神華新疆能源有限責(zé)任公司 王洪民 趙連明 李清海

基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)建設(shè)研究

神華新疆能源有限責(zé)任公司 王洪民 趙連明 李清海

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源利用飛速增長(zhǎng)，高能耗的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式對(duì)于能源的浪費(fèi)以及對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重，節(jié)能降耗已經(jīng)成為近幾年政府工作的重點(diǎn)。隨著地理信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智慧城市的建設(shè)逐漸開(kāi)始應(yīng)用到生活的各個(gè)領(lǐng)域，節(jié)能減排也逐漸走向信息化管理，在綜合管理平臺(tái)中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，安裝物聯(lián)傳感設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)控，已經(jīng)成為未來(lái)能耗監(jiān)管和實(shí)現(xiàn)政府考核的重要途徑。本文通過(guò)分析當(dāng)前的節(jié)能減排形勢(shì)，在分析可用的先進(jìn)技術(shù)手段基礎(chǔ)上，提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案，提出了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案和子系統(tǒng)的建設(shè)思路等，為節(jié)能減排的智慧化管理提供了參考。

節(jié)能減排；監(jiān)控；物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)管理

1 緒論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境的不斷惡化，節(jié)能降耗已經(jīng)成為政府工作的重點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)國(guó)家的節(jié)能減排目標(biāo)，幫助企業(yè)擺脫持續(xù)開(kāi)展節(jié)能減排所承受的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)低碳化、交通清潔化、建筑綠色化、服務(wù)集約化、主要污染物減量化、可再生能源利用規(guī)?；鹊鹊?，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)節(jié)能減排工作，需要調(diào)控政策機(jī)制，調(diào)動(dòng)用能單位節(jié)能減排的積極性，實(shí)現(xiàn)未來(lái)能源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，依靠先進(jìn)科學(xué)的能源管理和決策分析工具開(kāi)展節(jié)能減排工作，將各領(lǐng)域企業(yè)及相關(guān)單位用能情況的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、宏觀經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)、與環(huán)保相關(guān)的污染源排放數(shù)據(jù)進(jìn)行有效集成，并將對(duì)因能源使用所排放的碳排放（溫室氣體）進(jìn)行轉(zhuǎn)化統(tǒng)計(jì)及可視化分析，同時(shí)，利用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，借助信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換集成手段，建立節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域、新能源與可再生能源領(lǐng)域的能耗數(shù)據(jù)、節(jié)能項(xiàng)目效益數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯總、統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)單位的節(jié)能減排總體形勢(shì)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)[1]。

節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)一方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)上報(bào)、指標(biāo)監(jiān)管以及統(tǒng)計(jì)分析等工作的全程數(shù)字化，為管理決策層提供輔助決策服務(wù)；另一方面，通過(guò)預(yù)警處理，應(yīng)對(duì)節(jié)能減排超標(biāo)的響應(yīng)及處理，全面提升節(jié)能減排工作“管、督、控”的整體水平，最終形成實(shí)時(shí)監(jiān)控、上下聯(lián)通、各級(jí)聯(lián)動(dòng)、全面管理、預(yù)警處置、政策調(diào)控的節(jié)能減排監(jiān)測(cè)管理功能[2]。確保節(jié)能減排管理工作的科學(xué)性、規(guī)范化和制度化，完成全市節(jié)能減排責(zé)任目標(biāo)的動(dòng)態(tài)考核，提高監(jiān)管部門對(duì)所轄企業(yè)的能源消耗的監(jiān)督、管理及決策的水平，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管部門能源管理體制創(chuàng)新，推進(jìn)加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，努力建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)發(fā)展進(jìn)程[3]。

2 應(yīng)用的主要技術(shù)

2.1 地理信息技術(shù)

地理信息技術(shù)是基于空間位置信息的技術(shù)，具有地理、圖形和空間定位功能的空間型數(shù)據(jù)管理功能，集合計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)，為要管理的要素和內(nèi)容提供地理位置信息和空間分析，并能夠結(jié)合導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)車輛、物資、人員的應(yīng)急統(tǒng)一調(diào)度指揮等，是智慧城市管理中不可缺少的位置信息技術(shù)[4]。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采用傳感器技術(shù)、智能終端等核心技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集排水、井蓋的水質(zhì)、水位、流量、雨量、視頻等信號(hào)，提高對(duì)安全隱患問(wèn)題排查的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性，提高本質(zhì)安全水平、事故預(yù)防與應(yīng)對(duì)能力，提升安全管理的科技支撐能力，完善管網(wǎng)安全應(yīng)急管理體系，真正實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)安全全方位、全過(guò)程、全時(shí)段的監(jiān)管[5]。

2.3 云數(shù)據(jù)管理技術(shù)

云計(jì)算是一種全新的計(jì)算方式，IT基礎(chǔ)架構(gòu)可以作為一種全新的可靠的、可隨處獲取的服務(wù)向應(yīng)用提供計(jì)算資源，可以將可擴(kuò)展的、富有彈性的IT功能作為一種服務(wù)提供，獲得更好的技術(shù)共享，增強(qiáng)的自動(dòng)化，快速動(dòng)態(tài)的改變，政策驅(qū)動(dòng)及面向服務(wù)，減少?gòu)?fù)雜性以及自動(dòng)響應(yīng)[6]。

2.4 智能表單

表單是國(guó)際通用的語(yǔ)言，是結(jié)構(gòu)化的信息載體。電子文檔包括非結(jié)構(gòu)化文檔和結(jié)構(gòu)化文檔兩種。由于電子表單更容易在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化信息之間架起一座橋梁，使用戶能更加方便地自定義電子，表單智能電子表單迅速成為電子政務(wù)平臺(tái)中一個(gè)非常重要的技術(shù)。

2.5 數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)XML

XML是指可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(eXtensible Markup Language)，1998年2月，XML1.0成為了萬(wàn)維網(wǎng)協(xié)會(huì)（W3C）的推薦標(biāo)準(zhǔn)。XML是一種界定文本數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單而標(biāo)準(zhǔn)的方法。它曾經(jīng)被人稱作“Web上的ACSII碼”。就好像你可以使用自己喜好的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)創(chuàng)建任何一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后同其他人在其他計(jì)算平臺(tái)上使用的其它語(yǔ)言來(lái)共享一樣[7]。2.6 Web Service

當(dāng)前，Web Service已成為一個(gè)主流技術(shù)，它是網(wǎng)絡(luò)和分布式計(jì)算技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，主要目標(biāo)是跨平臺(tái)的互操作性。為了達(dá)到這一目標(biāo)，Web Service 完全基于XML（可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）、XSD（XML Schema）等獨(dú)立于平臺(tái)、獨(dú)立于軟件供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)，是創(chuàng)建可互操作的、分布式應(yīng)用程序的新平臺(tái)。與其它一些技術(shù)，如COBRA、DCOM相比，使用Web Service會(huì)帶來(lái)極大的好處[8]。

2.7 標(biāo)準(zhǔn)消息傳遞架構(gòu)

面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)從根本上改變了對(duì)企業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和集成的方式。它倡導(dǎo)企業(yè)應(yīng)用的模塊化服務(wù)、增量開(kāi)發(fā)、便捷集成和重用。然而SOA也帶來(lái)一系列的技術(shù)挑戰(zhàn)，如可靠的消息傳遞、服務(wù)的虛擬化、服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和調(diào)用、策略管理等等。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 建設(shè)目標(biāo)

系統(tǒng)建設(shè)結(jié)合國(guó)內(nèi)節(jié)能減排工作開(kāi)展現(xiàn)狀，以建立健全工業(yè)、建筑、交通等各領(lǐng)域節(jié)能減排監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、考核體系為基礎(chǔ)，借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、GIS, BI等信息化技術(shù)，全面掌握并分析出各領(lǐng)域?qū)嶋H的節(jié)能減排情況，為節(jié)能減排創(chuàng)新機(jī)制提供服務(wù)和數(shù)據(jù)支撐。優(yōu)化信息系統(tǒng)資源配置，加強(qiáng)信息的共享和交流，為政府各部門及用能單位提供優(yōu)質(zhì)、高效、便捷的在線服務(wù)，構(gòu)建“監(jiān)測(cè)、診斷、核查”監(jiān)察能力體系建設(shè)，創(chuàng)新服務(wù)及管理模式，促進(jìn)常態(tài)化機(jī)制的形成，以云計(jì)算信息技術(shù)為平臺(tái)，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，大數(shù)據(jù)采集和挖掘?yàn)槭侄?，建設(shè)在全國(guó)范圍內(nèi)具有典型示范意義的全社會(huì)節(jié)能減排綜合信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排決策和管理的科學(xué)化，同時(shí)滿足“智慧城市”、“低碳城市”“綠色交通城市”的應(yīng)用需要。

3.2 建設(shè)內(nèi)容

圖1 節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)主要建設(shè)內(nèi)容

全社會(huì)節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)的建設(shè)將集成宏觀經(jīng)濟(jì)、污染物減排指標(biāo)、能源消費(fèi)數(shù)據(jù)指標(biāo)、新能源與可再生能源利用等數(shù)據(jù)，建設(shè)監(jiān)測(cè)管理中心，建設(shè)節(jié)能減排綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能監(jiān)測(cè)監(jiān)管子系統(tǒng)、建筑領(lǐng)域（政府辦公與公共機(jī)構(gòu)）節(jié)能診斷信息子系統(tǒng)、交通領(lǐng)域能耗監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)碳排放交易（用能權(quán)、節(jié)能量交易）、公共機(jī)構(gòu)能耗按需定額、重點(diǎn)用能單位能耗限額、交通運(yùn)輸企業(yè)節(jié)能績(jī)效獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制、節(jié)能技術(shù)服務(wù)與監(jiān)測(cè)平臺(tái)第三方合作運(yùn)營(yíng)等；建設(shè)重點(diǎn)用能單位能耗計(jì)量設(shè)備改造及能源管理體系（工業(yè)企業(yè)二級(jí)能耗計(jì)量改造、大型商超酒店建筑能耗分項(xiàng)計(jì)量在線監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)輸營(yíng)運(yùn)車輛能耗在線監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)用能單位能源管理子系統(tǒng)），覆蓋大型商業(yè)、交通運(yùn)輸企業(yè)建立能耗在線監(jiān)測(cè)體系，為重點(diǎn)用能工業(yè)企業(yè)建設(shè)二級(jí)能效監(jiān)測(cè)和能源管理體系。

3.3 總體架構(gòu)

根據(jù)節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)及各子系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)和建設(shè)內(nèi)容，將系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示：

3.4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是平臺(tái)建設(shè)的必要基礎(chǔ)，承擔(dān)著企業(yè)及相關(guān)單位的數(shù)據(jù)采集上傳、政府各部門信息的互聯(lián)互通，以及網(wǎng)絡(luò)間訪問(wèn)“樞紐”通道，主要包括以下兩個(gè)部分：（1）無(wú)線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)；（2）公共信息網(wǎng)絡(luò)與政務(wù)專線網(wǎng)絡(luò)。

圖3 節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)框架圖

4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 節(jié)能減排綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

系統(tǒng)依托現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)對(duì)用能單位地理信息、各地塊信息資源的有序整合，以城市GIS地理信息系統(tǒng)為應(yīng)用載體，虛擬網(wǎng)格劃分碳排放檢測(cè)邏輯區(qū)域，建立一套基于GIS的可視化平臺(tái)，采用GIS+3D的展示方式，基本實(shí)現(xiàn)以地理信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以遙感、遙測(cè)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真為支撐的三維可視化低碳展示平臺(tái)，從而使節(jié)能減排綜合信息管理平臺(tái)的展示更加直觀和智能化，供決策人員更加方便快捷的進(jìn)行科學(xué)評(píng)估、綜合分析。

4．1．1 GIS系統(tǒng)功能

主要完成用能單位的位置信息在地圖上進(jìn)行標(biāo)記與定位，顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成并生成動(dòng)態(tài)圖表，完成多圖層管理與統(tǒng)計(jì)查詢功能，實(shí)現(xiàn)區(qū)縣關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)等。

采用“視角驅(qū)動(dòng)分析”的方式（即：先選定某一個(gè)分析視角，然后在視角下選擇指標(biāo)進(jìn)行分析），GIS展現(xiàn)方式有點(diǎn)、線、面三種。

系統(tǒng)可以根據(jù)企業(yè)（單位）的基本信息自動(dòng)調(diào)出企業(yè)（單位）的能耗、污染物排放情況，并以彈出框的形式進(jìn)行展示，例如，在地圖展示區(qū)域，選中某一企業(yè)（單位）點(diǎn)，則可以查看該企業(yè)（單位）的相關(guān)信息。

圖4 企業(yè)能源環(huán)境綜合信息

4．1．2 宏觀指標(biāo)與綜合信息統(tǒng)計(jì)

通過(guò)詳盡的指標(biāo)體系，實(shí)時(shí)反映全社會(huì)、重點(diǎn)企業(yè)（單位）的能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，將采集的數(shù)據(jù)形象化、直觀化、具體化。

圖5 某年分行業(yè)綜合能源消費(fèi)

4．1．3 能效對(duì)標(biāo)與潛力分析

系統(tǒng)可按城市級(jí)、區(qū)縣級(jí)（含工業(yè)園、開(kāi)發(fā)區(qū)）、企業(yè)級(jí)（含生產(chǎn)單元、重點(diǎn)能耗設(shè)備或系統(tǒng)），對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和常規(guī)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)能源投入與材料的用量、產(chǎn)出品等數(shù)據(jù)，通過(guò)平臺(tái)固化的能效管理模型自動(dòng)生成能源單耗、材料占比、轉(zhuǎn)換率、損耗率等數(shù)據(jù)，分析企業(yè)能源利用效率和生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀。

圖6 全部行業(yè)產(chǎn)值能耗成長(zhǎng)性分析圖

4．1．4 能源供需計(jì)劃平衡管理

能源供應(yīng)和能源消耗量直接存在距離，調(diào)整復(fù)雜，系統(tǒng)在大量歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)能源的生產(chǎn)，存儲(chǔ)，混合，輸送和使用各環(huán)節(jié)集中管理與控制，通過(guò)企業(yè)能源購(gòu)入量、消費(fèi)量、庫(kù)存量和能源供需關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能源供需動(dòng)，精態(tài)平衡，得出各種能源政策的分配方案。

4．1．5 節(jié)能目標(biāo)指標(biāo)預(yù)警

目標(biāo)完成率統(tǒng)計(jì)，節(jié)能目標(biāo)分解與考核，重點(diǎn)領(lǐng)域及用能單位能耗預(yù)警

4．1．6 碳排放量統(tǒng)計(jì)核算

從宏觀角度描述烏魯木齊市二氧化碳排放的狀況。盤(pán)查并匯總碳排放總量，查詢碳排放量的組成和變化率，分析單位GDP能耗、單位GDP碳排、人均碳排量、地區(qū)均碳排量等碳排放量考核指標(biāo)。

4．1．7 新能、源與可再生能源監(jiān)測(cè)

對(duì)新能源與可再生能源應(yīng)用進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，在企業(yè)原監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建立完整的新能源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)能耗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析光電、光熱等項(xiàng)目的能效，為項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)，投資運(yùn)營(yíng)提供數(shù)據(jù)支撐。

4．1．8 公共信息移動(dòng)應(yīng)用

移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)為全社會(huì)提供節(jié)能知識(shí)普及、政策公告，實(shí)時(shí)關(guān)注節(jié)能減排工作成效，建立節(jié)能減排指標(biāo)公示信息查詢服務(wù)。系統(tǒng)通過(guò)提供的整合信息發(fā)布，被授權(quán)的用戶可通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)APP應(yīng)用自定義選擇分類信息的訂閱，被選擇的信息將整合推送到相應(yīng)授權(quán)的系統(tǒng)。

4.2 監(jiān)測(cè)管理中心建設(shè)

監(jiān)測(cè)管理中心的建設(shè)充分考慮資源集約，設(shè)置大屏幕顯示，建設(shè)操作控制系統(tǒng)，服務(wù)器可以采用租用“云”公共服務(wù)的形式，采用虛擬化主機(jī)服務(wù)器集群方式構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，滿足平臺(tái)建設(shè)的數(shù)據(jù)集中管理、存儲(chǔ)擴(kuò)充，并能夠有效節(jié)約投資，提供數(shù)據(jù)中心托管服務(wù)，基于此開(kāi)展數(shù)據(jù)中心管理服務(wù)，需提供的管理服務(wù)包括：監(jiān)控管理、集群管理、集群資源使用、系統(tǒng)管理和報(bào)表管理。

4．2．1 監(jiān)控管理

管理員可以通過(guò)監(jiān)控管理軟件跟蹤服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)，包括CPU、內(nèi)存、I/O的使用、網(wǎng)絡(luò)使用情況，固件的健康狀態(tài)，整體性能實(shí)用情況等。

4．2．2 集群資源管理

為管理員提供對(duì)集群資源的控制、監(jiān)控、管理操作功能。實(shí)現(xiàn)綜合面板監(jiān)控，資源定制，查看集群資源，安全組架構(gòu)，密鑰管理等。

4．2．3 集群資源使用

用戶在集群資源中可以申請(qǐng)需要的節(jié)點(diǎn)資源，用戶對(duì)申請(qǐng)的節(jié)點(diǎn)資源進(jìn)行使用和管理操作。

4．2．4 系統(tǒng)管理

提供該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的常用功能設(shè)置，如用戶信息的維護(hù)，角色信息的維護(hù)以及系統(tǒng)權(quán)限的設(shè)置等。為系統(tǒng)管理員提供對(duì)用戶的職位映射或者通過(guò)角色映射的方式對(duì)用戶進(jìn)行分組，并按組對(duì)用戶進(jìn)行系統(tǒng)權(quán)限的設(shè)置。

4．2．5 報(bào)表管理

提供功能使用戶可以查詢查看自己的賬單信息和申請(qǐng)的資源信息并為此生成報(bào)表，便于管理應(yīng)用。

4.3 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

4．3．1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理

統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理是對(duì)整個(gè)節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)運(yùn)行所需要的公共信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、集中管理，包括如企業(yè)信息、管理業(yè)務(wù)信息、城市基本信息、監(jiān)測(cè)管理數(shù)據(jù)等。在總體設(shè)計(jì)上該平臺(tái)是其他平臺(tái)運(yùn)行的基礎(chǔ)，需要通過(guò)數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)提供的對(duì)外服務(wù)，共享基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，架構(gòu)圖如圖7所示。

4．3．2 統(tǒng)一業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)

為滿足節(jié)能減排信息整合業(yè)務(wù)決策的目標(biāo)，需要將各種數(shù)據(jù)源(包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、多維數(shù)據(jù)源、系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用比如能源監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)源等等)采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)元數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)工具進(jìn)行元數(shù)據(jù)建模，從而生成業(yè)務(wù)視圖，逐步形成統(tǒng)一的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖7 數(shù)據(jù)管理框架圖

4.4 工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能監(jiān)測(cè)監(jiān)管子系統(tǒng)建設(shè)

工業(yè)領(lǐng)域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)工業(yè)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、上報(bào)、匯總、分析，實(shí)現(xiàn)工業(yè)能耗動(dòng)態(tài)管理和數(shù)據(jù)綜合利用，根據(jù)節(jié)能法規(guī)及節(jié)能監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施科學(xué)咨詢決策，幫助企業(yè)科學(xué)用能，提供能源利用效率，系統(tǒng)將采用物聯(lián)網(wǎng)采集與信息集成技術(shù)，對(duì)工業(yè)能耗企業(yè)能源的產(chǎn)出、輸配和消費(fèi)環(huán)節(jié)實(shí)施集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，改進(jìn)和優(yōu)化能源平衡，有效對(duì)企業(yè)能源的消耗進(jìn)行全方位的監(jiān)管與考核。

4．4．1 能耗監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析

系統(tǒng)對(duì)重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)用能企業(yè)能源消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、預(yù)警，統(tǒng)計(jì)，計(jì)算企業(yè)總耗能及單位產(chǎn)品能耗，查找歷史耗能數(shù)據(jù)、曲線，分析和比較同行業(yè)耗能指標(biāo)，自動(dòng)生成相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

4．4．2 能耗限額預(yù)警

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示監(jiān)控范圍內(nèi)地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)的各類能源消耗總量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可根據(jù)每個(gè)地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)限額，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限額的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警，地區(qū)總能耗限額預(yù)警可分為四級(jí)，分別為藍(lán)色預(yù)警、黃色預(yù)警、橙色預(yù)警、紅色預(yù)警。可按企業(yè)、按地區(qū)、按時(shí)間段靈活設(shè)置預(yù)警方式和等級(jí)，可以按地區(qū)、企業(yè)以及預(yù)警等級(jí)、類型查詢出能耗限額情況和預(yù)警記錄。

4．4．3 能效對(duì)標(biāo)系統(tǒng)

為節(jié)能專管部門提供能效對(duì)標(biāo)的輔助工具，減輕能效對(duì)標(biāo)的繁雜程式化工作量，幫助樹(shù)立行業(yè)指標(biāo)庫(kù)，統(tǒng)計(jì)分析各產(chǎn)品各工序能耗情況，提高能效對(duì)標(biāo)工作的準(zhǔn)確度和工作效率。

4．4．4 能源在線審計(jì)系統(tǒng)

根據(jù)能源審計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、工作流程，結(jié)合企業(yè)能源計(jì)量器具檔案系統(tǒng)和企業(yè)能源計(jì)量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，研究出在線能源審計(jì)模型，通過(guò)自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)和一些人工錄入的數(shù)據(jù)，按照能源審計(jì)通則的要求實(shí)現(xiàn)了能源在線審計(jì)功能，通過(guò)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)生成企業(yè)用能分析：企業(yè)能源消費(fèi)總量及其構(gòu)成，企業(yè)能源網(wǎng)絡(luò)圖，企業(yè)能量平衡表，企業(yè)能流圖、重點(diǎn)耗能設(shè)備監(jiān)控等能源審計(jì)圖表。

4．4．5 節(jié)能效益考核審計(jì)

主管部門根據(jù)能耗情況和節(jié)能指標(biāo)完成情況，對(duì)企業(yè)進(jìn)行考核評(píng)估，作為獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰的依據(jù)。其中節(jié)能指標(biāo)可以事先設(shè)置，作為事后的考核依據(jù)。

4．4．6 合同能源管理項(xiàng)目監(jiān)管系統(tǒng)

合同能源管理項(xiàng)目監(jiān)管系統(tǒng)主要用了節(jié)能服務(wù)公司申請(qǐng)、審批，節(jié)能量審核機(jī)能的注冊(cè)、審批，對(duì)合同能源項(xiàng)目進(jìn)行登記，設(shè)置，核查；以做出對(duì)應(yīng)的節(jié)能量及效益分析及趨勢(shì)分析。

4．4．7 用能企業(yè)在線填報(bào)

在線填報(bào)管理系統(tǒng)要有企業(yè)內(nèi)部上報(bào)審核功能，各區(qū)縣節(jié)能監(jiān)察部門負(fù)責(zé)對(duì)企業(yè)填報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行催報(bào)和核查，無(wú)按時(shí)提交報(bào)表有提醒功能，對(duì)異常填報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正提醒，核查后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)入庫(kù)。

4.5 建筑領(lǐng)域節(jié)能診斷信息子系統(tǒng)建設(shè)

4．5．1 能耗監(jiān)測(cè)

通過(guò)原公共建筑能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集各建筑分項(xiàng)能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)建筑能耗的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)（包括機(jī)電設(shè)備、暖通、照明等分項(xiàng)能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)）；對(duì)能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)等基本信息進(jìn)行匯總分析和信息發(fā)布。

4．5．2 能耗統(tǒng)計(jì)

對(duì)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的基本情況、能源消耗（電、水、燃?xì)狻崃浚┓謺r(shí)段、月度、季度、年度的調(diào)查統(tǒng)計(jì)與分析，提供趨勢(shì)圖、柱狀圖、餅圖及數(shù)據(jù)表格等多種方式展示。

4．5．3 能源審計(jì)

根據(jù)能耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果，輔助節(jié)能主管部門，選取各類型建筑中的部分高能耗建筑，或部分具有標(biāo)桿作用的低能耗建筑進(jìn)行能源在線審計(jì)。

4．5．4 節(jié)能診斷

對(duì)建筑能耗分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源系統(tǒng)的低效率、故障運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，按照用能規(guī)律對(duì)建筑能耗指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，并提供待機(jī)能耗診斷、季節(jié)性用能診斷等功能。

4．5．5 能效公示

制訂本市能效公示辦法；制訂本市能耗調(diào)查與能源審計(jì)管理辦法；建立和完善節(jié)能運(yùn)行管理制度及操作規(guī)程，并提供能耗統(tǒng)計(jì)和能源審計(jì)結(jié)果的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行信息發(fā)布和公示。

4．5．6 能耗限額定額管理

通過(guò)總體能耗和單位面積能耗等多角度進(jìn)行能效對(duì)標(biāo)分析，對(duì)比完成同類型建筑和不同類型建筑之間的分項(xiàng)能耗對(duì)標(biāo)，并基于此研究建筑能耗定額標(biāo)準(zhǔn)與用能系統(tǒng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。在能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)、能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作基礎(chǔ)上，實(shí)施能耗定額管理，并對(duì)能耗指標(biāo)異常提供報(bào)警功能。

4．5．7 節(jié)能項(xiàng)目信息庫(kù)

開(kāi)展建立節(jié)能監(jiān)管體系相關(guān)工作，對(duì)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的建筑面積、使用功能、結(jié)構(gòu)形式、年度能耗總量等基本信息的調(diào)查統(tǒng)計(jì)。

4.6 交通運(yùn)輸領(lǐng)域能耗監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)建設(shè)

為掌握交通運(yùn)輸行業(yè)節(jié)能降耗演變趨勢(shì)，及時(shí)了解節(jié)能管理工作進(jìn)展情況，滿足評(píng)估節(jié)能降耗政策措施執(zhí)行效果、改進(jìn)節(jié)能降耗管理措施的需要，參考《交通運(yùn)輸能耗統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)報(bào)表制度》建設(shè)交通運(yùn)輸領(lǐng)域能耗統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，填報(bào)單位為營(yíng)運(yùn)管理企業(yè)，包括城市公交企業(yè)、出租汽車企業(yè)、班線客運(yùn)站、普通載貨汽車和專業(yè)載貨汽車等道路運(yùn)輸企業(yè)。并接入正在建設(shè)的城市公共汽電車運(yùn)營(yíng)監(jiān)管平臺(tái)和方案二中客運(yùn)/貨運(yùn)營(yíng)運(yùn)車輛能耗在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

4．6．1 出租汽車企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率月度數(shù)據(jù)管理

從出租汽車計(jì)價(jià)器管理信息系統(tǒng)中獲取該企業(yè)所有運(yùn)營(yíng)車輛月度各趟次運(yùn)營(yíng)信息，導(dǎo)出SQL-server/ Excel/ Access/ XML/ TXT格式數(shù)據(jù)，整理、審核后提交到交通能耗監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中。系統(tǒng)將對(duì)以下指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，通過(guò)樣本率估算全市出租汽車企業(yè)能耗數(shù)據(jù)。

4．6．2 典型班線客運(yùn)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)填報(bào)

對(duì)典型班線客運(yùn)企業(yè)所有實(shí)施了油耗考核、并能準(zhǔn)確掌握油耗情況的所有載客汽車進(jìn)行在線數(shù)據(jù)填報(bào)統(tǒng)計(jì)。

4．6．3 典型班線客運(yùn)站數(shù)據(jù)管理

通過(guò)從客運(yùn)站管理信息系統(tǒng)中導(dǎo)出SQL-server/ Excel/ Access/ XML/ TXT格式數(shù)據(jù)，整理、審核后上報(bào)到交通能耗監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中。

4．6．4 重點(diǎn)班線客運(yùn)站數(shù)據(jù)管理

通過(guò)從客運(yùn)站管理信息系統(tǒng)中導(dǎo)出SQL-server/ Excel/ Access/ XML/ TXT格式數(shù)據(jù)，整理、審核后上報(bào)到交通能耗監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中。

4．6．5 普通貨物運(yùn)輸企業(yè)數(shù)據(jù)管理

指定貨物運(yùn)輸企業(yè)，通過(guò)選取部分管理較好的普通載貨汽車開(kāi)展數(shù)據(jù)調(diào)查，并在線填報(bào)到系統(tǒng)中，要求2噸以下、2～4（含）噸、4～8（含）噸、8～20（含）噸、20噸以上。

4．6．6 專業(yè)載貨運(yùn)輸企業(yè)數(shù)據(jù)管理

指定貨物運(yùn)輸企業(yè)，通過(guò)選取部分管理較好的載貨汽車開(kāi)展數(shù)據(jù)調(diào)查，并在線填報(bào)到系統(tǒng)中。

4．6．7 車輛能耗與運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)集成

對(duì)接入實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)的公共交通和通過(guò)試點(diǎn)安裝油耗監(jiān)測(cè)設(shè)備的車輛進(jìn)行在線實(shí)時(shí)油（氣）耗監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析、能耗對(duì)標(biāo)、能耗預(yù)測(cè)預(yù)警等應(yīng)用功能。

4．6．8 樣本油耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與測(cè)算

根據(jù)統(tǒng)計(jì)上報(bào)和試點(diǎn)車輛在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，分析并測(cè)算各營(yíng)運(yùn)類型車輛的總能耗。

5 結(jié)論

全社會(huì)節(jié)能減排綜合管理平臺(tái)及其子系統(tǒng)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用多方面集成的平臺(tái)，涉及全市多個(gè)部門和行業(yè)，監(jiān)測(cè)范圍廣、數(shù)據(jù)量大且動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，對(duì)數(shù)據(jù)的有效性方面有嚴(yán)格的要求，且業(yè)務(wù)部門有管理邊界不清楚、需求不明確、管理功能目標(biāo)過(guò)大、實(shí)施組織有難度等特點(diǎn)明顯，這些都是平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的方面。

全社會(huì)節(jié)能減排監(jiān)測(cè)體系建設(shè)是節(jié)能減排財(cái)政政策綜合示范城市建設(shè)的重要組成部分，堅(jiān)持能源環(huán)境指標(biāo)“存量調(diào)結(jié)構(gòu)，增量擴(kuò)空間”的發(fā)展原則，建立節(jié)能減排長(zhǎng)效的協(xié)同工作機(jī)制，調(diào)動(dòng)企業(yè)節(jié)能減排的積極性，進(jìn)一步拉動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，引導(dǎo)社會(huì)資本投資，將集節(jié)能權(quán)益交易及節(jié)能綜合服務(wù)為一體的專業(yè)機(jī)構(gòu)推向市場(chǎng)化運(yùn)作，降低各節(jié)能主管部門信息系統(tǒng)建設(shè)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

[1]胡睿．基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)園區(qū)節(jié)能減排實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]．昆明理工大學(xué),2014．

[2]譚裴,薛偉．一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能耗管理平臺(tái)研究[C]．中國(guó)通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)年會(huì),2013．

[3]徐興玉．基于物聯(lián)網(wǎng)的反應(yīng)釜節(jié)能減排監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]．武漢理工大學(xué),2014．

[4]石伯明,王堅(jiān)．集團(tuán)型裝備制造企業(yè)能源綜合管理系統(tǒng)研究[J]．電腦知識(shí)與技術(shù),2015(5X):262-264．

[5]胡睿．基于物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)園區(qū)節(jié)能減排實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[M]．信息工程與自動(dòng)化學(xué)院,2011．

[6]王忠鋒,于文召,朱珍,等．物聯(lián)網(wǎng)在冶金工業(yè)能源管理中的應(yīng)用[J]．儀器儀表學(xué)報(bào),2010,31(S2)．

[7]周航．基于物聯(lián)網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化機(jī)房系統(tǒng)設(shè)備及資源綜合管理系統(tǒng)建設(shè)的研究[D]．東南大學(xué),2013．

[8]趙威．武漢市節(jié)能減排綜合管理體系研究[J]．經(jīng)營(yíng)管理者,2011(5): 98-98．