李毅然 李 杰 王一韋華 付振毅

1.三峽大學(xué)，湖北宜昌 443000；2.國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，山東泰安 271000；3.山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東濟南 250103；4.柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西柳州 545616

近年來，高校招生規(guī)模不斷擴大，在校學(xué)生數(shù)量逐年遞增，同時隨著人們生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進，學(xué)生的用電需求日益提高，大功率電器正逐步走進公寓，導(dǎo)致用電量與日俱增。然而，學(xué)生用電安全意識普遍薄弱，宿舍內(nèi)漏電、超負(fù)荷用電、違規(guī)用電等現(xiàn)象時有發(fā)生，用電設(shè)備多樣化、用電需求復(fù)雜化，管理漏洞凸顯，傳統(tǒng)人工管理弊端頻現(xiàn)。原有的人工用電控制管理模式不再適應(yīng)當(dāng)代學(xué)生公寓的用電需求，用電安全問題也成為高校后勤管理的一大困擾。為解決節(jié)約用電、安全用電問題，高校用電管理系統(tǒng)改革迫在眉睫。

目前，絕大部分新建學(xué)生公寓，已普遍采用自動化控制的用電管理系統(tǒng)。與從前的人工管理模式相比較，自動化程度有了較大的改進，實現(xiàn)了電力計量、遠程控制、功率限制等功能，電力浪費、竊電等問題明顯下降，安全隱患也相對減少。自動控制用電管理系統(tǒng)雖然有效地提高了運行管理效率，但仍存在多方面的不足。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能化控制水平不斷提高，為適應(yīng)建設(shè)“節(jié)約型社會”的需求，亟待將自動化管理升級換代為智能化管理，從而徹底解決當(dāng)前高校公寓用電管理中的缺陷。

1 目前通用用電管理系統(tǒng)的缺陷

1.1 傳統(tǒng)管理方式粗放簡單、模式單一

目前，高校用電管理大多采取“一刀切”的控制模式，即對管控區(qū)域內(nèi)的所有宿舍采取被動式管理：除公共用電（樓道燈、走廊燈、安全出口標(biāo)志等） 全天保供外，其它輸出回路集中人工定時拉閘限電。現(xiàn)行管理模式已遠遠落后于高校學(xué)生數(shù)量增加學(xué)生用電需求日益呈現(xiàn)多樣化的需求，給學(xué)生的學(xué)習(xí)生活造成了極大的不便。

1.2 現(xiàn)行用電管理方式存在較大安全隱患

老舊宿舍電路因設(shè)計所限，難以適應(yīng)日益增長的負(fù)荷需求，加之線路設(shè)施老化，存在著極大的用電安全隱患，迫切需要重新設(shè)計改裝用電管理系統(tǒng)。

學(xué)生用電安全意識普遍較為淡薄，用電高峰時段往往會同時接入過量常規(guī)電器，導(dǎo)致用電總負(fù)荷過高；甚至存在學(xué)生違規(guī)使用大功率純電阻負(fù)載（惡性負(fù)載） 的現(xiàn)象。這些，都極易造成火災(zāi)等事故的發(fā)生，在公寓這類人口密集的場所，安全風(fēng)險巨大。

目前，高校對于學(xué)生公寓使用大功率電器所采取的限制措施普遍較為簡單，比如：后勤部門往往用保險絲、空氣開關(guān)等斷路器加以控制，當(dāng)總功率超過限定值，即切斷供電回路。然而，當(dāng)惡性負(fù)載與其它負(fù)載同時使用時，未必會超過限制功率，且總回路功率因數(shù)并不高；此外，當(dāng)前市場違規(guī)出售的一種“功率轉(zhuǎn)換插座”裝置，通過內(nèi)部電容產(chǎn)生無功功率，導(dǎo)致惡性負(fù)載較難被有效識別，而高校又很難采取有效措施杜絕學(xué)生私自使用惡性負(fù)載。這些，均使得用電安全隱患問題無法被徹底解決。

1.3 用電管理系統(tǒng)獨立于校園管理系統(tǒng)

為了加強校園用電管理，不少高校已經(jīng)將傳統(tǒng)的人工管理系統(tǒng)升級換代為以IC卡電能表為基礎(chǔ)的自動用電管理系統(tǒng)。此系統(tǒng)較好地實現(xiàn)了電力計量，且精度較高，實現(xiàn)了預(yù)付費、遠程控制供、斷電等功能。然而，大多高校的用電管理系統(tǒng)依舊處于獨立運行狀態(tài)，未能實現(xiàn)與校園“一卡通”系統(tǒng)和財務(wù)管理系統(tǒng)的智能化對接。

學(xué)生公寓用電信息是高校全面加強校園用電管理非常重要的基礎(chǔ)資料。然而，由于學(xué)生公寓用電管理系統(tǒng)的獨立性，數(shù)據(jù)采集部分需要經(jīng)過人工二次加工整理，不能實現(xiàn)日志、數(shù)據(jù)的實時上傳、查看，校方無法實時、準(zhǔn)確地獲得所需數(shù)據(jù)（宿舍用電總量、生均用電量等） 。

高校學(xué)生公寓體量龐大，宿舍停電、斷電現(xiàn)象時有發(fā)生。其原因有的為線路故障，有的為欠費停電，也可能因集中高峰用電線路過載斷電，但也不排除違規(guī)使用大功率電器等人為原因?qū)е鹿收?。停斷電原因的分析和故障排除、消缺在通用用電管理系統(tǒng)中較難得以及時響應(yīng)。

由于用電管理系統(tǒng)的獨立性，無法直接與校園“一卡通”系統(tǒng)對接，給學(xué)生的電費業(yè)務(wù)辦理造成了較大的不便。學(xué)生無法在校園內(nèi)便捷的人工窗口、自助校園卡終端設(shè)備進行每月基礎(chǔ)電費（學(xué)生免交） 領(lǐng)取、電費自助繳納，相關(guān)業(yè)務(wù)只能在固定的時間段在固定的人工窗口辦理。因時間、窗口所限，導(dǎo)致等待人數(shù)多，等待時間長，甚至在晚間欠費斷電后，無法及時繳費和恢復(fù)供電，影響了學(xué)生正常的學(xué)習(xí)、生活。因宿舍用電信息無法從校園卡終端自助查詢，學(xué)生不能準(zhǔn)確掌握宿舍用電情況，致使部分學(xué)生對校方監(jiān)督、收費和服務(wù)等環(huán)節(jié)產(chǎn)生不滿和質(zhì)疑。

1.4 不能較好控制用電浪費現(xiàn)象

高校學(xué)生普遍節(jié)約意識淡薄，電力浪費現(xiàn)象頻繁。往往是室內(nèi)光線充足，多盞照明燈卻始終常亮；夏季空調(diào)長時間低溫運行；違規(guī)使用大功率電器等。校園作為人口密集的場所，且平均用電量大，所以，高校既是電力消費大戶，同時也可能是浪費大戶。對于用電浪費問題，高校通常被動采取節(jié)能知識宣傳、巡查（抽查） 、定時通斷電等措施，往往收效甚微，不能讓學(xué)生真正從內(nèi)心樹立節(jié)約意識。因現(xiàn)有用電管理系統(tǒng)所限，校方不能實時、準(zhǔn)確獲取各宿舍用電信息，無法對癥下藥，難以使用電浪費問題得以有效遏制。

1.5 用電管理系統(tǒng)未實現(xiàn)智能化管理

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能用電已在我國居民用電領(lǐng)域逐步得以推廣，已實現(xiàn)了自動計量、信息實時上傳、信息化繳費、自動通斷電等主要功能。網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)已在高校大部分與學(xué)生息息相關(guān)的多功能平臺（學(xué)校主頁、手機APP、微信公眾號等） 得到很好應(yīng)用，但由于高校用電管理系統(tǒng)的相對獨立性等原因，大多尚未實現(xiàn)智能化管理，已嚴(yán)重滯后于校方管理、學(xué)生應(yīng)用的信息化需求。借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高校與銀行等金融機構(gòu)、供電企業(yè)合作，實現(xiàn)學(xué)生智能繳費，供電企業(yè)智能服務(wù)，校方智能用電管理已成為智能化社會發(fā)展之所需，存在較大發(fā)展空間。

2 改進方案

隨著“智慧中國”和“節(jié)約型社會”的創(chuàng)建，全國各行各業(yè)均呈現(xiàn)出日新月異的變化，但是高校學(xué)生公寓現(xiàn)有用電管理水平卻大多處于傳統(tǒng)或比較低端的基礎(chǔ)管理階段，已遠滯后于社會的發(fā)展。

當(dāng)今，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得以飛速發(fā)展，居民用電信息集中采集、費用實時結(jié)算和故障智能分析判斷技術(shù)日臻完善，這都為高校公寓智能用電管理系統(tǒng)的開發(fā)利用提供了可資借鑒的技術(shù)和經(jīng)驗。在高校學(xué)生公寓推廣應(yīng)用集電能計量、收費管理、用電過程管理等功能于一體的智能用電管理系統(tǒng)，以徹底解決偷電、漏電、管理混亂、使用違章電器等問題，創(chuàng)建節(jié)約用電、安全用電的良好環(huán)境已成必然趨勢。

2.1 公寓智能用電管理系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)以下功能

① 計量精準(zhǔn)：單元用電計量準(zhǔn)確性高于國家標(biāo)準(zhǔn)值，計費和查詢便捷，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析靈活，可實時監(jiān)控。

② 基礎(chǔ)電量設(shè)置：免費基礎(chǔ)電量設(shè)置方式靈活，學(xué)?？砂疵吭拢径?、年度） 對各組別的用戶設(shè)定不同的免費基礎(chǔ)用電量。

③ 退費管理：系統(tǒng)支持費用明細(xì)打印，當(dāng)學(xué)生畢業(yè)時，系統(tǒng)操作員可依據(jù)明細(xì)，對該用戶單元進行退費處理。

④ 單元預(yù)存電量低限提示報警：當(dāng)用戶單元所預(yù)存（擁有） 的電量已減到設(shè)定低限值時，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號 （如：聲光提醒、信息提示等） ，自動提示用戶應(yīng)盡快購電，以確保單元不斷電。

⑤ 預(yù)收費和自助繳費：提供用戶定點線下預(yù)繳費和網(wǎng)絡(luò)自助預(yù)繳費多種可選購電方式，系統(tǒng)根據(jù)繳費情況自動控制用電單元。當(dāng)用戶剩余電量為零時，系統(tǒng)可自動切斷該單元供電，用戶重新購電后，系統(tǒng)自動恢復(fù)對該單元的供電。

⑥ 欠費延時斷電：當(dāng)用戶單元所預(yù)存的電量已減到0時，系統(tǒng)有即時斷電和延時斷電（可預(yù)置某一合理時段或后付費電量）兩種方式可供選擇，以避免夜間學(xué)生不方便續(xù)費通電。

⑦ 短路、漏電保護：在某分（支） 路短路或漏電時，分路斷路器能自動跳閘，及時切斷電路，只有當(dāng)該用戶單元的短路（或漏電） 狀態(tài)解除之后，重新人工閉合分路斷路器，用戶單元才可繼續(xù)用電，以確保線路安全。

⑧ 定時控電：學(xué)?？梢愿鶕?jù)自身管理需求，對學(xué)生用電時間進行多樣化定時控制。

⑨ 負(fù)載限制：學(xué)?？梢愿鶕?jù)自身管理要求，對用戶單元的最大負(fù)荷進行統(tǒng)一、分組、單獨設(shè)置不同限流值。當(dāng)某單元實際用電負(fù)荷超過設(shè)定的用電負(fù)荷時，系統(tǒng)將自動切斷該單元供電，只有當(dāng)管理員對該單元進行過流復(fù)位時，用戶單元才可以繼續(xù)用電。

⑩ 故障自動報警：當(dāng)系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)中有智能電表信息傳輸異常，或智能電表控制錯誤時，系統(tǒng)會自動報警。

?支持多種操作管控模式：多個操作員或管理員權(quán)限分配，批量或個別操作方式轉(zhuǎn)換，非法操作、誤操作阻擋提示，系統(tǒng)操作日志、賬戶操作日志等。

?用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能：系統(tǒng)軟件中含有報表打印功能，報表形式多樣靈活，統(tǒng)計分析快速、準(zhǔn)確。

?分時、分段惡性負(fù)載識別：當(dāng)學(xué)生宿舍使用違規(guī)大功率電器或純阻性大負(fù)載（如：電爐，熱得快等） 時，系統(tǒng)將自動識別為惡性負(fù)載，并區(qū)分不同的功率段、根據(jù)限制惡性負(fù)載的使用時間來實現(xiàn)對某些惡性負(fù)載的管控，自動判斷是否即時切斷其電源，以有效避免用電事故發(fā)生。

2.2 公寓智能用電管理系統(tǒng)可以與校園后勤管理系統(tǒng)友好對接

智能用電管理系統(tǒng)需具備與校園后勤管理系統(tǒng)順暢對接和割裂的能力。對接后，信息無需進行軟件二次處理即可實時上傳后勤管理系統(tǒng)，校方可以實時記錄、查閱數(shù)據(jù)參數(shù)、日志，從而實現(xiàn)智能化、集約化系統(tǒng)運行、管理，及時科學(xué)地調(diào)整用電管理方案，實現(xiàn)便捷、高效的維護與故障處置；對于用電異常情況，系統(tǒng)即時鎖定問題點，及時做出判斷，實施緊急控制，同時實時實現(xiàn)運行日志備份存檔等。后勤集團與銀行等金融機構(gòu)或供電企業(yè)協(xié)作，實現(xiàn)24h自助集團用電信息查詢、電費結(jié)算。

2.3 公寓用電管理系統(tǒng)可以與校園網(wǎng)的無縫對接

系統(tǒng)實現(xiàn)與校園網(wǎng)無縫對接，學(xué)生可利用校園個人ID及密碼由內(nèi)網(wǎng)登錄系統(tǒng)，根據(jù)個人權(quán)限進行信息查詢修改，用電管理、個人申訴等操作。學(xué)生每月的基礎(chǔ)（免費） 電量，可以在月初由系統(tǒng)自動導(dǎo)入“一卡通”，學(xué)生無需經(jīng)由人工窗口處理，即可在校園“一卡通”管理中心、人工窗口、自助終端查看個人、所在房間用電信息，無需在固定時間到固定窗口排隊查詢。學(xué)生需要續(xù)交電費時，可24h實現(xiàn)快捷自助業(yè)務(wù)辦理。

校方相關(guān)管理人員可依據(jù)權(quán)限對學(xué)生用電行為線上評定、管理，對于違反學(xué)校規(guī)定的行為依規(guī)管控、處置。兩套系統(tǒng)的無縫對接，充分實現(xiàn)學(xué)生用電便捷，校方管理高效。

2.4 公寓智能用電管理系統(tǒng)應(yīng)友好應(yīng)用于智能終端

智能用電管理系統(tǒng)研發(fā)同時，同步開發(fā)應(yīng)用于電腦、手機等終端的軟件 （APP等） ，用戶可憑權(quán)限便捷辦理用電業(yè)務(wù)。

2.5 公寓智能用電管理系統(tǒng)的實現(xiàn)途徑

2.5.1 技術(shù)研發(fā)推廣和經(jīng)費來源

在“互聯(lián)網(wǎng)+智能電網(wǎng)”技術(shù)的推動下，借鑒已日趨成熟的居民智能用電技術(shù)和先進經(jīng)驗，可多渠道實現(xiàn)公寓智能用電管理系統(tǒng)的研發(fā)：國家立項、理工科院校組團開發(fā)、校企（供電企業(yè)或裝備制造企業(yè)） 聯(lián)合研發(fā)、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā)等，國家或政府（教育主管部門） 尤其要支持和鼓勵已經(jīng)率先在該系統(tǒng)研究的領(lǐng)域加大科技、資金和人才投入，以盡快取得突破創(chuàng)新。在研發(fā)取得階段性成果的基礎(chǔ)上，國家或政府（教育主管部門） 選擇部分高校試點應(yīng)用，逐步實現(xiàn)系統(tǒng)完善和功能提升，繼而普及推廣。

研發(fā)經(jīng)費可吸收多渠道來源：專項科研經(jīng)費、政府（教育主管部門） 撥?？?、企業(yè)資助、產(chǎn)學(xué)研股份融資等。

2.5.2 基礎(chǔ)設(shè)施升級改造

較長一段時期，高校普遍使用的是機械式電表，部分現(xiàn)用的智能電表也僅限于實時計量、預(yù)存電費等基本功能，相對智能用電管理系統(tǒng)需求尚有較大升級改造空間。

部分學(xué)生公寓年代久遠，存在設(shè)計思路落后、線路老化、配套設(shè)施不完善等安全隱患。因此，針對老舊線路，應(yīng)當(dāng)及時排查問題，派專業(yè)人士進行維護、改造，提高其對于日益增長的用電負(fù)荷的承受能力，確保用電安全。在升級改造的基礎(chǔ)上，增加或完善信息傳輸功能。

2.5.3 管理服務(wù)隊伍素質(zhì)提升

高校現(xiàn)有用電管理團隊，普遍存在工作人員素質(zhì)參差不齊的情況。伴隨著智能化用電管理系統(tǒng)的實現(xiàn)，急需加大管理服務(wù)團隊人員結(jié)構(gòu)的調(diào)整，同時要加強對現(xiàn)有工作人員信息化、智能化知識的培訓(xùn)，促進隊伍素質(zhì)與業(yè)務(wù)能力的提升，熟練掌握智能化用電管理系統(tǒng)的應(yīng)用和業(yè)務(wù)處置，以適應(yīng)智能系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的新要求。

3 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，建立智慧校園是大勢所趨。而實現(xiàn)用電管理系統(tǒng)智能化是智慧校園之所需。智能用電管理系統(tǒng)對公寓用電行為實時監(jiān)控、記錄與判斷，可以極大提高學(xué)生用電安全意識與能源節(jié)約意識。智能用電管理系統(tǒng)融入后勤管理體系，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，加強與銀行、供電企業(yè)合作，在高素質(zhì)后勤團隊的管理維護下，可以提高管理和服務(wù)質(zhì)量，有助于學(xué)校管理層決策，為廣大在校學(xué)生提供更加便捷、高效的服務(wù)，為創(chuàng)建節(jié)約型社會做出積極貢獻。

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