關鍵詞:工業(yè)；能耗監(jiān)測；管理系統(tǒng)

 

1 需求分析

“十二五”時期是實現我國產業(yè)結構、資源消耗結構進一步調整優(yōu)化，推進生產方式、消費方式轉型升級，加快節(jié)約發(fā)展、低碳發(fā)展的關鍵時期。積極響應國家節(jié)能降耗號召，充分利用國家政策的杠桿作用，走新型工業(yè)化發(fā)展道路，有效推動建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會目標的進程。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快和消費結構升級，能源需求呈剛性增長，經濟社會發(fā)展面臨的資源環(huán)境瓶頸約束更加突出，節(jié)能減排工作難度不斷加大?！笆濉币?guī)劃建議中明確提出：到2015年，國內萬元國內生產總值能耗下降到0．869噸標準煤，比2010年的1.034噸標準煤下降16％，“十二五”期間，實現節(jié)約能源6.7億噸標準煤。雖然節(jié)能減排面臨巨大挑戰(zhàn)，但也面臨難得的歷史機遇。全民節(jié)能環(huán)保意識不斷提高，產品結構調整力度不斷加大，科技**能力不斷提升，節(jié)能減排激勵約束機制不斷完善，這些都為“十二五”期間推進節(jié)能減排創(chuàng)造有利條件。

 

2 總體設計

為滿足“城市工業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)”建設的總體要求，系統(tǒng)采用SOA架構、分布式部署、多層結構的管控一體化信息平臺。在保證結構清晰、靈活配置、易于擴展的基礎上，對系統(tǒng)的業(yè)務功能及核心數據進行統(tǒng)一規(guī)劃從邏輯架構、功能架構、網絡拓撲3個角度進對該系統(tǒng)進行總體設計。

2.1 系統(tǒng)邏輯架構 

系統(tǒng)的建設明確與“城市能源與環(huán)境監(jiān)測管理中心”綜合管理平臺的數據對接、整合集成，以及與已建異構系統(tǒng)“城市工業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)”之間的數據整合，系統(tǒng)的總體邏輯架構如下： 

(1)數據采集層

數據采集層主要實現對城市工業(yè)領域用能企業(yè)能耗數據的采集獲取，包括實時采集和網上直報兩種數據獲取模式，為實現城市工業(yè)企業(yè)能耗情況的動態(tài)監(jiān)管及綜合管理提供海量數據支撐。

(2)數據傳輸層 

基于IEEE1888(泛在綠色控制網絡協(xié)議)應用**的數據傳輸層主要實現對全市工業(yè)企業(yè)能耗數據通過 Internet網絡、GPRS／3G無線網絡等方式，以“標準數據傳輸協(xié)議”傳輸到工業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的數據 中心服務器。同時具備斷點續(xù)傳功能，保證企業(yè)采集能耗數據的實時性、可靠性。 

(3)數據存儲層 

從能耗監(jiān)測管理平臺處理的數據考慮，本系統(tǒng)的數據存儲包括從企業(yè)現場采集的實時數據和工信委對工業(yè)企業(yè)進行管理的業(yè)務數據。從數據源的形式出發(fā)，采用實時數據庫和關系數據庫分別進行存儲。通過 ETL數據提取、轉換和加載，將分散的、異構數據源中的數據加載到數據倉庫中，為聯機分析處理、數據挖掘提供數據支撐。

(4)支撐平臺 

支撐平臺是該應用軟件系統(tǒng)的基礎支撐，包括中件、基礎工具、基礎服務及基礎平臺： 

計算引擎工具：支撐平臺具備獨立計算引擎，負責對實時數據進行加工處理 ，并將結果寫人實時或者關系數據庫。 

模型分析工具：具備核心的模型分析功能，為用戶提供多種數學算法模型，實現包括基礎統(tǒng)計、預測分析、算法優(yōu)化、數據挖掘等在內的功能。 

報表開發(fā)工具：針對工業(yè)能耗監(jiān)測管理所需的數據報表管理應用需求，提供完善的報表開發(fā)工具，實現報表的設計、管理以及應用。

多維數據分析：具備多維數據分析功能，結合工業(yè)能耗監(jiān)測管理的業(yè)務需求，組建多維分析模型，對以多維形式組織起來的業(yè)務數據進行各種分析操作，幫助行業(yè)管理者進行多維度、多指標的數據挖掘和綜合分析，以便支撐決策。 

中心GIS平臺：本系統(tǒng)中的 GIS應用是基于全市統(tǒng)一的GIS平臺，根據中心GIS平臺所提供的地理信息基礎服務，完成基礎GIS功能 (企業(yè)導航、能耗分布及能耗預警情況GIS展示 )。 

(5)應用層 

實現對全市監(jiān)測范同內用能企業(yè)能耗數據的實時采集、報表上報、在線監(jiān)測、匯總分析；為市領導 、節(jié)能管理部門提供預測預警、對標分析等決策服務：通過專家智能系統(tǒng)為工業(yè)企業(yè)能耗進行合理 、科學的咨詢和指導。 

(6)展示層 

本系統(tǒng)的建設采用配置工具、WebGis、組態(tài)監(jiān)控等方式，實現對城市工業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的可視化展示。 

配置工具：建設功能配置工具，完成對系統(tǒng)的主要功能配置和數據配置。

WebGis：提供WebGis展示功能，實現本系統(tǒng)監(jiān)測范圍內實時采集企業(yè)的基礎信息、能耗分布、能耗預警等現場情況和地理信息的有機結合，以便于政府領導與行業(yè)管理部門對城市工業(yè)能耗情況的全局化掌控和可視化管理。 

組態(tài)監(jiān)控：對企業(yè)工段和關鍵位置提供組態(tài)監(jiān)控，完成對企業(yè)現場的組態(tài)模擬，并通過配置來完成工業(yè)現場能耗實時數據在組態(tài)圖中的顯示。  

2.2  系統(tǒng)功能架構

“城市工業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)”的功能設計立足于城市級領導、節(jié)能管理部門、各行業(yè)領域工業(yè)企業(yè)監(jiān)測工業(yè)領域能源運行情況，服務于能源管理發(fā)展規(guī)劃等多層次需求，其總體功能架構設計如下 ： 

基礎數據：系統(tǒng)的基礎數據包括實時采集數據和企業(yè)填報數據，共同構成“城市工業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)”的基礎數據。其中，實時采集數據涵蓋城市監(jiān)測范圍內規(guī)模以上用能企業(yè)的水、電、油、煤、氣、汽等常規(guī)能源品種。 

數據處理：基于平臺計算引擎和各種數學模型，實現對系統(tǒng)基礎數據的深加工。支持平臺上層應用及展示。 

應用功能：從政府用戶和企業(yè)用戶兩個視角分別建設“城市工業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)”。政府端系統(tǒng)的業(yè)務應用功能建設包括：填報數據接收審核、匯總分析、決策支持、實時監(jiān)測分析、專家智能、GIS等子系統(tǒng)。 

企業(yè)端系統(tǒng)的業(yè)務應用功能建設包括：數據填報、綜合分析、生產實時監(jiān)測分析、企業(yè)決策支持等子系統(tǒng) 。 

基礎功能：包括數據管理中心、平臺配置管理、平臺采集監(jiān)測 、數據接口規(guī)范、基礎支撐服務等功能 。 

門戶網站：門戶網站是城市節(jié)能管理部門進行權限設置和信息發(fā)布的網站。 

上報接口：實現與上級省系統(tǒng)進行數據交換 。 

2.3 網絡拓撲結構

“城市工業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)”的網絡構建采用模塊化設計法，將整個網絡劃分為不同的功能區(qū)域 ，用于部署不同的應用，使得平臺總體網絡架構具備高靈活性、可伸縮性和高可用性。 

結合城市信息中心、工信委等節(jié)能主管部門的實際網絡建設情況，系統(tǒng)總體網絡規(guī)劃數據中心上層網絡、企業(yè)數據采集網絡和外部節(jié)點網絡3部分構成 。 

系統(tǒng)網絡的建設通過采用嚴密的網絡**策略、配備網絡**設備，從網絡層、網絡設備、核心數據等多個層面進行網絡**保護，保證數據中心網絡與外網的**隔離及系統(tǒng)核心數據的**性。系統(tǒng)總體網絡拓撲設計如下： 

數據中心網絡建設：依托城市政務外網，進行“城市工業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)”數據中心上層網絡的建設。數據中心網絡是系統(tǒng)平臺建設的基礎，承擔著系統(tǒng)**穩(wěn)定運行、提供對外訪問服務、實現數據互聯互通，是各層網絡間訪問的“樞紐”通道。為確保系統(tǒng)的**性，將數據中心網絡規(guī)劃為中立區(qū)和**區(qū)兩部分。

企業(yè)數據采集網絡建設：工業(yè)現場的實時采集數據上傳以互聯網傳輸為主要通信鏈路，不具備有線傳輸的情況下，可通過無線 GPRS／3G或其他專用網絡實現數據通信 。 

外部節(jié)點網絡建設：對于系統(tǒng)外部的訪問節(jié)點，如公眾用戶訪問、企業(yè)用戶訪問及數據填報，均通過互聯網實現網絡通信。 

 

3 安科瑞工業(yè)能耗系統(tǒng)介紹

安科瑞工業(yè)能耗系統(tǒng)采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數據化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設備的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數據和支持。

3.1 系統(tǒng)結構