集成化和自动化趋势下的智能楼宇系统改造实践

近年，随着中国智慧城市建设持续推进，城市服务质量、治理水平和运行效率得到明显提升，人民群众获得感、幸福感、安全感也在不断增强。作为城市的核心元素，楼宇智能化的快速发展对推进城市的精细化、智能化治理能起到非常重要的作用，也直接影响城市的治理和管理水平。

无论是写字楼、居民楼或者园区，所有的建筑物都会部署安防、楼宇自控、供配电管理等多套运维管理系统，实现门禁、监控、电梯、水电及燃气等基本配套服务功能。以小区来说，以前居民进入小区都需要刷门禁卡，如果忘记带就进不去，而现在无论是小区门还是楼栋门，基本都安装了人脸识别系统，刷脸就能出入。在一些高端写字楼或园区，通过在电梯关键动力部件加装传感器，实时采集关键部件运行状态，通过对数据进行分析发现部件异常，提前进行预测性维护，排除事故风险，既增强了安全性，提升了管理效率，也降低了人员成本。

从Stratus近年实施的楼宇自动化案例发现，当前楼宇自动化应用存在诸多问题。比如用于支撑楼宇智能化功能的系统越来越多，这些系统大多来自不同的技术厂商，且以烟囱的形式部署在不同平台上，缺乏集成不仅导致系统各自独立运行、数据彼此隔离，其架构也日趋复杂，运维管理难度越来越大，出现的故障也越来越多，一旦系统出现问题，不仅需要较长时间排除故障和恢复系统，也会造成经济损失，给运维人员带来巨大压力。因此，随着楼宇智能化快速推进，如何确保楼宇基础设施的环境和安全需求，是智能化实施方必须重新思考的问题。

基于Stratus在楼宇自动化行业的服务经验，我们认为要保障智能楼宇的运行效果和效率，必须摆脱传统“发现问题、处理问题”的模式，从“预防故障”着手，实现“被动运维向主动服务”模式转变。同时要充分利用虚拟化技术简化基础设施，实现多系统的集成，降低平台的复杂性、运维难度和部署成本。

百度大厦冷水自动控制系统改造案例

百度国际大厦位于深圳南山高新区，有两栋集运营和研发为一体的综合性研发办公楼，分别为东、西塔楼。由于为商务办公楼，大厦对环境控制要求高，必须保证稳定的温湿度区间。这对冷水自动控制系统运行稳定性要求非常高。因此在对大厦系统验收时，也出现因系统功能不完全满足大厦要求而拒绝通过验收的问题。具体来说，由于冷水自动控制系统配置过于复杂，对切换计算机知识要求高，操作过于繁锁，切换时间过长，切换效果不理想（切换后发现日志数据不连续）等，被要求重新进行系统整改升级。

在重新评估大厦冷水自动控制系统需求后，项目实施方将Stratus冗余方案纳入到整改方案中，希望借助Stratus独有的everRun冗余方案来解决系统安全性不足的问题，保障系统的高可用性和连续性。

整改前，中央控制室共配备了普通X86服务器5台、磁盘阵列2台、FC交换机2台，其中2台服务器用做监控室操作和显示，另外3台作为冷水自动控制系统核心软件：数据管理软件Insight的运行服务器，2台共享存储作为数据存在，通过Windows自带的集群功能描述冗余切换方案。

在采用everRun软件容错方案后，只使用了其中两台X86服务器就搭建了系统的容错与冗余功能，不需要使用任何共享存储就能创造了一个真正容错的系统环境，不仅能够做到服务器级冗余/容错，即任意一台服务器宕机时，都不会影响冷水自动控制系统的正常运行。而且还简单直观，维护人员经过简单培训即可直接上手，降低维护人员的压力和运维成本。

经统计，整改后为企业节省了1台服务器、2台磁盘阵列、2台FC交换机、3块双光口的HBA卡，2个Windows 2012 R2许可、2套SQL server数据库许可。不仅减少了操作系统、数据库许可证的购买成本，还减少了服务器及网络设备的部署。通过USB server共享加密狗共享技术，生产中节省了两个加密狗，大大减少Insight系统实现冗余功能的成本。

智能楼宇系统集成化和自动化发展趋势

智能楼宇是以软件、系统以及网络为依托，通过实施通信网络建设的方式，展开智能化运行网络平台建设的现代化建筑。楼宇系统可高效完成信息以及资源等共享任务，可实现对楼宇的系统化管理与科学化管理，服务质量水平会得到显著提升。在实施系统设计时强调，需要在完成自动化系统建设的同时，做好功能集成、系统集成、界面集成以及网络集成等设计，要通过对系统的合理设置与规划，保证系统功能，确保系统可以在全局检测管理、子系统联动控制以及故障报警综合处理等工作中发挥出更大的作用，进而为建筑高质量、智能化使用提供更加优质的服务。

就目前智能楼宇应用情况来看，智能楼宇系统今后发展将以自动化、集成化发展趋势为主：

以自动化应用趋势来说，楼宇自动化系统包括工程、技术以及产品等内容，单纯实现办公系统自动化以及监控系统自动化并不能满足楼宇智能化管控目标，所以楼宇及其被监控设备也要具备良好的自动化水平，以便将自动化功能最大限度发挥出来。例如，可通过对感应系统的运用，展开电梯节能、电灯开关等控制，以便在有效提升各项能源消耗控制水平的同时，不断提高设备使用智能化、人性化水平，保证用户建筑空间使用舒适性。同时为对远程信息以及局域化信息展开24小时不间断采集与管控，可通过对网络远程监控系统的方式，在网络中展开信息分享与交换等操作。系统不仅要对资料来源展开识别与分析，同时还要做好数字化影像远程监控拓展，应保证处理效率与一体化水平。

以集成化应用趋势来说，随着智能楼宇的不断完善与发展，楼宇自动化与集成化水平均得到了有效提升。系统集成是利用综合布线系统以及计算机网络技术，通过将子系统接入开放式构架中的方式，完成功能以及系统等集成操作的，整体系统运行极为标准、规范。就广义角度而言，智能建筑系统集成包括工程集成、技术集成以及产品集成等内容，会涉及火灾自动报警、安全自动化以及通信自动化等多项系统。在同一系统平台中，可展开综合共享以及信息交换等操作，可达到良好的远程联动效果，能通过对内部网络浏览器或WEB服务器的运用，展开系统集成活动，互动时效性、精准性较为理想。

智能楼宇需要更强大的底层基础设施

虽然自动化集成系统将成为今后智能楼宇重要应用系统，系统运用也会变得更加智能、高效，但像任何业务关键型应用程序一样，楼宇自动化和控制应用程序具有一些特定需求，一般需要强大的底层技术基础设施来实现最大效率。

首先，随着楼宇自动化发展，智能楼宇涉及的系统越来越多，如供配电系统、信息网络系统、无线对讲系统、智能卡应用系统、智能设备管理系统、智能照明系统、智能抄表及能源管理系统图、安全技术防范系统、供冷系统、空调系统、给排水系统、电梯监控系统、停车场管理系统等。这些系统不可能来自同一家供应商，且涉及的技术也比较繁杂，这意味着底层基础设施需要通过不同的应用程序的广泛支持来实现集成，最可行的就是虚拟化。

其次，由于这些技术非常关键，并且将集成为共享的服务器资源集合，因此不允许出现计划外停机。目前降低计划外停机风险的方式有多种，比如传统的双机热备等，但这种方式不仅系统部署复杂、应用成本高，且根本无法做到快速的故障切换，仍然存在停机风险。最可行的方式是实现硬件级容错，不停机实现故障实时切换。且高可用性或容错解决方案应易于部署，无需任何专业开发或技能，并且在出现故障时易于维修。

第三，要实现以解决方案为导向的整体视图。在运行智能楼宇方面的一个最大挑战是了解并解决运营问题。尽管虚拟化可极大降低系统复杂性，但设备以及可能的虚拟服务器的数目将增加。这意味着整个智能楼宇（设备、应用程序和硬件）的端到端视图将降低发现问题并防患于未然的能力。

为推动楼宇自动化和集成化发展，确保智能楼宇系统运行稳定安全，Stratus已经与楼宇自动化系统集成商广泛合作，利用everRun基于软件的解决方案为自动化控制系统构建稳定可靠的基础设施。比如为构建稳定可靠的应用集成环境，everRun使受保护的成对虚拟机构成单一运行环境的虚拟化平台，从而将两台服务器连接起来。整个应用程序环境（包括内存数据）均由everRun复制，确保应用程序持续运行，而不会出现中断或数据丢失。若一台物理机发生故障，应用程序可继续在另一台物理机上运行，避免任何中断或数据丢失。如果某个硬件组件出现故障，everRun会用另一个系统上正常工作的组件来替代它，直到修复或更换了发生故障的组件为止。

everRun解决方案可方便地部署到传统x86服务器，企业可以基于方案方便地对传统老旧服务器进行系统化改造，不仅避免传统解决方案的配置复杂性，也实现持续可用应用程序的价值，更无需将应用程序设计为支持高可用性、管理服务器之间的连接性或者在数据存储点配置共享存储。从成本来看，everRun的部署应用还可以整体降低物理服务器购置成本和运营支出，保护应用程序免受停机影响。