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　　智慧校園(yuan)需(xu)要(yao)以物聯(lian)(lian)(lian)網(wang)、大數據(ju)、云計算、人工智能、移動互(hu)聯(lian)(lian)(lian)，對(dui)校區的人、車(che)、資產設施(shi)進行全(quan)(quan)聯(lian)(lian)(lian)接，實現數據(ju)全(quan)(quan)融(rong)合、狀態(tai)全(quan)(quan)可視，業務(wu)全(quan)(quan)可管，事(shi)件全(quan)(quan)可控(kong)，打(da)造(zao)高水平校園(yuan)。

　　華南理工大學(xue)廣州國際(ji)校(xiao)區智(zhi)(zhi)慧校(xiao)園中央管理平臺融合(he)(he)物聯(lian)網、大數據(ju)、人工智(zhi)(zhi)能(neng)、數據(ju)呈現(xian)、GIS、BIM等(deng)技術，將不同功能(neng)的(de)信息(xi)化(hua)系統(tong)(tong)，如(ru)網絡設(she)備、樓宇自(zi)動化(hua)、消防、視頻監(jian)控、門(men)禁(jin)、廣播、照明、節能(neng)、停車場、智(zhi)(zhi)慧課室(shi)、校(xiao)務系統(tong)(tong)等(deng)，通過統(tong)(tong)一的(de)信息(xi)平臺實現(xian)數據(ju)融合(he)(he)和應(ying)(ying)用集(ji)成，并(bing)向第三方(fang)提供應(ying)(ying)用接口，支持智(zhi)(zhi)慧校(xiao)園可視化(hua)管理、信息(xi)共享、系統(tong)(tong)聯(lian)動及(ji)資源調配，形(xing)成具有信息(xi)匯集(ji)、資源共享及(ji)優化(hua)管理等(deng)綜(zong)合(he)(he)功能(neng)的(de)系統(tong)(tong)。

　　平(ping)臺將校(xiao)園內的建(jian)筑、房間、設備等物(wu)(wu)品(pin)三維虛擬與(yu)校(xiao)園網和(he)智(zhi)能(neng)(neng)專網相連接，通過傳感網絡對物(wu)(wu)品(pin)進行智(zhi)能(neng)(neng)化識別(bie)、定位、跟(gen)蹤(zong)、監(jian)控和(he)管理，實現信(xin)息(xi)交互的主體由人到物(wu)(wu)的延伸，使得人與(yu)校(xiao)園內的“物(wu)(wu)”有機地集成，構成一(yi)個智(zhi)能(neng)(neng)化的整體，其(qi)核心內容除了有信(xin)息(xi)集成化的特(te)點外(wai)，更主要的是實現這(zhe)些“物(wu)(wu)”的智(zhi)能(neng)(neng)化。

　　基于(yu)此(ci)平臺的(de)智慧校園(yuan)可更好地實(shi)現(xian)物聯(lian)網(wang)技術，更有效地實(shi)現(xian)師生和校園(yuan)資源(yuan)相互(hu)交互(hu)，提高交互(hu)的(de)明(ming)確性(xing)、靈活性(xing)和響應速度，從而實(shi)現(xian)智慧化服(fu)務和管(guan)理的(de)校園(yuan)模式。

平臺架構

　　智慧校園中央管理平(ping)(ping)臺(tai)(tai)架構如圖1所示(shi)，分為基礎子系統、數據(ju)使(shi)能(neng)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)、應用平(ping)(ping)臺(tai)(tai)三(san)個技(ji)術層次。

圖1 智慧校園中央管理平臺架構

　　（1）基礎子(zi)系統

　　基礎子系(xi)統(tong)指智慧(hui)校園的各個(ge)物聯(lian)網和信息化子系(xi)統(tong)，包括(kuo)網絡設(she)備、BA(樓(lou)宇自動化)、消防、視頻監控、門(men)禁(jin)、背景音樂、照(zhao)明、節(jie)能、停車場、智慧(hui)課(ke)室、校務系(xi)統(tong)等18個(ge)系(xi)統(tong)。

　　其中，校(xiao)務系統(tong)實際(ji)上是校(xiao)園(yuan)的數(shu)(shu)(shu)據交換平臺(tai)。各(ge)子系統(tong)單獨建設，通過數(shu)(shu)(shu)據接口向(xiang)數(shu)(shu)(shu)據使能(neng)平臺(tai)提供數(shu)(shu)(shu)據，也接受數(shu)(shu)(shu)據使能(neng)平臺(tai)下(xia)發的指(zhi)令。

　　（2）數據(ju)使(shi)能平臺

　　數(shu)據使能平臺提(ti)供(gong)智慧校園應用的各類功能組(zu)件(jian)，如地理系統、地圖引擎(qing)、BIM模型、位置信息(xi)、視頻(pin)分析與(yu)身份認證等(deng)，提(ti)供(gong)人員(yuan)、設(she)備、資產、車輛、資源、時空(kong)、組(zu)織、事件(jian)等(deng)主題庫，并提(ti)供(gong)API集成拉通，存量系統服務化改造，數(shu)據路由等(deng)功能。

　　（3）應用平臺

　　應用(yong)平臺是校(xiao)區智(zhi)慧運營中心，以物聯網、大數(shu)據、云(yun)計算(suan)、人(ren)工智(zhi)能、移動互聯、GIS/BIM等(deng)新型數(shu)字化技術為基礎，對校(xiao)區的(de)人(ren)、車、資產(chan)設(she)施(shi)進行全(quan)聯接(jie)，實現數(shu)據全(quan)融(rong)合、狀態全(quan)可(ke)視，業務全(quan)可(ke)管，事(shi)件全(quan)可(ke)控，使校(xiao)區運營更(geng)安全(quan)、更(geng)舒適、更(geng)高效。

　　平臺依靠(kao)多個(ge)智能(neng)化子系(xi)(xi)(xi)統提(ti)供數(shu)據支(zhi)撐(cheng)，支(zhi)持多種接入(ru)方式，能(neng)有效消除各系(xi)(xi)(xi)統間(jian)的信(xin)息孤島，從全局的角度對數(shu)據進行邏輯分析與處理，實現高級別、跨區域(yu)的設(she)備聯(lian)動(dong)控制，提(ti)高系(xi)(xi)(xi)統的自動(dong)化和智能(neng)化。實現智慧安防、智慧樓(lou)宇(yu)、智慧能(neng)源、智慧物業、智慧校務等應(ying)用場景。

數據采集和融合

　　數(shu)(shu)據使能平臺需要從基礎(chu)子系統采集數(shu)(shu)據，并下發指令，需要和(he)各個基礎(chu)子系統進行數(shu)(shu)據對接(jie)和(he)融(rong)合。

　　（1）打通多異(yi)構數據源

　　系統(tong)需要(yao)打通視頻監控、門禁、消防、BA等10多個智能化子(zi)系統(tong)，而眾多子(zi)系統(tong)的系統(tong)建設、數據(ju)(ju)結(jie)構都(dou)完全獨立，因此(ci)系統(tong)設計需要(yao)支(zhi)撐包括ORACLE、SQL Server、MySQL等20多種(zhong)主流數據(ju)(ju)庫間(jian)，實現多種(zhong)異構系統(tong)間(jian)數據(ju)(ju)訂閱和定時增量數據(ju)(ju)遷移(yi)；

　　支持不同類型(xing)(xing)數(shu)據源(yuan)(yuan)的抽(chou)取，包(bao)括對各種主流數(shu)據庫(ku)等結(jie)構化數(shu)據源(yuan)(yuan)、非結(jie)構化數(shu)據源(yuan)(yuan)、實時數(shu)據流等多種數(shu)據類型(xing)(xing)。

　　（2）打(da)通多(duo)協議設備

　　需要平臺提供硬(ying)件網關和多種軟件SDK，適配MQTT、HTTP、Modbus、BacNet、OPC UA等多設(she)備和數據協議。

　　（3）打(da)通多校(xiao)區工控平臺(tai)

　　通(tong)過(guo)API集(ji)成等方式，對接校區內(nei)部存在的多校區工控(kong)平臺。

　　（4）數據融合

　　對(dui)各子系統(tong)采集的數據(ju)進行轉換、標準化、融合等處理(li)，形成智慧校園的數據(ju)中(zhong)心。

數據使能平臺

　　數據(ju)(ju)使能(neng)平(ping)臺主要由華為(wei)公司ROMA基(ji)礎管理(li)平(ping)臺構(gou)成(cheng)，實現多系統集(ji)(ji)成(cheng)、異構(gou)數據(ju)(ju)采集(ji)(ji)、API集(ji)(ji)成(cheng)拉通，存量(liang)系統服務化改造，數據(ju)(ju)路由等功能(neng)。

　　由于校(xiao)區對接了多個子系(xi)統，存(cun)在海量數據需要進行(xing)接口處(chu)理(li)、運算處(chu)理(li)，才能進行(xing)存(cun)儲與應用。

　　因(yin)此，對于平(ping)(ping)臺的設計(ji)采用了公(gong)有云平(ping)(ping)臺的強大計(ji)算能力和豐富的系統對接(jie)能力，實現(xian)與各(ge)子系統進行(xing)對接(jie)。利用華(hua)為物聯網云計(ji)算平(ping)(ping)臺提供(gong)(gong)“采-存-算-管-用”全生命周(zhou)期處(chu)理能力，同時(shi)統一數據(ju)(ju)標(biao)準和口(kou)徑(jing)，將數據(ju)(ju)資(zi)源轉變為標(biao)準數據(ju)(ju)資(zi)產(chan)，再進行(xing)存儲，通(tong)過服(fu)務(wu)開放進而提供(gong)(gong)高(gao)效(xiao)數據(ju)(ju)服(fu)務(wu)。

　　然后經過對接和(he)轉換的各(ge)子(zi)系統數(shu)據(ju)存儲在校區私有(you)云平臺，也保證了數(shu)據(ju)的私有(you)應用性(xing)及安全行，便于進行本地(di)化可(ke)視(shi)化處(chu)理(li)。

BIM的應用及其輕量化處理

　　建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）可應用于智慧校(xiao)(xiao)園(yuan)(yuan)中，打造(zao)三維可視(shi)化校(xiao)(xiao)園(yuan)(yuan)，服務于學校(xiao)(xiao)教學管理(li)(li)(li)、校(xiao)(xiao)園(yuan)(yuan)管理(li)(li)(li)及校(xiao)(xiao)區宣傳，實現(xian)物聯設備(bei)、校(xiao)(xiao)內各類(lei)數據的可視(shi)化配置、管理(li)(li)(li)與呈現(xian)、遠程控(kong)制等。

　　利用BIM技術通過軟件接口從各智(zhi)能(neng)化子系(xi)統中獲取數據統計(ji)分析的前提下實現主動性運維，充分提高管理(li)效(xiao)率。

　　BIM模(mo)型應(ying)用(yong)于智(zhi)能化(hua)系(xi)統數(shu)據(ju)(ju)的(de)呈(cheng)現需要(yao)(yao)確保系(xi)統運轉平滑(hua)，因此需要(yao)(yao)對(dui)BIM模(mo)型進行輕量(liang)化(hua)處理，抽取滿(man)足必(bi)要(yao)(yao)的(de)展(zhan)示所(suo)需要(yao)(yao)的(de)BIM三(san)維(wei)位置數(shu)據(ju)(ju)等，實現弱(ruo)電系(xi)統及設備可視化(hua)、人員定位可視化(hua)、建筑設施可視化(hua)運維(wei)、建筑空間管理。

應用場景

　　平臺(tai)應用層與(yu)數據層獨立，通過API函數，第三方可(ke)開發(fa)不同場景(jing)的應用。

　　1. 智慧安防

　　通(tong)過打通(tong)所有(you)(you)的(de)安(an)防系(xi)統(tong)，包括門禁(jin)、入侵(qin)報(bao)警、視頻監控(kong)(kong)等安(an)防系(xi)統(tong)，使這(zhe)些分散、孤(gu)立的(de)設(she)備進行聯(lian)網，可以有(you)(you)效地發揮安(an)防系(xi)統(tong)整(zheng)體效果(guo)，并提高(gao)應急事(shi)件的(de)處理速度(du)。主要實現校園安(an)全態勢感知模(mo)型(xing)、人(ren)員軌跡(ji)、人(ren)員布(bu)(bu)控(kong)(kong)、車輛(liang)軌跡(ji)、車輛(liang)布(bu)(bu)控(kong)(kong)、報(bao)警聯(lian)動等功(gong)能。

　　2. 智慧樓宇

　　主要的(de)(de)管(guan)(guan)理(li)功(gong)能(neng)包括全面(mian)掌(zhang)握(wo)建筑(zhu)內設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)實時狀態、報警(jing)和故障；建筑(zhu)能(neng)耗分析(xi)，通過(guo)采集設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)狀態，累(lei)計(ji)(ji)各類(lei)(lei)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)用電情況，超過(guo)計(ji)(ji)劃用量(liang)時實時報警(jing)；統(tong)計(ji)(ji)分析(xi)各類(lei)(lei)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)工(gong)況和用能(neng)情況；通過(guo)統(tong)計(ji)(ji)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)累(lei)計(ji)(ji)運(yun)(yun)行(xing)工(gong)況，及時提醒對各類(lei)(lei)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)進行(xing)維護，避免設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)故障；智能(neng)照明(ming)管(guan)(guan)理(li)與照明(ming)系(xi)統(tong)通訊，完成對照明(ming)配電的(de)(de)集中控制和管(guan)(guan)理(li)。

　　3. 智慧能源

　　主要包括(kuo)提(ti)供(gong)(gong)能耗(hao)(hao)(hao)報告，幫助用戶掌握能源消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)情況，找出能源消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)異常(chang)值；提(ti)供(gong)(gong)多(duo)種(zhong)相關能耗(hao)(hao)(hao)指標報告為(wei)能耗(hao)(hao)(hao)統計、能源審計提(ti)供(gong)(gong)數(shu)(shu)據(ju)(ju)支持；溫度、濕度參考功能幫助分(fen)析能耗(hao)(hao)(hao)數(shu)(shu)據(ju)(ju)與環境數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)相關性；進行不(bu)同時間(jian)范(fan)圍內(nei)能源管理組能耗(hao)(hao)(hao)值的(de)比較；讀(du)取能源計量(liang)設(she)備和重(zhong)點用能設(she)備的(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)，并在BIM界(jie)面顯示(shi)，實現能源動(dong)態監測(ce)。

　　4. 智慧物業

　　支持(chi)以3D校園模型的方式，對校園全貌、局部進行360度瀏覽，支持(chi)在三維(wei)空間視圖(tu)上集成(cheng)校園內主要設(she)備(bei)及傳感器，包括空調、攝(she)像頭、溫濕(shi)度傳感器、水電表、門禁等，還包括停車場監(jian)測、設(she)施設(she)備(bei)監(jian)控管理、資(zi)產(chan)全生命周期管理、后勤運維(wei)管理。

　　5. 智慧校務

　　覆蓋黨(dang)政管(guan)理(li)(li)、人事管(guan)理(li)(li)、學(xue)生管(guan)理(li)(li)、財務(wu)管(guan)理(li)(li)、資(zi)產管(guan)理(li)(li)、教(jiao)學(xue)管(guan)理(li)(li)、實(shi)驗(yan)管(guan)理(li)(li)、科研管(guan)理(li)(li)、安全管(guan)理(li)(li)等(deng)領域(yu)象限的校情(qing)指(zhi)標(biao)展(zhan)示和推送，結合(he)各領域(yu)權重賦值，展(zhan)現(xian)綜合(he)校情(qing)態勢；

　　打通各業務系統及數(shu)據的場(chang)景化應用，提供(gong)基于大數(shu)據、機(ji)器(qi)學習等技術手段，建設面向教學管研的智慧類應用，包括領導決策分(fen)(fen)析、教師綜(zong)合(he)分(fen)(fen)析、學生綜(zong)合(he)分(fen)(fen)析、科研綜(zong)合(he)分(fen)(fen)析。

　　華南理工大學廣州國際校區(qu)智慧(hui)(hui)校園(yuan)中央綜合(he)管理平臺目前已初步完(wan)成(cheng)系統(tong)部署，并已實現(xian)與(yu)安(an)防、消防、門禁、BA等(deng)10多個子系統(tong)的數據對接，已建設的樓宇大部分子系統(tong)都(dou)可以(yi)在校區(qu)三(san)維(wei)模型上呈現(xian)，另外(wai)已完(wan)成(cheng)消防聯(lian)動報警、人員軌跡及布控等(deng)智慧(hui)(hui)應用場景。

　　下一階段將(jiang)繼(ji)續完善剩余子系(xi)統的(de)數據整理，重點(dian)完成智慧(hui)能源、智慧(hui)校務(wu)等應用場景的(de)實現。

　　（本文刊載(zai)于《中(zhong)國教(jiao)育(yu)網絡》雜志2019年度 高等(deng)教(jiao)育(yu)信息化專(zhuan)刊，作者：華(hua)南(nan)理工大學(xue)信息網絡工程研究(jiu)中(zhong)心 葉昭 陸以(yi)勤 鐘培俊 ）

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