張 潔 徐彥青 魏國(guó)富 高 珂 王金龍

1(青島理工大學(xué)信息與控制學(xué)院 山東 青島 266520) 2(青島前景互聯(lián)信息技術(shù)有限公司 山東 青島 266073)

0 引 言

熱網(wǎng)監(jiān)控是城市供熱的基礎(chǔ)保障。目前大部分城市的供熱系統(tǒng)，尤其是換熱站數(shù)量較多的供熱系統(tǒng)都已按照國(guó)家規(guī)范安裝了監(jiān)控系統(tǒng)[1-3]，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)熱網(wǎng)的熱力參數(shù)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，快速、準(zhǔn)確地反映儀表故障報(bào)警信息。因此，城市供熱中的監(jiān)控系統(tǒng)是否能夠正常且有效地運(yùn)行，是整個(gè)熱網(wǎng)控制系統(tǒng)中自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制的關(guān)鍵一環(huán)。但在城市供熱的正常運(yùn)行中，對(duì)其監(jiān)督和監(jiān)控往往局限在對(duì)壓力、溫度等各功能模模塊單元中，對(duì)熱電廠以及熱力公司等供熱企業(yè)未能形成有效監(jiān)管。供熱企業(yè)對(duì)各功能模塊單元的監(jiān)控，往往局限于供熱企業(yè)自檢和定期的現(xiàn)場(chǎng)檢查，對(duì)于各功能模塊硬件設(shè)備工作狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控缺少有效的手段[4-8]。因此，建立完善的監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，能夠有效節(jié)省人力物力，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸，加強(qiáng)對(duì)供熱系統(tǒng)的監(jiān)督，提高供熱系統(tǒng)的儀器設(shè)備預(yù)警能力，提高現(xiàn)場(chǎng)修檢人員快速反應(yīng)能力，保護(hù)管網(wǎng)和儀表儀器設(shè)備的安全[9-10]。針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)熱網(wǎng)監(jiān)測(cè)分析不完善的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了協(xié)議轉(zhuǎn)換方法，利用GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，主要包括報(bào)警監(jiān)測(cè)、監(jiān)督管理、GIS管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理等功能。對(duì)于沒(méi)有安裝熱網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的供熱企業(yè)，通過(guò)安裝電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、壓力變送器等流量傳感器，利用智能流量顯示儀收集傳感器數(shù)據(jù)，然后為智能流量顯示儀配置(Data Transfer unit, DTU)設(shè)備。這是專(zhuān)門(mén)用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的無(wú)線終端設(shè)備。并與前置軟件(一種連接智能流量?jī)x表和后臺(tái)的通信處理機(jī))相連通，在前置軟件中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解析處理，并將數(shù)據(jù)的格式統(tǒng)一化，然后把數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。熱網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)解決了目前國(guó)內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析不完善、監(jiān)管力度不足的問(wèn)題，并在江蘇省某熱電廠工程中成功運(yùn)行至今，驗(yàn)證了系統(tǒng)的性能。

1 協(xié)議解析技術(shù)

隨著熱網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，熱網(wǎng)數(shù)據(jù)越來(lái)越多，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集處理無(wú)法實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲取熱網(wǎng)范圍內(nèi)的全部熱網(wǎng)數(shù)據(jù)。另外，目前的熱網(wǎng)設(shè)備來(lái)自不同廠商，其使用的傳輸協(xié)議各不相同，因此在采集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)時(shí)，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議預(yù)處理。

文獻(xiàn)[3]對(duì)供熱企業(yè)提供監(jiān)控管理，利用控制器(可編程邏輯控制器)PLC采集處理?yè)Q熱站信號(hào)，并基于該信號(hào)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)表，但是對(duì)使用不同傳輸協(xié)議的設(shè)備不能進(jìn)行處理。文獻(xiàn)[4]針對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)了監(jiān)控云平臺(tái)，該平臺(tái)可與使用擴(kuò)展協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但是對(duì)擴(kuò)展協(xié)議有要求，擴(kuò)展協(xié)議不可與平臺(tái)原通信協(xié)議中所使用或保留的控制命令相沖突。

在熱網(wǎng)監(jiān)控中，首先各種熱網(wǎng)傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄芰髁匡@示儀中，智能流量顯示儀配置DTU并與前置軟件相連，前置軟件定時(shí)向智能流量顯示儀發(fā)送查詢(xún)數(shù)據(jù)的指令，智能流量顯示儀返回對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包給前置軟件。由于傳感器設(shè)備來(lái)自不同廠商，通信協(xié)議各不相同，造成數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的障礙，本文通過(guò)對(duì)不同協(xié)議進(jìn)行判斷和處理，再根據(jù)對(duì)應(yīng)協(xié)議對(duì)通信包中數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式再存入數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)對(duì)熱網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取。同時(shí)系統(tǒng)可以根據(jù)需要進(jìn)行規(guī)模擴(kuò)展，兼容現(xiàn)有設(shè)備或加入更新設(shè)備。圖1為協(xié)議轉(zhuǎn)換圖。

圖1 協(xié)議轉(zhuǎn)換圖

2 協(xié)議轉(zhuǎn)換方法

熱網(wǎng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)在每個(gè)供熱企業(yè)的使用現(xiàn)場(chǎng)部署超時(shí)波流量計(jì)、平衡流量計(jì)、壓力變送器、電磁流量計(jì)等傳感器設(shè)備，設(shè)備采用MODBUS標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議)，以 485總線為基礎(chǔ)，組成問(wèn)答式的局部通信網(wǎng)絡(luò)，智能流量/熱量顯示儀在此通信網(wǎng)絡(luò)下采集、解釋、換算實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(傳感器設(shè)備中的各種熱網(wǎng)數(shù)據(jù))，并負(fù)責(zé)處理、存儲(chǔ)、管理。系統(tǒng)的前置軟件通過(guò)ICP/IP協(xié)議連接到裝配置了DTU的智能流量顯示儀。配置硬件人員在DTU中刷入遠(yuǎn)程平臺(tái)IP、配置心跳規(guī)則、注冊(cè)包等，將不同設(shè)備和遠(yuǎn)程平臺(tái)的端口進(jìn)行匹配，以便獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和下發(fā)指令。但不同設(shè)備或者不同供熱企業(yè)因?qū)嶋H情況可能使用不同的協(xié)議，即使是同一個(gè)供熱企業(yè)使用一類(lèi)設(shè)備，也可能存在設(shè)備之間的協(xié)議類(lèi)型不同。表1列出了系統(tǒng)中前置軟件與 DTU之間的數(shù)據(jù)格式。

表1 數(shù)據(jù)格式表

表2是對(duì)數(shù)據(jù)格式的解釋說(shuō)明。

表2 數(shù)據(jù)格式說(shuō)明

以本系統(tǒng)中熱網(wǎng)系統(tǒng)“Xuyi”協(xié)議為例解析數(shù)據(jù)。前置軟件向智能流量/熱量顯示儀發(fā)送9C 01 01 77 79 00指令，查詢(xún)“聯(lián)誼生物”機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，返回一個(gè)數(shù)據(jù)包，如下：

22 09 94 17 86 00 15 43 00 56 51 00 00 13 26 00 01 73 07 00 00 69 27 00 00 00 00 23 00 00 99 00 00 05 01 34

表3是基于“Xuyi”協(xié)議對(duì)上述數(shù)據(jù)包的解析說(shuō)明。

表3 數(shù)據(jù)包解析表

Web服務(wù)器通過(guò)前置軟件獲取數(shù)據(jù)主要包括3個(gè)過(guò)程：信息獲取、信息提取、信息發(fā)送。

(1) 信息獲取 Web服務(wù)器從DTU配置中獲取設(shè)備和遠(yuǎn)程平臺(tái)IP端口對(duì)應(yīng)順序，根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置時(shí)間間隔，定時(shí)通過(guò)前置軟件向配置了DTU的智能流量顯示儀傳輸指令，然后獲得對(duì)應(yīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)包，當(dāng)數(shù)據(jù)包過(guò)長(zhǎng)時(shí)，將一個(gè)數(shù)據(jù)包分成長(zhǎng)度合適的多個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸，避免發(fā)生TCP/IP丟包的情況。

(2) 信息提取 從數(shù)據(jù)包中解析數(shù)據(jù)，根據(jù)不同需求和協(xié)議，進(jìn)行不同的解碼和提取，去除冗余字段，進(jìn)行格式統(tǒng)一處理。

(3) 信息發(fā)送 本系統(tǒng)存在2種信息發(fā)送情況。一種是Web后臺(tái)服務(wù)器向前置軟件發(fā)送指令(如控制閥門(mén)等設(shè)備的打開(kāi)、關(guān)閉或者對(duì)某個(gè)設(shè)備進(jìn)行充值等)，前置軟件根據(jù)指令中涉及設(shè)備所使用的協(xié)議對(duì)Web后臺(tái)服務(wù)器傳輸?shù)闹噶钸M(jìn)行解析并轉(zhuǎn)化成ASCII碼形式指令，然后再下發(fā)給智能流量顯示儀。另一種是前置軟件定時(shí)根據(jù)協(xié)議拼接特殊指令(整點(diǎn)數(shù)據(jù)上報(bào)指令，監(jiān)測(cè)采集指令等)并下發(fā)給智能流量顯示儀，同時(shí)設(shè)置監(jiān)聽(tīng)將獲取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)推送給Web服務(wù)器。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)采用站控層、通信層和間隔層三層架構(gòu)。在間隔層采集傳感器與熱網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)通信層的Web服務(wù)器、交換機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞脚c站控層進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理熱網(wǎng)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)圖如圖2所示。

圖2 熱網(wǎng)監(jiān)控拓?fù)浼軜?gòu)圖

該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)展示和處理嚴(yán)格分開(kāi)，系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)更加清晰，同時(shí)提高系統(tǒng)安全性能。業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)處理完全分開(kāi)的設(shè)計(jì)方法有利于對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和功能擴(kuò)展。本文的系統(tǒng)框架如圖3所示。

圖3 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)框架

首先熱網(wǎng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)定時(shí)通過(guò)前置軟件向智能流量?jī)x表發(fā)送不同指令，通過(guò)指令查詢(xún)數(shù)據(jù)，同時(shí)前置軟件連接后臺(tái)與傳感器、壓力計(jì)等傳感器，智能流量?jī)x表定時(shí)以報(bào)文形式發(fā)送數(shù)據(jù)包應(yīng)答前置軟件。然后前置軟件獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)文并按照協(xié)議進(jìn)行解析，再提取出設(shè)備端口、壓力、溫濕度等主要信息，并對(duì)信息進(jìn)行格式統(tǒng)一處理再存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。最后瀏覽器向后臺(tái)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，后臺(tái)接收請(qǐng)求后解析并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)處理。處理完成后，將結(jié)果封裝成JSON字符串然后傳到前臺(tái)頁(yè)面，在瀏覽器上展現(xiàn)。

3.2 后臺(tái)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用SSM框架開(kāi)發(fā)，分為數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、業(yè)務(wù)控制層。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層封裝操作數(shù)據(jù)的方法，該層包括2個(gè)部分：封裝的SQL語(yǔ)句和調(diào)用SQL的方法接口類(lèi)。通過(guò)調(diào)用接口使用相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作方法；創(chuàng)建公用業(yè)務(wù)邏輯層，并在此層中封裝基礎(chǔ)業(yè)務(wù)邏輯操作，然后將數(shù)據(jù)訪問(wèn)層注入該層，通過(guò)在公共方法類(lèi)中調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行不同的業(yè)務(wù)邏輯預(yù)處理；通過(guò)控制層調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層來(lái)完成業(yè)務(wù)邏輯操作。

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),圖4為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的UML類(lèi)圖。業(yè)務(wù)控制器AtYewushujuController封裝了為不同的頁(yè)面?zhèn)鬟f數(shù)據(jù)的方法,它通過(guò)調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層AtYewushujuService里面封裝的操作數(shù)據(jù)接口，完成對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的操作，包括：定時(shí)刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和鍋爐數(shù)據(jù)；加載負(fù)載曲線(熱網(wǎng)分表、總表和鍋爐的瞬時(shí)流量對(duì)比曲線)；加載管損曲線(熱網(wǎng)分表、總表和管損的瞬時(shí)流量對(duì)比曲線)；批量刪除和展示歷史數(shù)據(jù)(前一個(gè)月的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù))；根據(jù)條件查詢(xún)歷史時(shí)刻數(shù)據(jù)和超限數(shù)據(jù)報(bào)警信息，根據(jù)機(jī)構(gòu)、日期和變量的查詢(xún)條件展示變量曲線對(duì)比圖；蒸汽日?qǐng)?bào)、蒸汽時(shí)報(bào)、蒸汽月報(bào)、蒸汽天報(bào)、蒸汽年報(bào)等統(tǒng)計(jì)報(bào)表信息。

圖4 熱網(wǎng)實(shí)時(shí)信息的UML類(lèi)圖

對(duì)于系統(tǒng)在線用戶(hù)的操作，在傳統(tǒng)的Web應(yīng)用模式中使用同步加載操作，服務(wù)器處理完HTTP請(qǐng)求后需重新加載整個(gè)頁(yè)面。本系統(tǒng)采用AJAX技術(shù)(一種通過(guò)異步通信實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端頁(yè)面局部更新的技術(shù))實(shí)現(xiàn)頁(yè)面的分步刷新。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)前置軟件接收的數(shù)據(jù)包有4種類(lèi)型信息：熱網(wǎng)數(shù)據(jù)信息、設(shè)備信息、機(jī)構(gòu)信息和充值信息。系統(tǒng)將設(shè)備管理表與系統(tǒng)機(jī)構(gòu)表關(guān)聯(lián)得到供熱企業(yè)的設(shè)備狀態(tài)信息；實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表與設(shè)備管理表關(guān)聯(lián)得到設(shè)備的熱網(wǎng)數(shù)據(jù)；系統(tǒng)機(jī)構(gòu)表、設(shè)備管理表和充值表關(guān)聯(lián)得到供熱企業(yè)的充值信息。由于一個(gè)設(shè)備每隔幾分鐘產(chǎn)生一條實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并存入實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表，為避免冗余數(shù)據(jù)過(guò)多，提高查詢(xún)效率，將實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表中超過(guò)6個(gè)月的數(shù)據(jù)提取出來(lái)，再轉(zhuǎn)存至業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表。實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表、系統(tǒng)機(jī)構(gòu)表、充值表和設(shè)備管理表的關(guān)系如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)表關(guān)系圖

3.4 前端設(shè)計(jì)

前端使用jQuery+Bootstrap技術(shù)來(lái)渲染頁(yè)面并通過(guò)瀏覽器展現(xiàn)給用戶(hù)。本系統(tǒng)定時(shí)刷新首頁(yè)單位監(jiān)控模塊中的數(shù)據(jù)，單位監(jiān)控模塊展示了熱網(wǎng)單位的名稱(chēng)和狀態(tài)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)一旦超過(guò)該單位設(shè)置的上下限值，就將狀態(tài)改為超限報(bào)警，同時(shí)刷新首頁(yè)的單位詳情模塊。單位詳情模塊默認(rèn)展示單位監(jiān)控模塊中排列在第一行的單位的所有熱網(wǎng)數(shù)據(jù)，用戶(hù)可通過(guò)點(diǎn)擊不同的單位名稱(chēng)來(lái)切換單位詳情模塊的數(shù)據(jù)。單位詳情模塊中所展示的單位狀態(tài)為超限報(bào)警的情況下將超出限制值的熱網(wǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)記為紅色，以引起熱網(wǎng)用戶(hù)的注意，并快速確認(rèn)出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)。標(biāo)出超線數(shù)據(jù)和單位狀態(tài)報(bào)警的javascript代碼如下：

//首頁(yè)監(jiān)控實(shí)時(shí)單位報(bào)警

function addLianWangTr(obj ,_index) {

var type = "1";

//在頁(yè)面拼接出監(jiān)控單位的狀態(tài)：工作正常，斷電狀態(tài)，

//網(wǎng)絡(luò)異?；蛘叱迗?bào)警

var _tr = ′′+

′′+

′′+

′′;

＄′#lianwang_body_max′).append(_tr);

}

function openDanWeiViewInit(obj) {

for (var o in obj) {

//對(duì)超出限度的某個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行頁(yè)面報(bào)警

//判斷密度的數(shù)據(jù)是否需要報(bào)警

changedivcolor(midumax,midumin,midu,"midu");

//判斷頻率的數(shù)據(jù)是否需要報(bào)警

changedivcolor(pinlvmax,pinlvmin,pinlv,"pinlv");

//判斷溫度的數(shù)據(jù)是否需要報(bào)警

changedivcolor(wendumax,wendumin,wendu,"wendu");

//判斷壓力的數(shù)據(jù)是否需要報(bào)警

changedivcolor(yalimax,yalimin,yali,"yali");

//判斷流量的數(shù)據(jù)是否需要報(bào)警

changedivcolor(liuliangmax,liuliangmin,liuliang,"liuliang");

}

}

//改變數(shù)據(jù)顏色，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的方法

function changedivcolor(limitmax,limitmin,limitcanshu,id) {

var canshudiv=document.getElementById(id);

if(parseInt(limitcanshu)>parseInt(limitmax)||parseInt(limitcanshu)

canshudiv.style.color="red";

}else {

canshudiv.style.color="#00d0fe";

}

3.5 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)具備報(bào)警監(jiān)測(cè)，監(jiān)督管理，GIS管理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理四大功能,功能模塊結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)功能模塊圖

3.5.1報(bào)警監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)分為余額報(bào)警、余量報(bào)警和頁(yè)面報(bào)警。余額報(bào)警的流程如下：系統(tǒng)定時(shí)獲取熱網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(包含實(shí)時(shí)的余額數(shù)據(jù))和報(bào)警信息，如果接收到的報(bào)警信號(hào)為余額報(bào)警，系統(tǒng)將日期、充值類(lèi)型、余額不足的機(jī)構(gòu)名稱(chēng)、當(dāng)前余額剩余量，以及余額限度等數(shù)據(jù)拼接為余額報(bào)警短信，然后將短信發(fā)送給用熱網(wǎng)單位相關(guān)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)人及時(shí)對(duì)余額不足的設(shè)備進(jìn)行充值；如果實(shí)時(shí)獲取的余額數(shù)據(jù)低于一定的余額下限值，則再發(fā)送一條余額報(bào)警提醒短信。余量報(bào)警短信與余額報(bào)警短信流程一致。頁(yè)面報(bào)警流程：系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收顯示聯(lián)網(wǎng)供熱企業(yè)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)備數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)超過(guò)供熱企業(yè)設(shè)置的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)限制，在頁(yè)面做突出顯示處理。

3.5.2監(jiān)督管理

監(jiān)督管理用于對(duì)供熱企業(yè)的添加和管理，對(duì)項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)、崗位、用戶(hù)等進(jìn)行相應(yīng)操作設(shè)置，設(shè)置擁有余額下限權(quán)限(接收余額報(bào)警短信)、余量下限權(quán)限(接收余量報(bào)警短信)和充值成功權(quán)限(充值成功后接收充值成功短信)的人員，為不同的登錄該系統(tǒng)的人員設(shè)置不同的權(quán)限、展示不同內(nèi)容，或者改變權(quán)限的分配情況，對(duì)系統(tǒng)不同權(quán)限人員(如系統(tǒng)管理員，二級(jí)管理員)進(jìn)行添加、分配權(quán)限等操作，擁有不同系統(tǒng)權(quán)限的系統(tǒng)用戶(hù)對(duì)充值記錄有不同的審核權(quán)限。

3.5.3GIS管理

系統(tǒng)可以自由地為每個(gè)機(jī)構(gòu)標(biāo)注熱網(wǎng)管道，或者修改已標(biāo)注的管道信息，在GIS上的對(duì)應(yīng)地理位置標(biāo)注管道的走向、長(zhǎng)度等。該標(biāo)注信息實(shí)時(shí)展示在瀏覽器首頁(yè)，供各用戶(hù)查看。標(biāo)注每個(gè)供熱企業(yè)位置并高亮顯示企業(yè)名稱(chēng)，各系統(tǒng)登錄用戶(hù)可通過(guò)點(diǎn)擊企業(yè)名稱(chēng)快速查看企業(yè)詳情。

3.5.4實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理

主要是對(duì)不同區(qū)域不同供熱企業(yè)的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析、展示數(shù)據(jù)、提供數(shù)據(jù)對(duì)比、制作報(bào)表，為各級(jí)供熱企業(yè)管理提供信息支撐。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

4.1 GIS地圖展示

系統(tǒng)首頁(yè)展示所有供熱企業(yè)的GIS標(biāo)注和實(shí)際管道標(biāo)注情況如圖7所示。點(diǎn)擊GIS上的企業(yè)標(biāo)簽展示該企業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線、歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線。

圖7 GIS管道圖

4.2 曲線對(duì)比圖

對(duì)系統(tǒng)內(nèi)大規(guī)模的熱量數(shù)據(jù)，除了如GIS內(nèi)的數(shù)據(jù)列表和實(shí)時(shí)曲線等展示形式，本系統(tǒng)還提供如圖8所示的對(duì)比曲線圖形式，用戶(hù)從選擇機(jī)構(gòu)的下拉框中選擇任意一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)，改變?nèi)掌?默認(rèn)為當(dāng)天)和變量(默認(rèn)為流量)即可查詢(xún)出選擇日期下，所選擇機(jī)構(gòu)的變量對(duì)比圖，直觀提供了不同機(jī)構(gòu)的變量差異。

圖8 曲線對(duì)比圖

4.3 數(shù)據(jù)報(bào)表

系統(tǒng)展示熱網(wǎng)數(shù)據(jù)的另一種方式為統(tǒng)計(jì)并生成報(bào)表。本系統(tǒng)提供蒸汽日?qǐng)?bào)、蒸汽時(shí)報(bào)、蒸汽月報(bào)、蒸汽年報(bào)、蒸汽天報(bào)等多種報(bào)表。圖9就是蒸汽年報(bào)圖，展示了不同區(qū)域熱用戶(hù)使用流量的情況和單位，將一年分為1月到12月份并顯示合計(jì)數(shù)據(jù)。

圖9 蒸汽年報(bào)圖

4.4 頁(yè)面報(bào)警

系統(tǒng)對(duì)熱網(wǎng)中的異常數(shù)據(jù)提供頁(yè)面報(bào)警，如圖10所示，其中：(a) 是熱網(wǎng)的單位監(jiān)控模塊，單位監(jiān)控模塊是熱網(wǎng)中的單位名稱(chēng)和狀態(tài)的列表，一頁(yè)展示5條記錄，可以翻頁(yè)查看剩余單位列表，列表對(duì)超出設(shè)定限度的單位顯示超限報(bào)警，如科思化學(xué)；(b) 是單位詳情模塊，默認(rèn)展示單位監(jiān)控模塊中的第一條數(shù)據(jù)，單位詳情模塊中標(biāo)紅具體的超限數(shù)據(jù)如溫度數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊單位監(jiān)控模塊中的不同單位名稱(chēng)可以切換單位詳情模塊中的單位數(shù)據(jù)，展示所點(diǎn)擊單位的具體數(shù)據(jù)。

(a) (b)圖10 熱網(wǎng)綜合監(jiān)控圖

4.5 角色管理

系統(tǒng)提供角色權(quán)限服務(wù)，針對(duì)不同用戶(hù)提供不同的可操作范圍，如圖11展示登錄系統(tǒng)的角色名稱(chēng)、角色編碼、是否為系統(tǒng)角色、用戶(hù)的類(lèi)型，其可以訪問(wèn)的數(shù)據(jù)范圍為更新的時(shí)間、備注信息、用戶(hù)的狀態(tài)以及對(duì)該用戶(hù)的操作和新增系統(tǒng)使用者。操作的類(lèi)型有編輯、停用、刪除、功能菜單、系統(tǒng)權(quán)限、分配用戶(hù)。

圖11 角色管理圖

系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，涉及到智能儀器儀表、壓力變送器、平衡流量計(jì)等儀器設(shè)備，表4列舉了項(xiàng)目中設(shè)計(jì)的所有設(shè)備型號(hào)。

表4 采集設(shè)備表

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)局部通信網(wǎng)絡(luò)，被智能流量顯示儀收集數(shù)據(jù)，再通過(guò)有線的VPN和無(wú)線GPRS建立的通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)角爸密浖M(jìn)行處理。圖12是現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備圖，左側(cè)位智能渦街流量計(jì)，右側(cè)為智能流量顯示儀設(shè)備。

圖12 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備圖

5 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于大部分供熱系統(tǒng)中安裝的監(jiān)控系統(tǒng)缺乏對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了協(xié)議轉(zhuǎn)換方法。利用GIS技術(shù)完成了熱網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)的搭建，本文設(shè)計(jì)的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法可以對(duì)多種協(xié)議進(jìn)行解析，使供熱系統(tǒng)中的使用不同通信協(xié)議的設(shè)備與熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)通信，完成本系統(tǒng)對(duì)供熱系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)已在江蘇省某熱電廠項(xiàng)目中投入使用，且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行驗(yàn)證，證明了系統(tǒng)的可靠性。