姜翠麗，于文蛟

（1.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070；2.內(nèi)蒙古成為電能服務(wù)有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

0 引 言

多年來，一些基層公共機(jī)構(gòu)浪費(fèi)辦公室能源的現(xiàn)象屢見不鮮，辦公室使用能源“浪費(fèi)多，漏洞大”的現(xiàn)象依然普遍存在。比如，辦公室內(nèi)日夜燈火通明；熱水器插頭不撥；電腦開了不關(guān)；水龍頭長年滴漏等現(xiàn)象比比皆是，在這些細(xì)節(jié)中浪費(fèi)的辦公資源數(shù)量驚人。出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因主要是相關(guān)機(jī)構(gòu)能源管理人員管理意識(shí)不強(qiáng)，節(jié)能環(huán)保宣傳力度不夠，個(gè)別領(lǐng)導(dǎo)對(duì)公共機(jī)構(gòu)能源管理沒有引起高度重視，談起來很是重要，但做起來卻放在了其他工作的后面，使得能源管理工作很難深入，能源管理效果欠佳。除此之外，公共機(jī)構(gòu)能源管理系統(tǒng)缺乏自上而下統(tǒng)一的能源管理體系，需要明確能源管理制度，加強(qiáng)機(jī)構(gòu)能源管理專業(yè)人員隊(duì)伍建設(shè)，規(guī)范其工作職責(zé)， 這些因素都嚴(yán)重影響了公共機(jī)構(gòu)節(jié)能減排整體水平的提高。

因此，迫切需要一套完善的公共機(jī)構(gòu)能源管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以能耗在線監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地把握公共機(jī)構(gòu)能耗信息。同時(shí)結(jié)合節(jié)能目標(biāo)、能耗目標(biāo)、能耗診斷為用能單位提供能效管理服務(wù)。用電單位通過本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)化節(jié)能管理，提高能源利用效率，促進(jìn)節(jié)能降耗。節(jié)能主管部門通過本系統(tǒng)能夠強(qiáng)化對(duì)節(jié)能降耗的工作監(jiān)管，及時(shí)研判能源消費(fèi)趨勢(shì)，提高預(yù)測(cè)預(yù)警水平，實(shí)現(xiàn)能源消耗動(dòng)態(tài)過程的可視化、可控化和信息化管理。

1 項(xiàng)目建設(shè)的必要性

為了加強(qiáng)公共機(jī)構(gòu)節(jié)能管理工作，推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”在公共機(jī)構(gòu)能源管理領(lǐng)域的應(yīng)用，必須建設(shè)公共機(jī)構(gòu)能源管理云平臺(tái)。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地把握公共機(jī)構(gòu)能耗，不僅是實(shí)現(xiàn)精細(xì)化節(jié)能管理，促進(jìn)節(jié)能降耗的必然要求，也是各級(jí)主管部門把握能源消費(fèi)趨勢(shì)，加強(qiáng)能耗預(yù)測(cè)、預(yù)警，推動(dòng)綠色發(fā)展，構(gòu)建節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的內(nèi)在要求。公共機(jī)構(gòu)能源管理系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，利用深入到用戶內(nèi)部的分類用能信息采集和控制網(wǎng)絡(luò)，細(xì)致掌握用戶用能特點(diǎn)，引導(dǎo)用戶更為科學(xué)、高效地用能，提升用戶用能平衡能力，降低用能成本。

1.1 是智能用能環(huán)節(jié)的主要發(fā)展方向

能源管理系統(tǒng)平臺(tái)將用戶范圍內(nèi)的區(qū)域能耗建設(shè)成為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)智能結(jié)點(diǎn) ，通過對(duì)用戶高耗能設(shè)備進(jìn)行管理，可有效整合用戶區(qū)域內(nèi)的能耗需求。

1.2 是降低用能成本和提高能效管理水平的重要手段

能源管理系統(tǒng)平臺(tái)通過對(duì)用戶內(nèi)部各樓宇、各樓層、各用水網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)和用能數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將采集的數(shù)據(jù)與最優(yōu)值進(jìn)行比對(duì)，為客戶節(jié)能改造提供參考和建議。

1.3 是提高用能設(shè)備運(yùn)行效率的重要途徑

對(duì)用戶開展以能耗為主的能源使用管理，對(duì)于提升各樓宇、各樓層、各用水環(huán)節(jié)非常重要。

本項(xiàng)目利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)建立系統(tǒng)云平臺(tái)，形成平臺(tái)與重點(diǎn)用能單位之間的互動(dòng)，為單位管理和服務(wù)提供信息化手段和平臺(tái)支撐。所以，項(xiàng)目的建設(shè)是必要的。

2 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)與規(guī)模

2.1 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

本項(xiàng)目依托原有云資源、安全資源及網(wǎng)絡(luò)資源等基礎(chǔ)環(huán)境資源，利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，在各單位能耗環(huán)節(jié)中部署各類采集設(shè)備和智能模塊，從而隨時(shí)感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息，并將信息通過GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳遞給各單位的能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，形成平臺(tái)與重點(diǎn)用能單位之間的互動(dòng)。本次建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)各單位的用電、用水等能耗分析，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并合理化分析，實(shí)現(xiàn)政府對(duì)能源利用的全面監(jiān)管以及安全用電的監(jiān)督。

2.2 項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模

2.2.1 硬件資源建設(shè)

租用虛擬服務(wù)器3套，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1臺(tái)，Web服務(wù)器1臺(tái)，應(yīng)用服務(wù)器1臺(tái)。租用云存儲(chǔ)空間2 TB，2條200 M鏈路。

新增智能電表250套，智能水表20套，智能燃?xì)饬髁坑?jì)20套，智能熱量測(cè)試表20套，GPRS運(yùn)營商通訊卡250張，NB-IOT運(yùn)營商通信卡20張。

2.2.2 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

建設(shè)市政府能源管理系統(tǒng)、直屬單位能源管理系統(tǒng)、統(tǒng)一門戶展示系統(tǒng)各1套。

3 項(xiàng)目建設(shè)方案

3.1 建設(shè)原則

本項(xiàng)目遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設(shè)計(jì)”建設(shè)思想，按照“統(tǒng)一系統(tǒng)開發(fā)、減少重復(fù)建設(shè)、綜合管理應(yīng)用、分步建設(shè)實(shí)施”建設(shè)原則，充分利用已有基本設(shè)施的基礎(chǔ)上，構(gòu)建公共機(jī)構(gòu)能源管理信息化服務(wù)平臺(tái)。

本項(xiàng)目建設(shè)滿足以下幾個(gè)方面原則：

（1）技術(shù)先進(jìn)性原則。本項(xiàng)目是一項(xiàng)綜合性信息化系統(tǒng)工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上具有較高的技術(shù)先進(jìn)性和功能完善性，確保系統(tǒng)能適應(yīng)信息技術(shù)的迅速發(fā)展。

（2）功能實(shí)用性原則。在項(xiàng)目建設(shè)過程中，最大限度地滿足政務(wù)服務(wù)的需要，堅(jiān)持實(shí)用易操作原則，結(jié)合信息系統(tǒng)操作的實(shí)際需求，解決工作面臨的實(shí)際問題；綜合考慮應(yīng)用系統(tǒng)操作界面的友好、易于使用、快速響應(yīng)、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

（3）資源共享原則。本系統(tǒng)具有與其它系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)共享、融合工作的能力。

（4）可擴(kuò)展性原則。由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展較快，各種信息發(fā)布方式和渠道都在不斷變化，同時(shí)，社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)也在實(shí)時(shí)發(fā)生變化，監(jiān)控的范圍也在不斷增加，因此在硬件環(huán)境架構(gòu)、軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量設(shè)計(jì)等方面，都要考慮冗余，便于擴(kuò)展。

（5）系統(tǒng)安全性原則。本項(xiàng)目作為一個(gè)綜合化信息系統(tǒng)，建立完善的系統(tǒng)運(yùn)行安全體系是一項(xiàng)十分重要的工作任務(wù)。系統(tǒng)通過應(yīng)用多項(xiàng)現(xiàn)代信息安全技術(shù)和安全保障體系，保證系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全等。

（6）高可靠性原則。由于系統(tǒng)將成為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管的主要武器，必須具備全天候有保障的持續(xù)監(jiān)測(cè)能力，因此，系統(tǒng)必須具備較強(qiáng)的災(zāi)難處理能力，包括數(shù)據(jù)備份與災(zāi)難性恢復(fù)，能夠做到系統(tǒng)的高可靠保障。

遵循上述項(xiàng)目建設(shè)原則，采用成熟技術(shù)和產(chǎn)品快速實(shí)施項(xiàng)目的策略，保證項(xiàng)目建設(shè)的安全性、高效性和可靠性。

3.2 項(xiàng)目具體建設(shè)內(nèi)容

3.2.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

公共機(jī)構(gòu)能源管理系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，其一是 能源管理云平臺(tái)，是系統(tǒng)的核心部分；其二是能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。如圖1所示。

圖1 公共機(jī)構(gòu)能源管理系統(tǒng)組成

能源管理系統(tǒng)以能耗在線監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，可以動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地掌握機(jī)構(gòu)水、電等能耗的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)構(gòu)各種能源系統(tǒng)進(jìn)行分布式監(jiān)控與集中管理，從而實(shí)現(xiàn)能源消耗動(dòng)態(tài)過程的可視化、可控化和信息化管理。能源管理系統(tǒng)可以為用能單位提供能效管理服務(wù)，及時(shí)研判能源消費(fèi)趨勢(shì)，提高預(yù)測(cè)預(yù)警水平，為政府未來節(jié)能降耗研究、設(shè)計(jì)與改造提供參考數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存至少三年，為用戶用電及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)分析提供最有力的數(shù)據(jù)支撐。

3.2.2 能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

不影響生產(chǎn)辦公的前提下，支持無損安裝，整個(gè)過程不需要停電，此外，通過紅外通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)總表同步抄讀，可以為電費(fèi)規(guī)劃和分析提供最精確數(shù)據(jù)支撐。

3.2.3 市政府能源管理系統(tǒng)

市政府能源管理系統(tǒng)包括總體能耗、機(jī)構(gòu)明細(xì)、分路用電、用電分析、能耗分析五個(gè)部分，其中能耗分析又包括機(jī)構(gòu)能耗分析、業(yè)態(tài)能耗分析、區(qū)域能耗分析、用能構(gòu)成分析、總體能耗分析、能耗情況、分項(xiàng)能耗和能耗明細(xì)八個(gè)部分，市政府能源管理系統(tǒng)實(shí)際采集界面如圖2所示。

圖2 市政府能源管理系統(tǒng)實(shí)際采集圖

3.2.4 直屬單位能源管理系統(tǒng)

直屬單位能源管理系統(tǒng)包括總體能耗、分路用電、用電分析、能耗分析和統(tǒng)計(jì)報(bào)表五個(gè)部分。其中分路用電包括實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)、日用電數(shù)據(jù)、月用電數(shù)據(jù)、年用電數(shù)據(jù)四個(gè)部分；用電分析包括電量分析和負(fù)荷分析兩個(gè)部分；能耗分析包括能耗情況和能耗月數(shù)據(jù)錄入兩個(gè)部分。如圖3所示。

圖3 直屬單位能源管理系統(tǒng)實(shí)際采集圖

3.2.5 統(tǒng)一門戶展示系統(tǒng)

（1）Web界面構(gòu)建。Web界面構(gòu)建整體體現(xiàn)整合、集成、優(yōu)化的特點(diǎn)，網(wǎng)站布局做到整體簡約大方，各功能區(qū)界定明顯，頁面色彩協(xié)調(diào)統(tǒng)一，突出了門戶網(wǎng)站的統(tǒng)一性。系統(tǒng)主界面分為三部分：界面上方是標(biāo)題區(qū)、左側(cè)顯示功能列表、右側(cè)是功能顯示區(qū)。標(biāo)題區(qū)：標(biāo)題欄從左到右分別是：企業(yè)系統(tǒng)名稱、登錄賬號(hào)、退出系統(tǒng)、使用手冊(cè)下載。功能列表：主界面左側(cè)顯示系統(tǒng)功能列表，展開功能列表點(diǎn)擊功能菜單查看詳細(xì)信息。點(diǎn)擊展開按鈕，展開功能菜單。

（2）用戶權(quán)限管理。實(shí)現(xiàn)基于角色的權(quán)限管理機(jī)制，為不同用戶分配不同權(quán)限，系統(tǒng)管理員本身也實(shí)行對(duì)應(yīng)不同職能的分層管理。系統(tǒng)提供靈活的權(quán)限控制功能，建立統(tǒng)一的權(quán)限模型，支持業(yè)務(wù)權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限、菜單權(quán)限等不同的權(quán)限類型，支持基于角色來定制權(quán)限，從功能和數(shù)據(jù)兩個(gè)方面來控制不同用戶的權(quán)限；管理平臺(tái)可以審計(jì)內(nèi)容包括用戶接入審計(jì)、用戶終端審計(jì)、用戶行為審計(jì)，同時(shí)平臺(tái)可以與其它審計(jì)系統(tǒng)集成，提供審計(jì)數(shù)據(jù)，而審計(jì)策略由第三方審計(jì)系統(tǒng)完成；系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)目杉用苄?，如https等機(jī)制；服務(wù)器使用密碼保護(hù)，只有授權(quán)用戶才能訪問服務(wù)器；系統(tǒng)支持內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)行單點(diǎn)登錄（Single Sign On）以及權(quán)限控制的內(nèi)置機(jī)制；提供密鑰管理，通過密鑰和密碼認(rèn)證等多種方式確保用戶對(duì)虛擬服務(wù)器資源的安全訪問。

（3）用戶身份認(rèn)證。為提高應(yīng)用系統(tǒng)安全性，應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的用戶權(quán)限管理措施。

（4）報(bào)表數(shù)據(jù)生成。報(bào)表是一種基本的業(yè)務(wù)要求，它能夠訪問、格式化數(shù)據(jù)，并以有意義的信息方式提供給用戶。

4 經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

（1）提升政府監(jiān)管力度。該系統(tǒng)為政府部門宏觀經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)節(jié)、用能監(jiān)管、執(zhí)行評(píng)價(jià)、綜合分析等提供決策依據(jù)。

（2）節(jié)約能源、降低服務(wù)成本、節(jié)約行政營運(yùn)成本、促進(jìn)政府信息資源的共享。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的全面監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)警，有助于優(yōu)化能源利用模式，挖掘節(jié)能潛力，提高用能效率，推動(dòng)節(jié)能降耗。

（3）基礎(chǔ)建設(shè)方面，實(shí)現(xiàn)水電資源的精準(zhǔn)控制，在節(jié)約能源的同時(shí)，減低運(yùn)營維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。

（4）助推建設(shè)智能、綠色用能習(xí)慣。對(duì)用能規(guī)范化、智能化發(fā)展具有推動(dòng)作用，打造規(guī)范化、數(shù)字化、精細(xì)化、綠色的用能習(xí)慣。

5 結(jié) 論

公共機(jī)構(gòu)能源管理系統(tǒng)主要通過云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息化手段實(shí)現(xiàn)了能耗的監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析等工作，動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地把握公共機(jī)構(gòu)能耗信息，實(shí)現(xiàn)了政府對(duì)能源利用的全面監(jiān)管以及安全用電的有效監(jiān)督。具體表現(xiàn)如下：

（1）自動(dòng)采集用能數(shù)據(jù)：自動(dòng)采集企業(yè)用能參數(shù)數(shù)據(jù)，為用能的精細(xì)化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息化分析工具。

（2）精細(xì)化的節(jié)能進(jìn)度監(jiān)管：根據(jù)自動(dòng)采集的用能數(shù)據(jù)與上級(jí)部門下達(dá)的指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)節(jié)能目標(biāo)的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)管。

（3）合理分解節(jié)能指標(biāo)與量化考核：根據(jù)能源使用數(shù)據(jù)，合理分解節(jié)能指標(biāo)到相關(guān)單位，并對(duì)節(jié)能指標(biāo)落實(shí)情況進(jìn)行量化考核，為實(shí)施問責(zé)和表彰獎(jiǎng)勵(lì)制度提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

（4）準(zhǔn)確評(píng)估單位能效水平和用能總量控制：針對(duì)市政府部門等機(jī)構(gòu)，根據(jù)能耗使用數(shù)據(jù)和能效水平，進(jìn)行能效水平評(píng)估，提出節(jié)能指導(dǎo)意見。

（5）提升政府能耗管理和服務(wù)水平：通過平臺(tái)建設(shè)，提升政府節(jié)能管理和節(jié)能監(jiān)察的信息化水平，加強(qiáng)政府部門的監(jiān)管力度，提升服務(wù)能力。

本項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)明確，技術(shù)方案先進(jìn)，體系結(jié)構(gòu)清晰，建設(shè)內(nèi)容規(guī)范，功能齊全完善，實(shí)際效益明顯，較好地為用能單位提供了能效管理服務(wù)。