面向突发事件的智能建筑管理系统集成的研究

论文摘要

建筑在不同的时代具有不同的内涵和表现形式,这既是社会发展和变革对建筑的要求,也是时代政治、经济、文化和科技对建筑的贡献。随着社会的发展和科技的进步,建筑必将紧跟时代的脚步向前发展。工业技术革命孕育了卓越雄浑的现代建筑。在信息时代的今天,除了继承工业文明的成果,继续对建筑的传统领域进行深入研究外,还必须研究信息技术在建筑中的应用和对建筑的影响。伴随着“数字城市”的兴起,电子政务、电子商务、远程教育以及远程医疗等领域的广泛应用,现代IT技术在建筑领域中的应用也是必然的趋势。就像工业技术革命一样,IT技术也必将对建筑及其实践产生深远的影响。智能建筑是IT技术在建筑领域应用的必然结果,是建立在以计算机技术为基础的现代IT技术之上且具有与人和自然高度和谐、平衡共生和可持续发展的绿色建筑,是人类在生态文明时代可持续发展战略在建筑领域的具体表现。智能建筑经过20余年的实践,其功能不断发展和完善,实现技术也不断更新和成熟。智能建筑仍将不断地采用高新技术,并不断发展。这种不断发展的特性使智能建筑在不同的时期具有不同的特性。本文站在建筑技术与现代IT技术的交汇点上进行了如下几个方面的研究,目的是正确把握IT技术在建筑领域中的具体应用和对建筑发展的影响,以推动智能建筑的可持续发展。（1）智能建筑基础理论:分析智能建筑产生的社会因素和技术背景,对智能建筑的功能和特性进行了详细剖析,试图阐述智能建筑的基本组成及相关技术体系,揭示IT技术在智能建筑的应用和对智能建筑发展的影响,并确定本文的重点研究内容。（2）突发事件模型描述:根据系统论的基本观点分析系统与状态之间关系,建立“事件”抽象模型和提出“突发事件”的抽象定义,并根据智能建筑的特点提出了智能建筑突发事件的产生算法、基本操作和传播机制,为研究和实现面向突发事件的智能建筑管理系统提供理论基础。（3）突发事件优先权分配机制:根据智能建筑的基本功能分析了智能建筑突发事件综合管理的特点,提出智能建筑突发事件优先权分配的考虑因素和分配方案,为实现具有高效正常运行监控和实时突发事件响应能力的智能建筑管理系统提供基础。（4）楼宇自控网络数据通信协议研究:楼宇自控网络数据通信协议是智能建筑各种楼宇自控设备互操作（interoperability）的基础,是面向突发事件智能建筑管理系统在控制层和现场层的互动“准则”。本文以ISO/ANSI/ASHRAE BACnet国际标准（ISO 16484-5）作为研究对象,在国内首次全面系统地分析和研究了BACnet国际标准的基本结构、对象模型、互操作和互连原理、Web Services技术扩展以及系统集成基本方法等,为建立我国智能建筑领域新的基础标准体系和新的国家标准提供依据和保证。对该标准的研究不仅是实现面向突发事件智能建筑管理系统的集成基础,而且是提高我国智能建筑产业核心竞争力应用基础研究的创新,在我国具有开创性的研究意义。（5）智能建筑管理系统集成技术研究:集成技术是面向突发事件智能建筑管理系统在管理层的构建技术。本文分析了智能建筑在不同发展阶段系统集成技术的优缺点,揭示了智能建筑管理系统集成技术的发展规律,根据当前科技的发展水平,提出利用现代IT技术进行系统集成的方法,并分析了这种集成方法的技术特点及其优点。（6）原型系统设计和实验:根据两个典型突发事件案例的经验教训,首次提出面向突发事件的智能建筑“分布式虚拟突发事件应急中心”的概念和功能,并分析其基本框架,最后开发其原型系统。该原型系统开发是上述理论与具体实践相结合的产物,也是实现面向突发事件智能建筑管理系统一般方法的演示,对开发具有实用性面向突发事件的智能建筑管理系统具有指导意义。最后对本文的研究成果进行了总结,并在研究成果的基础上指出了当前智能建筑领域需要进一步研究的内容和方向。同时也分析了当今建筑师对智能建筑的认识现状,探讨了建筑师掌握和利用现代IT技术在智能建筑中的巨大作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 智能建筑及其研究现状
• 1.3 建筑突发事件研究现状
• 1.4 本文主要研究内容及其意义
• 1.5 论文结构
• 2 建筑突发事件模型与分析
• 2.1 引言
• 2.2 建筑突发事件模型和基本运算
• 2.3 建筑突发事件分类和生成算法
• 2.4 建筑突发事件优先权机制
• 2.5 建筑突发事件的传输机制
• 2.6 小结
• 3 楼宇自控网络数据通信协议
• 3.1 引言
• 3.2 BACNET 体系结构
• 3.3 BACNET 设备描述模型
• 3.4 BACNET 互操作原理
• 3.5 BACNET 与INTERNET 互连方式
• 3.6 BACNET/WEB SERVICES 原理分析
• 3.7 BACNET 系统集成方法
• 3.8 小结
• 4 智能建筑管理系统集成模式
• 4.1 面向协议的集成模式
• 4.2 面向平台的集成模式
• 4.3 面向WEB 的集成模式
• 4.4 小结
• 5 原型系统设计和实验
• 5.1 智能建筑实发事件案例分析
• 5.2 智能建筑集成系统原型设计
• 5.3 原型系统开发
• 5.4 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录I 攻读博士学位期间发表文章目录