原創 于震 高性能建築
0引言
中國是世界最大的建築市場，逐年增加的竣工面積使得大陸建築面積的存量不斷增加，根據清華大學建築節能中心2018年釋出的研究報告《中國建築節能年度發展研究報告（2018）》顯示，大陸公共建築面積已經突破100億㎡[1]。根據中國建築節能協會釋出的《中國建築能耗研究報告 (2016)》，中國建築能源消耗總量已經超過8億噸标準煤，占全國能源消耗總量的20%左右[1-3]。公共建築的能源消耗強度明顯高于居住建築，是大陸建築節能工作的重點之一。
大陸建築裝置設施管理系統的實際運作情況不容樂觀。根據相關調研，目前國内相當一部分樓宇自控系統的自動控制實作程度較低[4-5],該調研問卷反應出了我們目前建築智能化系統“重硬體、輕軟體，輕運作維護”的現狀。中國建築科學研究院2018-2020年對智能建築行業進行的多次調研結果也顯示，由于各種原因，大量的智能化項目不能完全處于正常運作 狀态。
現場調研顯示，雖然大多數建築部署了智能樓宇控制系統，但運維運作人員忙于各種日常維修和服務，多數時間停留在現場工作，難以安排時間定期長時間地在監控機房電腦前檢視裝置設施運維資料，受限于運維人員知識背景和水準，通過分析運作資料，發現系統問題進而研究改善措施難以實作。在電腦使用時間難以保障的同時，手機已經成為接受資訊和交換資訊的主要媒介。根據Counter point在2017年的統計，近50%的人每天使用手機的時間超過5小時，在各種碎片時間看手機的人更比比皆是。利用手機終端實作對建築裝置設施的管理，并且由系統進行自動分析，将結果提示給手機使用者，是一個可行的解決方案。
圖1手機日均使用時間統計
現有裝置設施管理平台大多依賴樓宇自動化系統擷取裝置的各類資料，但無法獲得并分析運維人員的工作行為資料。巡檢、報修和維修資料對于優化裝置運作保養，預防事故和風險的發生，發現系統潛在問題，改善人員工作效率意義重大。使用移動終端作為裝置設施管理的主要工作界面，在友善現場工作的同時，還能夠獲得相關人員資料，結合傳感器和軟體系統的資料進行綜合分析，将進一步完善資料次元，提升裝置設施運維水準。
基于移動管理終端的建築裝置設施管理系統架構
圖2 基于移動管理終端的建築裝置設施管理系統架構圖
移動端運維APP支援Android和IOS作業系統，由于大多數建築冷機等裝置位于地下室，現場很難具有Wi-Fi接入，是以本系統主要通過手機無線通訊網絡與基于微服務架構的雲伺服器通訊，由雲伺服器中轉，與位于本地的樓宇綜合內建平台交換資料。雲伺服器的應用程式采用基于微服務的系統架構，通過集中排程和互相調用進行工作，所有資料交換均通過HTTP請求完成。本地的樓宇綜合內建平台采用BS架構，與樓宇自控平台和本地裝置通過OPC通訊接口或BACNet等現場總線進行資料交換，構成手機端、雲端和本地的資料通訊鍊路的最後一環。
移動終端裝置設施管理系統功能分析
2.1 移動端裝置設施管理APP
移動端裝置設施管理APP将取代傳統的PC端建築管理軟體，成為使用者的主界面。由于移動端具有随時随地可使用的特征，極大地簡化了智能建築管理軟體的使用，能夠有效提高使用頻次，促進裝置設施管理水準的改善。考慮到移動端螢幕較小，使用環境比較複雜的特征，移動端實作的功能需要進行特别的規劃，不能直接照搬在PC端軟體設計的思路。
該管理APP針對不同使用對象設計了不同的使用功能。建築管理人員主要在手機上完成總體情況浏覽、維修服務和巡檢任務執行工作進度檢查、報警資訊的處理進度檢查、以及未良好執行的任務分派和催促等。運作人員是移動端裝置設施管理APP的主要使用者，使用頻次較高的功能為：總體情況浏覽、維修任務承接、報警資訊跟進處理、巡檢任務完成、主要技術資料查詢等功能。
圖3 移動端裝置設施管理APP主要功能
2.2 微信服務公衆号
為建築使用者提供服務是智能建築管理系統的重要任務。在傳統的智能建築系統中，隻有系統與裝置的連接配接和互動，不能實作與使用者的資訊交換。微信作為手機端使用最頻繁的APP，采用微信公衆号作為與使用者溝通的管道，在各行各業被廣泛使用。在建築裝置設施管理的微信端，主要提供資訊總覽、維修服務、生活服務、環境評價和本地裝置操控等功能。使用者首先關注公衆号，然後通過掃描二維碼的方式擷取位置資訊，進而得到所關心的本地溫度、濕度和PM2.5等環境參數，并回報對本地環境的意見和建議，物業機關根據使用者回報的問題進行整改或調節；使用者還通過送出本地裝置的維修服務資訊，發送物業處理；此外，物業可通過公衆号提供團購、節日活動等服務資訊，進一步加強物業和使用者的溝通和交流。授權使用者還可通過微信端，直接對建築裝置進行控制，實作空調、照明和遮陽等裝置的手機控制。
應用案例分析
以往的樓宇自控系統資料分析多着眼于對傳感器獲得的資料進行分析，本系統通過移動端APP采集運維人員行為資料，結合其他類型資料開展深入分析，可以得到很多有意義的資訊。以下以移動端管理平台在某項目的應用資料分析舉例，介紹運維資料的價值。截取該項目部分運作資料，總巡檢資料條數為6010條，報警資料5740條，統計小時數為1350小時，使用者為8人。移動端在本項目中完成的一個重要任務是裝置的掃碼巡檢，圖4給出了逐日的巡檢資料，從趨勢線可以看到随着移動端APP使用越來熟練，巡檢資料量呈現穩定的上升趨勢，運作人員越來越傾向于使用移動端APP完成巡檢工作。
圖4 逐日巡檢資料量分析
圖5為巡檢時刻的資料統計分析，即記錄不同時刻發生的巡檢行為數量。從圖中可以看到，絕大多數巡檢發生在9時-18時之間。由于該項目為24小時保障運作，實際的管理規定是每6小時左右進行一次巡檢，而實際的巡檢時員工夜間開展巡檢的行為與管理要求有一定差距，可能造成系統運維的風險。
圖5 時刻巡檢資料量分析
圖6對于漏檢次數和數量進行了統計，從圖中可看到部分子系統的漏檢數量明顯高于其他子系統，需與從業人員深入讨論，加強相關裝置和系統的巡檢工作，了解内在原因。
圖6 漏檢次數和漏檢數量統計分析
圖7為8個巡檢工作小組工作品質的統計分析，對不同巡檢小組的漏檢數量，漏檢比例進行排序，通過将結果展示給從業人員，或通過與績效挂鈎等方式，使用資料激勵相關工作團隊，改善工作品質，實作精細化管理。
圖7 漏檢數量和比例分析
圖8對各台空調裝置巡檢時記錄的溫度資料進行分析，可以看到盡管要求的室内溫度範圍（24±1℃）相同，不同空調裝置的回風溫度存在較大的差異，有些空間的室内溫度超出了規定的範圍，存在環境溫度超标的問題；有些空間的室内溫度低于下限值，具有節能的空間。
圖8 空調溫度運作資料比較
綜上所述，通過分析手機端擷取的示範項目運作資料，可實作對人員工作和裝置工況的深入挖掘，逐漸實作精細化管理；對巡檢異常資料進行分析，可甄别出主要裝置問題，進而對關鍵高風險裝置進行問題排查，防患于未然；如進一步引入自動計量的報警資料、能耗計量資料、裝置計量資料，可産生更大的資料價值。
讨論
通過對建築運作資料的深入分析和挖掘，可實作對裝置運作模式、設定值、傳感器精度、控制政策、人員運維品質、常發故障裝置等影響裝置運作效率和建築節能水準的因素進行合理優化。在一些工程實踐中，通過引入高品質的咨詢團隊，可在系統不進行實質性整改的前提下，大幅降低項目運維成本，顯著提升項目運作效果。然而，在過去二十年的工程實踐中，這一模式沒能得到廣泛的推廣。缺乏高素質的運作分析人員，正常工作繁忙使得深入的資料分析難以實作。智能建築系統應該能夠在人員不介入的前提下，開展分析工作，并通過友好、及時的工作界面，将分析結果和直接的合理化建議發送給運維人員，才有望解決這一困局。從上述資料分析可以看到，通過對人員行為次元的資訊分析，有助于實作裝置設施的精細化運維管理，進一步的，在使用者授權同意的前提下，如果将人員行為資訊和人員定位技術分析進一步結合，有助于管理人員了解運維人員的位置和行為，可實作結合運作維修人員的工作量和具體位置實作優化工作排程，輔助發現運維工作的漏洞，優化運維流程群組織管理制度。多種多樣的資料源通過移動終端進行現場使用，結合移動終端使用者的行為資料，将為建築裝置設施管理系統提供更綜合的解決方案，創造多種新型工作場景。
參考文獻
1、于震,劉學良,李懷. 基于移動端的建築裝置設施管理系統及其運維資料分析[J]. 智能建築,2018,(09):69-74.
2、清華大學建築節能研究中心，中國建築節能年度發展研究報告2018[M]，北京.
3、中國建築節能協會，中國建築能耗研究報告（2016）[M].上海.
4、陳哲良,王福林,馬蕊，公共建築智能化系統問卷調查分析[J]. 2015(3), 13-18
5、王美婷，王福林，姜子炎.《建築裝置監控系統工程技術規範》中的标準化功能描述方法介紹[J].智能建築,2012年第10期，23-25