馬紅靜，安會(huì)，張靜，黃紅艷，楊斐

（石家莊郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊，050031）

0 引言

根據(jù)法國(guó)，日本和英國(guó)等國(guó)家的全面社會(huì)化改革和創(chuàng)新，可以看出，盡管世界各國(guó)的市場(chǎng)化程度和方式不同，但電能的市場(chǎng)化改革與創(chuàng)新是電能企業(yè)轉(zhuǎn)型成為綜合性能源服務(wù)提供商的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力[1-2]。隨著電力和能源市場(chǎng)化改革創(chuàng)新的蓬勃發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)和數(shù)字貿(mào)易的推動(dòng)下，各個(gè)領(lǐng)域也迎來了新的機(jī)遇，綜合能源服務(wù)項(xiàng)目將成為各個(gè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的突破點(diǎn)[5]。

此外，物流業(yè)也正處于歷史的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展[3]，諸如RFID 技術(shù)、全自動(dòng)分揀設(shè)備、服務(wù)機(jī)器人和無人駕駛飛機(jī)等高科技技術(shù)不斷出現(xiàn)，新一代技術(shù)正在改變物流和快遞領(lǐng)域[4]，并且也對(duì)節(jié)能和降低能耗提出了新的挑戰(zhàn)[5]。

就物流行業(yè)而言，對(duì)電能的關(guān)鍵要求是：（1）節(jié)約成本：要考慮電能成本，高效的運(yùn)行和維護(hù)管理，安全的生產(chǎn)以及設(shè)備和設(shè)備的使用壽命等多個(gè)方面。設(shè)備的綜合成本降至最低，節(jié)能減排；（2）顧客放心：使用數(shù)字平臺(tái)減少客戶管理信息系統(tǒng)的難度；（3）增加收入：家庭利用閑置和浪費(fèi)資源完成增值和收入增加。

隨著各種新能源開發(fā)技術(shù)的飛速發(fā)展，我們將逐步推動(dòng)電力能源與信息的融合，并在節(jié)能服務(wù)、電力運(yùn)維、能源等方面，靈活運(yùn)用技術(shù)、資源、資產(chǎn)等，使用監(jiān)督分析等服務(wù)項(xiàng)目，構(gòu)建基于電源管理中心的終端設(shè)備電源能耗管理系統(tǒng)，提高電源能耗的高效率。

本文將通過服務(wù)平臺(tái)、智能管理等技術(shù)方法，設(shè)計(jì)一個(gè)智慧用能物聯(lián)網(wǎng)解決方案，完成物流行業(yè)用大數(shù)據(jù)的收集與分析，并從數(shù)據(jù)信息認(rèn)知入手，利用數(shù)據(jù)處理方法，建立智慧使用綜合能源服務(wù)項(xiàng)目的數(shù)字平臺(tái)，用來指導(dǎo)物流業(yè)以提高能效并制定當(dāng)前的電能政策，完成電能的精益管理，滿足物流業(yè)對(duì)電能的使用要求，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的目標(biāo)，加快轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智慧用能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案是物聯(lián)網(wǎng)在綜合能源服務(wù)項(xiàng)目行業(yè)中的獨(dú)立創(chuàng)新應(yīng)用，該方案可以解決數(shù)據(jù)的缺乏，服務(wù)平臺(tái)的缺少，運(yùn)維管理成本的增加，物流服務(wù)市場(chǎng)擴(kuò)展中遇到的困難，以及封閉的系統(tǒng)軟件等問題，完善了機(jī)器設(shè)備軟件的定義，業(yè)務(wù)流程的靈活擴(kuò)展，向外界開放數(shù)據(jù)和信息并共享資源以及在云邊緣進(jìn)行智能協(xié)作。此外，它集成了互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，人工智能技術(shù)和其他組件，并選擇了分布式架構(gòu)來為集成的能源服務(wù)項(xiàng)目構(gòu)建智能、開放、高效的數(shù)字平臺(tái)。

智慧用能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案為能源服務(wù)項(xiàng)目構(gòu)建了一個(gè)全面的數(shù)字平臺(tái)，涵蓋從數(shù)據(jù)和信息認(rèn)知，數(shù)據(jù)處理方法到智能使用的能源服務(wù)項(xiàng)目，滿足了物流行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的要求，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)和節(jié)能，以及加快該領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型與發(fā)展。它從上到下分為4 層，分別是應(yīng)用層、平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)層和采集終端層。

應(yīng)用層：由行業(yè)內(nèi)專業(yè)軟件提供商，構(gòu)建應(yīng)用服務(wù)包，并結(jié)合行業(yè)最新政策變化，識(shí)別使用數(shù)據(jù)信息，探索用戶需求，并提供專業(yè)服務(wù)。

圖1 智慧用能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

平臺(tái)層：根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以及人機(jī)交互技術(shù)和對(duì)策的轉(zhuǎn)換，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理和對(duì)策的分解，實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)作。根據(jù)打開的軟件，它可以靈活地與應(yīng)用層的軟件系統(tǒng)連接。

網(wǎng)絡(luò)層：智慧耗能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)適用于有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的兩種通信方式（大多采用短距離無線通信技術(shù)），可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇，并匹配多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。

采集終端層：經(jīng)濟(jì)，可靠和高效地收集各種能源消耗信息內(nèi)容，以及為綜合能源服務(wù)項(xiàng)目的業(yè)務(wù)流程生成數(shù)據(jù)。

2 功能設(shè)計(jì)

數(shù)字平臺(tái)必須與綜合能源服務(wù)項(xiàng)目的物流行業(yè)場(chǎng)景兼容，并且可以隨著綜合能源服務(wù)項(xiàng)目的業(yè)務(wù)流程的擴(kuò)展對(duì)快遞物流業(yè)務(wù)流程進(jìn)行合理的評(píng)估。此外，服務(wù)平臺(tái)還應(yīng)具有以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，選擇微服務(wù)架構(gòu)和模塊化，使系統(tǒng)軟件控制模塊可以靈活組成，以滿足客戶需求的人性化要求；第二，使用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)，根據(jù)能源使用的數(shù)據(jù)分析，提供準(zhǔn)確的客戶畫像，為公司環(huán)境保護(hù)和節(jié)能以及決策處理提供數(shù)據(jù)支持；第三，建立基于AI 的邏輯推理分析方法，利用專業(yè)技能和工作經(jīng)驗(yàn)來完成改進(jìn)操作，利用認(rèn)知智能技術(shù)完成對(duì)常見故障或入侵的識(shí)別，常見故障預(yù)測(cè)，從而提高運(yùn)維管理效率。典型的應(yīng)用包括：

（1）數(shù)據(jù)采集：根據(jù)儀表盤，傳感器等各種終端設(shè)備，對(duì)電、水、氣、熱/冷、天氣等多種能源介質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)：基于電能的實(shí)時(shí)通訊及相關(guān)系統(tǒng)的軟件儀表盤、繼電器、傳感器、自動(dòng)控制系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備等，建立統(tǒng)一的監(jiān)督管理中心，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，解決能源供應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和操縱的實(shí)際操作，滿足現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)控代碼的高實(shí)用性和準(zhǔn)確性的要求。發(fā)生常見故障時(shí)，根據(jù)檢測(cè)接口，可以立即發(fā)現(xiàn)發(fā)生常見故障的控制回路，方便客戶立即跟蹤解決。

（3）能耗分析與預(yù)測(cè)：根據(jù)24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，創(chuàng)建多層次實(shí)體模型，進(jìn)行多層次能耗分析，根據(jù)每日統(tǒng)計(jì)分析，月度統(tǒng)計(jì)分析，年度統(tǒng)計(jì)分析，或者一定時(shí)間范圍統(tǒng)計(jì)分析，概算預(yù)算配額表，分析成本等，并根據(jù)歷史記錄和影響因素，根據(jù)企業(yè)的年增長(zhǎng)率進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

（4）成本分析和分配：在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，完成了準(zhǔn)確的成本分析報(bào)告和分配。每個(gè)采樣數(shù)據(jù)信息點(diǎn)將分配給一個(gè)或多個(gè)成本估算模板，該模板可以根據(jù)設(shè)備，按時(shí)周期和電費(fèi)進(jìn)行總體數(shù)據(jù)分析，并且系統(tǒng)軟件會(huì)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)分析報(bào)告。該系統(tǒng)軟件還可以將生產(chǎn)車間的實(shí)際運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)量（由客戶指定）與電力和能源成本相關(guān)聯(lián)，并根據(jù)準(zhǔn)確的內(nèi)部計(jì)算方法來闡明真實(shí)的產(chǎn)品成本和分配。

（5）需求管理：需求管理方法的關(guān)鍵作用是調(diào)整加工廠的負(fù)荷需求。在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)實(shí)時(shí)跟蹤能耗，并對(duì)大中型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)該調(diào)整，系統(tǒng)軟件逐漸調(diào)整以在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)將較大的需求限制在方案的“需求限制”和“較低需求限制”的范圍內(nèi)。

（6）報(bào)表管理：根據(jù)公司的制造和管理方法要求，定制電力和能源報(bào)表模板，根據(jù)表格顯示能耗數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，一鍵免費(fèi)下載電力和能源表格，然后自動(dòng)升級(jí)數(shù)據(jù)信息。

（7）智能診斷：使用各種智能控制模塊來覆蓋各種能源危機(jī)以進(jìn)行能源使用診斷，覆蓋中央空調(diào)，供暖，照明，供水系統(tǒng)軟件，驅(qū)動(dòng)力，氣壓，生產(chǎn)和其他電力能源設(shè)備系統(tǒng)軟件，對(duì)診斷結(jié)果的分類表明，可以自動(dòng)過濾重復(fù)出現(xiàn)的問題。

（8）環(huán)保節(jié)能計(jì)劃：根據(jù)診斷結(jié)果，融合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)獲取環(huán)境保護(hù)和節(jié)能計(jì)劃計(jì)劃，并分析計(jì)劃執(zhí)行的詳細(xì)信息，從而獲得節(jié)能，項(xiàng)目投資額度，投資回報(bào)率和投資回報(bào)等指標(biāo)值等一目了然，并將執(zhí)行環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的計(jì)劃分配給人員，對(duì)計(jì)劃的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

3 小結(jié)

從思維上看，隨著人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的盛行，許多領(lǐng)域正處于歷史的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。促進(jìn)物流企業(yè)迅速發(fā)展、井噴式裂變的不僅是方法和資產(chǎn)，還有自主創(chuàng)新。云計(jì)算技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用將繼續(xù)顛覆快遞行業(yè)的商業(yè)模式和管理模式。

從理論上講，基于新一代ICT 技術(shù)（如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、人工智能等），在綜合能源服務(wù)項(xiàng)目行業(yè)中完成一系列獨(dú)立創(chuàng)新，處理數(shù)據(jù)缺乏，服務(wù)平臺(tái)缺乏，增加運(yùn)維管理成本，設(shè)備維護(hù)難度，封閉系統(tǒng)軟件，復(fù)雜的連接場(chǎng)景，現(xiàn)場(chǎng)部署困難等問題，建立統(tǒng)一的智能化能源消耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來處理設(shè)計(jì)模型思想體系。

從系統(tǒng)軟件的完成，我們將繼續(xù)掌握世界各國(guó)設(shè)計(jì)方法中的自主創(chuàng)新概念，以使最終結(jié)果具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，并努力利用當(dāng)前的硬件環(huán)境來積累知識(shí)。綜合能源服務(wù)項(xiàng)目數(shù)字平臺(tái)滿足綜合能源服務(wù)項(xiàng)目業(yè)務(wù)流程中各種場(chǎng)景的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求，將推動(dòng)物流業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，并且在促進(jìn)環(huán)保、節(jié)能和促排方1 面也具有重要的使用價(jià)值。