)勢感知、系統(tǒng)預警、決策支撐，從而為智能應用提供預警提示。智能安防系統(tǒng)以有效、管用為準則，結合各個行業(yè)及建設場景的實際情況，為公共安全的事件處置、預案實施、日常管理提供信息化依據(jù)。智能安全防范系統(tǒng)基本組成如圖2所示。

3.2.6消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的體系架構自下而上由感知層、傳輸層、應用層、管理層構成。系統(tǒng)24h對消防水系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源、防火門啟閉等進行物聯(lián)監(jiān)測，如有消防隱患或設備故障，可通過平臺終端和短信發(fā)送預警、報警信息，以提高人員工作效率和消防安全指數(shù)。

3.3建筑設備管理系統(tǒng)

3.3.1樓宇自控系統(tǒng)

樓宇自控系統(tǒng)（BAS）采用分布式集散控制方式，可對建筑物內(nèi)的暖通空調(diào)、冷熱源、給水排水、變配電、送排風、照明、電梯等設備進行集中管理、分散控制，以確保設備的安全可靠運行，加強樓內(nèi)機電設備的現(xiàn)代化管理，并創(chuàng)造節(jié)能、舒適與便利的工作環(huán)境，提高經(jīng)濟效益。

BAS系統(tǒng)分為管理網(wǎng)絡層、控制網(wǎng)絡層、現(xiàn)場網(wǎng)絡層3層結構。管理網(wǎng)絡層由服務器、工作站和BAS軟件組成，通過TCP/IP進行通信，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于100 Mbps。控制網(wǎng)絡層采用IP型DDC控制器，基于BACnet IP協(xié)議進行通信。現(xiàn)場網(wǎng)絡層完成末端設備控制和現(xiàn)場儀表的信息采集，實現(xiàn)對機電設備的監(jiān)控功能。

3.3.2能效監(jiān)管系統(tǒng)

能效監(jiān)管系統(tǒng)對建筑內(nèi)的用水量（市政進水量、各單體建筑用水量）、用電量（照明插座用電、采暖空調(diào)用電、動力用電、特殊用電）進行分類及分項實時計量與數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)能源合理控制、計量準確、計費合理，既減少了物業(yè)管理人力和物力的支出，又提升了物業(yè)管理水平和工作效率。

能效監(jiān)管系統(tǒng)由能耗管理服務器、能耗監(jiān)控軟件、能耗數(shù)據(jù)采集器、多功能電表、數(shù)字水表等組成。多功能電表、數(shù)字水表通過RS-485通信接口接人能耗數(shù)據(jù)采集器，能耗數(shù)據(jù)采集器通過TCP/IP協(xié)議上行與能耗管理服務器通信。能效監(jiān)管系統(tǒng)應自動、定時向相關部門能耗監(jiān)測平臺發(fā)送能耗數(shù)據(jù)信息。

3.3.3環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

在各單體的電梯廳、商業(yè)公共區(qū)域、人流量密集的過廳以及室外區(qū)域，設置多功能環(huán)境監(jiān)測傳感器，對室內(nèi)、室外的環(huán)境參數(shù)（如PM2.5，PMlO，TVOC，二氧化碳，甲醛，溫濕度等）進行監(jiān)測，通過總線接入DDC控制器，最終實日寸動態(tài)地在BAS的系統(tǒng)界面上呈現(xiàn)各區(qū)域內(nèi)外的環(huán)境參數(shù)指標。

3.3.4智能照明系統(tǒng)

智能照明系統(tǒng)（LCS）具有多種控制方式，并可設置不同的場景控制模式，從而有效節(jié)約照明系統(tǒng)的能耗，并降低照明系統(tǒng)的維護成本。LCS采用基于KNX的通信協(xié)議，由KNXnet/IP協(xié)議網(wǎng)關、KNX總線電源、KNX開關模塊、線路耦合器、智能面板等組成。KNX線路耦合器設置于各建筑單體強電間的照明配電箱內(nèi)，智能面板通過KNX總線連接線路耦合器，線路耦合器聯(lián)網(wǎng)總線接人KNXnet/IP協(xié)議網(wǎng)關，經(jīng)協(xié)議轉換后，通過智能化設備網(wǎng)接人BAS系統(tǒng)。

3.4信息化應用系統(tǒng)

3.4.1室內(nèi)定位系統(tǒng)

室內(nèi)定位系統(tǒng)基于分布式藍牙定位技術，由ibeacon藍牙信標、定位網(wǎng)關、服務器、地圖引擎軟件、微信小程序等組成。其部署多個ibeacon藍牙信標，基于RSSI算法的三角定位原理實時持續(xù)廣播藍牙信號，并根據(jù)藍牙設備的信號強度計算當前位置，定位精度可達2m。該系統(tǒng)為人員定位導航、約會位置分享、商場智能導購等智慧應用提供了良好的解決方案。

3.4.2客流統(tǒng)計分析系統(tǒng)

客流統(tǒng)計分析系統(tǒng)由AI客流采集攝像機、客流統(tǒng)計服務器、軟件等組成。在商場進出區(qū)域設置AI客流采集攝像機，利用視頻智能識別技術采集各出人口的客流數(shù)據(jù)，通過客流分析軟件，可根據(jù)不同的時間、區(qū)域自動生成多種數(shù)據(jù)分析圖表?？土鹘y(tǒng)計分析系統(tǒng)還可與商業(yè)POS系統(tǒng)進行對接，根據(jù)過店客流、進店客流、銷售額、門店面積等數(shù)據(jù)，獲取進店率及轉化率，從而科學評估各商家的吸客能力及營業(yè)績效，為商場運營提供決策依據(jù)。

4技術難點及解決措施

4.1人臉識別數(shù)據(jù)傳輸安全

人臉識別及安防設備的數(shù)據(jù)傳輸采用VLAN邏輯隔離的專用獨立網(wǎng)段，并對所有接人設備的交換機端口進行MAC地址綁定，交換機空余的網(wǎng)絡端口設置為禁用，以保證交換機端口之間互不干擾。

人臉抓拍攝像機、人臉抓拍智能分析存儲設備、人員身份人像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能集成數(shù)據(jù)服務設備、智能安防集成應用系統(tǒng)等人臉識別相關設備均采用符合安全套接字協(xié)議（SSL）或安全傳輸層協(xié)議（TLS）前端加密、后端解密的方式進行加密傳輸，以符合數(shù)據(jù)傳輸安全策略相應的安全控制措施需求，具體如圖3所示。

4.2人臉識別數(shù)據(jù)存儲安全

人臉抓拍攝像機負責連續(xù)去重，人臉抓拍智能分析存儲設備負責間斷去重，采用邏輯隔離的方式，分別存儲人臉識別數(shù)據(jù)和個人身份信息，數(shù)據(jù)使用期限到期會自動刪除人臉識別數(shù)據(jù)。同時，設置防泄密USB防拔插設備對人臉抓拍智能分析存儲設備、綜合型數(shù)字錄像設備、視頻監(jiān)控回放客戶端等USB端口予以綁定管理，以保證人臉識別數(shù)據(jù)存儲安全。

5結束語

本文以張園城市更新西區(qū)115-02地塊為例，綜合介紹了弱電智能化系統(tǒng)的設計與技術應用以及針對人臉識別應用及數(shù)據(jù)傳輸安全相關的技術問題。弱電智能化子系統(tǒng)眾多且復雜性強，在進行弱電智能化設計時應遵循場景思維，根據(jù)國家、行業(yè)及地方標準，結合具體項目實際情況和用戶使用需求做長期規(guī)劃，兼顧經(jīng)濟性和實施維護便利性，以促使智能建筑高質、高效地發(fā)展為智慧建筑。