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BMS设计方案

1系统简介

1.1概述

为了将厦门文化艺术中心建成“国际先进、国内一流”的现代化艺术馆,采用各种智能的弱电系统为大厦提供机电设备、办公和通讯的智能化管理功能,创造舒适、和谐、节能的办公环境,为此大厦将配置智能建筑管理系统(BMS)对整个艺术中心的各类弱电子系统(包括将楼宇自动化系统BAS、安全防范系统SAS、火灾自动报警系统FAS、停车场管理系统、智能照明等独立子系统)进行集成。

智能建筑管理系统是一个在技术上、品质管理上、施工管理上都有很高要求的项目,它要根据大厦的性质、用途特点,采用先进、成熟的软件技术和系统集成技术,将各类弱电子系统形成一个统一的、相互关联的、相互协调联动的综合管理系统,实现楼宇综合信息的高度共享。

其目的是对大楼各子系统进行集中的监视、控制与管理,有效地提升大厦的管理水平,方便用户对大楼的综合管理。

1.2我们产品的优势

我们在此向客户推荐的BMS系统采用了先进的层次软件设计结构,利用分布式软件和面向对象技术开发成功的一套成熟、稳定可靠的系统。

该系统在设计理念、系统运行环境等方面进行了全面优化,使其成为市场中具有较高性能价格比的专门针对智能楼宇集成管理的软件产品。

我们的BMS具有如下特点:

✓BMS系统采用三层软件体系结构,分别称之为通讯网关层(驱动服务层)、核心处理层和界面显示层。

其中核心层是整个系统的核心,负责完成对所有子系统数据的逻辑分析和处理,是系统的心脏。

✓我们采用业界最成熟、可靠的MSSQL数据库作为中央数据库,为用户在使用BMS时在系统可靠性、稳定性和安全性方面带来极大的保证。

✓用户操作界面层上采用Windows环境。

由于Windows是大家十分熟悉和喜爱的操作界面,在界面显示方面具有独到的优势。

✓我们的BMS系统是集成了MSSQL关系型数据库的稳定、可靠和支持大量并发数据处理的优点和Windows的方便操作的优点,是一个既稳定可靠,又方便用户使用的系统。

特别适用于象贵用户这样的子系统全面而且管理的信息点多的大型智能楼宇的集成管理。

✓另一方面,一般的BMS大多是基于单机运行的,就是说它们大多是只能在中控室或者是机房内配置一台操作面界,而我们的BMS是基于网络运行的软件,可根据用户的需要在大楼内任一台与BMS核心在同一网络下的机器上,根据其身份的不同方便地定制操作端。

是一套真正的网络版的智能楼宇管理系统。

总之,我们的BMS在设计设计理念、系统性能、系统功能、方便操作诸方面具有较明显的优势。

真正是以系统一体化、功能一体化、网络一体化和软件界面一体化等多种集成技术为基础,运用标准化、模块化以及系列化的开放性设计,是以中央监控管理级、部门(子系统)监控(分层)管理级和现场信息采集与控制级的三层组成结构,通过系统一体化的公共高速通讯网络,同时在整个大厦内采用统一的计算机操作系统平台,运行和操作在同一个界面环境下,以实现集中监视、控制和管理的功能。

将这些系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上,通过对资源的收集、分析、传递和处理,从而对整个大厦进行最优化的控制和决策,达到高效、经济、节能、协调运行状态,并最终与建筑艺术相结合,为创造一个舒适、温馨、安全的工作环境。

1.3系统设计说明

BMS是智能大厦系统的核心,属于整个厦门文化艺术中心最高级监控与管理层。

它通过分布式网络将各子系统集成到同一个计算机支撑平台上,建立起整个建筑物的中央监控与管理界面。

通过一个可视化的、统一的图形窗口界面,系统管理员们可以十分方便、快捷地实现大厦内被集成的各功能子系统以及相应的下层功能系统实施监视、控制和管理等功能。

BMS对大厦内实施集成的子系统包括:

楼宇设备自控系统(BAS)、火灾报警系统(FAS)、综合保安管理系统(SAS)、停车场管理系统、智能照明监控系统集成成为一个“有机”的统一整体,实现多方面的功能集成,主要有:

Ø所有子系统信息的集成与综合管理;

Ø对大楼内所有子系统的集中监视;

Ø对大楼内所有子系统的集中控制;

Ø跨子系统的联动管理;

Ø系统运行优化管理;

Ø设备的智能化管理;

Ø系统的信息集成和综合管理;

Ø办公自动化、多媒体信息和设备租赁管理;

Ø开放式系统,中央数据库也可为其他办公自动化、物业管理等其它应用系统提供直接数据,实现信息的高度共享;

 

1.4系统可实现的目标

1综合化的智能大厦服务和管理

本系统通过对大厦内的安保系统、消防报警系统(对独立设置的火灾报警系统实行二次监控)、各类机电设备、照明、电梯等进行监视与控制,将大厦内的空间、能源、物流环境通过信息流与人联系起来,进行综合控制和管理,实行一体化服务。

2智能化的分析和决策

BMS系统具有智能化的设备监控流程:

利用设备监控内在的逻辑(楼控、消防子系统本身的设备联动程序)对监控流程进行分析并作出异常报告;和智能化的事件管理:

对楼宇中的全局性的事件进行基于优先级的调度和分析处理;及冲突预报等辅助决策。

智能化的设备调度及节能综合服务:

通过分析,一栋大楼内的主要耗能设备是中央空调、照明、电梯等方面的用电设备。

因此,BMS系统采用智能管理技术对大楼内的设备运行情况进行综合决策,通过系统内主要机电设备运行的历史数据和大楼当前运行内、外界环境对大楼内的主要机电设备的运行启停时间进行优化决策,以达到节约能源的目的。

3友好、易用、统一的用户界面

BMS系统可提供友好、易用的动态图形化的设备监控界面,在中央监控室可以监视整个大厦的设备运行情况并对可控对象加以控制。

这些界面在风格和使用上具有一致性,操作和管理人员只需要熟悉和掌握一种应用界面的使用,从而降低系统建设、技术培训及维修的投资和提高系统的运行使用效率。

大楼里的用户除了中心监控室的操作人员外,其他授权用户可在大楼内任何一台电脑上通过大楼内的局域网来浏览、操作和控制大楼的所有设备。

4全局化的事件管理

通过全面的系统设计,对BMS系统和各集成子系统进行综合的考虑和优化设计,提高系统性能价格比和全局处理能力。

BMS系统通过对各子系统的一体化处理,可以有效地对大厦内的各类事件进行全局管理,这样既节省了人力,也提高了大厦对突发事件的响应能力,使主管人员迅速作出决策,以减少某些事故带来的危害和损失,提高了系统的效率。

通过综合处理功能,可以全面利用大厦内综合的信息和数据,加以分析和整理,在信息优化的基础上,方便大厦的决策部门进行合理的组织,并进行调度、协同、指挥使决策方案和措施付诸实施。

5采用业界先进的软件开发技术

新一版的BMS是基于目前软件界为先进的分布式软件技术。

采用软件构件模型,可以跨越不同的网络和不同的机器,实现分布对象之间的互操作。

提供了标准的接口方式,可以使用C、C++、Java、COBOL等语言编程直接访问BMS系统。

6兼容性和跨平台性

由于BMS系统是基于分布式软件技术开发的,所以该对不同通讯和协议的子系统的集成是非常容易实现的。

同时可以根据具体项目的规模和子系统的接口模式,对系统进行优化的配置,若系统的运行负荷变大,性能降低时,可通过换用性能更高的计算机软硬件平台,系统能够照常运行,而同时性能得到提高。

BMS系统的兼容性是系统能够实现设备的无关性,即能够连接所有支持软件连接的设备,保护了用户的投资。

7系统的高可靠性

在所有层次上,系统配置时均支持硬件和系统软件的双机(或多机)并行运行,这样,系统就具有容错和互为热备份的能力(需要额外的软硬件设备);采用统一的网络接口协议和模块化的硬件,具有全系统范围内的网络设备管理和故障隔离能力。

2系统功能阐述

2.1概述

智能建筑集成管理系统BMS是一个以甲级标准设计的高级管理系统,它具备了整体大楼的中央管理、监控及各子系统间的联动能力,并以一个简易操作的用户界面提供优质服务。

本系统将包括多个独立的弱电子系统,它们包括楼宇设备自控系统(BAS)、火灾报警系统(FAS)、综合保安管理系统(SAS)、智能照明监控系统和管理系统和停车库系统。

本系统功能的内容将分为三大部分,第一部分为大厦设备的监控和控制及用户操控界面的描述。

第二部分是描述整体系统内的子系统监控功能,详细地介绍了各个子系统在BMS集成后所提供的全局性的事件的监控功能及范围。

第三部分说明了作为集成管理中心对数据的集成和综合处理功能。

在总结本系统功能规范后,希望能提供了一个清晰的BMS功能介绍,并能对本项目的功能效果有着清楚的了解。

2.2楼宇设备的监视和控制

利用大厦建筑结构楼层平面图、系统设备运行状态图实时动态显示,对大厦各子系统的设备状态、数值、变化、故障和报警集中监视,对相应可控设备进行集中控制。

大厦管理人员运行BMS,系统显示集成系统主画面,包括楼宇设备自控系统(BAS)、火灾报警系统(FAS)、综合保安管理系统(SAS)、智能照明监控系统和停车库系统等各子系统图标,通过集成监控计算机的鼠标点击,可进入各子系统主画面,再通过各系统主画面进行对各子系统的设备操作或更进一步进入各子系统的各个楼层的画面。

在每幅楼层平面图中,都标有该楼层的弱电设备的所在位置,以及楼层的房间实际分割情况。

当操作者利用鼠标点击某一设备后,画面会自动弹出该设备的运行状态图,以便管理人员查看和控制该设备。

下图为集成管理系统的管理界面:

2.3用户操控界面

本系统的设计将通过用户友好的界面使大厦管理人员能更快捷、有效及方便地管理大厦智能化系统。

用户显示界面将采用大厦实际平面图、系统设备的物理分布图及各子系统的实际连接性系统图的平面图,以动态图标显示方式表示系统的实时状态,管理员能随意的选择进入大厦的任何楼层和子系统,并能按需要再深入的进入更深及更详细的系统环境。

在有报警或异常状态的情况下,有问题的系统及楼层将以画中画的方式显示出来,并以系统的重要性和报警的严重性来划分画中画的层次,按优先值的顺序把优先报警设备的画面放在顶层,以便管理员能尽快的解决问题。

在系统用户界面的操控方面,系统的应用基本上只需要鼠标便能作出各主要操控、调配及监视的功能运作,深入的系统调配则需要使用系统主机键盘。

管理人员的所有指令都经过用户操控界面的翻译及传递到各个指定的设备,使它们执行设定的任务。

在此基础上用户操控界面也同时接收各个设备所发出的信息,在经过处理后以管理员可读的界面显示方式显示出来。

下图为用户操作与控制界面:

(子系统不同时界面亦不同)

2.3.1各子系统的监视功能

为了使大厦管理人员及时了解大厦的各子系统设备运行状态,集成监控计算机必须对以下各子系统的设备信息进行集中监视。

(以下所列是BMS系统在各子系统条件完全符合设计说明的下位子系统接口要求情况下所能实现的功能;在具体工程实现中以各子系统接口协议实际所能提供的内容为准。

2.3.2楼宇设备自控系统(BAS)

Ø监视各类设备等机电设备运行的状态和参数,包括:

开关状态、手动状态、正常运行状态、运行方向状态、运行位置状态等、温度、湿度、流量、开度等。

Ø超限报警,包括:

高/低液位报警、滤网淤塞报警、过电流报警、欠电压报警、高温报警、过负载报警、低油压报警、滤网积尘报警、漏电报警等

 

这是楼宇自控系统的集成管理主界面,包括对所有楼宇自控系统管理的各类设备进行监视和控制,可以选择相应的内容对给类设备的详细参数进行查看和控制。

 

 

监视空调设备的开关状态、手动状态、正常运行状态、过滤器报警、新风风门的开度、新风温度、新风湿度、回风风门开度、回风温度、回风湿度、送风温度、冷/热水阀门的开度等。

 

 

空调机组系统操作与控制界面

监视热交换系统的热水循环泵的运行和故障状态,监视一次和二次循环水的出/入口温度。

 

热交换系统界面

 

监视生活水池和屋顶生活水箱的高、低液位报警,监视生活水泵的运行状态、故障状态。

监视每个集水坑、废水坑的高液位报警,监视排水潜水泵的运行状态、故障状态、手自动状态。

 

集水和排水系统

 

监视每路高压的进线电压、电流、功率因数、频率参数,监视变压器的温度报警,监视高压开关的开关状态和故障状态。

 

高压配电系统界面

 

监视电梯的运行状态、楼层位置、故障状态等参数。

 

电梯系统界面

 

2.3.3火灾报警系统的监视功能(FAS)

 

火灾报警系统平面楼层界面

监视各类火灾报警探头(烟感报警、差温探头报警、恒温探头报警)的正常/报警状态(含位置或编号)、手动报警(含位置或编号),以及火灾报警系统中硬联动设备的工作状态(消防广播开关状态、排烟机开关状态、消火栓开关状态、消防水箱液位等)。

监视消防报警系统中报警器的自检状态,运行状态,故障报警,报警时间记录。

2.3.4安全防范系统

监视闭路电视视频矩阵主机、摄像头、云台等设备的工作状态。

 

闭路电视系统楼层操作与控制界面

 

闭路电视系统楼层操作与控制界面

 

监视防盗报警控制器自检状态、工作状态,各类防盗报警探头的正常/报警状态、报警探头位置、报警时间记录显示等。

 

防盗报警系统楼层操作与控制界面

 

2.3.5车场管理系统(CPS)

 

系统操作与控制界面

 

监视停车场进出口挡车臂、出票机、读卡机、控制器的状态。

挡车臂长时间未关报警、出票机缺票报警,监视车辆进出的信息并统计车流量,实时显示停车场空车位分布情况,当有车辆进/出时,切换停车场的现场图象至保安监控中心的CCTV监视器墙。

2.3.6智能照明系统

BMS管理工作站实现在中央控制室对智能照明的集中监视和控制,并打印相应的报表。

2.4子系统设备故障和异常报警的处理

通过集成监控计算机,大厦管理人员可以集中监视和处理各子系统的设备故障和报警,管理人员也可以通过鼠标点击报警信息栏后,可以查询各系统中某些设备发生报警时的记录。

可监视和处理的设备故障分为:

⏹楼宇设备自控系统:

楼宇机电设备故障报警、控制器故障报警。

⏹火灾报警系统:

消防主机的故障报警和消防广播的故障报警。

⏹闭路电视监控系统:

矩阵主机故障报警、云台控制器故障报警、视频影像故障报警;

⏹防盗报警系统:

防盗探头的报警、控制器的故障报警。

⏹出入口控制和管理系统:

门禁控制器的故障报警、读卡机和门锁的故障报警。

⏹停车场管理系统:

挡车臂故障报警、读卡机故障报警、出票机故障报警。

2.5全局事件管理

利用系统联动图动态地表示由楼宇事件触发的楼宇设备间的跨子系统的协调和合作处理,从而对这些楼宇内的各类事件进行更有效的全局管理,这样即节省了人力,也提高了楼宇对实发事件进行快速响应的能力,使楼宇管理人员迅速作出决策,以减少某些事故带来的危害和损失。

A.可以对各种报警和异常信号进行基于预设优先级的响应进行调度,如火灾报警响应级别高于盗窃报警,而盗窃报警又高于管制门的长时间开关异常报警。

B.对楼宇设备自控系统和火灾报警系统中设备硬联动程序执行状态的校验需要相应子系统提供有关的硬联动程序;对IBMS全局事件处理的联动程序的具体工程实现也以各子系统接口协议实际所能提供的功能为准。

2.6联动响应程序

联动程序一般根据用户的需要和大厦内的子系统配置进行设置,特别应该注意:

联动程序要求联动的受控子系统是可控的,要满足前面所述的对控制子系统的接口要求。

其中,包括:

Ø对楼宇机电设备的控制:

空调系统、给排水系统、变配电及照明系统、电梯系统、汽车库管理系统的设备的开/关控制、启/停控制以及参数调节;风门、执行器、调节阀、变频调速装置的调节。

Ø安全防范报警系统的布防/撤防;出入口控制和管理系统的可管制门的开/关;停车场管理系统的车库门的开/关。

根据突发事件的类型,以及招标文件的要求,以下列出常规使用的联动示例,该项目内的联动程序还需要根据用户要求,以及子系统的配置和功能和用户协商确定。

火灾报警时:

Ø联动楼宇自控系统的设备包括:

切断相关区域电源、关闭空调风机和风门,监控空气的温度、变配电的电压和电流变化,水池和消防水箱的液位。

Ø联动出入口控制和管理系统:

开启相关区域的管制门强制,并开启该层及上下两层消防通道管制门,帮助人员疏散。

Ø联动防盗报警系统:

设置相关区域的防盗探头处于设防状态,帮助检查火灾区域是否有人员未疏散。

Ø联动闭路电视监控系统:

将火灾报警区域的摄像头图像切换到监控电视墙指定的监视器,帮助安保人员及时了解现场的人员疏散和确认火灾情况。

并同时切换这些图像至数字录像机进行录像,用于事后事故分析。

Ø联动车库管理系统:

关闭入口闸门,阻止进入车库;开启出口闸门,帮助车辆及时撤离车库。

楼宇设备故障和报警时:

Ø联动闭路电视监控系统:

若报警的楼宇设备周围配置摄像机,自动切换设备相关区域的摄像头图像至指定的主监视器,监视设备的情况;并切换至数字录像机录像,用于事后事故分析。

防盗报警时:

Ø联动智慧卡门禁系统,关闭相应管制门以封锁相应发生报警的区域。

Ø联动楼宇自控系统:

检验电梯系统的运行状态,并特别监视有在发生报警楼层停靠过的电梯的运行状态。

控制楼宇设备自控系统中的公共照明系统,开启相应区域的公共照明。

Ø联动控制闭路电视系统:

将摄像头的画面显示到监控主屏幕上,监控发生报警的现场。

并切换至数字录像机录像,用于事后分析。

门禁系统非法闯入报警时:

Ø联动控制楼宇自控系统:

开启相应区域的公共照明。

Ø联动防盗报警系统:

对发生报警区域的安全报警探头进行状态检验,监视确认是否发生报警。

Ø联动控制闭路电视系统:

将摄像头的画面显示到监控主屏幕上,监控发生报警的现场。

并切换至数字录像机录像,用于事后分析。

Ø联动控制中央控制室监控工作站的本地音箱,进行语音安全报警。

车库管理系统报警时:

Ø联动控制闭路电视系统:

将车库出入口摄像头的画面显示到监控主屏幕上,监控发生报警的现场。

并切换至数字录像机录像,用于事后分析。

 

3系统的网络结构

系统集成是一个在多层次的体系结构上所开展的工作,对设备接口、子网和通信技术的选择不仅要考虑具体的应用服务类型,还要考虑系统结构层次上更具体的要求。

因为每一个层次上信息交换的类型和要求是各异的,因此,对应每个层次上的通信联网模式和技术的选用也是各不相同的。

系统集成不但要着眼于横向的每一层,而且要考虑纵向的关系及它们之间的互联。

智能建筑中所集成的系统是通过计算机网络所连接的各类设备的子网。

这些设备大致分为:

机电设备、通信设备、计算机及其外围设备和各类传感器、控制器这四类。

它们对通信的要求,如带宽、实时性、可靠性等都是不同的,相应硬件接口、通信协议、拓扑结构、局域网存取控制方法和传输媒体等往往也都各异。

例如:

OA的LAN和BA的LAN两者的集成不是建立在同一种类型和结构的LAN上,它必须同时能满足在建筑设备的自控和管理信息与OA的各类计算机设备和信息之间的互联通信的要求。

BMS的网络将由自己的网络设备独立构建成系统,这样可保证整个系统的安全性和独立性,在BMS的网络中,任何一台电脑在有权限的情况下都能访问网络中的其他电脑。

如需与大厦的网络系统连为一体时,可以将BMS的网络系统接入大厦的网络系统,并由网络管理员对网络的安全性进行控制,以保证BMS系统的数据可共享与MIS系统,而两个网络系统其他部分互不干扰,这完全可视实际情况而定。

在整个智能楼宇管理系统中,从整体网络结构上看,可以分成四层,从机电设备→控制网络→信息网络→服务网络,每一层都有多种组网形式与数据传输协议,层与层之间有不同的接口方式和接口传输协议,其中有效地解决控制网络与信息网络之间的通信是智能楼宇管理系统的关键所在,基于所要集成的子系统的初步情况,接口分别如下:

3.1BAS系统的集成

BAS系统本身采用的就是用西门子Apogee系统进行集成,与BMS系统集成在同一个平台上,BMS系统可直接的对BAS系统进行集成,除了软件集成费用外,不需增加任何的投资。

3.2FAS系统的集成

TCP/IP

 

该系统与可以向ApogeeInsight提供数据,本设计在此通信的基础上,自行开发OPC服务,将由通过TCP/IP协议通信得到的信息点用OPC的方式同BMS进行通信,实现闭路电视监控系统、防盗报警系统的集成,结构图如上。

3.3安全防范系统

TCP/I

 

该系统与可以向ApogeeInsight提供数据,本设计在此通信的基础上,自行开发OPC服务,将由通过TCP/IP协议通信得到的信息点用OPC的方式同BMS进行通信,实现闭路电视监控系统、防盗报警系统的集成,结构图如上。

3.4停车场管理系统

该系统与可以向ApogeeInsight提供数据,本设计在此通信的基础上,自行开发OPC服务,将由通过TCP/IP协议通信得到的信息点用OPC的方式同BMS进行通信,实现无线巡更系统的集成,结构图如下:

TCP/IP

 

可实现的功能:

弱电系统与停车场管理系统进行集成后,能提供如下信息:

车库车辆数据分析,统计,维护,查询,打印;

当发生消防报警时,自动打开车库出入口的栅栏机,以便车辆能及时疏散;

3.5智能照明监控系统

该系统与可以向ApogeeInsight提供数据,本设计在此通信的基础上,自行开发OPC服务,将由通过TCP/IP协议通信得到的信息点用OPC的方式同BMS进行通信,实现智能照明监控系统的集成,结构图如下:

 

当机房管理工作站报警时,BMS管理工作站实现同时报警。

同时集成机房环境数据及报警报表。

4系统软件的特点

4.1灵活的开放性集成系统

BMS系统是一个开放性的集成管理系统。

由于一个智能大楼内现场产品涉及到的厂家众多,不同厂家的产品可能使用不同的通信协议,因此,我们开发的IBMS系统可以集成目前浒的工业标准协议,如:

BACnet,NetworkAPI、LonMark、OPCServer、NetworkDDE、RS232/RS422/RS485串行通信协议和TCP/IP网络协议等。

同时,我提供的BMS已完成对如下标准的接口方式和通信协议的集成支持:

1、通过底层的网络和通讯协议方式

●标准的异步串行通讯协议,如RS-232/RS-422/RS-485等;

●标准的以太网和TCP/IP协议;

●其它标准的网络通讯协议,如IPX/SPX、NetBIOS等;

2、通过高层的应用编程接口(API)

●通用的应用编程接口(API);

●套接字(WINSOCKET);

●动态数据交换(DDE);

●对象的连接和嵌入(OLE)、网络分布对象组件(DCOM、OPC);

3、通过高层的开放式数据库编程接口

●子系统监控软件支持开放的数据库通讯接口(ODBC)。

●通过以上所述保证系统的开放性。

4.2一体化设计与管理

BMS以系统一体化、功能一体化、网络一体化和软件界面一体化等多种集成技术为基础,运用标准化、模块化以及系列化的开放性设计,通过系统一体化的公共高速通讯网络,在整个楼宇内采用集中的管理平台,以实现对各弱电子系统的智能化监视、控制和管理的功能。

在中央监控管理级、部门监控(分层)管理级和现场信息采集与控制级的三层组成结构中,通过系统一体化的公共高速通讯网络,在整个楼宇内采用统一的计算机操作系统平台,运行和操作在统一的界面环境下,以实现集中监视、控制和管理的功能。

BMS系统形成了信息和任务共享,控制相对分散独立,硬件配置灵活,软件组态方便的并行处理分布式计算机系统的结构模式。

●系统一体化:

自上而下的系统化设计,可靠的系统结构,实现真正意义上的各弱电子系统的集成;

通过全面的系统设计,对楼宇管理系统和各集成子系统进行综合的考虑和优化设计,提高系统总体的性能价格比。

把楼宇内的安保系统(门禁、巡更、红外报警、闭路电视)、消防报警系统(对独立设置的火灾报警系统实行二次监控)、楼宇自控系统(照明、电梯等)等子系统通过信息流与人联系成一个整体。

●功能一体化:

综合化的监控

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