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        基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑節(jié)能監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)研究

        2017-03-15 20:42:09王一海
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2016年29期
        關(guān)鍵詞:平臺(tái)建筑節(jié)能監(jiān)控

        王一海

        摘 要:隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,高層建筑數(shù)量和密度的增加,建筑節(jié)能越發(fā)顯得重要,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng),能夠科學(xué)精細(xì)化地進(jìn)行能源資源的監(jiān)測(cè)和管理,對(duì)能源資源消耗分項(xiàng)計(jì)量、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)與動(dòng)態(tài)分析,提高節(jié)能管理信息化、精細(xì)化水平,切實(shí)降低能源資源消耗。該文從高效標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能節(jié)電角度,剖析平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則和功能,提出系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)。

        關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能 監(jiān)控 平臺(tái) 系統(tǒng)框架

        中圖分類號(hào):TU832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2016)10(b)-0063-02

        目前,我國(guó)是世界上排名第二的能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),統(tǒng)計(jì)顯示,我國(guó)建筑能耗約占全國(guó)總能耗的32%。一些大型公共建筑能耗密度高,能源浪費(fèi)也非常嚴(yán)重,具有非常大的節(jié)電節(jié)能空間,在我國(guó)建筑行業(yè)節(jié)電節(jié)能的推廣已勢(shì)在必行?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)以能效公示為核心,以能耗統(tǒng)計(jì)、能耗分析為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),技術(shù)支撐來(lái)源于能源檢測(cè),用能定額作為節(jié)能的標(biāo)桿,價(jià)格杠桿來(lái)自于超定額加價(jià),以此構(gòu)建功能完備的建筑節(jié)電節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)。市場(chǎng)對(duì)能耗資源的優(yōu)化配置推動(dòng)了建筑節(jié)電節(jié)能運(yùn)行的管理和優(yōu)化,建筑能耗運(yùn)行管理的實(shí)現(xiàn),使得節(jié)能量需求得以釋放,潛在節(jié)電節(jié)能量轉(zhuǎn)變成節(jié)能需求,帶動(dòng)全面建筑節(jié)能的作用,同時(shí)起到示范作用。

        建筑節(jié)能監(jiān)控平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)電、水、燃?xì)狻?、冷、可再生能源等能源資源消耗的分項(xiàng)計(jì)量、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)與動(dòng)態(tài)分析,提高節(jié)能管理信息化、精細(xì)化水平,切實(shí)降低能源資源消耗。

        1 平臺(tái)設(shè)計(jì)的原則

        1.1 標(biāo)準(zhǔn)化原則

        為了保證系統(tǒng)的靈活性、開放性、可擴(kuò)展性和可持續(xù)建設(shè),該系統(tǒng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)先行”,建立符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的體系。基于標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)模型和接口,針對(duì)與新的相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成要求,系統(tǒng)可隨時(shí)通過(guò)增加接口適配器將新系統(tǒng)納入數(shù)據(jù)集成平臺(tái)。

        1.2 可靠性原則

        監(jiān)控平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠,系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮災(zāi)害性的攻擊,設(shè)置了災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng),系統(tǒng)故障時(shí)很快地自檢排除故障,仍然能夠提供客戶服務(wù)。

        1.3 安全性原則

        系統(tǒng)高度重視數(shù)據(jù)的安全性,采用防范措施來(lái)防止外來(lái)非法入侵。同時(shí)對(duì)外部人員和系統(tǒng)調(diào)度員加強(qiáng)權(quán)限控制,避免用戶操作超越權(quán)限的數(shù)據(jù),并要求提供系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)的功能。

        1.4 開放性原則

        系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用開放性原則,支持多種硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口,與其他監(jiān)控信息平臺(tái)能夠進(jìn)行很好的數(shù)據(jù)交換和資源共享。

        1.5 穩(wěn)定性原則

        系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性能指標(biāo)要求:對(duì)于系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器的平均系統(tǒng)故障間隔時(shí)間大于6個(gè)月;對(duì)于系統(tǒng)性故障,平均修復(fù)時(shí)間小于24 h;對(duì)于單節(jié)點(diǎn)模塊性故障和缺陷,平均修復(fù)時(shí)間小于2 h。

        1.6 實(shí)時(shí)性原則

        節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和需求出發(fā),注重能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的原則。能耗監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳,通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)待機(jī)能耗、用電設(shè)備中的“大馬拉小車”現(xiàn)象、電能質(zhì)量異常等用能異?,F(xiàn)象,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理。

        1.7 可擴(kuò)展性原則

        節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)具有適應(yīng)組織機(jī)構(gòu)的調(diào)整能力、新增功能的需求擴(kuò)展能力、因流程重組而帶來(lái)的需求變化的能力。系統(tǒng)全面采用面向?qū)ο蟮姆治?、設(shè)計(jì)方法和標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)管理過(guò)程。

        2 系統(tǒng)平臺(tái)的框架設(shè)計(jì)

        2.1 系統(tǒng)物理架構(gòu)

        在各部門建設(shè)本部門能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)各部門辦公區(qū)動(dòng)力、采暖、空調(diào)、照明、給排水、食堂、信息機(jī)房等各種設(shè)備設(shè)施所消耗的電、熱、水、油、氣等能源資源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分項(xiàng)計(jì)量和動(dòng)態(tài)采集,實(shí)現(xiàn)能耗統(tǒng)計(jì)、能效評(píng)估和監(jiān)測(cè)預(yù)警等功能,提高各部門用能管理的信息化、精細(xì)化水平。

        2.2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

        系統(tǒng)整體采用了基于SOA的體系架構(gòu),系統(tǒng)架構(gòu)包括基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、數(shù)據(jù)源接入、能耗監(jiān)控平臺(tái)、技術(shù)節(jié)能體系、接口服務(wù)、業(yè)務(wù)創(chuàng)新服務(wù)以及ESB?;赟OA的體系架構(gòu)以服務(wù)體系為核心,服務(wù)體系包含很多模塊化組件,若干操作的集合構(gòu)成組件,每一個(gè)操作都對(duì)應(yīng)具體的程序函數(shù)。對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程模型的分析和識(shí)別構(gòu)建了服務(wù)體系。

        2.3 系統(tǒng)功能架構(gòu)

        節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)不僅是能耗數(shù)據(jù)信息中心,能夠?qū)崿F(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算和交換,也是監(jiān)測(cè)建筑的節(jié)能指揮中心。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心能夠順利運(yùn)轉(zhuǎn),系統(tǒng)必須采用數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用、存儲(chǔ)相分離的架構(gòu),降低系統(tǒng)的管理和維護(hù)成本。

        系統(tǒng)采用多維數(shù)據(jù)展現(xiàn)、數(shù)據(jù)交叉、數(shù)據(jù)挖掘等數(shù)據(jù)展現(xiàn)手段,使用分組統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)特征統(tǒng)計(jì)、發(fā)展性分析等統(tǒng)計(jì)分析方法,根據(jù)用戶的工作需要,靈活定制統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表,并設(shè)置各類報(bào)表瀏覽的權(quán)限。

        2.4 系統(tǒng)計(jì)量架構(gòu)

        系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)采集的方式有兩種:人工采集方式和自動(dòng)采集方式。人工采集是通過(guò)人工填報(bào)、抄表等方式,采集建筑基本情況數(shù)據(jù)和其他能耗數(shù)據(jù),如:建筑消耗的燃油和煤,機(jī)動(dòng)車使用的汽油、柴油等能耗量。自動(dòng)采集方式是采集建筑分類能耗數(shù)據(jù)、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)、集中供暖空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、重點(diǎn)用能設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和一些常見(jiàn)節(jié)能措施的主要運(yùn)行參數(shù)。

        基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能組建數(shù)據(jù)庫(kù)、構(gòu)建智能化的節(jié)電節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施,能夠及時(shí)、快速和準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)能源消耗數(shù)據(jù),同時(shí)具備科學(xué)分析、智能預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)預(yù)警功能,為相關(guān)單位提供多方位、可視化的便捷服務(wù),利用現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)保證系統(tǒng)的充分運(yùn)行,最終與國(guó)家能耗匯總平臺(tái)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)能耗信息快速監(jiān)控、傳遞、共享、管理和應(yīng)用。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 陳磊.大型公共建筑能耗數(shù)據(jù)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控及節(jié)能管理系統(tǒng)研究[D].西安建筑科技大學(xué),2015.

        [2] 王昱.公共建筑室內(nèi)舒適環(huán)境節(jié)能監(jiān)控平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].湖南工業(yè)大學(xué),2014.

        [3] 王彥,劉宏立,楊珂.OFDM-CDMA技術(shù)在大型公共建筑

        節(jié)能監(jiān)控平臺(tái)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2009(11):

        2200-2202.

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