交通建筑智能化系统设计要点探讨

随着国民经济和智慧城市的发展，快节奏、高效率成为现代城市最显著的特征，一日往返双城甚至多城已成为一种新的生活模式。飞机、轮船、火车、汽车等交通工具在这些快速运转的城市之间运行，交通建筑作为整个交通运输服务体系的重要节点，是小至城镇、大至国家的“大门”，其重要性日益凸显。如何构建交通建筑的智能化系统，为国家和城镇的“大门”装上聪明的“大脑”，成为智慧城市建设的重要课题。本文结合工程实践，分析和探讨交通建筑智能化系统设计的相关重点问题，仅供各位同行参考。1、建筑特点及智能化需求分析从古代的驿站、码头到现代的民用机场航站楼、港口客运站、城市轨道交通站等，交通建筑都是联系城市交通最重要的基础设施。而涵盖了诸如所在地域、交通建筑分类及等级、客流量分析、安全和保安等重要问题都是在进行智能化设计时所需要了解的信息。1.1交通建筑特点交通建筑是为交通运输服务的公共建筑，其类型包括民用机场航站楼、铁路旅客车站、汽车客运站、港口客运站、综合交通枢纽站、城市轨道交通站等，一般具有如下特点。(1)

多为城市地标建筑，建筑内多为高大空间，建筑师对其美观要求非常高，智能化系统等机电设备的管线敷设具有极大的挑战性。(2)

建筑内部功能复杂，不同类型交通建筑的工艺流程各有特点，其业务系统具有极强的专业性和针对性，且对运营效率的要求非常高。(3)

人员密集，交通建筑是典型的以流动人口为主的人员密集场所，出现任何突发事件都会造成极强的社会影响，因此对安保工作要求很高。1.2需求分析随着城市的发展，交通建筑逐渐从单一交通功能发展为集交通、商业、餐饮、办公于一体的综合性建筑，其智能化工程建设的根本目的是满足不同业态下的建筑功能需求以及人员需求。工作和管理人员需要工作高效快捷，入驻商户希望提高盈利能力，广大乘客则对良好的候机、候车环境和服务体验感有强烈的需求。总而言之，交通建筑是通过智能化基础平台的建设，实现建筑内互联网、物联网、云计算、大数据、智能控制和智能终端的总集成和统一控制，以满足高效运营、智能出行为基本目标，全面实现建筑内管理、安全以及服务的智慧化。2、系统整体架构交通建筑是为人服务的，其智能化设计的基本理念是以人为本、数据共享、提高效率，最大限度满足旅客、管理及工作人员、商业经营者的不同需求。为实现上述目标，需要深度分析交通建筑类型、规模和管理模式，合理采用先进技术进行顶层设计，采用标准化协议搭建一个灵活先进、安全可靠、具有开放性、可扩充性、可持续发展的网络平台。

交通建筑智能化系统通常包括信息设施系统、安全防范系统、建筑设备管理系统、智能化集成系统、信息化应用系统和机房工程六个部分。图1为典型的交通建筑智能化系统整体架构图。图1

交通建筑智能化系统整体架构交通建筑中的信息化应用系统包括公共服务、智能卡应用、物业管理、信息设施运行管理、信息安全管理、基本业务办公等通用系统和专业业务办公系统，各业务系统通过智能化系统集成平台实现统一控制与管理，集成平台示意如图2所示。从图2中可以看出，民用机场航站楼、铁路客运站、城市轨道交通站、汽车客运站等不同类型的交通建筑分别有其特殊的专业业务系统。图2

交通建筑智能化信息管理集成平台示意图3、系统设计重点不同类型交通建筑的工艺流程和运营特点各有不同，其智能化系统及要求亦各有侧重，但对网络安全、建筑安全、人员安全以及时间准确的保障是所有交通建筑智能化系统设计的重点。3.1、规模分级智能化系统设计的第一步是明确建筑规模及其定位。《交通建筑电气设计规范》根据不同类型交通建筑的特点对其规模进行了明确的等级划分，如表1～3所示。在智能化系统涉及的众多子系统中，规范对于智能化集成、广播、建筑设备监控等系统的设置提出了具体要求。(1)智能化集成系统:Ⅱ类及以上民用机场航站楼、特大型铁路旅客车站、大型综合交通枢纽站应设置;Ⅲ类民用机场航站楼、大型铁路旅客车站、城市轨道交通站宜设置。(2)广播系统:Ⅲ类及以上民用机场航站楼、大型及以上铁路旅客车站、大型综合交通枢纽站广播系统应实现多信源、多通道、多广播区同时广播。Ⅱ类及以上民用机场航站楼宜以自动广播为主、本地广播为辅(优先级较高)。(3)建筑设备监控系统:Ⅳ类及以上民用机场航站楼、大型及以上铁路旅客车站、大型综合交通枢纽站、轨道交通站、磁浮列车站、一级港口客运站应设置此系统。3.2、网络系统网络系统是所有智能化系统的核心和基础，交通建筑网络系统的设计重点是网络安全和无线网的设置。

现代交通建筑的各智能化子系统高度互联互通、信息高度集成、大数据平台应用迅猛，在此大趋势下，保障网络信息安全至关重要。一般系统可基于业务的安全区域对网络进行划分和隔离，以航站楼为例，可根据业务类型划分信息集成网、无线网、离港网、安防网、建筑设备监控网、综合业务网、对外业务网等，各网络相互独立、物理隔离。网络安全措施包括明确网络安全保护等级、安全区域的划分与隔离、防护措施以及安全管理。网络安全的核心之一是防护，目前比较有效的措施是针对重要核心业务部署防火墙和IPS，实现双层防护。在安全区域边界部署防火墙，进行网络访问控制，实现基础的区域安全隔离。同时，应部署统一网管实现对全网防火墙、IPS的统一配置管理和安全审计。不论机场还是客运站、车站，候客大厅往往是旅客聚集之地，也是大量商户经营的场所，人员

动性强。传统无线网络的设置存在同频干扰严重、信号不稳定、处理能力和传输带宽低等问题，高密场景中不合理的AP布防易产生相互干扰，网络规划成为棘手难题。无线网络高蜜蜂窝覆盖方案能有效解决上述难点和痛点。通过高密度的无线覆盖、双频部署和专业网规等技术手段，可以实现AP功率的平衡分布，有效改善同频干扰，满足交通建筑中商户及乘客信号漫游切换不中断、人员导航、资产定位管理等多种需求，使人们获得良好的终端业务体验。3.3、安全防范系统前文已述，安防系统是交通建筑的重中之重。设计首先应对风险对象等级进行评估，同时全面分析建筑类型、规模、交通主要流线，以构筑一个全方位、立体化、人性化的安全防范网。对于高风险保护对象，其安全防范工程应采用专用传输网络(专线和虚拟专用网)。

安全防范系统包括视频监控、入侵报警、出入口控制、电子巡查、安全检查、电子巡查、停车场管理、安全防范管理平台、应急响应等子系统。以民用机场为例，其安全防范系统总体架构如图3所示。图3

民用机场安全防范系统总体架构图安全防范系统设计的总体思路是全过程实现事前防范与预处理、事中处理、事后追溯及总结。事前预防包括周界入侵检测与判定、异常行为检测与判定、热点区域分析与智能疏导、可疑人物检测与监控跟踪，这是安防系统设计的重点。事中处理包括流程化的事件快速响应机制、多部门自动协调联动、任务自动派发等。事后追溯总结包括优化监控管理分析策略、数据分析与管理、形成统一安防知识库等。

由于交通建筑体量大、人员多，因此在安防布控上首先要对热点区域、重点防范区域进行分析，在这些区域采用人脸识别、智能分析(如人流量监测、异常行为分析)等技术，通过分析前端摄像机采集的视频数据实现人脸识别、周界防护、遗留物检测、物品移走检测、逆行检测、人数统计、人群密度检测等功能，对异常行为进行前期预警，使视频监控系统具备主动防控功能。3.4、安检信息系统交通建筑内人员密集、情况复杂，安全检查是保证建筑和人员安全的重要措施，安检信息系统是交通建筑区别于普通建筑需设置的主要智能化系统之一。安检信息系统的主要功能有旅客信息获取、行李X光图像采集、可疑开包管理、旅客照片采集/布控、行李状态提示、手提可疑行李开包日志管理等。系统采用网络架构，通过安检网进行信号传输，并接入交通建筑安检视频监控系统中统一管理，要求保证监控图像资料存储时间为90天。

各类交通建筑对安检信息系统的末端设备设置有明确的要求。以民用机场航站楼为例，系统要求在安检通道工位设置报警按钮，接入就近摄像机报警;在通道上设置拾音器，接入就近摄像机进行语音监控。在每个安检通道、回流通道、旅客排队区、安检通道之后均需设置数个摄像机。有一条强制性条文需要特别注意:对成像式人体安检设备，对其显示图像应具有人体隐私保护功能。3.5、GPS时钟系统交通建筑的特点决定其对时钟系统有着严格的要求，“不差分毫”是交通建筑业务系统正常运行的最基本保障，GPS时钟系统也因此成为交通建筑中最重要的基础信息设施之一。

GPS时钟系统能实现时间输入、输出、显示、调控、设备校时、监控管理等功能，系统所需通信线路由综合网布线系统提供。设计中一般采用二级或三级组网方式，根据有关规范要求，对于Ⅲ类及以上民用机场航站楼宜采用三级组网方式，因此目前运营中的大部分机场的GPS时钟系统都应采用三级组网方式。时钟系统中心母钟主机一般设置在控制中心，应采用一主一备的热备份方式。图4为系统工作原理图。图4

GPS时钟系统工作原理图子钟可采用数字子钟或模拟子钟，不同类型交通建筑对子钟设置场所有不同要求，如民用机场航站楼应在值机厅、候机厅、到达厅、到达行李提取厅等处设置同步校时的子钟，轨道交通车站应在站厅层、站台层、车控室、环控室、电控室、站长室、警务室及其他与行车直接相关的办公室等处设置子钟。3.6、前沿技术应用随着移动通信、物联网、云计算、大数据、人工智能等现代信息技术的不断发展，各类智能化前沿技术也广泛应用于现代交通建筑中，其中大数据平台和物联网的应用最为成熟。

大数据采集、分析和处理技术的进步使大量分散于不同地域、不同时间段的数据能够在同一信息平台上实现交互和共享，集中为某一物、某一事、某一目标服务。如目前首都机场、虹桥机场、浦东机场等机场管理中均借助了GIS空间库建设和大数据平台，机场内部、航空公司、服务代理公司、地勤、空中导航服务供应商、空中流量管理单位实现了对机场、空管、航空公司、其他驻场机构的数据及机场范围内的环境等信息的交换、融合和共享、管理。大数据平台的应用可以切实提高机场各部门之间的协同工作效率，对航班晚点等突发事件进行快速响应，保证机场航班的准点率。

LORA、NB-IOT等各类低功耗、窄带宽物联网技术产品的成熟应用，使“万物互联”成为可能，其中最有代表性的应用之一是现代机场、港口客运站等建筑中广泛采用的基于RFID的行李再确认系统。系统采用RFID技术标记并定位行李，使行李在民航运输中可追踪，从而降低行李在运输过程中的丢失率。系统可以提高行李分拣速度，实现对行李的动态监控，在装卸操作、值机操作和系统错误三个方面有超强纠错能力。4、设计中需要注意的问题2010年以来，智能化系统的相关规范、标准日益增多。根据笔者不完全统计，国家现行的智能化系统相关标准中强制性条文多达近百条，其中2018版《安全防范工程技术标准》的强制性条文就有27条。错看、漏看强制性条文往往导致图纸质量不高、关键技术不能有效把控与落实，这对智能化系统设计的规范化、标准化和精细化提出了更高的要求。笔者以交通建筑为例，梳理总结了智能化系统设计中需要注意的若干问题。4.1、强制性条文问题(1)

防范恐怖袭击重点目标的视频图像信息保存期限应≥90d，其他目标的视频图像信息保存期限应≥30d。防范恐怖袭击重点目标的界定由JT/T961－2015《交通运输行业反恐怖防范基本要求》有关规定负责，许多大型交通建筑如客流集散量30万人次/日及以上的综合客运交通枢纽、一级道路客运站、一级港口客运站等均属于防恐怖特别重要目标。

(2)

总建筑面积＞20000m2的公共建筑或建筑高度>100m的建筑所设置的应急响应系统，必须配置与上一级应急响应系统信息互联的通信接口。由于交通建筑一般规模较大，因此这条规范条文适用于大多数交通建筑。(3)火灾隐患地区使用的紧急广播传输线路及其线槽(或线管)应采用阻燃材料，用于火灾隐患区的紧急广播扬声器应使用阻燃材料或具有阻燃后罩结构。在设计中应注意当传输线缆为光缆时应采用阻燃光缆。

(4)出入口控制系统执行部分的输入电缆在该出入口的对应受控区、同级别受控区或高级别受控区外的部分，应封闭保护，其保护结构的抗拉伸、抗弯折强度应不低于镀锌钢管。设计应明确说明或在图纸上对此条要求应标注清楚。4.2设计合理性问题(1)交通建筑往往跨距大、空间高，传统弱电间的规划很难满足90m限制的要求，建筑整体性及美观性要求使增加管井变得尤为困难，这时需要合理增加CP设置，也可考虑采用全光网或者无源光局域网系统。

(2)交通建筑常采用天窗式设计，因此在布置摄像机、显示屏等末端设备时应考虑光线的影响，尽量避免逆光照射。当实际工程中客观条件受限制时，也可采用宽动态摄像机予以改善。(3)视频监控存储需与前端摄像机分辨率匹配，不能降低码流进行存储。

(4)智能化系统设计应特别关注与其他专业的配合，保证相互提供资料的准确性，对建筑设备监控、智能照明、背景音乐及紧急广播等系统应统一设计，避免出现设计盲区或重复设计。

(5)智能化集成系统集成专业多、接口多