建筑电气工程中的电气设备智能化管理研究

引言

在建筑工程绿色化、智能化的趋势下，电气设备作为建筑结构的功能保障，数量与结构的复杂度不断提升。常规的现场巡查、凭经验的维保方法难以第一时间解决突发的故障需求和效率成本的问题，且智能化管理将依托先进信息技术与电气技术的结合，在保障建筑安全运作的同时将使建筑电气系统呈现高质量、高能效的运行特征。因此，在建筑电气设备维护管理中引入智能化管理具有十分重要的实践意义和价值。

一、建筑电气设备智能化管理核心技术

1.1 物联网技术

智能建筑电气设备智能化管理的基础性技术为物联网，以打造物物互连为网络形式完成电气设备的信息交互与状态感知。在电气设备信息感知阶段，以电气设备工作特征为基础，有选择性地利用测温、测湿、电流、电压等传感器，并将其安装到配电柜、变压器、空调等电气设备的关键部位，完成对该电气设备运行过程中的变量数据抓取。传感器能够视为电气设备的神经细胞，将反映电气设备健康状态的原始数据予以搜集。在数据传输阶段，以建筑场景的空间特征为基础，利用无线通信技术进行数据传输网络搭建。

1.2 大数据与云计算技术

大数据、云计算为建筑电气设备智能管控提供了便捷的云数据运算分析能力。而处理海量建筑电气系统的运转数据，大数据采取分布式数据存储的方式，有效地存储、管理和分析了数据。通过数据清洗、合并及大数据挖掘算法提取有价值的数据内容，比如设备运转周期、电量消耗波动规律、故障相关影响因素。而云计算则为数据处理提供了弹性云计算，云端服务器集群的分布式计算可实现数据集中运算分析，管理者可以以云服务的方式便捷获取设备数据，通过云服务端处理在时间和地理上不限制获取设备数据。

1.3 人工智能与机器学习技术

建筑电气设备的智能化管理，使得建筑电气设备通过人工智能和机器学习进行自主学习和智能分析，把建筑电气设备的管理，由原先的待报警-处理的被动形式逐渐变为自我发现问题-预警决策的主动模式。建筑电气设备中通过对设备本身的诊断，人工智能应用使专家在判断建筑电气设备的状况时运用的思维方式被转化成人工智能算法，在人工智能算法进行评估，深入分析设备运行的数据时，及时确定设备异常或者发出的问题，对于问题进行诊断，甚至是在设备发生较为严重的故障之前进行判断，使所发出的问题更加准确，准确指出设备所出现的问题原因，并为电气管理人员提供其指向性判断的方向。

二、建筑电气设备智能化管理系统构建

2.1 系统架构设计

数字化设备管理系统建立分级模型，将数据采集、传送、处理、应用端对端连接。感知层即系统触手可及的层，需要把各种传感器、智能设备连接入网，进行状态量和数字量的采集和数字量状态采集，采用标准接口将物理设备接入数字化管理体系。网络层作为数据传送的环节，通过有线网络和无线网络的组网，实现数据通道的可靠性。采用协议转换和数据压缩等方法，保证大规模设备数据在传送环节的高效性和完整性，平台层作为系统的指挥台，通过云计算、大数据技术，作为数据存储、数据计算和算法引擎，实现设备数据管理以及数据深度分析。应用层根据用户需求，以可视化方式和功能实现，将数据分析结果转变为管理决策，形成一个从感知、传输、处理、应用闭环。

2.2 功能模块设计

针对设备的全生命周期管理，以设备监控、故障管理及维护管理三大核心功能模块来搭建系统功能。其中设备监控模块一方面通过对设备数据实时收集，动态、直观地展示设备当前的实时信息，便于对设备状态进行直观的监测，对设备异常自动标示，自动提示异常信息，方便管理决策者随时了解设备运行状态；另一方面可根据设备历史数据自动提供设备“体检”，通过结合设备异常数据来智能、准确地诊断设备出现的状况或异常现象。故障管理通过基于设备历史运行信息及故障自愈诊断算法，自动对设备所发现的异常数据进行智能诊断与分类，精准判断故障及原因，提出故障维修方案与处理意见，并记录故障处理的全过程，建立故障处理经验库。维护管理依据设备各系统及分系统运行状态以及维护历史数据等数据，结合系统设备预测算法，主动提出设备动态维护安排或计划，实现设备的主动维护及维护式预防的模式。维护式管理中可将维护安排形成任务指派给维护人员，实时跟踪维护进行过程及其效果。

2.3 数据安全与隐私保护

系统的安全性是保证系统稳定运行的基础，从技术和管理上保证各层的立体安全防护。数据传输期间，对传输的数据使用加密算法进行加密，避免传输数据被截取，传输数据被恶意篡改，通过访问控制，对数据的传递权加以限制，保证数据仅被授权使用。对数据存储期间，使用分布式存储，对数据进行冗余备份，避免数据丢失，脱敏处理敏感数据，如对设备关键参数和位置信息进行脱敏。系统增加多级安全认证，从登录账户密码，权限分级和操作记录等多方面对用户进行防护。

三、建筑电气设备智能化管理现存问题与优化对策

3.1 现存问题

第一，建筑电气设备智能化管理技术协议参差不齐，来自不同厂家的设备，接口协议存在较大差异，数据采集存在障碍，不能支持整个系统的数据大畅通。第二，有些建筑设备较为陈旧，难以被新的智能化技术所接纳。第三，各部门功能信息不能有效集成，数据共享程度较低，相互独立，整体优势未能被释放。第四，管理和工作的结合度不高，智能化技术的利用率相对比较低。第五，智能化管理是复合型人才技术，专业人才稀缺。智能化系统的操作人员在系统设备上利用率低，导致各项技术得不到有效落实。

3.2 优化对策

针对现存问题，需从技术、管理、人才三方面优化。技术上，推动设备接口标准化建设，制定统一的数据通信协议，开发兼容性强的中间件，实现不同设备与系统的无缝对接。对老旧设备进行分阶段智能化改造，提升系统整体协同性。管理上，加强系统集成设计，打破模块壁垒，构建数据共享平台，优化管理流程与系统功能的适配性。人才培养方面，建立专业培训体系，提升管理人员的智能化操作技能与数据应用能力。

结语

本文在对建筑电气设备智能化管理进行分析的基础上，提出了物联网、大数据等技术的优势，提出了包括管理架构体系、功能模块、安全管理的管理流程，对当前管理中存在的不足之处进行了分析，探讨其改进措施。可以看出，智能化管理可以有效提高建筑电气运行维护工作的效率。应进一步加强技术的融合以及标准的统一，提升人才，落实智能化的管理，为建筑行业实现智能化、绿色化发展做好保障工作。

参考文献

[1]李子涵.大型公共建筑供配电电气设计与施工研究[J].中国建筑金属结构,2024,23(04):157-159.

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