智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

◆鐘紹松 楊錦松 許世龍 鄧良富 廖叢林 安躍昆 胡自強(qiáng) 周輝坡

智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

◆鐘紹松 楊錦松 許世龍 鄧良富 廖叢林 安躍昆 胡自強(qiáng) 周輝坡

（福建華電永安發(fā)電有限公司 福建 366000）

建設(shè)和應(yīng)用以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)和大數(shù)據(jù)等為核心技術(shù)的智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)，具有處理速度高效、故障精準(zhǔn)定位、信息全面采集、降低能耗損耗、精簡(jiǎn)人力財(cái)力等多種優(yōu)勢(shì)，是有效解決傳統(tǒng)管控方式所帶來(lái)矛盾問(wèn)題的有效途徑，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

熱網(wǎng)；智能化；運(yùn)行系統(tǒng)；管控系統(tǒng)；建設(shè)應(yīng)用

1 引言

隨著國(guó)家節(jié)能減排政策不斷推進(jìn)，地方政府環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐年加強(qiáng)，區(qū)域供熱負(fù)荷逐年增加，供熱半徑逐步擴(kuò)大，熱網(wǎng)覆蓋面積大幅拓展，傳統(tǒng)的供熱方式、運(yùn)行方式、管控方式凸顯出管控效率低下、供熱不夠均衡、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、熱網(wǎng)波動(dòng)較大等問(wèn)題，已經(jīng)難以適應(yīng)新的熱網(wǎng)運(yùn)行管控形勢(shì)需要。建設(shè)和應(yīng)用以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)和大數(shù)據(jù)等為核心技術(shù)，采用全新開(kāi)發(fā)模式和系統(tǒng)架構(gòu)，以模塊化、適應(yīng)性、靈活性、擴(kuò)展性、通用性為主要特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多類型熱網(wǎng)信息系統(tǒng)的智能管理，對(duì)于解決傳統(tǒng)熱網(wǎng)運(yùn)行管控方式帶來(lái)的矛盾問(wèn)題，提高供熱管理水平和整體經(jīng)濟(jì)效益具有重要的現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)意義。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)由熱網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度子系統(tǒng)、優(yōu)化分析子系統(tǒng)、地理信息子系統(tǒng)、檢修管理子系統(tǒng)、經(jīng)營(yíng)收費(fèi)子系統(tǒng)和業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)等7個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)建而成，通過(guò)技術(shù)平臺(tái)對(duì)于7個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)信息的充分流轉(zhuǎn)與共享。

2.1 熱網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)

熱網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集管理、遠(yuǎn)程控制報(bào)警和視頻監(jiān)控偵測(cè)三項(xiàng)功能。數(shù)據(jù)采集管理功能，主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程讀取計(jì)量?jī)x表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)，遠(yuǎn)程儀表參數(shù)信息讀取、配置，將相關(guān)信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶可以報(bào)表、曲線方式，查看實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要生成各種圖表，導(dǎo)出表格。遠(yuǎn)程控制報(bào)警功能，主要實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)斷電、電池欠壓、門(mén)禁等開(kāi)關(guān)報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)同步存儲(chǔ)、查詢，系統(tǒng)通過(guò)推送彈窗、APP、短信、聲音、圖標(biāo)、等聯(lián)動(dòng)方式提醒，顯示詳細(xì)報(bào)警信息內(nèi)容。視頻監(jiān)控偵測(cè)功能，通過(guò)安裝智能球型視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)，對(duì)周邊環(huán)境全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，自動(dòng)巡航、守望監(jiān)控區(qū)域，智能分析入侵、越界、移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警，支持與熱網(wǎng)監(jiān)控報(bào)警聯(lián)動(dòng)，推送報(bào)警提醒；攝像機(jī)可定時(shí)或手動(dòng)遠(yuǎn)程抓拍抄表圖像；攝像機(jī)冗余不少于一周存儲(chǔ)、支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳，在監(jiān)控中心存儲(chǔ)不少于一個(gè)月，支持存儲(chǔ)擴(kuò)容；通過(guò)系統(tǒng)界面可查看實(shí)時(shí)畫(huà)面、球機(jī)控制、歷史數(shù)據(jù)調(diào)閱。

2.2 生產(chǎn)調(diào)度子系統(tǒng)

生產(chǎn)調(diào)度子系統(tǒng)主要包括熱網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控和氣象數(shù)據(jù)分析兩項(xiàng)功能。熱網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控功能，主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示各熱源、換熱站、熱用戶工況數(shù)據(jù)，供溫、供壓、瞬時(shí)熱量等準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，針對(duì)運(yùn)行設(shè)計(jì)全屏顯示頁(yè)面，便于直觀展示，實(shí)時(shí)掌握熱網(wǎng)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱網(wǎng)問(wèn)題。氣象數(shù)據(jù)分析功能，主要實(shí)現(xiàn)接入中國(guó)氣象局氣象數(shù)據(jù)中心提供的氣象大數(shù)據(jù)，采集歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；展示今日、未來(lái)三天、未來(lái)一周的天氣預(yù)報(bào)并通過(guò)曲線形式展示歷史及未來(lái)氣溫走勢(shì)；同時(shí)對(duì)歷史氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形和數(shù)據(jù)兩方面的對(duì)比，直觀地反映出預(yù)報(bào)與實(shí)況、歷史與今年之間的等等差別，幫助調(diào)度人員調(diào)整供熱參數(shù)，以便巡檢人員能夠合理安排維保工作。

2.3 優(yōu)化分析子系統(tǒng)

優(yōu)化分析子系統(tǒng)主要包括管損數(shù)據(jù)分析和報(bào)表統(tǒng)計(jì)管理兩項(xiàng)功能。管損數(shù)據(jù)分析功能，根據(jù)采集的相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算各管線熱量、質(zhì)量管損，可按日、月及任意日期段查詢統(tǒng)計(jì)，支持打印、導(dǎo)出報(bào)表；系統(tǒng)可按用戶設(shè)定輔助積算方式，計(jì)算熱用戶終端積算儀斷電期間供熱量，為人工修正積算儀表計(jì)數(shù)提供參考依據(jù)，提高管網(wǎng)分析及財(cái)務(wù)結(jié)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。報(bào)表統(tǒng)計(jì)管理功能，主要實(shí)現(xiàn)各種用戶自定義時(shí)間段，自定義熱用戶組，供熱相關(guān)字段的數(shù)值統(tǒng)計(jì)報(bào)表，支持打印、導(dǎo)出報(bào)表。

2.4 地理信息子系統(tǒng)

地理信息子系統(tǒng)主要包括設(shè)施分布設(shè)計(jì)、管網(wǎng)瀏覽查詢兩項(xiàng)功能。地圖管網(wǎng)設(shè)施分布設(shè)計(jì)功能，主要實(shí)現(xiàn)用戶在地理信息平臺(tái)地圖上，將熱源、熱網(wǎng)、換熱站、井室、設(shè)備等編輯錄入，并關(guān)聯(lián)熱網(wǎng)監(jiān)控，管線可定義不同顏色區(qū)分管線、支線。管網(wǎng)瀏覽查詢功能，主要實(shí)現(xiàn)地圖上瀏覽管網(wǎng)設(shè)施，監(jiān)控點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、用戶信息、預(yù)付費(fèi)等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，都可以在地圖結(jié)合具體位置實(shí)時(shí)展示；監(jiān)控點(diǎn)圖標(biāo)可聯(lián)動(dòng)報(bào)警，以不同顏色提示報(bào)警信號(hào)，顯示詳細(xì)報(bào)警信息內(nèi)容。

2.5 檢修管理子系統(tǒng)

檢修管理子系統(tǒng)主要包括管線智能巡檢、故障維修管理、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控三項(xiàng)功能。管線智能巡檢功能，通過(guò)GPS衛(wèi)星實(shí)時(shí)定位方式，制定巡檢周期，給巡檢人員分配相應(yīng)的巡檢任務(wù)，包括巡檢人員、巡檢時(shí)間、巡檢設(shè)備部位、設(shè)置統(tǒng)一檢查內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)檢查方式；也可針對(duì)不同情況臨時(shí)規(guī)劃巡檢路線，方便熱網(wǎng)人員靈活安排巡檢工作以及跟蹤巡檢軌跡。故障維修管理功能，能根據(jù)設(shè)施的檢修年限和以往的檢修紀(jì)錄，來(lái)編制年度、月度檢修計(jì)劃，下達(dá)檢修計(jì)劃，檢查檢修計(jì)劃進(jìn)行情況，儲(chǔ)存檢修記錄并生成各種故障以及檢修報(bào)表；支持維修工單推送通知，維修人員及時(shí)處理；開(kāi)放系統(tǒng)接口可與其他缺陷檢修系統(tǒng)對(duì)接。設(shè)備運(yùn)維監(jiān)控功能，在線監(jiān)測(cè)熱網(wǎng)終端、服務(wù)中心各種設(shè)備的運(yùn)行工況，故障報(bào)警信息，針對(duì)檢修設(shè)計(jì)全屏顯示頁(yè)面，便于直觀展示，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備工況數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理設(shè)備故障。

2.6 經(jīng)營(yíng)收費(fèi)子系統(tǒng)

經(jīng)營(yíng)收費(fèi)子系統(tǒng)主要包括充值收費(fèi)管理、財(cái)務(wù)結(jié)算報(bào)表、計(jì)價(jià)參數(shù)設(shè)置、報(bào)警控制聯(lián)動(dòng)四項(xiàng)功能。充值收費(fèi)管理功能，可以選擇任意熱用戶啟用預(yù)付費(fèi)管理，按管理權(quán)限流程對(duì)熱用戶進(jìn)行充值、二級(jí)審核確認(rèn)，用戶信息顯示表底數(shù)、充值金額、充值時(shí)間、可用余額、當(dāng)前可用汽量、報(bào)警狀態(tài)、閥門(mén)狀態(tài)等實(shí)時(shí)信息。財(cái)務(wù)結(jié)算報(bào)表功能，主要實(shí)現(xiàn)在每月結(jié)算日前，對(duì)可用汽量可以進(jìn)行修正，并根據(jù)貿(mào)易結(jié)算協(xié)定，進(jìn)行實(shí)際結(jié)算，并生成新的結(jié)算報(bào)表。計(jì)價(jià)參數(shù)設(shè)置功能，系統(tǒng)可根據(jù)業(yè)務(wù)需要自定義各種固定、浮動(dòng)、分時(shí)等計(jì)價(jià)方式，各熱用戶可單獨(dú)設(shè)定個(gè)性化結(jié)算系數(shù)，主要結(jié)算調(diào)整系數(shù)因素有煤汽聯(lián)動(dòng)價(jià)、用量梯價(jià)、煤價(jià)指數(shù)、運(yùn)費(fèi)系數(shù)、煤改氣補(bǔ)貼、預(yù)付優(yōu)惠、承兌系數(shù)等，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算扣費(fèi)并生成自定義結(jié)算報(bào)表，可查詢歷史結(jié)算報(bào)表、充值記錄等數(shù)據(jù)，支持打印及導(dǎo)出EXCEL表格，電子表格符合開(kāi)票系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)導(dǎo)入格式。根據(jù)采購(gòu)人提供的銀行或第三方支付接口，開(kāi)發(fā)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)對(duì)接，熱用戶可以自助充值、繳費(fèi)、查詢。報(bào)警控制聯(lián)動(dòng)功能，系統(tǒng)可以監(jiān)控預(yù)付費(fèi)用戶的電動(dòng)閥門(mén)，顯示開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障報(bào)警，支持手動(dòng)或費(fèi)用關(guān)聯(lián)自動(dòng)，遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)閥門(mén)；系統(tǒng)可設(shè)置余額低、余額零兩級(jí)預(yù)警功能，短信通知等方式提醒繳費(fèi)。

2.7 業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)

業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)主要包括移動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用、客戶自助服務(wù)兩項(xiàng)功能。移動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用功能，開(kāi)發(fā)熱網(wǎng)管理移動(dòng)APP平臺(tái)，提供移動(dòng)終端平臺(tái)系統(tǒng)，系統(tǒng)用戶使用同一用戶ID和密碼通過(guò)手機(jī)安全登錄系統(tǒng)，可以打破空間限制、精確傳達(dá)精簡(jiǎn)信息，可借助手機(jī)進(jìn)行事務(wù)處理、數(shù)據(jù)查詢，各項(xiàng)待辦事務(wù)的處理?？蛻糇灾?wù)功能，熱用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)APP、信息發(fā)布網(wǎng)站等渠道，可自助查詢用熱、費(fèi)用等情況，終端設(shè)備運(yùn)行情況，障礙報(bào)修等功能；報(bào)修登記包括時(shí)間、地點(diǎn)、故障信息、報(bào)修人、聯(lián)系方式、現(xiàn)場(chǎng)照片、錄音留言等；熱網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)上，對(duì)客戶投訴、報(bào)修流轉(zhuǎn)處理的工單，可定義推送相關(guān)審批處理，支持流程跟蹤、單據(jù)查詢。

3 建設(shè)原則

3.1 安全穩(wěn)定性

在管控系統(tǒng)網(wǎng)與公司辦公網(wǎng)之間采取隔離網(wǎng)閘等可靠的技術(shù)手段，保證該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性，防止實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器受到黑客的攻擊和病毒的侵?jǐn)_，保證數(shù)據(jù)不被非法讀取和修改，從而保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。同時(shí)，系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定性是第一要素，供熱企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程屬于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)過(guò)程，如果系統(tǒng)沒(méi)有可靠穩(wěn)定性作為保證，一旦出現(xiàn)故障將會(huì)給企業(yè)帶來(lái)無(wú)法估量的損失。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品選擇以及網(wǎng)絡(luò)管理上對(duì)此做出保證。

3.2 擴(kuò)展開(kāi)放性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)留有擴(kuò)展接口，以方便熱力企業(yè)內(nèi)其他供熱控制系統(tǒng)、經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)的接入和后期新建供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的接入，以及提供給公司內(nèi)ERP、上一級(jí)綜合能源管控系統(tǒng)的接口。同時(shí)，要兼顧系統(tǒng)的開(kāi)放性設(shè)計(jì)，包括開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)、支持多協(xié)議、具有良好的設(shè)備兼容性和互通互連能力等幾個(gè)方面；并能與第三方軟硬件兼容，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的無(wú)縫鏈接。

3.3 通用實(shí)用性

采用成熟、通用、符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的軟件產(chǎn)品和開(kāi)發(fā)技術(shù)，保證經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)分析處理的數(shù)據(jù)能夠被上層管理系統(tǒng)所用；允許用戶或第三方依據(jù)現(xiàn)有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)靈活地進(jìn)行二次定制開(kāi)發(fā)。同時(shí)，系統(tǒng)功能的實(shí)用性是衡量任何一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功與否的基本標(biāo)準(zhǔn)，在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)上，首先必須能夠滿足企業(yè)的當(dāng)前需求，同時(shí)兼顧企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展；系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，能夠讓企業(yè)以較低的維護(hù)投入獲得較大的效益回報(bào)。

3.4 科學(xué)先進(jìn)性

建設(shè)設(shè)計(jì)采用新思想和新技術(shù)，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)方面嚴(yán)格考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量及科學(xué)、清晰的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與組織，力求系統(tǒng)的科學(xué)性。同時(shí)，在滿足當(dāng)前系統(tǒng)功能需要的前提下，本著高定位、高起點(diǎn)的指導(dǎo)思想，采用先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)方法、軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)，包括系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、開(kāi)發(fā)管理工具等；系統(tǒng)只有順應(yīng)先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展潮流，才可能具有較強(qiáng)的生命力。

3.5 經(jīng)濟(jì)可維性

系統(tǒng)在滿足功能要求的基礎(chǔ)上，盡可能降低造價(jià)，做到系統(tǒng)性價(jià)比高。同時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要降低熱力企業(yè)一般的技術(shù)人員的工作難度，保證其不需具備機(jī)器語(yǔ)言或編程的知識(shí)即可完成系統(tǒng)的組態(tài)及流程；系統(tǒng)應(yīng)具有完備的網(wǎng)絡(luò)控制、診斷、測(cè)試功能和在線故障恢復(fù)能力，最終要使用戶維護(hù)起來(lái)方便，維護(hù)成本低。

4 實(shí)踐應(yīng)用

通過(guò)對(duì)智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)的深化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了集中供熱系統(tǒng)與信息技術(shù)相結(jié)合，有效地保證了集中供熱系統(tǒng)的質(zhì)量、提升整體運(yùn)行效率，控制運(yùn)行成本，降低不必要的成本浪費(fèi)。

4.1 降低損耗節(jié)約能耗效果顯著

智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠智能分析熱網(wǎng)管線及各分支管線運(yùn)行數(shù)據(jù)，優(yōu)化管線運(yùn)行方式，減少熱量損失及其管損，平衡供熱負(fù)荷達(dá)到節(jié)能減排的效益；探尋熱力系統(tǒng)自診斷模式，掌握熱網(wǎng)管道運(yùn)行和設(shè)備健康情況，不斷優(yōu)化提高設(shè)備健康水平，降低運(yùn)營(yíng)成本，提高供熱企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益效果顯著。

4.2 精確管控快速?zèng)Q策效果顯著

智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)用戶供熱故障排查、異常分析、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析等，形成故障警示提示、數(shù)據(jù)圖表展示、曲線展示等，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)一目了然，為運(yùn)行管理人員快速制定控制策略提供輔助決策和依據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)推送，實(shí)現(xiàn)客服系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)業(yè)務(wù)人員的迅速?zèng)Q策及反饋。

4.3 問(wèn)題導(dǎo)向智能調(diào)度效果顯著

智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)的應(yīng)用，根據(jù)熱源的成本計(jì)算結(jié)果，選擇經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，在突發(fā)情況下，也能合理調(diào)配各個(gè)用戶之間的能量供應(yīng)，盡量避免各熱力站之間的“爭(zhēng)食”現(xiàn)象，保證供熱質(zhì)量；在用戶負(fù)荷增大的情況下，調(diào)度該區(qū)域內(nèi)的熱源點(diǎn)，盡量減少受影響的范圍，即使在緊急狀況下也能夠全面協(xié)調(diào)熱量的合理分配，保證用戶的用熱品質(zhì)，有效地解決了管控效率低下、供熱不夠均衡、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、熱網(wǎng)波動(dòng)較大等問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能化熱網(wǎng)運(yùn)行管控系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析來(lái)智能化管控?zé)峋W(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)精確控制、能耗監(jiān)控、故障監(jiān)控，達(dá)到節(jié)能降耗和安全供熱的目的。同時(shí)通過(guò)加強(qiáng)服務(wù)功能，塑造企業(yè)形象、形成品牌效應(yīng)，是真正實(shí)現(xiàn)安全供熱、價(jià)值供熱、智能供熱、和諧供熱的有效途徑，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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