吳俊

摘 要 我國(guó)理工類(lèi)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期執(zhí)行水電的松散管理，以至于實(shí)驗(yàn)室用水耗電缺乏基準(zhǔn)管理數(shù)據(jù)。有必要實(shí)現(xiàn)晝夜遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控用水耗電狀況，并采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)掌握各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的信息。這種先進(jìn)技術(shù)的提升應(yīng)用，有利大學(xué)教育教學(xué)及科學(xué)研究。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)室；物聯(lián)網(wǎng)；校務(wù)管理

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）20-0152-02

1 前言

理工類(lèi)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室較多，各類(lèi)專(zhuān)業(yè)大部分以樓為單元，進(jìn)行水電的松散性管理，沒(méi)有細(xì)化計(jì)量。以蘇州科技大學(xué)為例，校內(nèi)環(huán)境學(xué)院和化工學(xué)院備有兩幢相鄰的實(shí)驗(yàn)大樓，實(shí)驗(yàn)室數(shù)量多達(dá)100多個(gè)（包括每個(gè)樓層的廁所）。水電的管理長(zhǎng)期處于粗放狀態(tài)，每個(gè)房間的自來(lái)水使用和電能消耗都是開(kāi)放型的。因此，自來(lái)水滴跑漏的浪費(fèi)普遍存在，學(xué)生實(shí)驗(yàn)隨意浪費(fèi)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，水浪費(fèi)約占全月20%以上。另外，大學(xué)實(shí)驗(yàn)室電能的浪費(fèi)也是驚人的，經(jīng)常出現(xiàn)忘關(guān)設(shè)備及忘關(guān)電燈等事情。總而言之，學(xué)校存在不正常的耗水耗電狀況，缺乏有力的技術(shù)制約和管理監(jiān)督。

目前，社會(huì)供應(yīng)的水電價(jià)格高漲，學(xué)校的水電費(fèi)用也占據(jù)了教育成本相當(dāng)?shù)谋壤?，因此，杜絕水電浪費(fèi)也應(yīng)是教育改革的重要內(nèi)容。首先，要在觀念上對(duì)學(xué)生及教師實(shí)施厲行節(jié)約的教育；其次，需要跟上時(shí)代步伐，進(jìn)行必要的技術(shù)升級(jí)和技術(shù)改造。筆者認(rèn)為，目前花費(fèi)較少的資金投入，實(shí)現(xiàn)水電的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與管理，達(dá)到智慧型的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)管是很有必要的。物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的全面?zhèn)鞲泻涂煽總鬏數(shù)奶攸c(diǎn)，完全可以移植應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室的水電數(shù)字化管理中來(lái)，這也是大學(xué)教育改革務(wù)實(shí)的先進(jìn)方向，體現(xiàn)校務(wù)管理的正能量。

2 實(shí)驗(yàn)室水電的全面?zhèn)鞲袘?yīng)用

實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)節(jié)水耗能智能性管理，應(yīng)該首先采用傳感器技術(shù)，在每個(gè)水龍頭及耗電房間加裝監(jiān)控傳感頭。管道自來(lái)水的翼輪式微型傳感單元（以磁電霍爾元件的脈沖信號(hào)輸出）目前市場(chǎng)價(jià)格相當(dāng)?shù)土?5元/個(gè)），質(zhì)量穩(wěn)定可靠，已開(kāi)始應(yīng)用在一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。因此，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的每個(gè)水龍頭的管道上配接這樣的傳感器是相當(dāng)合適的。讓它隨時(shí)靈敏地監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室用水情況，并在夜晚無(wú)人值守情況下預(yù)警水的泄漏，可隨時(shí)將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，證明效果較好。

同理，實(shí)驗(yàn)室中耗電量的瞬時(shí)及累積計(jì)測(cè)，也可以采用智能電量表，實(shí)現(xiàn)電能消耗的記錄。這種智能電量?jī)x表目前也很普及（100元/個(gè)），儀表的通信串口能自動(dòng)完成數(shù)字電量的信號(hào)輸出，并能將電能數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸。

總之，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的耗水耗電數(shù)據(jù)挖掘出來(lái)，才能實(shí)現(xiàn)耗水耗電的細(xì)化管理。

3 大樓樓層單元的自動(dòng)監(jiān)測(cè)

據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，蘇州科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)大樓每個(gè)樓層單元設(shè)有20多個(gè)實(shí)驗(yàn)室（包括廁所），作為樓層體系單元，可以實(shí)施統(tǒng)一的智能化自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理，策劃采用國(guó)產(chǎn)PLC模塊裝置（可編程控制器），進(jìn)行傳感器的信號(hào)接入。對(duì)于各個(gè)實(shí)驗(yàn)室水龍頭的傳感信號(hào)數(shù)據(jù)，可以用有線布局接入到PLC的各個(gè)輸入口，每個(gè)樓層可采用一套PLC裝置進(jìn)行智能化管理，PLC能依據(jù)設(shè)定程序自動(dòng)晝夜運(yùn)行，以編號(hào)方式采集到各節(jié)點(diǎn)自來(lái)水流量的信息數(shù)據(jù)，并能將這些數(shù)據(jù)處理后存儲(chǔ)起來(lái)，可以每日定時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS短信的方式，自動(dòng)迅速傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器。

4 監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異變的水龍頭數(shù)據(jù)

傳感器的安裝可以挖掘耗費(fèi)水電的數(shù)據(jù)，進(jìn)行科學(xué)管理。另一方面，可避免突發(fā)事故，應(yīng)急災(zāi)難。某實(shí)驗(yàn)室一旦出現(xiàn)滴跑漏的水浪費(fèi)現(xiàn)象，水龍頭流量數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生異變。如夜晚或中午期間，傳感的水流仍然在活動(dòng)，流量依然在遞增，突發(fā)出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)會(huì)及時(shí)捕捉到這些不正常的數(shù)據(jù)信息，及時(shí)預(yù)警跟蹤，對(duì)實(shí)驗(yàn)室提出質(zhì)疑和重點(diǎn)檢查，有利于積極開(kāi)展教學(xué)設(shè)備安全維護(hù)工作。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的自來(lái)水災(zāi)難事故，傳感器數(shù)據(jù)特別異常，已經(jīng)超越預(yù)設(shè)紅線，PLC自動(dòng)控制器自動(dòng)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室的電磁水閥，及時(shí)切斷供水，達(dá)到智能控制安全維護(hù)的目的。

5 實(shí)驗(yàn)室的細(xì)化記錄和大數(shù)據(jù)分析

遠(yuǎn)程服務(wù)器每日不斷收到各個(gè)編號(hào)的實(shí)驗(yàn)室耗水用電的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行快速數(shù)據(jù)分析。計(jì)算機(jī)采用大數(shù)據(jù)的聚類(lèi)分析方法，在空間上找出與其他實(shí)驗(yàn)室不同的異?，F(xiàn)象，在時(shí)間上查出數(shù)據(jù)異變的耗水用電問(wèn)題。這種智慧的細(xì)化計(jì)量管理，找到了科學(xué)水電管理的考量標(biāo)準(zhǔn)，也為我國(guó)教育改革及進(jìn)一步的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室打下基礎(chǔ)。

6 智慧實(shí)驗(yàn)室管理的投入產(chǎn)出分析

目前，學(xué)校沒(méi)有制定措施對(duì)基層專(zhuān)業(yè)（院、系）的水電額度進(jìn)行限制，也沒(méi)有頒布各種獎(jiǎng)懲規(guī)定，導(dǎo)致某些基層領(lǐng)導(dǎo)不把水電浪費(fèi)當(dāng)回事，并且普遍存在一些錯(cuò)誤觀念，如：“浪費(fèi)一點(diǎn)兒有何關(guān)系？”假如從大學(xué)管理的投入產(chǎn)出分析，水電問(wèn)題也是大學(xué)實(shí)驗(yàn)室不可避免的重要基礎(chǔ)問(wèn)題，只有智慧型地管好它，才能搞好高校教育、大學(xué)科研及開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的改革。

智慧管理的經(jīng)濟(jì)核算 仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)大樓數(shù)十個(gè)實(shí)驗(yàn)房間（包括廁所）的水電物聯(lián)網(wǎng)管理，其軟硬件的資金投放不是很大，只需花費(fèi)幾萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)即能有效改造整座大樓工程，這些經(jīng)費(fèi)比一年的水電浪費(fèi)資金少很多。但是很多基層領(lǐng)導(dǎo)不會(huì)經(jīng)濟(jì)核算，不關(guān)心這種精細(xì)的技術(shù)改造，平時(shí)反而熱衷于將財(cái)力放在大樓的裝潢上。這種經(jīng)濟(jì)的不對(duì)稱(chēng)投入現(xiàn)象不應(yīng)再出現(xiàn)。

智慧管理激發(fā)師生厲行節(jié)約觀念 今后實(shí)現(xiàn)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室節(jié)水減耗的定量管理，一定會(huì)促進(jìn)師生在各個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)約工作，一定會(huì)更加關(guān)注設(shè)備的使用及維護(hù)，一定會(huì)避免突發(fā)事故的發(fā)生。師生細(xì)心關(guān)注水電耗用記錄及獎(jiǎng)懲的激勵(lì)制度，當(dāng)然也就促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室節(jié)水減耗發(fā)展。從學(xué)校方面來(lái)說(shuō)，各個(gè)大樓的水電數(shù)據(jù)匯總，可以從物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)籌信息高度進(jìn)行大數(shù)據(jù)聚類(lèi)分析，實(shí)施全局性學(xué)校水務(wù)平衡及能耗規(guī)劃。

智能管理促進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn) 實(shí)驗(yàn)室水務(wù)及能耗進(jìn)行定量有效管理，可以提高師生杜絕浪費(fèi)的觀念，促進(jìn)大家對(duì)耗水費(fèi)電的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行有效改進(jìn)。如蘇州科技大學(xué)環(huán)保實(shí)驗(yàn)大樓，普遍進(jìn)行水污染參數(shù)COD的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的回流加熱要采用自來(lái)水連續(xù)幾小時(shí)的冷卻，為此將白白流走許多自來(lái)水，而且學(xué)生人手一套實(shí)驗(yàn)裝置，浪費(fèi)相當(dāng)驚人。

學(xué)校教師發(fā)明創(chuàng)造一種COD實(shí)驗(yàn)裝置，采用先進(jìn)的風(fēng)冷技術(shù)取代自來(lái)水冷卻，并能達(dá)到很好的實(shí)驗(yàn)效果。但這種教育發(fā)明措施長(zhǎng)期閑置、不被重視，被人們認(rèn)為是可用可不用的多余改造。這種情況確實(shí)耐人尋味，大學(xué)節(jié)水節(jié)電改造措施真的難以推廣嗎？所以，一旦學(xué)校環(huán)保樓今后實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)智慧管理和嚴(yán)厲的獎(jiǎng)懲制度，這種浪費(fèi)水的現(xiàn)象勢(shì)必會(huì)被制止。

7 結(jié)束語(yǔ)

大學(xué)實(shí)驗(yàn)室面向教育教學(xué)、科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)開(kāi)放，它的建設(shè)任務(wù)極其繁重。智慧型的水電管理是基礎(chǔ)性數(shù)字化的定量工作，當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（全面?zhèn)鞲?、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)應(yīng)用）的應(yīng)用能夠改換其面貌，改進(jìn)其工作。對(duì)此進(jìn)一步呼吁，實(shí)驗(yàn)室的水電管理技術(shù)改進(jìn)應(yīng)該納入大學(xué)管理的重要內(nèi)容，大學(xué)實(shí)驗(yàn)室無(wú)人關(guān)注的水電浪費(fèi)應(yīng)該迅速制止，科學(xué)的節(jié)水減耗措施應(yīng)當(dāng)積極實(shí)施。

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