北京同方软件股份有限公司
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ezM2M设备集控平台在中央电视台新址的集成项目

2008年07月14日 16:14:11  来源:搜讯网

  • 关键字:设备集控
  • 用户名称:中央电视台
  • 用户类型:广电传媒
  • 用户简介:中央电视台新台址位于北京市朝阳区东三环中路和光华路交汇处的东北角,南距大北窑桥与长安街交汇处500m,西与嘉里中心隔东三环路相望,北距朝阳路50m,占地面积18.7公顷(约280亩,合180,000m2),总建筑面积约550,000m2。园区内E8和N10两条道路把园区分成四个区域,主体有三个建筑物:主楼CCTV建筑面积约450,000m2位于西南区域,用于中央电视台内部的各项业务;电视文化中心TVCC(含酒店)建筑面积约98,000m2位于西北区域,主要用于电视台对外的各项业务;服务楼建筑面积约18000 m2位于东北角,主要是电站、冷站、热交换站、警卫楼、特种车库;东南区域用于电视媒体外景拍摄地以及作为未来发展的预留。
  • 应用规模:大型
  • 案例成熟度:最近推荐

摘要:智能建筑的集成管理系统,是把建筑物内若干个既相互独立,又相互关联的系统,包括通信网络系统CNS、信息系统IS、楼宇设备自动化系统BAS、火灾自动报警系统FAS、安全防范系统SAS等等,通过集成到一个统一的、协调运行的系统中,实现建筑物设备的自动检测与优化控制,实现信息资源的优化管理和共享,为使用者提供最佳的信息服务,创造安全、舒适、高效、环保的工作、生活环境。

案例内容:

用 户 需 求

本次中央电视台新台址建设工程智能化集成系统的设计按照“分散控制、集中管理”的指导思想,实现对央视新台址园区内各项分散的弱电、机电子系统实现综合集成管理。同时,在服务楼同时部署一套集成管理系统,作为CCTV主楼集成平台的备用系统使用,当主楼系统出现故障,由服务楼的备用系统进行集成系统的接管。

为了满足中央电视台新台址楼宇自动化系统、消防报警系统、电梯监控系统、综合安防集成系统、照明控制系统、ENMS系统、公共广播系统、综合显示系统、综合布线管理系统等多个专业子系统集成的要求,集成系统的结构应是一个分布式平面结构的网络平台,同时集成系统应具备强大的接口兼容性。

集成系统应具备高可靠性,面对庞大的信息点数要求,系统要采取负载均衡、容错、镜像等技术确保系统的可靠性。

集成系统必须是一个方便的用户平台,提供统一、友好的人机界面。

设计目标

通过集成管理系统,应能实现但不限于以下功能目标:

通过规范集成管理程序,实现各相关子系统的功能联动、集中管理和信息共享。

通过优化设备的运行控制,降低运行成本,合理节省能源。

确保设备安全可靠运行,全面提升央视新台址园区的消防及安全、楼宇设备管理和通讯管理等方面综合管理的服务水平。

本集成系统能够实现工程现场的机电设备、火灾及安全信息资源的采集、存储和共享,能为本工程今后的管理提供先进的手段、科学的信息依据,能为领导和职工提供高效、优质服务。

智能化集成系统就是要对辖区内的建筑设备,以及央视建筑群内的应用信息系统进行全面有效的监控和管理,确保新台址园区内相关设备处于高效、节能、最佳运行状态,并提供一个安全、舒适、快捷的工作环境,并最终实现“功能集成、网络集成、软件界面集成、信息综合集成”的目标。

设计原则

本次集成管理系统的设计,将遵循以下原则:

智能化集成系统的集成接口遵循开放、通用的国际标准包括OPC规范,XML规范,模块组件规范。不同系统和产品之间具备“互操作性”; 智能化集成系统的平台软件设计采用模块化的J2EE系统架构,能够方便连接第三方开发的系统,智能化集成系统的用户界面采用浏览器/服务器(Browser/Server)模式的系统构架;所以本次设计的系统集成平台是一个开放性的系统;

系统主要采用符合国际技术发展潮流的技术和产品,建立一个可扩展的平台,保证和先进技术(J2EE,.NET,XML, Web Services等)的衔接;

系统严格按照模块化结构方式开发,以满足通用性和可替换性,简化应用软件模块的开发并提供一组基本的公用组件,如升级维护、打印报表等。在工程项目中能够根据用户的实际需要和控制逻辑来编制,分步实施,逐步增加和完善新功能;

系统采取多种措施(主要是软件的连续无故障运行能力和Cluster技术)来保证本系统是一个可靠性和容错性极高的系统,使系统能不间断正常运行和有足够的延时来处理系统的故障,以确保在发生意外故障和突发事件时,系统都保持正常运行;

系统要考虑技术和成本的适用性。应从系统目标和用户需求出发,经过充分论证,选择合适的技术和产品。

技 术 路 线

一、同方软件ezONE(易众)是系统集成的优秀平台

中央电视台的集成管理系统是基于北京同方软件股份有限公司开发的ezONE(易众)业务基础平台上的ezM2M设备集控平台实现的。

ezONE(易众)平台是一个广义的IBMS集成平台,基于J2EE/Applet和最新的Portal/Portlet/XML等技术标准,同时兼顾对 .NET/ActiveX的支持。充分利用开放源代码技术资源,不但提高了开发进度,还提高了系统的开放性和灵活性,降低了成本;平台与子系统的通讯以OPC标准为主要方式;平台采用B/S结构的软件模型。

ezONE是同方软件经多年努力打造出来的、拥有全部自主知识产权、基于J2EE技术的面向数字城市的系列软件产品。它的核心理念是DCM (Device, Connect, and Manage),即通过多种通讯方式把末端设备或子系统连接到ezONE业务基础平台,实现对人和机器(M2M)的管理和服务。它成功地将智能建筑、智能市政、智能交通、酒店、安防、消防等控制领域和社保、税务、公安等政务企业信息化行业应用统一到一个技术平台之上,实现了IT系统和控制系统的融合。

ezONE(易众)平台采用先进的“平台+套件”的技术设计理念。“平台+套件”的技术设计理念使业务基础平台的通用软件构件和行业业务构件松散耦合,不盲从把“构件库”万能化的热潮,注重实用性和国际标准化,“因地制宜”地使用了“构件”的模块化、标准化和灵活性设计理念,增强了系统的可复制性和二次开发的易用性。图1是ezONE(易众)平台的基础架构图。图2是ezONE(易众)平台的核心基础构件图。

图1 ezONE(易众)平台的基础架构图

图2 ezONE(易众)平台的核心基础构件图

二、同方软件ezM2M设备集控平台

ezM2M设备集控平台是一个通用的DCM服务平台,是构建在ezONE平台上的M2M行业的应用软件,提供了企业级的设备及子系统集成服务,包括各子系统和设备的接入服务、数据存储服务、与应用软件进行数据交换的协议以及实现此协议的接口等,形成了一套基于此平台的应用软件所使用的应用服务框架。其最终目标是对辖区内所有设备进行全面有效的监控和管理,确保各设备及子系统处于高效、节能、最佳运行状态。

它完全基于ezONE开发,始终坚持走标准化、构件化、实用化的技术路线,采用了一系列开放标准(J2EE、XML、OPC、LonWorks、Eclipse、SOA、XPDL、SVG等),便于和所有新旧业务系统实现无缝集成。在国内首次成功地把基于J2EE的软件系统架构和技术用到了控制系统等领域,在控制和IT融合(第4代DCS、M2M) 方面领导潮流。

三、ezM2M技术路线

ezM2M采用ezFramework针对智能设备/子系统集成业务逻辑开发其表现层和控制层,加上与ezPortal统一的安全模块,可独立运行,形成M2M轻量级运行平台,具有系统开销小的特点,广泛适用于中小型智能设备集成系统。

对于大中型集成系统,ezM2M可采用Struts-Portlet形式,布署在ezPortal上,其核心基础构件提供一个基于Portlet的可复用框架, 还包括个性化的安全权限控制、配置管理、内容和数据库管理、查询、数据挖掘和报表生成、协同事务处理和工作流、基于Web Services的系统集成等通用业务基础功能。

整个系统基于ezONE平台和最新的Portal/Portlet/XML/SVG/Ajax等技术标准,同时兼顾对 .NET/ActiveX的支持,如图所示:

图3:ezM2M总体架构图

ezM2M产品以标准化、模块化的方式提供一个M2M行业集成系统“半成品”。 在M2M行业系统实施工程中,针对项目具体要求,二次开发人员只要把相关的“半成品”模块作一些“量体裁衣”的细加工(有时甚至可以不用加工,只需做配置和部署),再和ezONE平台结合,就能构成一个完整的智能设备/子系统集成系统。

用户可以在ezM2M平台基础之上继续定制用户界面和使用功能模块,再利用组态工具开发仿真智能设备、结构外观和建筑物内部图形的组态SVG监控图,对不符合通用标准(Opc/LonWorks/Bacnet)的子系统设备,只要其具备RS232、RS485串行通讯口或基于以太网(TCP/IP)的通讯接口,并提供其通讯指令集,则可通过数据网关的XML Schema协议配置转换功能进行通用接口类型实例设置,无须编程既可生成设备驱动,与现场设备的进行信息互换,进而实现与其系统的通信和联动。

实践表明,以这样的方式实施的系统集成项目,最高可以减少70%左右的工作量,不仅可以提高项目进度,也大大降低了开发成本。

图4 典型实施架构图

图4是电视台智能建筑信息集成系统的一个典型的实施(Deployment)架构图,它表现了系统在整个系统中所处的位置和与各种子系统之间的连接关系。作为集成系统的核心,信息集成系统和ezONE平台运行在图中的服务器中,各子系统中也将运行智能建筑信息集成系统提供的标准通讯接口软件, 实现与核心平台的集成。

本次设计的智能化集成系统,系统管理员和其他授权用户都可以在统一的入口地址访问智能化集成系统的内容,根据权限不同,不同人员,如CCTV楼物业管理人员、TVCC楼物业管理人员、各区域的办公人员、高层领导等所看到的内容是不一样的,智能化集成系统将对系统内的数据进行必要的筛选、归类、数据报表生成,用户看到的都是在海量数据被采集后经过处理加工的数据,这样,可以最大限度的发挥系统的效用,提高相关人员的工作效率。

在智能化集成管理门户之下,是几个相对独立又密切联系的子模块,包括A标段的CCTV智能化集成系统、B标段的TVCC智能化集成系统和作为A标段的智能化集成系统应急备份功能的服务楼智能化集成系统,同时,平级的模块还包括园区统一的一卡通管理系统和基础的物业及设施管理系统。

前期,服务楼的集成系统负责服务楼内相关弱电系统的集成管理。TVCC智能化集成系统负责TVCC楼内相关弱电系统的集成管理。当CCTV主楼建成之后,根据负载均衡的要求,会将整个园区的子系统以负载均衡的要求再进行分配。

重新分配的子系统均不影响其原由的功能和数据库的存储。

具体架构如图5所示:

图5总体架构图

根据招标文件的具体要求和实际的研究讨论,为中央电视台新台址智能化集成系统项目设计的整体架构方案如图6所示:

图6 整体架构方案

这一架构满足中央电视台新台址智能化集成系统的功能要求和具备其突出的特点。服务器均采用应用级双机热备、主从结构的方式。

该架构具体的特点如下:

1)、CCTV主楼、TVCC楼和服务楼均处在一个内部局域网内。

① CCTV主楼的集成系统控制中心部署两台集成服务器:一台是CCTV主服务器,另一台是TVCC备用服务器;

② TVCC楼的集成系统控制中心部署两台集成服务器:一台是TVCC主服务器,另一台是服务楼备用服务器;

③ 服务楼的集成系统控制中心部署两台服务器:一台是服务楼主服务器,另一台是CCTV备用服务器;

也就是说,在每一个集成系统控制中心内,均有一台主服务器和一台从服务器(也就是备用服务器)。主从服务器均采用异地部署的方式。当CCTV主服务器瘫痪,可由部署在服务楼的CCTV备用服务器进行接管。这样异地部署的方式就很好地解决了当主楼控制中心发生断电、水淹等重大事故的情况下集成系统能正常工作的问题,同时保证数据丢失。CCTV楼和服务楼的主从服务器也均采用异地部署的方式。

2)、主服务器与备用服务器的工作原理:当两台服务器在异地部署好并运行之后,备用服务器始终与主服务器进行联接、握手,检测主服务器的工作状态。当主服务器发生故障,责备用服务器马上进行接管。当管理员在主服务器进行二次开发,例如在CCTV主服务器中加点、添加SVG图等前期必要工作之后,CCTV主服务器会将二次开发的数据、图表等内容生成一个工程文件包存储于本地。CCTV备用服务器时刻检索远程CCTV主服务器上的这个工程包,发现新的工程包后就将其下载到CCTV备用服务器上进行数据更新。这样,就保证了主服务器与备用服务器上的数据内容的一致性。其中检索频率可以通过配置文件进行设置。

3)、应用ezGate统一网关软件连接子系统和智能化集成系统。ezGate与子系统工作站均处在同一个内部局域网中,ezGate与子系统采用TCP/IP方式进行通信。

过 程

因为央视的项目规模庞大,结构复杂,需要集成的子系统也非常之多,同时业主的要求也相当严格,所以涉及到的开发和测试工作就非常艰巨。央视分为三栋主体建筑,其中服务楼计划竣工时间为2007年6月底,TVCC楼计划竣工时间为2007年12月底,CCTV楼计划竣工时间为2008年底。根据这一情况,现向公司请示安排研发和测试方面的人员配合,共同完成这一项目。所以在每个楼完工后,进入相应的项目实施阶段。

项目的大致特点如下:

1.央视项目分为三栋主体建筑,每栋部署一套智能建筑系统,其中服务楼的智能建筑系统作为备用服务器使用。正常情况下由CCTV主楼的智能建筑系统负责全园区的集成工作。当CCTV主楼系统发生故障,由服务楼的ezIBS系统负责对园区进行接管。业主要求实现三栋楼间互相访问,使用一致的权限认证(SSO单点登陆)。同时,由于项目的特殊性,CCTV主楼和服务楼所集成的子系统完全一致,也就是说,任何一个子系统,均被集成纳入两个智能建筑集成系统。这样保证应急故障的接管。

2.接口开发:

目前有电梯接口,智能照明接口等。随子系统招标的进行,可能还会有相应的接口需要开发。

3.测试:

测试智能建筑系统的功能、性能、稳定性的同时,需要对甲方要求的项目进行测试,其中包括一个OPC Client与系统分开不同的机器的性能测试等等。对子系统进行前期集成的接口测试以及模拟实际现场相应的性能测试,包括必要的技术指标参数。一个OPC Server对应多个OPC Client的性能问题等等。

4.智能建系统需要根据央视实际要求进行必要的开发和测试。例如使用Oracle作为央视项目的数据库等。目前业主要求所有的子系统均采用OPC的连接方式。业主要求能否由一个系统对应多个OPC Client来减轻压力。需要连接的子系统非常多。例如结构化布线、广播、大屏幕显示等等这些不常纳入集成的系统同时还包括一些机电类的子系统。

在实施过程中,中央电视台新台址智能化集成项目中遇到的难点:

1)、三栋楼宇要实现集成的控制系统繁多复杂,包括楼宇自控、消防、监控、安防等一级子系统,也包括许多二级子系统如:照明、电梯等系统。这些系统本来应该在楼空系统中完成的。最终是在系统集成中完成的。同时,还包括一些不常纳入到集成系统进行管理的系统如:通信系统、结构化布线系统、广播系统、显示系统等。这些,都给集成工作带来了很大的困难。因为不常纳入集成进行管理,这就给相关子系统厂家带来了新的要求,对他们的一些新的需求势必会拖延项目工期,这样,给集成工作就带来了很大的不便,甚至由于子系统厂家原因影响到集成工作的延期。

2)、三栋楼宇之间需要相对独立的管理和运营,同时又要确保整体上的统一管理。同一系统在各楼宇独立运行,需要借助系统集成实现统一管理。 三栋楼宇属于三栋单体建筑,这就给系统集成的项目实施带来巨大的要求。一方面要保证跨楼宇之间的管理、控制、监控功能的实现,又要保证功能实际应用当中的实时性。在央视的项目中,对功能的响应时间方面要求较高。因为是属于跨楼宇远程之间的访问,这就给相应的工作带来巨大的挑战。

3)、各个系统的主控机房分散,系统集成需要统一管理。在同一楼宇中,子系统的主控机房分布不集中,这就给系统集成工作带来了很大的不便。因为距离限制,原本可以通过RS-232等方式连接的系统,现在需要通过TCP/IP的方式来处理。这样一方面要做到满足业主响应时间的要求,又要保证系统的稳定性。 给相应的集成工作带来了诸多的困难。

4)、项目规模庞大,对集成要求高,通过集成达到高效管理。央视项目的集成工作涉及的子系统类型众多,终端系统节点数量巨大,已超过100,000点。如此巨大的节点数量给集成系统的软件处理能力带来了巨大的考验。系统如何能满足这样一个庞大数量的要求,成为我们工作的重中之重。但可喜的是,我们通过自身系统的优化和为央视项目量身定制的ezGate统一网关以及独特的应用级别异地部署的整体系统架构方式,很好地解决了这一严峻的问题。

5)、沟通协调难,由于系统集成需要集成的子系统数量众多,涉及十几家甚至几十家不同的厂商。其中有些系统由央视业方机电部门和其他部门来管理。这样,就给我们的前期和后期的设计实施工作带来了诸多不便。需要协调的部门、厂家众多。

6)、需求复杂,由于央视新台址项目的特殊性,这就要求其对集成软件的需求更为复杂。其中,CCTV主楼、TVCC楼和服务楼分别部署集成系统应用服务器,当CCTV主楼的服务器瘫痪要由服务楼的备用服务器进行接管。

7)、系统庞大,总共监测控制点数达100,000点。

成 果

该项目还未实施完成。

第 三 方 支 持

该项目由同方股份数字城市软件技术公司负责总体集成。

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