周宏亮 韓衛(wèi)兵

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的快速進(jìn)步和用電安全、綠色節(jié)能的時(shí)代發(fā)展要求，為推進(jìn)各大銀行網(wǎng)點(diǎn)的智能化建設(shè)，利用物聯(lián)網(wǎng)總控能力，把網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)智能空開(kāi)設(shè)備、智能燈具等接入我司研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，進(jìn)行統(tǒng)一安全管控，實(shí)現(xiàn)環(huán)境光強(qiáng)與燈光亮度聯(lián)動(dòng)、一鍵遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)燈、一鍵遠(yuǎn)程分合閘、空開(kāi)計(jì)量參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用電量月度年度分析、異常事件提前預(yù)警或告警通知等遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)能力，在真正實(shí)現(xiàn)安全用電、綠色節(jié)能、服務(wù)高效的同時(shí)，以實(shí)際行動(dòng)踐行“碳達(dá)峰、碳中和”重大國(guó)家戰(zhàn)略政策，彰顯當(dāng)代銀行的良好形象。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧用電；節(jié)能；安全

中圖分類號(hào)：TP311? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）30-0101-02

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

今年兩會(huì)上，“碳達(dá)峰、碳中和”被首次寫(xiě)入政府工作報(bào)告，再度掀起了全民關(guān)注與熱議。報(bào)告明確指出，要制定2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，以實(shí)際行動(dòng)為全球應(yīng)對(duì)氣候變化做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

為全面貫徹習(xí)近平總書(shū)記提出的“碳達(dá)峰、碳中和”重大國(guó)家戰(zhàn)略，促進(jìn)各大銀行從綜合性網(wǎng)點(diǎn)經(jīng)營(yíng)發(fā)展向綜合性智能銀行轉(zhuǎn)型，項(xiàng)目組綜合考慮營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)區(qū)域分布、輻射范圍、經(jīng)濟(jì)條件、客戶結(jié)構(gòu)、網(wǎng)點(diǎn)功能布局等建設(shè)因素，圍繞客戶體驗(yàn)和員工體驗(yàn)，突出物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)對(duì)網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)的變革，提出了銀行網(wǎng)點(diǎn)智慧用電計(jì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的研究方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)銀行網(wǎng)點(diǎn)的電量使用進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境光強(qiáng)與燈光亮度聯(lián)動(dòng)，平臺(tái)實(shí)時(shí)控制，故障實(shí)時(shí)預(yù)警報(bào)警等功能，達(dá)到安全用電、節(jié)能減排、綠色發(fā)展、服務(wù)高效的目標(biāo)，以實(shí)際行動(dòng)踐行“碳達(dá)峰、碳中和”重大國(guó)家政策，彰顯銀行良好形象。

銀行屬于重要的建筑場(chǎng)所，對(duì)安全有著很高的要求。一旦銀行發(fā)生火災(zāi)，其經(jīng)濟(jì)損失會(huì)比普通的建筑火災(zāi)更加嚴(yán)重[1]。目前國(guó)內(nèi)銀行網(wǎng)點(diǎn)的空開(kāi)系統(tǒng)大多處于傳統(tǒng)階段，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路的電氣參數(shù)和用電情況，通斷電時(shí)還需要手動(dòng)合閘、分閘，發(fā)生故障后不易排查原因，存在浪費(fèi)用電和用電安全隱患，綜合智能化水平不高，尚未形成設(shè)備聯(lián)動(dòng)和平臺(tái)統(tǒng)一監(jiān)測(cè)與管控。此外，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有廠家推出了智能空開(kāi)設(shè)備及配套軟件系統(tǒng)，但針對(duì)銀行用戶個(gè)性化需求的方案少之又少，主要問(wèn)題在于現(xiàn)有方案不支持環(huán)境光強(qiáng)、燈光控制和智能空開(kāi)相互聯(lián)動(dòng)，配套軟件系統(tǒng)（PC和App端）須經(jīng)過(guò)廠家服務(wù)器中轉(zhuǎn)，不符合銀行對(duì)數(shù)據(jù)獨(dú)享和絕對(duì)安全的要求。

自90年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，國(guó)外的配電智能化程度得到快速發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控設(shè)備與智能化電氣設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，還要求一些電氣產(chǎn)品具有可通信的功能，于是相繼開(kāi)發(fā)了多種類型的可通信型斷路器產(chǎn)品，這種能夠?qū)崿F(xiàn)通信功能的智能斷路器產(chǎn)品便成為智能斷路器領(lǐng)域的第四代發(fā)展目標(biāo)[2]。

不可否認(rèn)的是，在國(guó)際視野中，銀行大力發(fā)展金融科技、提升智能化水平已成為銀行業(yè)新型發(fā)展方向。我國(guó)銀行若想進(jìn)一步提升自身競(jìng)爭(zhēng)力，朝著智能化方向演進(jìn)是必經(jīng)之路[3]。隨著物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的快速進(jìn)步和安全、節(jié)能的發(fā)展要求，采用新技術(shù)將銀行網(wǎng)點(diǎn)環(huán)境和相關(guān)照明設(shè)備一體化，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)與管控的需求應(yīng)運(yùn)而生。規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施一種新的智能化銀行網(wǎng)點(diǎn)智慧用電監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全用電、節(jié)能減排、綠色發(fā)展，更好地提高網(wǎng)點(diǎn)服務(wù)效率和客戶滿意度，提升銀行對(duì)外品牌形象，是擺在未來(lái)銀行網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)營(yíng)發(fā)展面前的必然要求。同時(shí)，智能空開(kāi)和為客戶訂制的配套軟件系統(tǒng)由于市場(chǎng)潛力巨大，消費(fèi)需求旺盛，將成為又一個(gè)信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的“風(fēng)口”。

1 研究目標(biāo)

（1） 利用物聯(lián)網(wǎng)總控能力，把網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)所有空開(kāi)設(shè)備接入項(xiàng)目組研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，搭建硬件測(cè)試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境光強(qiáng)與燈光亮度、智能空開(kāi)一起聯(lián)動(dòng)，真正實(shí)現(xiàn)安全用電、綠色節(jié)能的目標(biāo)。

（2） 將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)讀取到的相關(guān)計(jì)量參數(shù)分門別類地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、圖形顯示、對(duì)比和本地存儲(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)微型智能斷路器的電氣指標(biāo)（電壓、電流、剩余電流、故障報(bào)警類型、功率、電量、分合閘狀態(tài)、板載溫度等）實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)故障斷開(kāi)點(diǎn)能夠精準(zhǔn)定位、即時(shí)信息處理及推送并能夠快速處理故障等[4]，供銀行運(yùn)維人員使用和參考。

（3） 確保部署在銀行私有服務(wù)器上的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，在實(shí)現(xiàn)所有相關(guān)監(jiān)測(cè)、管控等功能的同時(shí)，有持續(xù)、良好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗外界干擾能力，能防止數(shù)據(jù)外泄，并確保數(shù)據(jù)傳輸和本地保存的絕對(duì)安全。

2 待解決的問(wèn)題

（1） 依據(jù)智能空開(kāi)和漏電斷路器的硬件通信接口和軟件通信協(xié)議，搭建軟硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境，編寫(xiě)底層協(xié)議驅(qū)動(dòng)軟件，將讀取到的計(jì)量參數(shù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)平臺(tái)，并將物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)下發(fā)的查詢或控制動(dòng)作按協(xié)議指令格式，傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的空開(kāi)和漏保設(shè)備中，且保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，將誤碼率控制在合理范圍內(nèi)；

（2） 對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、讀取到的相關(guān)計(jì)量參數(shù)（電壓、電流、剩余電流、故障預(yù)警報(bào)警類型、功率、電量、分合閘狀態(tài)、板載溫度等）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、圖形顯示、對(duì)比和本地存儲(chǔ)，依托項(xiàng)目組現(xiàn)已開(kāi)發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，評(píng)估、規(guī)劃、開(kāi)發(fā)一套人機(jī)交互界面，可以通過(guò)該界面系統(tǒng)查看每臺(tái)空開(kāi)的用電量情況分析和故障預(yù)警報(bào)警情況，如：日用電量、月度用電量曲線、年度用電量曲線，當(dāng)前線路有無(wú)故障等；

（3） 可以通過(guò)界面系統(tǒng)下發(fā)指令，實(shí)現(xiàn)一鍵全部分閘、一鍵全部合閘，一鍵控制某個(gè)對(duì)應(yīng)的空開(kāi)分合閘等操作，并增加校驗(yàn)機(jī)制，確保分合閘指令的動(dòng)作成功；

（4） 可檢測(cè)漏保開(kāi)關(guān)的漏保功能是否良好，支持自動(dòng)自檢和手動(dòng)自檢，軟件可通過(guò)界面系統(tǒng)中自檢圖標(biāo)啟動(dòng)漏電自檢功能，軟件也可以定期在固定時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)巡檢，以確保漏保斷路器的漏保功能正常；

（5） 實(shí)現(xiàn)當(dāng)前環(huán)境亮度檢測(cè)、人體感應(yīng)檢測(cè)與控制燈具的智能空開(kāi)、調(diào)光開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)有顧客在某個(gè)區(qū)域且光線較暗時(shí)，實(shí)現(xiàn)該區(qū)域自動(dòng)開(kāi)燈或調(diào)亮燈光；當(dāng)區(qū)域光線較亮?xí)r，實(shí)現(xiàn)該區(qū)域自動(dòng)關(guān)燈或調(diào)暗亮度，最終達(dá)到智能高效、綠色節(jié)能的目標(biāo)；

（6） 為銀行訂制開(kāi)發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（包含人機(jī)交互界面）需部署在銀行的私有服務(wù)器端，有持續(xù)、良好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗外界干擾能力，能防止數(shù)據(jù)外泄，并確保數(shù)據(jù)傳輸和本地保存的絕對(duì)安全。

3 方案介紹

該系統(tǒng)方案由傳感器內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、智能空開(kāi)與燈具設(shè)備、智能網(wǎng)關(guān)與邊緣網(wǎng)關(guān)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等組成。其中，人體感應(yīng)、調(diào)光開(kāi)關(guān)、光照傳感器組成傳感器內(nèi)部網(wǎng)，通過(guò)無(wú)線方式與智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸；智能網(wǎng)關(guān)與邊緣網(wǎng)關(guān)之間和銀行私有云服務(wù)器之間都通過(guò)有線連接，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩c穩(wěn)定；智能空開(kāi)通過(guò)RS485有線方式與邊緣網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或手機(jī)App，可以實(shí)現(xiàn)查看線路的計(jì)量參數(shù)和用電情況，也可下發(fā)控制指令，如一鍵分合閘等。具體設(shè)備與平臺(tái)之間的關(guān)系拓?fù)鋱D如圖1所示：

關(guān)于如何達(dá)到銀行網(wǎng)點(diǎn)用電節(jié)能與智能控制的目標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)環(huán)境亮度檢測(cè)、人體感應(yīng)檢測(cè)與控制燈具的智能空開(kāi)、調(diào)光開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)是關(guān)鍵所在。我們規(guī)劃通過(guò)采用傳感器與智能網(wǎng)關(guān)通過(guò)ZigBee無(wú)線組網(wǎng)的技術(shù)，并通過(guò)在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)軟件端增加對(duì)區(qū)域光照度閾值的設(shè)置和人體感應(yīng)信號(hào)有無(wú)的檢測(cè)，以及對(duì)調(diào)光開(kāi)關(guān)的軟件遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)當(dāng)有顧客在某個(gè)區(qū)域且光線較暗時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)該區(qū)域開(kāi)燈或調(diào)亮燈光；當(dāng)無(wú)顧客或區(qū)域光線過(guò)亮?xí)r，自動(dòng)調(diào)節(jié)該區(qū)域關(guān)燈或調(diào)暗亮度，從而解決浪費(fèi)電能和無(wú)法聯(lián)動(dòng)智能控制的問(wèn)題。

關(guān)于遠(yuǎn)程控制智能空開(kāi)的一鍵分合閘功能，在通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)軟件發(fā)出分合閘指令后，需要再讀取所有空開(kāi)的分合閘狀態(tài)，如果讀取到的當(dāng)前狀態(tài)與之前發(fā)送的控制狀態(tài)吻合，則表明控制動(dòng)作成功；如不一致，則可以重發(fā)控制指令并再次讀取當(dāng)前狀態(tài)并核實(shí)；如多次發(fā)送控制指令并讀取當(dāng)前狀態(tài)均不一致時(shí)，可以通過(guò)軟件系統(tǒng)提示出錯(cuò)顯示可能的原因，告知銀行人員盡快排查設(shè)備故障原因。

關(guān)于智能空開(kāi)讀取用電計(jì)量參數(shù)的硬件接口，我們采用RS485總線傳輸方式，該方式傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)，同時(shí)為降低誤碼率，還可以通過(guò)配置適當(dāng)降低空開(kāi)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸波特率的方式，從而確保讀取數(shù)據(jù)到邊緣網(wǎng)關(guān)的準(zhǔn)確與穩(wěn)定。

關(guān)于讀取到智能空開(kāi)的用電計(jì)量數(shù)據(jù)，個(gè)別數(shù)據(jù)可能存在錯(cuò)誤或超出合理范圍，此時(shí)需要軟件系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比、核實(shí)與過(guò)濾，通過(guò)一套完整的軟件過(guò)濾算法，對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，既要保證有個(gè)別干擾數(shù)據(jù)時(shí)軟件系統(tǒng)不進(jìn)行錯(cuò)誤提示和發(fā)出錯(cuò)誤指令，又要可以區(qū)分干擾數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)，確保軟件系統(tǒng)提示信息和發(fā)出指令的準(zhǔn)確與及時(shí)。

4 方案特色與創(chuàng)新

新一代智能化斷路器與物聯(lián)網(wǎng)的融合既體現(xiàn)了智能化斷路器數(shù)字化全新功能的優(yōu)勢(shì)，又為用戶提供了極具高性價(jià)比和功能優(yōu)越的整體解決方案[5]。

本方案解決了銀行網(wǎng)點(diǎn)采用傳統(tǒng)空開(kāi)和漏保組成電表箱時(shí)，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制，且浪費(fèi)電能、效率低下，發(fā)生跳閘故障時(shí)不易排查和解決，用電系統(tǒng)存在安全隱患無(wú)法預(yù)知等問(wèn)題。

該方案采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，改用智能空開(kāi)和智能漏保設(shè)備，通過(guò)RS485有線通信方式和Modbus軟件通信協(xié)議，讀取用電計(jì)量參數(shù)。同時(shí)，采用本項(xiàng)目組為銀行客戶訂制研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（包括HMI人機(jī)交互界面），部署在銀行的私有服務(wù)器端，對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件算法分析，遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)閉合，實(shí)現(xiàn)環(huán)境亮度與燈光設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)。這樣既實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)點(diǎn)用電過(guò)程中的省電節(jié)電、計(jì)量參數(shù)實(shí)時(shí)讀取、數(shù)據(jù)分析顯示對(duì)比、分合閘一鍵控制、故障預(yù)警報(bào)警、本地?cái)?shù)據(jù)保存等功能，又解決了使用智能空開(kāi)廠家配套的用電監(jiān)測(cè)App必須經(jīng)過(guò)第三方廠家服務(wù)器或第三方設(shè)備（如手機(jī)，PAD）而造成的數(shù)據(jù)外泄等不安全因素，實(shí)實(shí)在在地解決了銀行網(wǎng)點(diǎn)用電過(guò)程中的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，切實(shí)滿足了銀行客戶對(duì)安全用電、省電節(jié)電、高效辦公、數(shù)據(jù)保密等方面的個(gè)性化需求。

5 結(jié)語(yǔ)

銀行網(wǎng)點(diǎn)如采用該智慧用電計(jì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)線路的電氣計(jì)量參數(shù)，非常清晰地記錄和對(duì)比每天、每月、每年的用電量情況，基于數(shù)據(jù)分析和處理，為銀行運(yùn)維和管理人員提供用電統(tǒng)計(jì)參考；在較低客流時(shí)段但亮度較強(qiáng)的燈光環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)或關(guān)閉對(duì)應(yīng)燈光線路，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，低碳環(huán)保的目標(biāo)。同時(shí)支持銀行上下班時(shí)一鍵上電、一鍵斷電，即遠(yuǎn)程分合閘功能，節(jié)省時(shí)間，提高辦公效率?？梢灶A(yù)想，如果該系統(tǒng)在全國(guó)的銀行網(wǎng)點(diǎn)大面積安裝和實(shí)施后，可大量節(jié)省用電量，節(jié)省銀行運(yùn)營(yíng)成本，提高用電安全保障系數(shù)。

該方案目前已在中國(guó)建設(shè)銀行北京分行四個(gè)支行網(wǎng)點(diǎn)成熟落地實(shí)施，運(yùn)行良好。后續(xù)還可以考慮推廣應(yīng)用到其他辦公地點(diǎn)和公共場(chǎng)合，如政府機(jī)關(guān)和事業(yè)單位辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院、大型商場(chǎng)、證券機(jī)構(gòu)等等，形成更大規(guī)模的安全、節(jié)能、高效的用電監(jiān)測(cè)與控制方式的技術(shù)方案變革，將產(chǎn)生更可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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【通聯(lián)編輯：李雅琪】