重點(diǎn)用能單位能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

錢 濤

(青島科技大學(xué)，山東 青島 266100)

0 引言

“十一五”期間，國(guó)家發(fā)改委制定了《節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，工信部提出“兩化融合”的總體思路。發(fā)改委和節(jié)能監(jiān)察中心在節(jié)能減排提升為基本國(guó)策的大環(huán)境背景下，針對(duì)重點(diǎn)用能企業(yè)能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)察工作實(shí)施了信息化系統(tǒng)建設(shè)，并取得了一定的成績(jī)。

隨著“十二五”期間節(jié)能監(jiān)察工作的發(fā)展深入，基于現(xiàn)有的單一平板結(jié)構(gòu)的信息化系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足節(jié)能監(jiān)察工作的全部業(yè)務(wù)需要，在深化工作的要求下，設(shè)計(jì)開發(fā)一套“省、市、縣”三級(jí)聯(lián)動(dòng)，并可借助先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集、分析、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)一步提高綜合業(yè)務(wù)能力的用能單位能耗監(jiān)管系統(tǒng)是非常有必要的。這既有助于節(jié)能指標(biāo)的分解，將節(jié)能任務(wù)切實(shí)的落實(shí)到各個(gè)地市、區(qū)、縣，又可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分布式部署、集中管控等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高節(jié)能監(jiān)察工作的效率。

本文結(jié)合節(jié)能監(jiān)察工作的業(yè)務(wù)要求，提出了一套重點(diǎn)用能單位能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)重點(diǎn)用能單位能源消耗數(shù)據(jù)的快速和準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，并充分利用了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了信息快速傳遞、共享、管理和應(yīng)用。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)目前節(jié)能監(jiān)察工作的情況，并經(jīng)過調(diào)研，重點(diǎn)用能單位能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)需滿足以下要求：

?能夠?qū)χ攸c(diǎn)用能單位的能源利用狀況進(jìn)行綜合管理，全面掌握全省煤、電、油、氣、水、熱和其它資源的利用狀況。

?基于能耗數(shù)據(jù)，對(duì)用能單位的用能情況進(jìn)行能耗分析、能耗水平識(shí)別，分析和評(píng)價(jià)企業(yè)的用能情況。為政府和專業(yè)管理部門掌握、分析信息、研究節(jié)能改造和制定相關(guān)政策提供科學(xué)的依據(jù)和平臺(tái)。

?建立高度自動(dòng)化、智能化專家咨詢系統(tǒng)，對(duì)用能單位的能耗進(jìn)行合理、科學(xué)的咨詢和指導(dǎo)，幫助用能單位做出及時(shí)、正確、可行、有效的問題解決方案。

?全面掌握各個(gè)地市能源使用、消耗、配置及調(diào)度情況，利用預(yù)測(cè)和預(yù)警技術(shù)，根據(jù)不同行業(yè)相關(guān)企業(yè)的能源消耗總量限值進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警和報(bào)警功能，為城市的能源使用、保障、調(diào)度提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)，建立全省能源安全預(yù)警系統(tǒng)。

根據(jù)系統(tǒng)的要求，能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1：

圖1 重點(diǎn)用能單位能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

重點(diǎn)用能單位能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布局是基于節(jié)能監(jiān)察業(yè)務(wù)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，整體部署在綜合信息中心的中心機(jī)房中，通過Internet為節(jié)能監(jiān)察中心、發(fā)改委、相關(guān)專業(yè)管理部門提供業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的管理，并為各用能單位提供數(shù)據(jù)采集上報(bào)的平臺(tái)。總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

2 實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖3 信息中心端功能結(jié)構(gòu)

采用圖1的系統(tǒng)架構(gòu)，開發(fā)出的重點(diǎn)用能單位能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，結(jié)合了各類用戶的特定要求，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能監(jiān)察的業(yè)務(wù)信息化和自動(dòng)化，以及對(duì)全省重點(diǎn)用能單位能耗狀況的動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

系統(tǒng)根據(jù)使用者的特點(diǎn)，提供了信息中心端和用能單位端兩種子平臺(tái)，其中信息中心端為節(jié)能監(jiān)管單位服務(wù)，提供節(jié)能監(jiān)管相關(guān)的數(shù)據(jù)分析、業(yè)務(wù)報(bào)表等功能。用能單位端為用能單位提供對(duì)自身用能數(shù)據(jù)采集上報(bào)，并對(duì)自身用能進(jìn)行分析的功能。

信息中心端的功能模塊如圖3所示。

用能單位端的功能模塊如圖4所示：

圖4 用能單位端功能結(jié)構(gòu)

整個(gè)能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)采用基于.NET Framework的B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)上保證了技術(shù)先進(jìn)性與系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)兼顧操作的方便性和高效性。通過數(shù)據(jù)保密與容錯(cuò)機(jī)制，保證了數(shù)據(jù)安全。對(duì)于外圍接入以及外部的訪問采用該架構(gòu)建設(shè)開發(fā)，易于客戶端的使用，同時(shí)也精簡(jiǎn)客戶端的費(fèi)用。

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集根據(jù)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同，提供了以下四種模式供企業(yè)選擇：

方式一：如果企業(yè)建立了完善的信息化管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)在企業(yè)設(shè)置前置數(shù)據(jù)服務(wù)器，直接聯(lián)接企業(yè)網(wǎng)絡(luò)獲取企業(yè)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過前置服務(wù)器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行臋C(jī)房。

方式二：如果企業(yè)沒有建立綜合的信息管理系統(tǒng)，通過企業(yè)前置服務(wù)器，連接企業(yè)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)采集相關(guān)儀器儀表，完成數(shù)據(jù)采集，同時(shí)配合手工的錄入填報(bào)。企業(yè)的前置服務(wù)器與控制中心的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)直接聯(lián)接，把數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街行臋C(jī)房。

方式三：企業(yè)在沒有建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前，可通過數(shù)據(jù)終端手工輸入數(shù)據(jù)，把企業(yè)的數(shù)據(jù)直接錄入到中心機(jī)房。

方式四：對(duì)于智能化程度較高的大耗能設(shè)備或節(jié)點(diǎn)，使用GPRS的數(shù)據(jù)模式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)和信息中心的直接連接。

該系統(tǒng)的建設(shè)可實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)用能單位的能源消耗情況（包括煤、電、油、氣、水、熱、其它等）的采集、上報(bào)、匯總與分析，并生成動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)曲線和報(bào)表，以及利用分析后的數(shù)據(jù)依據(jù)節(jié)能法規(guī)及能源監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與辦法進(jìn)行科學(xué)的專家咨詢決策，自動(dòng)的產(chǎn)生針對(duì)不同企業(yè)問題的解決方案，幫助企業(yè)科學(xué)的利用能源，以達(dá)到節(jié)能的目的。

通過該系統(tǒng)的實(shí)施，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全省能源消耗數(shù)據(jù)的及時(shí)、快速和準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，以及科學(xué)分析、預(yù)測(cè)和預(yù)警功能，并通過門戶網(wǎng)站、無線終端等手段為監(jiān)管部門相關(guān)人員提供了多方位、可視化的便捷服務(wù)，能夠達(dá)到以下幾個(gè)目的：

?實(shí)現(xiàn)兩個(gè)層次的服務(wù)，即一方面為節(jié)能監(jiān)管部門提供直觀、簡(jiǎn)明、快捷的數(shù)據(jù)信息查詢和決策支持服務(wù)；另一方面是為相關(guān)委辦局實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源消耗情況的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和信息共享服務(wù)。

?系統(tǒng)的運(yùn)行能夠充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫，通過與省政府辦公網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)信息快速傳遞、共享、管理和應(yīng)用。

?利用數(shù)學(xué)模型、預(yù)測(cè)和預(yù)警、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘等理論方法和技術(shù)對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的加工處理及分析，以提高監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用水平。

3 總結(jié)

重點(diǎn)用能單位能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)量控制技術(shù)，建立了一套完善的能源利用監(jiān)督評(píng)價(jià)體系和能源監(jiān)督管理模式，支持能源與節(jié)能宏觀綜合決策，實(shí)現(xiàn)了政府信息化建設(shè)相關(guān)資源的共享，提高了能源管理水平。

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