1 关于智能建筑
1．1 概述
1984年美国康涅狄格州(Connocticut)哈特福(Hartperol)市建成世界上第一座“智能大厦”——“都市大厦”(Gty place building)。在美国智能型建筑学会(AIBI)的推动下，相继在美国、日本、西欧及亚洲建成一大批智能建筑。日本新建的建筑物中60％以上属智能型；美国自95年以后的建筑、改造的办公楼70％以上是智能建筑。90年代后期，智能建筑除单体智能建筑外，已向“智能化街区”、“智能化大厦群”、“智能化国际信息城”发展。
实际上，日本智能大楼从90年代开始向区域管理系统和城市系统发展，山武霍尼韦尔承接的“横滨业务大楼”是一个由十座智能大楼组成的“智能化大厦群”，总建筑面积24万m2，设有冷热源中心等，由16000个控制点实现智能大厦群的一体化集中管理和监控。日本东京还有一个建筑群;设有一个智能大楼监控中心。该中心可以监控智能化大楼300座，还可以对500km以外的大坂智能大厦进行监控，日本山武霍尼韦尔、清水各大公司目前已规划设计出21世纪智能建筑的模型——实现城市智能化。韩国投巨资为建设“智能半岛”而努力；印度加尔各答的盐湖城正在建成智能化城市。由于信息高速公路(IS)的发展，各国都在向数字化管理迈进。我国90年代以后智能建筑的发展速度较快，除先后建成中国国际贸易中心、华润大厦、上海博物馆等智能建筑外，还把智能建筑的概念推向智能化小区和智能化住宅。
1．2 什么是智能建筑(智能大厦)
(1)智能建筑_Intelligent Building直译过来的术语；
(2)“智能建筑”是指建筑物中具有由计算机进行综合管理的建筑物；
(3)“建筑智能化系统”是指建筑物中的智能化管理系统；
(4)自动化领域中的“智能控制”是将“人工智能”(Artific Intelligence)用于自动控制(Automatic Control)，来控制生产过程、运动机械、机器人等。
“人工智能”的两个分支是利用强大的计算机功能，运用一些逻辑推理以解决专家才能解决的问题；其次是利用阀值神经元模型组成“神经网络”，试图模拟动物和人脑的感知和学习能力。智能建筑中的“智能”不等于智能控制中的“智能”。
1．3 智能建筑的组成
(1)通讯自动化CA(Communication Automation)；
(2)楼宇自动化BA(Building Automation)；
(3)办公自动化OA(Office Automation)；
(4)结构化综合布线SC(Structured Cabling)；
(5)3A+SC。
1.4 智能建筑(智能大厦)的定义
美国研究机构认为：将建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要素及它们之间的内在关系进行最优化组合，来提供一个投资合理并具有高效、舒适、便利环境的建筑物。
日本研究机构认为兼备信息通信、办公自动化信息服务以及楼宇自动化各项功能的、便于进行智力活动需要的建筑物。
我国通常认为：建筑物中的楼宇自动化系统、办公自动化系统、通讯自动化系统通过结构化布线和计算机网络进行集中、统一管理，实现舒适、安全、节能、高效。
1．5 我国90年代在广州、深圳、上海、北京建成一批智能大厦
(1)北京发展大厦是智能建筑的雏形(开始采用3A)；
(2)广州国际大厦(大陆首座智能商务大厦，具有完善的3A)；
(3)北京国贸中心、上海博物馆、上海金茂大厦、中华世纪坛、八一大厦、中国电信指挥中心等全国建成近百座智能大厦并向住宅社区发展——智能化住宅小区；此外，我国还成立了相关智能建筑的机构及制定了一些标准：
①建设部成立了智能建筑开发推广中心；
②中国自动化学会成立了智能建筑与楼宇自动化专业委员会；
③建设部组织制定了“智能建筑设计标准"GB／T50314-2000。
1．6 智能建筑的最新发展
1．6．1 智能建筑的类型不断扩展
传统的智能建筑主要是写字楼和酒店，新兴的智能建筑包括：
(1)机关、企业单位办公用建筑的智能化。受国家信息化数字城市发展的影响，机关企业单位老办公楼改造和新建办公楼均对信息化、智能化提出了较高的要求。其次，由于部分行业迅速发展，比如银行、保险、金融、电信等。这些行业自身的特点，对智能化、信息化要求更强烈；
(2)数字化图书馆。由于科教兴国战略已被中国政府确定为基本国策，图书馆信息化、数字化已成为新的市场，国家已初步建立了“中国图书馆信息网络”(CLINET)，地市级以上图书馆基本入网，并与Internet网互联实现信息资源共享和电子文献传输，并提出要实现数字图书馆的整体解决方案；
(3)医院智能化、数字化。国家在九五期间对医院改造投资很大，重点是医疗设备更新、医疗网络化的信息系统建设、医疗环境改善。
目前大型医院为适应数字化城市的需求，在新建和改造的医院大楼均提出数字化的要求；
(4)数字化校园。最早学校一般是由建设单一的校园网和计算机多媒体教室，后来发展到一卡通的建设，包括消费(校内餐厅、购物、上机、交学费)、证件(代替学生证、教务管理、借书证、医疗证…)、门禁等。近年来，智能化、数字化的要求愈来愈高，相当数量的高等学校启动数学化工程，例如结合数字北京的建设，北京工业大学正在实施“数字工大工程”，不少中小学也提出实现智能化管理。目前智能化、数字化建设已进入很多大、中、小学校；
(5)数字化博物馆、会展中心。1997年上海博物馆智能化系统通过了建设部科技委的评审，之后又完善了网络系统、信息应用系统，形成一个完整的智能化系统，在国内产生很大影响。此后各地相继建成和再建了一批博物馆和会展中心，如河南博物馆、广州博物馆、厦门国际会展中心、湖南长沙国际会展中心、广州东莞国际会展中心、北京首都博物馆等。目前正在建设的国家博物馆、北京新国际会展中心、天津开发区国际会展中心对智能化数字化提出了更高的要求；
(6)数字化体育场馆。近年来我国主持举办了亚运会等许多大型体育项目，一批国际水平的体育场馆兴建起来，大都采用了先进的智能化管理。特别是申奥成功后，仅北京就要建立32个大型体育场馆、52个训练场馆，体育场馆的智能化和数字化工程提上了日程；
(7)智能化小区及数字化社区。由于居民住宅发展迅速，居民对居住条件有了更高的要求，近年来，智能大楼的概念引入了居民小区。智能化居民小区发展非常迅速，目前在大城市几乎所有新建的居民小区都对智能化提出了要求，且随着数字城市的发展已经出现了一批数字化社区。今后随着居民住宅建设的发展，对智能化、数字化的需求愈来愈高。
1．6．2 智能建筑由单体向建筑群智能化发展
随着数字化城市的发展，城市公用信息平台的形成，目前对建筑群智能化和信息化的要求越来越多。办公、居住、商用、厂房等多种建筑物群形成的数字化街区、数字化园区、数字化建筑群不断涌现，使智能建筑由单体的智能建筑走向建筑群的智能化、数字化。如北京中关村软件园数字化工程、哈尔滨软件园数字化工程、烟台开发区建筑群智能化工程、武汉经济技术开发区数字化工程等。
因此，形成以信息服务、信息应用为核心的建筑群数字化系统不仅规模上、系统配置上、功能上、技术难度上远远超过传统的智能大厦，同时也是对智能大厦的一次新挑战。
1．6．3 智能化建筑的理念及概念正在不断更新
随着国家信息化要求的提出和数字城市的发展，智能大厦、智能化居民小区已成为数字城市的一个信息节点，对传统的智能大厦、智能化居民小区的理念、概念产生新的挑战。
传统的智能建筑通常认为智能大厦的智能化系统是以楼宇自控系统为核心组成。当前很多专家认为智能大厦作为数字化城市中的信息节点，其智能化系统应以信息系统为核心，而传统的楼宇自控、消防、安防等子系统应作为一般必要的配置。智能化居民小区的智能化系统通常认为以安防为核心，当前很多专家认为在数字城市发展的今天，应成为信息系统为核心的数字化社区，安防、物业管理等设备应作为一般必要的配置。
智能大厦3A的概念应具有更新的内涵。以办公自动化OA为例，1984年美国建成世界上第一座“智能大厦”开始提出了OA的概念。
狭义的办公自动化系统OAS定义“利用先进的科学技术，不断使人们的部分办公业务活动，物化于人以外的各种现代化办公设备中，并由这些设备与办公人员构成服务于某种目的的人机信息处理系统”。
由于技术的发展OAS的内容愈来愈丰富，包括了综合信息与数据库管理；决策支持系统；电子邮件、群件系统；事物处理；物业管理；财务及电子商务系统；行业管理系统。
特别是国家信息化及数字城市的发展，其信息系统包括了电子商务、电子政务、远程电子教育、远程网上医疗、网上图书馆等。以上各种专业的业务信息应用系统OAS的概念已远远不能概括上述内容，目前许多专家提出应把OAS改为“信息管理系统”将更加全面更加科学，其余的系统如BAS、CNS也应进行研究、商榷，以适应数字城市的发展。
全国各大城市如上海、天津、广州、深圳受数字城市及WTO影响已全面进入智能化建筑建设的新高潮。全国的智能建筑市场容量将有很大的突破。
2数字化城市
2．1 什么是数字化及数字化技术
通俗的讲，“数字化技术”是指以处理“0”，“1”为基本逻辑单元形式的各种相关技术。目前我们所说数字化是指数字化技术在各个领域的应用。
严格地来说，所谓数字化是指利用计算机信息处理技术把声、光、电、磁等信号转化成数字信号，或者把语言、文字、图像等信息转变为数字编码，用于传输与处理的过程。
与非数字信号(信息)相比，数字信号(编号)具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强、保密性好、便于计算机操作和处理等优点。
以高速微型计算机为核心的数字编码、数字压缩、数字调制与解调等信息处理技术，通常称为数字化技术。
2．2 数字城市的提出
前美国副总统戈尔于1998年1月31日在加利福尼亚科学中心首次提出“数字地球”的概念；1998年江泽民主席提出了“数字中国”的战略构想；1999年在我国召开了数字化地球国际会议，专家认为数字地球是信息技术、空间技术等现代技术与地球科学交融的前沿，经多次研讨，国内专家目前对数字化地球的定义、技术内涵功能及基本框架达成共识，数字化地球的基本框架为：信息提取与分析、数据与信息传输、数据处理与存储、数据获取与更新、计算机与网络、应用体系、咨询服务等体系。数字化地球的特点是具有空间性、数字性和整体性，三者融合统一，其服务对象面对全球方方面面。
1999年11月29日，北京市市长刘淇在第一届“数字地球国际会议”上正式提出北京要启动数字北京工程，1999年12月在“首都248重大创新工程”8个项目中，数字北京工程项目列为首项重大工程。
北京实现城市的可持续发展还面临着许多有待解决的矛盾，如资源问题、环境问题、特大城市的管理问题等等，需要用现代信息技术解决。2000年以来全国各地多次举办“数字化城市研讨会”，若干大城市已提出若干年内实现数字化城市、信息港等建设目标。
很多中小城市也提出建设数字化城市的规划，例如2001年4月在天津塘沽，由建设部科技司召开的“建设领域信息化项目计划及示范项目”评审会上，有18个城市申请数字化城市示范项目。除北京、重庆等大城市外，中等城市的示范项目如数字武汉、数字沈阳、数字济南、数字青岛、数字长沙甚至还出现了数字中山、数字襄樊、数字白城等。
2002年3月，建设部科技司在天津塘沽再一次召开“建设领域信息化项目计划及示范项目”评审会，会上有更多的城市提出数字化城市的建设规划。目前专家对数字化城市的定义、技术内涵、特点及系统基本达成了共识，数字化城市是通过信息网络将城市中的各种信息收集、整理、归纳、处理、分析和优化，进而对城市的资源、环境、生态人文和社会等方面进行数字化，为社会各层面服务。
2．3 数字化城市的基本内涵
城市数字化是利用现代化的信息技术、计算机技术、网络技术、通信技术和多媒体(图形、图像、视频等)技术，将城市活动中的众多信息“孤岛”，通过现代化的通信基础设施——“信息高速公路”连接起来，以达到信息资源采集、加工、融合和共享，决策支持的信息化和科学化、公众化、规范化、法律化的目的，提高城市的生活和管理素质，同时以城市信息化、数字化为基础，逐步实现地域信息化和数字化，以至全国的信息化和数字化。包括网络构架、系统运营、解决方案、软件产品、技术支持；其行业包括：政府、企业、金融、电信、交通、建筑、商业、科教文化、服务(生活、娱乐、体育、文艺)等等，城市信息化、数字化的基本框架如表所示。
(1)信息化的基础设施以光缆为基础首干的宽带城域网，即人们常说的“城域信息高速公路”。一般可以分为三层，首干层：以光缆为基础的宽带城域网，一般是ATM技术或DWDM技术。带宽可以是155M、622M、2．5GB、10GB等；汇聚层：以光纤／小同轴／双绞线，其技术是ATM／FR；接人层：可以是宽带接人XDSL／HFC／ETHERNET，也可以是窄带接人信息化的核心；服务：电子政务、电子商务、安全、公共事业、数字化社区、电子社保、智能大厦(数字化大厦)、电子商城、接人服务、其它增值服务；支付平台；专用服务。
2．4 数字城市的关键技术
(1)计算机网络技术：网络体系结构与协议、网络的分类、网络与标准、网络互联技术与设备、网络协议一致性测试、网络软件、网络管理；
(2)宽带接人技术：XDSL接人、HFC接人、LAN接人、卫星宽带IP接人、地面无线宽带IP接人、地下通信；
(3)信息安全与保密技术：信息系统安全性要求、信息系统安全技术、信息系统安全性保障、Internet网络安全；安全性测试评估与认识；
(4)管线与布线技术：布线系统的设计、布线系统的安装、管线系统设计；
(5)GIS技术：GIS基础软件和应用软件、GIS网络、GIS数据库、三维GIS；
(6)软件工程：软件开发和文档规范、软件测试、软件维护、软件质量保证、软件配置管理、软件质量体系认证、软件过程评估、程序设计语言标准、操作系统；
(7)门户技术一门户系统(信息整合)：门户平台的总体结构、门户平台的开放性、系统架构的可扩展性、门户系统的安全性、多级门户技术、统一用户管理、统一授权管理；
(8)数据库技术：数据管理“参考”模型、数据库开发规范与接口、特种数据库、数据挖掘与数据仓库、异构数据库信息共享、数据库设计、数据库安全标准、数据库管理系统；
(9)电子商务技术：电子商务定义、电子商务标准化基本构架、电子商务通用技术标准、电子商务Internet相关标准(文本技术，安全技术，电子支付知识产权)、电子数据交换、电子商务标准的维护和管理、电子商务的安全认证、电子商务一致性测试和认证；
(10)电子政务技术：电子政务定义、电子政务标准体系框架、电子政务通用技术标准、电子政务Internet相关标准、电子政务标准的维护和管理、电子政务一致性测试和认证、电子政务的数据元和数据交换、电子政务的安全认证；
(11)原始信息采集质量控制技术：采集程序与质量要求、基础数据元定义与目录、数据元目录审查与登记、数据的维护与管理；
(12)信息分类与编码技术：信息分类编码体系表、信息分类编码的基本原则和方法、信息分类编码的管理；
(13)IC卡技术：IC卡的分类、IC卡的标准和基本规范、IC卡测试、IC卡接口设备、IC卡的安全策略；
(14)无线通信技术：IEEE802．11协议、HomeRF工业标准、蓝牙技术；
(15)数字视频传输技术压缩及解压技术：VOD技术、MTV技术、DCCTV技术；
(16)现场总线技术：现场总线定义、现场总线特点、现场总线分类、现场总线标准协议、现场总线的应用；
(17)工业以太网技术：工业以太网定义、工业以太网标准、工业以太网特性(实时性、可靠性、安全性、供电)；
(18)生态技术(节约能源、防止污染、保护生态)：选址、交通、绿化、空气质量(污染集中排放、汽车尾气、油烟机……)、噪声污染、日照采光、改善微环境以减少热岛效应、节约能源、水环境设计、新材料、新技术、新工艺；
(19)数字物流技术。
3 智能建筑由智能化到数字化
3.1 建筑物数字化系统
数字化系统包括信息化系统、智能化系统、基础设施系统，其关系框架如图1所示。
3．2 建筑数字化的基本框架(如图2所示)
3．3 建筑及住宅社区数字化技术标准
(1)2003年1月成立《建筑及住宅社区数字化技术应用》——国家标准编制委员会；
(2)标准编制内容：该标准是在建设部信息中心编写的“数字化社区示范工程技术导则”基础上编写的，共有四部分内容：建筑及住宅社区控制网络通讯协议；建筑及住宅社区运营服务数字化技术应用；建筑及住宅社区数字化技术应用系统检测验收；建筑及住宅社区物业管理数字化系统；
(3)制定的必要性：知识产权保护；非关税壁垒；关系到信息化的成败；国家实力的体现；信息产业发展的支撑点；衡量企业竞争力的重要尺度；关系到国家信息安全；
(4)此标准将于2004年12月完成。
4 关于数字社区(数字化社区)
4．1 什么是数字社区
数字社区就是在社区中应用“数字化技术”实现各种服务。
4.2 数字社区的基本内涵
社区数字化就是利用现代化的信息技术、计算机技术、网络技术、通信技术和多媒体(音形、音像、视频等)技术，将社区活动中的众多信息孤岛通过社区中现代化的通信基础设施——“信息高速公路”连接起来，以达到信息资源采集、加工融合和共享，为社区的现代化管理服务，创造一个安全、舒适、高效、节能、健康的工作环境及居住环境。
4.3 数字社区的特点
(1)整体化：是数字城市必要的组成部分，是数字城市的基本单元；
(2)信息化：是数字城市的信息节点，其信息化系统的建设是至关重要的，为现代化的管理和现代化的生活提供必要的条件；
(3)智能化：设备、家电实现智能化管理；
(4)网络化：四网(数据网、电话网、电视网、控制网)完成信息传输及交互；
(5)集成化：实现信息共享，建立统一管理平台和门户；
(6)生态化：社区生态化在国外倍受重视。如绿色住宅、生态住宅、可持续发展住宅。“绿色”、“生态”、“健康”、“节能”为理念的社区，采用新材料、新技术、新工艺(保护生态环境和节约能源，达到节能、减少污染、保护生态，创造健康舒适的社区环境)。
4．4 社区数字化系统的组成及基本框架
4．4．1 系统组成
(1)信息系统。网络系统包括网络交换机子系统、服务器子系统、存储子系统、网管子系统、数据中心(适用于大型数字社区)、网络中心、电话交换机、系统软件；信息应用系统包括电子政务、电子商务、3S应用系统、电子教育、远程医疗、物业管理、办公自动化、信息管理、信息安全、专业信息应用系统、数据库系统；其他信息系统：数字会议系统、视频会议系统、多媒体展示系统、VOD系统、VSAT系统、无线覆盖系统、无线接人系统、卫星电视；
(2)智能化系统：家居智能化系统、机电设备控制系统、安全防范系统、消防报警及联动系统、停车场系统、一卡通系统、环境监测系统；
(3)基础设施系统：综合布线、管线、电话交换机、有线电视、防雷接地、机房系统、电源系统；
4．4．2 基本框架(如图3所示)
参考文献
1 郭维钧．我国智能建筑的最新发展．《智能建筑杂志》2003；12
2 北京信息化办公室等。《首都信息化标准化指南》中国标准出版社，2001；2
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