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发信人: xinyu (完了完了全完了), 信区: civilengineering
标  题: 浅析数字化革命对于智能建筑的影响
发信站: 听涛站 (Sun Jan 16 02:50:47 2000), 转信

浅析数字化革命对于智能建筑的影响
作者：吴乐南； 单位：东南大学无线电工程系
　
摘要 高度智能化的建筑希望全面数宇化，而这又可能会影响和改变某些传统的智能建筑
设计观念。
一、引言
二、智能建筑的全面数字化乃大势所趋
三、数字化弱电系统购视叛服务等级
四、 PDS可能风光不再
五、DDC集成多媒体
六、整个楼宇的并行机群控制
七、结论
　
一、引言
　　当前在整个电子信息技术领域，正在产生一场给我们带来深刻而长远影响的“数字
化革命”，仅推动着通信、广播。电视、控制、监视、记录等智能建筑(IB)的弱电支撑
技术由模拟向数字的转变，为计算机多媒体和网络开拓了新的应用空间，同时也给IB(特
别是弱电系统)的设计引入了新课题。因此，一方面是由于国家经济建设和社会发展的巨
大需求牵引,使得对于IB的研究和应用正方兴未艾，而另一方面则因受到以多媒体及其相
关技术为代表的数字化革命的强力技术推动，却有可能引起某些传统意义上的IB设计观
念的变更。本文粗浅地分析一下这些影响，作为一家之言，仅供国内IB的业主和设计部
门参考,意在抛砖引玉。
　
二、智能建筑的全面数字化乃大势所趋
　　在结构上，通常把IB看成是由系统集成中心通过综合布线系统(PDS)连接和控制楼宇
设备自动化(BA)、信息通信(过去常用“通讯自动化”即“CA”)和办公自动化(OA)三个
子系统所组成。在这三“A”系统中：
　　办公自动化必须利用计算机系统进行信息处理和决策已经是一个数字化系统；
　　信息通信系统购主要通信功能也将随着 DDK、N--ISDNK／B--ISDN、Internet／Int
ranet以及其它高速计算机网络的引入而实现数字化(即使延用现行的公用电话交换网，
亦可通过后调制解调器而实现数字通话)，目前只有公用天线电视和音响广播等还延用模
拟系统；
　　而在楼宇设备自动化系统中，设备的监控已较普遍地采用直接数字控制(DDC)，火灾
报警传输的也是编码信息，只有公共安全管理系统中的CCTV监控和内部对讲等还延用模
拟系统。
　　随着数字压缩理论、高效调制技术以及微电子工艺的飞速发展，广播电视节目的数
字化、多频道化和数字式卫星直播已经成为现实，全球能同时接收同一个节目的音像并
茂的卫星数字广播多媒体便携式接收机即将批量生产。数字化革命推进了将电话线、有
线电视电缆线和计算机网络线“三线合一”的智能化住宅小区的出现，把电话、电视和
电脑“三电集成”的联网PC—TV—体化产品送进了家庭。因此，IB的弱电系统必将全面
走向数字化。
　
三、数字化弱电系统购视叛服务等级
　　l、数字化弱电系统的特点
　　IB弱电系统的数字化，使得楼宇内的信息网络也能与外界的通信网络相“接轨”，
朝着宽带化、智能化、个人化的综合业务数字网(BIP—ISDN)方向发展。对于摸拟传输网
，欲提高服务质量(或等级)必须提升网络带宽；但对于数字网络却不尽然。譬如，按原
CCIR601号建议，具有演播室图像质量的数字电视的原始码率高达216Mbps,即使把一条2
.4Gbps光缆所提供的PCM 6次群全部占用，也只能同时传输10路数字电视；但若采用MPE
G—2把原始视频码流压缩到不影响观看质量的7.5Mbps,则只用一条l55Mbps的同轴电缆或
五类UTP双绞线，也能同时传输20路;若再采用某些高效调制方法来进一步提高信道传输
效率，例如采用64电平正交调幅(64-QAM)，实际频带利用率为5b／S／Hz,那么只需占用
一个8MHz,那麽只需占用一个8MHz普通电视频道，也能同时传输三路高质量的数字电视；
而若采用MPEG—l标准，则在一个现有频道内可同时传输20路VCD质量的音像节目！由此
便扩充了现有的电视频道，或者说利用一个现有CATV频道可同时传输30路300线清晰度的
保安电视监控信号或20套电视点播(VOD)节目。
　　因此,数字化弱电系统的信息网络容量、服务质量和总体价格不仅取决于信道带宽，
也与信号的压缩方法、调制技术和原始质量密切相关。目前习惯于依赖网络带宽的提升
才能达到的目标，将很可能靠采用更高效的信源和信道编码技术即可更经济地实现。由
于技术在飞速地发展，产品在不断地更新，且为数字化的多媒体系统扩充一些新功能亦
非难事，故以功能多少来作为IB系统设计的主要分级标准似有失全面。同时，以IB系统
集成度的高低来分级或分类亦未必最佳。因为，即使是相同规模、一致功能和同等集成
度的IB系统，给用户提供的最终“服务质量”也可能大相径庭！例如，MPEG—2的视频压
缩标准可提供5‘档” 4“级”共ll种独立的技术规范集，同一档次不同等级间的图像分
辨率和视频码率相差甚大(例如高清晰度的广播电视HDTV和较低分辨串的会议电视)。
　　鉴于视频数据量要比其它媒体(如声音和BA测量数据)大几个数据级，故若以“视频
服务质量”作为IB弱电系统(主要是数字系统)设计的一个辅助分级标准，则可能是合理
可行、可以定量并具有较长的适用性和稳定性。
　　3．基于视频服务质量的辅助分级标准
　　主要依据画面清晰度粗略地划分为以下三级辅助标准(每级再分两档):
　　①广播级(主要用于收看高质量的电影、电视节目和虚拟现实环境):
　　a)高清晰度:HDTV终端电视图像质量的分辨率＞1000线;
　　b)标准清晰度:在高档电视机(RGB输人)或监视器上图像分辨率达到500线；
　　②普通级(可用于CCTV、CATV、VOD、视频会议和电视监控等)：
　　a)标准清晰度:在中档电视机( AV输入)上图像分辨率达到400线，相当于LD／DVD的
图像质量；
　　b)低清晰度:用普通电视机(射频或AV输入，分辨率约250— 300线)接收的电视图像
质量接近300线(与VCD放像机的放像质量相同)，略好于H320标准的会议电视，
　　③低级(可用于电视监控、会议电视、可视电话和图片传真等)：
　　a)动画方式：QCIF以上图像尺寸(分辨串＞ 176像素×144行)，速率＜ 25帧／秒；

　　b) 小窗口方式 QCIF以下图像尺寸，速率＞ 15帧／秒。
　
四、 PDS可能风光不再
　　以CCTV／CATV为代表的模拟视频信号的存在，把智能建筑的布线系统划分为模拟通
道和数字通道两大类型，使得当前的智能建筑还未能脱离PDS模式。但是，随着IB弱电系
统必然和实现的全面数字化，传统的模拟通道将可能不复存在;而随着‘三线”的‘合一
,IB内部结构化布线的复杂度亦将大为降低。 PDS是为了克服传统布线系统的杂(线缆种
类多)、乱(插头、插座、配线梁等品种多，不易排整齐)、散(各系统不兼容，需分别设
计)、费(费时费钱)、死(更改与升级不灵活)等缺陷而脱颖而出的，虽然正如日中天，但
随着‘三线合一”统一了IB内部的线缆，其优越性将不再鲜明，若不能针对这一技术大
趋势继续发展，则难免被淘汰。目前IB的弱电信道之所以尚未“合一"，这与其说是技术
上的问题倒不如说是出于价格的考虑(数字视频设备还比较昂贵)和国情(如各子系统的验
收主管部门不同)与观念上的问题(譬如消防线路需要“单列”;保安监控也不希望与广播
电视‘共享”，尽管这样做可望用电视机的高频头或机顶盒(STB)代替昂贵的模拟视频矩
阵切换器)。
　
五、DDC集成多媒体
　　信息传输网络的数字化与功能“合一”后，在集散式控制系统DCS)的现场控制级一
一DDC中，就有可能(有时也需要)把更多的信息表示媒体如声音和图像集成到DDC中，构
成一种更通用的多媒体数据采集、处理和控制的平台，通过不同的模块配置，就可能统
一用于BA的各个子系统,例如建筑设备监控、火灾报警与控制、防盗报警、电视监控、安
保巡更、内部对讲甚至用作音响广播的终端。这很可能会催化出一类崭新的多功能、多
媒体、网络型的智能监控系统的出现．
　
六、整个楼宇的并行机群控制
　　目前，将设备的集中管理与分散控制相结合的DCS模式在IB中已广为应用。这时要求
作为该子系统(甚至整幢智能大厦)大脑或心脏的中央管理计算机要有很高的可靠性和容
错性，有时还得采取双机互为备份的冗余形式。若考虑到一些子系统常常相互独立并配
有自己的中央管理计算机，资源闲置与浪费更加明显。在高速通用网络的支持下，可利
用新兴的“机群系统”的概念对这些中央管理计算机(甚至高档DDC以及楼宇内其它暂时
不用的计算资源)进行统一调度和协调处理组成可扩展的高效并行的处理与控制系统完成
更为复杂的智能化处理功能。即使机群系统中某台计算机因故障而退出，其余的计算机
也能迅速接管它的工作，依靠机群‘集体的力量”而确保整个IB的正常运行。其效果颇
类似于个别脑神经细胞与整个大脑的关系，不妨也将其看成一个人工神经网络(只是一个
神经元就是一台计算机)。
　
七、结论
　　极其方便舒适和高度智能化的楼宇弱电系统要建立在全面数字化的基础之上，而数
字化革命又可能会影响和改变某些传统的智能建筑设计观念，使得该领域的新技术和新
产品层出不穷，有些已初露端倪，更多的恐怕还难以预见。
　

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度尽劫波兄弟在
相逢一笑泯恩仇

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