• 宽带信息与智慧建筑

      

    张宜

    展望新中国发展的70年历程,在“信息”和“智慧”领域中,通过不断地走引入、汲取、自主、创新的道路,将信息通信与建筑智能化作为社会经济发展基础设施,以惠民为战略,提供给人们高质量的服务。随着互联网、物联网、云计算、大数据等技术加快发展,信息通信与智能建筑的内涵在不断的丰富,应用在不断的延伸,技术在不断的发展,从传统服务走向新的业态,这是一条持续发展的康庄大道。

    信息通信是根本,是新中国发展最快、最具创新活力的领域之一,其中信息带宽的不断提升给于人们的直接体验是“我们的网速快了”。我清晰的记得:解放初,我们国家的基本通信手段仅仅是电报和电话业务,仅以电话为例,是殖民地时期留下的一些电话局,安装了旋转制式的电话交换设备,机房内交换机工作的噪音无法忍受;到了58年,大跃进年代,我们引入了苏联的通信技术,结合欧洲国家的通信产品,研制生产了自主创新的纵横制电话交换机,那时是由人工电话向半自动、全自动转变的发展期,用户电路使用带宽仅仅达到960Kbit/s,只能够支持模拟电话和低速传真通信业务;一直到了1982年,从比利时贝尔引入了S-1240数字程控交换设备,实现了交换机由模拟向数字化的转变,用户电路的带宽上升到了2048Kbit/s,但也只能是模拟电路支持低速数据终端设备的应用。从此,我们国家的通信事业伴随着电子、计算机、移动通信等领域有了同步迅速的增长,数字用户电路的出现根本改变的人们对信息的需求。从铜缆的ADSL2048Kbit/s)到VDSL54Mbit/s),从电缆宽带到宽带光缆PON10Mbit/s10Gbit/s)技术的应用,用户可以享受到高速上网和观看4K/8K/12K/24K高清图像和实现AI技术的应用。信息带宽的提升为智慧建筑、智慧社区、智慧城市的建设建立信息集成基础平台打下了基础条件,才能够让集成平台不成为一个信息孤岛,并实现了信息资源的共享。我与新中国一起成长,见证了这一发展过程。

    当前信息通信保持良好发展势头,信息通信业在支撑引领经济社会转型发展、提升政府治理能力和公共服务方面做出了巨大贡献。2015年,电话总数达到15.4亿户,其中移动电话达到13亿户、普及率达到95.5/百人;固定宽带家庭普及率达到40%,城市地区90%以上家庭具备光纤接入能力,光纤接入成为固定宽带主流接入技术;新建大型数据中心PUE值普遍低于1.5(目标为1.3);物联网架构、智能传感器、超高频RFID以及M2M增强等技术方面取得积极进展。

    宽带信息使得智能建筑真正提升为智慧建筑成为现实。以智慧建筑为基本单元,以此完成智慧社区、智慧城市的顶层设计落到实处,这一过程无不与信息通信的带宽发展息息相关的。

    智能建筑的发展历史虽然只不过短短二十几年,但却引起了国内外建筑界的广泛关注和研究。总的来说,智能建筑是指将建筑物的结构、系统、服务和管理之间的内在联系进行合理的融合,以建筑为平台,兼备通信网络、信息网络、建筑设备监控等系统,向人们提供一个高效、安全、舒适和便利的建筑环境。

    建筑智能化最基本的子系统当数“综合布线系统”。我也记得:作为智能建筑的基础设施之一的“综合布线“,于1992年,由美国ATT公司以“结构化布线系统”的理念引入到中国,提出一个信息端口可以支持所有通信业务终端设备的“即插即用”应用技术,但工程建设费用高达每一个信息点近300美元。布线系统从现状来看,已经基本上实现了国产化,并被大量出口到国外市场。“综合布线”带动了“智能建筑”在我国遍地开花,由布线延伸到楼宇的信息通信、安全防范、楼宇自控、信息集成等方面的应用。

    综合布线系统同样伴随着以太网对传输带宽的需求而发展。从最初的3/5类电缆支持语音和10M/100M以太网的应用到6A类~8类布线支持40G以太网的应用;从OM1/OM2多模光纤和OS1单模光纤到OM3/OM4/OM5多模光纤和OS2单模光纤支持10G/40G/100G/200G等更高传输带宽网络的应用;从楼宇布线延伸到工业环境布线、家居布线、数据中心布线、弱电布线等,无不体现了“带宽”这两个字。

    信息将推动智能/智慧的发展。20162020年我国信息通信发展规划的目标中指出:

    1. 构建新一代信息通信基础设施:推动高速光纤宽带网络跨越发展。大中城市家庭用户及半数以上农村家庭用户带宽实现100Mbit/s50Mbit/s以上。推进超高速、大容量光传输技术应用。坚持宽带信息与智慧建筑的发展成果“惠民共享”,信息与智慧化的服务让老百姓用得上、用得起、用得好,并有更多获得感。

    2. 泛在的无线宽带网:实现4G/5G网络和热点公共区域WLAN深度和广度覆盖。

    3. .推进云计算和大数据平台发展:支持政务、行业信息系统向云平台迁移,开放自有云平台资源,引导平台间互联互通。同步部署视频采集终端、RFID标签、多类条码、复合传感器节点等多种物联网感知设施。

    4. 强化物联网在智慧城市中的应用:大力推广物联网在城市公共安全、基础设施管理、能源管理、内涝监控、危化品监管、环境监测等领域的成果。拓展物联网在智能家居、车联网等个人消费领域的应用。

    5. 推进工业互联网发展:打造高速率、低时延、安全可靠的工厂内和工厂外网络。构建工业云和工业大数据平台,加快工业互联网关键软硬件设备与系统的研发与产业化。

    6. 全面拓展互联网+”服务:促进基于互联网的医疗、健康、养老、教育、旅游、社会保障等新兴服务业快速发展。鼓励电信企业和大型互联网企业向小微企业和创业团队开放各类设备资源、网络资源、数据资源和业务平台,建立一批低成本、便利化、开放式众创空间和虚拟创新社区。充分发挥互联网优势,实施互联网+教育互联网+医疗互联网+文化等,促进基本公共服务均等化。

    信息化的发展目标为建筑智能化带来了新的契机。在我国,由于智能建筑坚守可持续发展的生态和谐发展理念,智能建筑更多关注的是智能建筑的节能环保性、实用性、先进性及可持续升级发展等特点。  

    近年来,基于信息通信网络带宽的不断提升,随着物联网、云计算、人工智能、大数据、移动互联网等新技术的飞速发展,建筑智能化行业也迎来了理念与技术的进步。尤其是人工智能技术的发展与深入应用,推动着智能建筑逐步向智慧建筑转变。目前,建筑智能化技术相对成熟和可用的技术包括:建筑物自主调节的机电实施多种传感;建筑物内高速通信保障与智能化的匹配;IBMS系统的的人工智能决策与运维的能耗控制;声纹识别、人脸识别、动作识别的应用与安全环境的掌控;机器人人性化的服务等。从最新的智能建筑的定义可看出,智能建筑已经是具备有一定的人工智能的建筑环境,其具有感知、传输、存储、分析、交换数据等的功能和记忆、推理、判断和决策的能力。

    未来的建筑应该是会吸取、会学习、会思考、会判断,物与物、物与人、人与人之间可以自然地沟通和交互信息,具有对各种场景的自适应能力,并且作为智慧城市的一部分,可以在更高的结构层次上高度互联。

    随着我国社会生产力水平的不断进步,随着我国计算机网络技术、现代控制技术、智能卡技术、可视化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术等高科技技术水平的不断提升与融合,智能建筑将会在未来我国的城市建设中发挥更加重要的作用,将会作为现代建筑甚至未来建筑的一个有机组成部分。智能建筑作为智慧城市的重要组成元素,随着国家智慧城市建设广度和深度展开,智能建筑必须融入智慧城市建设,这是智能建筑今后发展的大方向。

    回顾与展望,带给我们更多的是思考与创新。“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越”,让我们伴随着祖国的成长与繁荣强大,不忘初心,在我国信息化和智能化事业的发展中,做一颗闪闪发光的小小螺丝钉。

    张宜:

    原为:中国移动通信集团设计院有限公司高级工程师,长期从事通信行业产品研发、通信工程与智能化工程的设计及标准化工作。

    现为:

         全国信标委信息技术设备互联分委会副主任委员

         中国电子节能技术协会绿色信息集成技术委员会执行主任

                 国家科技部专家