交通建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計要點探討

隨著國民經(jīng)濟(jì)和智慧城市的發(fā)展，快節(jié)奏、高效率成為現(xiàn)代城市最顯著的特征，一日往返雙城甚至多城已成為一種新的生活模式。飛機、輪船、火車、汽車等交通工具在這些快速運轉(zhuǎn)的城市之間運行，交通建筑作為整個交通運輸服務(wù)體系的重要節(jié)點，是小至城鎮(zhèn)、大至國家的“大門”，其重要性日益凸顯。如何構(gòu)建交通建筑的智能化系統(tǒng)，為國家和城鎮(zhèn)的“大門”裝上聰明的“大腦”，成為智慧城市建設(shè)的重要課題。本文結(jié)合工程實踐，分析和探討交通建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)重點問題，僅供各位同行參考。1、建筑特點及智能化需求分析從古代的驛站、碼頭到現(xiàn)代的民用機場航站樓、港口客運站、城市軌道交通站等，交通建筑都是聯(lián)系城市交通最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。而涵蓋了諸如所在地域、交通建筑分類及等級、客流量分析、安全和保安等重要問題都是在進(jìn)行智能化設(shè)計時所需要了解的信息。1.1交通建筑特點交通建筑是為交通運輸服務(wù)的公共建筑，其類型包括民用機場航站樓、鐵路旅客車站、汽車客運站、港口客運站、綜合交通樞紐站、城市軌道交通站等，一般具有如下特點。(1)

多為城市地標(biāo)建筑，建筑內(nèi)多為高大空間，建筑師對其美觀要求非常高，智能化系統(tǒng)等機電設(shè)備的管線敷設(shè)具有極大的挑戰(zhàn)性。(2)

建筑內(nèi)部功能復(fù)雜，不同類型交通建筑的工藝流程各有特點，其業(yè)務(wù)系統(tǒng)具有極強的專業(yè)性和針對性，且對運營效率的要求非常高。(3)

人員密集，交通建筑是典型的以流動人口為主的人員密集場所，出現(xiàn)任何突發(fā)事件都會造成極強的社會影響，因此對安保工作要求很高。1.2需求分析隨著城市的發(fā)展，交通建筑逐漸從單一交通功能發(fā)展為集交通、商業(yè)、餐飲、辦公于一體的綜合性建筑，其智能化工程建設(shè)的根本目的是滿足不同業(yè)態(tài)下的建筑功能需求以及人員需求。工作和管理人員需要工作高效快捷，入駐商戶希望提高盈利能力，廣大乘客則對良好的候機、候車環(huán)境和服務(wù)體驗感有強烈的需求?？偠灾?，交通建筑是通過智能化基礎(chǔ)平臺的建設(shè)，實現(xiàn)建筑內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、智能控制和智能終端的總集成和統(tǒng)一控制，以滿足高效運營、智能出行為基本目標(biāo)，全面實現(xiàn)建筑內(nèi)管理、安全以及服務(wù)的智慧化。2、系統(tǒng)整體架構(gòu)交通建筑是為人服務(wù)的，其智能化設(shè)計的基本理念是以人為本、數(shù)據(jù)共享、提高效率，最大限度滿足旅客、管理及工作人員、商業(yè)經(jīng)營者的不同需求。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，需要深度分析交通建筑類型、規(guī)模和管理模式，合理采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行頂層設(shè)計，采用標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議搭建一個靈活先進(jìn)、安全可靠、具有開放性、可擴(kuò)充性、可持續(xù)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)平臺。

交通建筑智能化系統(tǒng)通常包括信息設(shè)施系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)和機房工程六個部分。圖1為典型的交通建筑智能化系統(tǒng)整體架構(gòu)圖。圖1

交通建筑智能化系統(tǒng)整體架構(gòu)交通建筑中的信息化應(yīng)用系統(tǒng)包括公共服務(wù)、智能卡應(yīng)用、物業(yè)管理、信息設(shè)施運行管理、信息安全管理、基本業(yè)務(wù)辦公等通用系統(tǒng)和專業(yè)業(yè)務(wù)辦公系統(tǒng)，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過智能化系統(tǒng)集成平臺實現(xiàn)統(tǒng)一控制與管理，集成平臺示意如圖2所示。從圖2中可以看出，民用機場航站樓、鐵路客運站、城市軌道交通站、汽車客運站等不同類型的交通建筑分別有其特殊的專業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。圖2

交通建筑智能化信息管理集成平臺示意圖3、系統(tǒng)設(shè)計重點不同類型交通建筑的工藝流程和運營特點各有不同，其智能化系統(tǒng)及要求亦各有側(cè)重，但對網(wǎng)絡(luò)安全、建筑安全、人員安全以及時間準(zhǔn)確的保障是所有交通建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計的重點。3.1、規(guī)模分級智能化系統(tǒng)設(shè)計的第一步是明確建筑規(guī)模及其定位?！督煌ńㄖ姎庠O(shè)計規(guī)范》根據(jù)不同類型交通建筑的特點對其規(guī)模進(jìn)行了明確的等級劃分，如表1～3所示。在智能化系統(tǒng)涉及的眾多子系統(tǒng)中，規(guī)范對于智能化集成、廣播、建筑設(shè)備監(jiān)控等系統(tǒng)的設(shè)置提出了具體要求。(1)智能化集成系統(tǒng):Ⅱ類及以上民用機場航站樓、特大型鐵路旅客車站、大型綜合交通樞紐站應(yīng)設(shè)置;Ⅲ類民用機場航站樓、大型鐵路旅客車站、城市軌道交通站宜設(shè)置。(2)廣播系統(tǒng):Ⅲ類及以上民用機場航站樓、大型及以上鐵路旅客車站、大型綜合交通樞紐站廣播系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)多信源、多通道、多廣播區(qū)同時廣播。Ⅱ類及以上民用機場航站樓宜以自動廣播為主、本地廣播為輔(優(yōu)先級較高)。(3)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng):Ⅳ類及以上民用機場航站樓、大型及以上鐵路旅客車站、大型綜合交通樞紐站、軌道交通站、磁浮列車站、一級港口客運站應(yīng)設(shè)置此系統(tǒng)。3.2、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是所有智能化系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，交通建筑網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計重點是網(wǎng)絡(luò)安全和無線網(wǎng)的設(shè)置。

現(xiàn)代交通建筑的各智能化子系統(tǒng)高度互聯(lián)互通、信息高度集成、大數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用迅猛，在此大趨勢下，保障網(wǎng)絡(luò)信息安全至關(guān)重要。一般系統(tǒng)可基于業(yè)務(wù)的安全區(qū)域?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分和隔離，以航站樓為例，可根據(jù)業(yè)務(wù)類型劃分信息集成網(wǎng)、無線網(wǎng)、離港網(wǎng)、安防網(wǎng)、建筑設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)、對外業(yè)務(wù)網(wǎng)等，各網(wǎng)絡(luò)相互獨立、物理隔離。網(wǎng)絡(luò)安全措施包括明確網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)等級、安全區(qū)域的劃分與隔離、防護(hù)措施以及安全管理。網(wǎng)絡(luò)安全的核心之一是防護(hù)，目前比較有效的措施是針對重要核心業(yè)務(wù)部署防火墻和IPS，實現(xiàn)雙層防護(hù)。在安全區(qū)域邊界部署防火墻，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問控制，實現(xiàn)基礎(chǔ)的區(qū)域安全隔離。同時，應(yīng)部署統(tǒng)一網(wǎng)管實現(xiàn)對全網(wǎng)防火墻、IPS的統(tǒng)一配置管理和安全審計。不論機場還是客運站、車站，候客大廳往往是旅客聚集之地，也是大量商戶經(jīng)營的場所，人員

動性強。傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置存在同頻干擾嚴(yán)重、信號不穩(wěn)定、處理能力和傳輸帶寬低等問題，高密場景中不合理的AP布防易產(chǎn)生相互干擾，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃成為棘手難題。無線網(wǎng)絡(luò)高蜜蜂窩覆蓋方案能有效解決上述難點和痛點。通過高密度的無線覆蓋、雙頻部署和專業(yè)網(wǎng)規(guī)等技術(shù)手段，可以實現(xiàn)AP功率的平衡分布，有效改善同頻干擾，滿足交通建筑中商戶及乘客信號漫游切換不中斷、人員導(dǎo)航、資產(chǎn)定位管理等多種需求，使人們獲得良好的終端業(yè)務(wù)體驗。3.3、安全防范系統(tǒng)前文已述，安防系統(tǒng)是交通建筑的重中之重。設(shè)計首先應(yīng)對風(fēng)險對象等級進(jìn)行評估，同時全面分析建筑類型、規(guī)模、交通主要流線，以構(gòu)筑一個全方位、立體化、人性化的安全防范網(wǎng)。對于高風(fēng)險保護(hù)對象，其安全防范工程應(yīng)采用專用傳輸網(wǎng)絡(luò)(專線和虛擬專用網(wǎng))。

安全防范系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、入侵報警、出入口控制、電子巡查、安全檢查、電子巡查、停車場管理、安全防范管理平臺、應(yīng)急響應(yīng)等子系統(tǒng)。以民用機場為例，其安全防范系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖3所示。圖3

民用機場安全防范系統(tǒng)總體架構(gòu)圖安全防范系統(tǒng)設(shè)計的總體思路是全過程實現(xiàn)事前防范與預(yù)處理、事中處理、事后追溯及總結(jié)。事前預(yù)防包括周界入侵檢測與判定、異常行為檢測與判定、熱點區(qū)域分析與智能疏導(dǎo)、可疑人物檢測與監(jiān)控跟蹤，這是安防系統(tǒng)設(shè)計的重點。事中處理包括流程化的事件快速響應(yīng)機制、多部門自動協(xié)調(diào)聯(lián)動、任務(wù)自動派發(fā)等。事后追溯總結(jié)包括優(yōu)化監(jiān)控管理分析策略、數(shù)據(jù)分析與管理、形成統(tǒng)一安防知識庫等。

由于交通建筑體量大、人員多，因此在安防布控上首先要對熱點區(qū)域、重點防范區(qū)域進(jìn)行分析，在這些區(qū)域采用人臉識別、智能分析(如人流量監(jiān)測、異常行為分析)等技術(shù)，通過分析前端攝像機采集的視頻數(shù)據(jù)實現(xiàn)人臉識別、周界防護(hù)、遺留物檢測、物品移走檢測、逆行檢測、人數(shù)統(tǒng)計、人群密度檢測等功能，對異常行為進(jìn)行前期預(yù)警，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備主動防控功能。3.4、安檢信息系統(tǒng)交通建筑內(nèi)人員密集、情況復(fù)雜，安全檢查是保證建筑和人員安全的重要措施，安檢信息系統(tǒng)是交通建筑區(qū)別于普通建筑需設(shè)置的主要智能化系統(tǒng)之一。安檢信息系統(tǒng)的主要功能有旅客信息獲取、行李X光圖像采集、可疑開包管理、旅客照片采集/布控、行李狀態(tài)提示、手提可疑行李開包日志管理等。系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過安檢網(wǎng)進(jìn)行信號傳輸，并接入交通建筑安檢視頻監(jiān)控系統(tǒng)中統(tǒng)一管理，要求保證監(jiān)控圖像資料存儲時間為90天。

各類交通建筑對安檢信息系統(tǒng)的末端設(shè)備設(shè)置有明確的要求。以民用機場航站樓為例，系統(tǒng)要求在安檢通道工位設(shè)置報警按鈕，接入就近攝像機報警;在通道上設(shè)置拾音器，接入就近攝像機進(jìn)行語音監(jiān)控。在每個安檢通道、回流通道、旅客排隊區(qū)、安檢通道之后均需設(shè)置數(shù)個攝像機。有一條強制性條文需要特別注意:對成像式人體安檢設(shè)備，對其顯示圖像應(yīng)具有人體隱私保護(hù)功能。3.5、GPS時鐘系統(tǒng)交通建筑的特點決定其對時鐘系統(tǒng)有著嚴(yán)格的要求，“不差分毫”是交通建筑業(yè)務(wù)系統(tǒng)正常運行的最基本保障，GPS時鐘系統(tǒng)也因此成為交通建筑中最重要的基礎(chǔ)信息設(shè)施之一。

GPS時鐘系統(tǒng)能實現(xiàn)時間輸入、輸出、顯示、調(diào)控、設(shè)備校時、監(jiān)控管理等功能，系統(tǒng)所需通信線路由綜合網(wǎng)布線系統(tǒng)提供。設(shè)計中一般采用二級或三級組網(wǎng)方式，根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求，對于Ⅲ類及以上民用機場航站樓宜采用三級組網(wǎng)方式，因此目前運營中的大部分機場的GPS時鐘系統(tǒng)都應(yīng)采用三級組網(wǎng)方式。時鐘系統(tǒng)中心母鐘主機一般設(shè)置在控制中心，應(yīng)采用一主一備的熱備份方式。圖4為系統(tǒng)工作原理圖。圖4

GPS時鐘系統(tǒng)工作原理圖子鐘可采用數(shù)字子鐘或模擬子鐘，不同類型交通建筑對子鐘設(shè)置場所有不同要求，如民用機場航站樓應(yīng)在值機廳、候機廳、到達(dá)廳、到達(dá)行李提取廳等處設(shè)置同步校時的子鐘，軌道交通車站應(yīng)在站廳層、站臺層、車控室、環(huán)控室、電控室、站長室、警務(wù)室及其他與行車直接相關(guān)的辦公室等處設(shè)置子鐘。3.6、前沿技術(shù)應(yīng)用隨著移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各類智能化前沿技術(shù)也廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代交通建筑中，其中大數(shù)據(jù)平臺和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用最為成熟。

大數(shù)據(jù)采集、分析和處理技術(shù)的進(jìn)步使大量分散于不同地域、不同時間段的數(shù)據(jù)能夠在同一信息平臺上實現(xiàn)交互和共享，集中為某一物、某一事、某一目標(biāo)服務(wù)。如目前首都機場、虹橋機場、浦東機場等機場管理中均借助了GIS空間庫建設(shè)和大數(shù)據(jù)平臺，機場內(nèi)部、航空公司、服務(wù)代理公司、地勤、空中導(dǎo)航服務(wù)供應(yīng)商、空中流量管理單位實現(xiàn)了對機場、空管、航空公司、其他駐場機構(gòu)的數(shù)據(jù)及機場范圍內(nèi)的環(huán)境等信息的交換、融合和共享、管理。大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用可以切實提高機場各部門之間的協(xié)同工作效率，對航班晚點等突發(fā)事件進(jìn)行快速響應(yīng)，保證機場航班的準(zhǔn)點率。

LORA、NB-IOT等各類低功耗、窄帶寬物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品的成熟應(yīng)用，使“萬物互聯(lián)”成為可能，其中最有代表性的應(yīng)用之一是現(xiàn)代機場、港口客運站等建筑中廣泛采用的基于RFID的行李再確認(rèn)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用RFID技術(shù)標(biāo)記并定位行李，使行李在民航運輸中可追蹤，從而降低行李在運輸過程中的丟失率。系統(tǒng)可以提高行李分揀速度，實現(xiàn)對行李的動態(tài)監(jiān)控，在裝卸操作、值機操作和系統(tǒng)錯誤三個方面有超強糾錯能力。4、設(shè)計中需要注意的問題2010年以來，智能化系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)日益增多。根據(jù)筆者不完全統(tǒng)計，國家現(xiàn)行的智能化系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中強制性條文多達(dá)近百條，其中2018版《安全防范工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的強制性條文就有27條。錯看、漏看強制性條文往往導(dǎo)致圖紙質(zhì)量不高、關(guān)鍵技術(shù)不能有效把控與落實，這對智能化系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化提出了更高的要求。筆者以交通建筑為例，梳理總結(jié)了智能化系統(tǒng)設(shè)計中需要注意的若干問題。4.1、強制性條文問題(1)

防范恐怖襲擊重點目標(biāo)的視頻圖像信息保存期限應(yīng)≥90d，其他目標(biāo)的視頻圖像信息保存期限應(yīng)≥30d。防范恐怖襲擊重點目標(biāo)的界定由JT/T961－2015《交通運輸行業(yè)反恐怖防范基本要求》有關(guān)規(guī)定負(fù)責(zé)，許多大型交通建筑如客流集散量30萬人次/日及以上的綜合客運交通樞紐、一級道路客運站、一級港口客運站等均屬于防恐怖特別重要目標(biāo)。

(2)

總建筑面積＞20000m2的公共建筑或建筑高度>100m的建筑所設(shè)置的應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)，必須配置與上一級應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)信息互聯(lián)的通信接口。由于交通建筑一般規(guī)模較大，因此這條規(guī)范條文適用于大多數(shù)交通建筑。(3)火災(zāi)隱患地區(qū)使用的緊急廣播傳輸線路及其線槽(或線管)應(yīng)采用阻燃材料，用于火災(zāi)隱患區(qū)的緊急廣播揚聲器應(yīng)使用阻燃材料或具有阻燃后罩結(jié)構(gòu)。在設(shè)計中應(yīng)注意當(dāng)傳輸線纜為光纜時應(yīng)采用阻燃光纜。

(4)出入口控制系統(tǒng)執(zhí)行部分的輸入電纜在該出入口的對應(yīng)受控區(qū)、同級別受控區(qū)或高級別受控區(qū)外的部分，應(yīng)封閉保護(hù)，其保護(hù)結(jié)構(gòu)的抗拉伸、抗彎折強度應(yīng)不低于鍍鋅鋼管。設(shè)計應(yīng)明確說明或在圖紙上對此條要求應(yīng)標(biāo)注清楚。4.2設(shè)計合理性問題(1)交通建筑往往跨距大、空間高，傳統(tǒng)弱電間的規(guī)劃很難滿足90m限制的要求，建筑整體性及美觀性要求使增加管井變得尤為困難，這時需要合理增加CP設(shè)置，也可考慮采用全光網(wǎng)或者無源光局域網(wǎng)系統(tǒng)。

(2)交通建筑常采用天窗式設(shè)計，因此在布置攝像機、顯示屏等末端設(shè)備時應(yīng)考慮光線的影響，盡量避免逆光照射。當(dāng)實際工程中客觀條件受限制時，也可采用寬動態(tài)攝像機予以改善。(3)視頻監(jiān)控存儲需與前端攝像機分辨率匹配，不能降低碼流進(jìn)行存儲。

(4)智能化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)特別關(guān)注與其他專業(yè)的配合，保證相互提供資料的準(zhǔn)確性，對建筑設(shè)備監(jiān)控、智能照明、背景音樂及緊急廣播等系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一設(shè)計，避免出現(xiàn)設(shè)計盲區(qū)或重復(fù)設(shè)計。

(5)智能化集成系統(tǒng)集成專業(yè)多、接口多