复旦大学光华楼IBMS系统的设计和实现

　　摘要：本文以复旦大学光华楼工程为例，介绍了智能化楼宇管理系统的设计及应用。

1 前言

　　复旦大学光华楼建于复旦大学邯郸路北校区的东部校园内，是复旦大学三年重点投资建设的重大项目之一，也是为迎接2005年复旦大学百年校庆而建设的标志性建筑。整个建筑为地下2层，地上30层，总建筑面积约为11万m2，是集办公、科研、教学、公共接待等功能为一体的综合大楼。其智能化系统满足建设单位提出的技术要求：按现代化、高科技管理模式的要求进行系统设计，严格执行国家或地方的各种规范、规定。积极采用国内外新技术和新设备，力求将本工程设计、建设成为现代化的办公科研基地。本工程设计特别关注生态、节能在实践中的运用，是真正体现智能化、环保型的综合大楼。

　　复旦大学光华楼IBMS系统，选用西安协同IBMS最新集成平台作为基础，采用“一体化”思路、“系统化”思想、“用户化”应用先进设计理念，结合复旦大学校园网内物业管理数字化应用及后期各校区信息互联的需求，对光华楼IBMS系统整体规划，业务子系统BMS、FMS、IBMS.NET的功能按照其作用域以及相应的使用对象进行统一规划，三个子系统协同工作，充分利用个子系统的功能，实现完整的IBMS业务管理。另一方面，在IBMS集成平台上通过建立计划、控制、监测、分析、反馈这五个环节，实现IBMS系统管理的闭环控制，从而不断提高设备管理的系统化水平。

　　IBMS系统的设计完全基于建筑物内部网Internet之上，通过Web服务器和浏览器来实现整个网络上的信息交互、综合和共享，实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。

　　此外，在系统设计和视线中仔细考虑了复旦大学光华楼智能化集成系统平台的基于成熟、先进、实用的原则，重点对整个平台的性能、功能、各项指标做了整体性规划，对系统中原有产品部分结合最新NET技术做出优化和重大升级，考虑在多个层次采用一系列高效安全通讯手段，包括订阅发布架构、异步通讯方式、SOAP压缩技术、数据库存储结构及查询优化等等，从而确保智能化系统集成平台的整体性能和功能，创建现代化的办公科研基地。

　　复旦大学光华楼IBMS系统，作为完整应用必须考虑到系统防病毒、系统访问安全性的应用特点。集成系统采用了严密的安全防范机制及病毒防范机制，以充分保护整个网络不受攻击与侵犯。在网络结构上，Internet外网与第一层网络之间采用外网防火墙，第一层网络与第二次网络之间采用内网防火墙，将关键硬件设备与数据进行隔离；在病毒防护方面，在网络中安装防病毒软件，减少病毒的危害；在操作层面上，建立严密的用户认证与权限设置，严防非法操作及越权操作。

　　IBMS系统与校园网进行信息交互，同时为后期各校区实现信息接入做好扩展性准备。

2 系统整体设计

　　根据国标GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》甲级智能化系统设计规范要求、《建筑及住宅社区物业管理数字化应用》（征求意见稿）以及招标书技术要求，复旦大学光华楼智能化集成系统平台分别由综合信息集成网站（IBMS.net）、楼宇综合信息管理系统（IBMS）、校园网络数据中心（U-U-IDC.net）等共同组成。建立IBMS.net综合信息集成网站，使管理者和使用者基于网络和浏览器应用环境，可以在任何时候、任何地方、利用任何通讯方式都可以获得光华楼内各智能化应用系统的监控与管理信息，提供方便快捷的信息增值服务。

　　复旦光华楼集成系统包含三个网络层次，即：综合信息网络层（第一层网络），智能化专业以太网络层（第二层网络），以及现场控制总线网络层（第三层网络）的三层结构。第一层网络提供综合信息，并通过B/S方式进行Web发布与控制；第二层网络通过OPC数据交换方式，以B/S或C/S结构与第三层网络连接，同时以B/S方式进行Web发布于控制，向网络中的用户提供各种智能化专业系统的专业信息，每一个智能化专业系统又集成了一个或多个位于第三层网络的子系统；第三层网络，采用现场总线网络与OPC的结构，直接对楼宇与监控设备层的现场设备进行监视和控制，并将设备信息通过OPC方式发送到第二层网络。

　　光华楼集成系统集成的内容包括以下智能化应用系统：以复旦大学各校区、各楼宇集中设备信息管理为目标的IBMS.NET信息集成网站，以设备信息管理为中心的FMS，以光华楼智能化设备集中监控为中心的BMS系统。

　　综合信息集成网站设计的重点是智能化系统综合信息资源的共享、浏览和查询；建立复旦大学光华楼智能化集成系统IBMS楼宇综合信息集成大型数据仓库，其功能是将各智能化应用系统如：BMS、SMS、ICMS、IPMS、FAS等通过数据库连接的方式将信息和数据连接到IBMS楼宇综合信息集成数据仓库中来，实现各智能化应用系统历史数据的查询，数据的综合和信息优化处理、放在数据备份和数据恢复、跨平台应用子系统间的信息交互，并通过信息交互的方式引发相应的时间和事件的响应程序，以及提供IBMS集成系统的安全管理机制。

2.1 系统划分

　　光华楼IBMS系统可分为以下几个子系统（图1）：

以复旦大学各校区、各楼宇集中设备信息管理为目标的IBMS.NET信息集成网站
以设备信息管理为中心的FMS系统
以光华楼智能化设备集中控制为中心的BMS系统

图1 系统层次图

　　在为使用者提供在高效、舒适、便捷及安全的前提下，通过BMS的集成监控平台降低整个光华楼物业管理的人数和经营费用，通过FMS的全方面的物业管理系统实现对光华楼房屋、设备、物料、安全保卫等工作的统一集中管理，通过对IBMS.NET信息服务网站实现高层管理者对光华楼物业管理的总体监控，通过IBMS.NET相对应的信息反馈系统手机来自学校各方面对物业管理的意见和要求。因此，复旦光华楼采用IBMS系统将整体提高光华楼物业管理的总体水平，并实现大厦的监控管理、信息分析和实际业务管理等三方面的高度统一。

2.2 网络结构

　　复旦光华楼的IBMS管理系统基本分为三个层次，分别为BMS、FMS和IBM.NET，三个子系统均使用独立网段，子系统间的数据传输由专用的接口服务系统实现（BMS与FMS之间的数据传输采用单项数据传输方式）。结构层次图与网络图如图2、图3所示：

图2 网络结构层次图

图3 网络结构图

2.3 软件需求总体规划

　　根据网络图所示，BMS、FMS、IBMS.NET分别位于不同的网段，相应的信息通讯采用接口服务程序方式，其中，BMS到FMS两个层次之间的数据采用单向数据传输方式。BMS位于IBMS系统应用的最底层，与下级子系统建立数据通信，其相应的工作站和服务器与各BMS下一集的系统均位于集控中心机房，通过位于机房内的集线器建立独立的网络，实现BMS对下级子系统的信息采集和集中监控。FMS位于BMS与IBMS.NET之间，同样利用集控中心，应用工作站通过专线连接FMS网段内的集线器，应用工作站主要设置在相应的物业管理部门。IBMS.NET位于IBMS系统的最上层，其服务和管理工作站也在集控中心，但IBMS.NET的WEB服务器通过防火墙接入校园网。

　　结合系统网络图以及安全性要求，各子系统的应用范围如下所述：

　　BMS主要应用在集控中心，其相应的操作人员均要在集控中心完成相应的设备监控管理等工作，BMS系统的信息仅通过专用的接口服务程序单向向上级管理系统传送。

　　FMS主要应用在集控中心以及通过专线接入到物业管理网段的客户机上，其相应的操作人员均要在FMS网段内完成相应的物业管理工作。其信息与IBMS.NET建立交互。

　　IBMS.NET的管理工作在集控中心内完成，其他相应的业务应用、信息发布等功能均可在校园网以及互联网上实现部分页面安全线进行管理。

2.4 系统防病毒设计

　　对BMS网段、FMS网段以及IBMS.NET网段的所有应用管理计算机均安装相应的瑞星网络版防毒软件，并定时对网段的所有管理用计算机进行防毒软件升级，保证整个系统的防病毒能力。

2.5 系统访问安全性设计

　　除在BMS到FMS中的接口服务器中使用单向报文传输数据以外，在各级接口服务器上均使用软件防火墙，仅开放单项数据服务传输时使用的端口，保证系统访问的安全性。

3 IBMS个业务子系统的实现

　　复旦光华楼IBMS系统总体业务包括三部分的应用，分别为BMS（楼宇信息管理系统）、FMS（物业管理系统）、IBMS.NET（智能化楼宇网上业务管理系统及信息发布网站系统）。复旦光华楼选用西安协同软件IBMS最新集成平台（包括SyncnroBMS 4.0和SyncnroFms 2.0），并根据学校应用制定开发信息网站。

　　楼宇信息管理系统（BMS）作为整个大楼的机电设备运行信息的交汇于处理中心，对汇集的各类信息进行判断和处理，实现对各子系统的实时监视、控制与管理。
物业管理系统（FMS）的目标是使设备和资产保值增值，为业主和使用者提供舒适的环境和优质的服务，满足企业自身日常管理和发展的需要。系统满足物业管理过程中具体实务操作人员、管理人员、分析决策人员的工作需求，也要为物业使用者（广大师生）提供恰当的功能，使其能够使用系统。

　　物业管理系统实现基本的教室、办公室、会议室管理、设备管理、接待会议管理等基本功能，系统能够提供物业信息收集、统计分析、综合查询的功能。由于大楼运用大量智能化设备，物业管理系统与BMS系统通过接口服务实现紧密集成，可统计空调、电梯等机电设备的运行数据以及大楼内用电、用水能耗信息，以提高物业管理效率和质量。

　　IBMS.NET系统是以BMS系统和FMS系统为基础，通过对物业管理系统的业务信息、BMS系统中的设备运行状态信息和报警信息等众多信息的手机和处理，为高层领导者和相应的设备管理人员提供一个更好的使用和管理复旦光华楼的网上平台，同时，IBMS.NET系统也通过其强大的网上应用功能，为学校的教职工以及在小的学生提供光华楼可使用的空间的网上预订使用功能；提供对光华楼各层面布局以及单位设置的查询功能；提供对设备保修单、服务意见表、环境卫生意见表的信息收集功能。

　　在三个系统之间专门设计接口应用系统，主要分为BMS到FMS接口系统和FMS到IBMS.NET接口系统。BMS到FMS接口系统流为单向，传递设备实时信息和历史数据。FMS到IBMS.NET接口系统由于有信息交互和业务流处理，使用ODBC+NET方式，实时数据的传输采用API接口方式。各配置一台接口服务器完成接口应用功能。
BMS系统设置二台BMS服务器，一台BMS监控管理工作站。二台BMS服务器间实行双机预热功能，实现着各个系统的协调运行和综合管理并建立弱电系统数据库，采用标准OPC服务程序同该建筑物智能化系统的其他子系统进行信息交换和共享。

　　FMS系统设置两台服务器，一台管理工作站。服务器分别为数据库服务器和应用服务器。

　　IBMS.NET系统由一台Web服务器和一台管理工作站组成。

3.1 BMS系统组成

　　BMS系统主要有集中监控、系统联动、历史数据储存三部分组成，其中集中监控系统主要实现以下四个应用需求，分别为：楼宇自控系统设备集中控制（BA部分）、消防报警系统集中监测（FA部分）、安保系统集中监控（SA部分）、门禁停车库系统集中监测。

　　系统联动主要实现六个方面的内容，分别为：FA与BA系统间联动、FA与SA系统间联动、FA与门禁停车库系统间联动、SA与BA系统间联动、SA与门禁停车库系统间联动、门禁停车库系统与BA系统间联动。

　　历史数据库存储实现四个部分的功能，分别为：BA历史数据存储、FA历史数据库存储、SA历史数据库存储、门禁停车库系统历史数据存储。

　　BMS系统客户可通过标准浏览器Internet Explorer监视观察、控制整个系统运行情况。

3.2 FMS系统功能

　　根据复旦光华楼项目用户需求，参照通用物业管理的功能设计，复旦光华楼物业管理系统的功能模块包括：空间管理、固定资产管理、设备管理、物料管理、能源管理、文档管理、综合布线管理、消防管理、服务监督管理、系统管理十大模块。

3.3 IBMS.NET信息服务网站系统功能

　　IBMS.NET系统主要包括楼宇介绍及网上信息发布网站。智能化设备运行信息网上监视、IBMS网上业务应用等三部分的内容。

　　其中楼宇介绍网上信息发布网站主要实现三部分内容，分别为大楼信息介绍、新闻发布以及公布的管理信息发布；智能化设备运行信息网上监视主要实现以下四个应用需求，分别为，楼宇自控系统设备网上监控（BA部分）、消防警报系统网上监视（FA部分）、安保系统网上监视（SA部分）、门禁停车库系统网上监视；IBMS网上业务应主要实现以下六个方面的功能，分别为空间管理部分、固资管理部分、设备管理部分、能耗应用部分、综合布线应用部分、服务监督应用部分。

4 结束语

　　复旦大学光华楼IBMS系统建设是基于“一体化集成”的思路，是“应用开放技术，有效整合资源”、“合适的就是最好的”理念的完美体现。就是让客户能够根据自己的需求，将智能建筑中个独立的智能化子系统集成起来，构筑建筑的神经系统和中暑，连接和协调个子系统的运作，为建筑添加智慧的大脑，使建筑真正聪明起来，也就是说，通过系统集成方法和开放技术，建设一个完整的智能化集成系统，以最大化地发挥智能化系统的整体效用。设计和开发IBMS的目的就是要为用户建立智能化建筑的神经网络和中枢。

　　目前复旦大学光华楼IBMS个业务子系统，正处于后期调试之中，在复旦大学百年校庆期间整个系统开通，进行为期3个月的试运行工作。

　　复旦大学光华楼作为话哦的那个地区的一个智能建筑，其IBMS系统具有集成先进性、实用性等特点，体现了建筑智能化集成最新应用和发展。

来源：中国智能建筑信息网

编辑：张浩