關于供熱數(shù)字化解決方案的設計

孔超

摘 要：近年來，我國的供熱事業(yè)發(fā)展得越來越快，在現(xiàn)有的供熱中心工作的基礎之上，對各種先進的數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡技術和計算機技術進行充分地利用，將數(shù)字化的供熱系統(tǒng)建立起來，從而對供熱的調(diào)度、收費、生產(chǎn)等各項工作信息進行控制和集成化管理，能夠全面地整合和共享信息，并且使供熱系統(tǒng)的復雜性、供熱質(zhì)量、熱網(wǎng)調(diào)度和供熱用戶數(shù)量不斷增加等各方面的需求得到充分地滿足，不斷地提升員工的工作效率和用戶滿意度，最終有效地增強企業(yè)的市場競爭力。

關鍵詞：供熱數(shù)字化；解決方案；設計

中圖分類號： TU995.3 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）20-113-2

0 引言

為了能夠全面地推動供熱信息數(shù)字化的發(fā)展，以我國目前的供熱系統(tǒng)的實際情況為根據(jù)，科學合理地設計和建設供熱數(shù)字化解決方案。通過供熱數(shù)字化解決方案能夠?qū)Υ罅康目梢苑从彻釥顟B(tài)的數(shù)據(jù)和日常管理數(shù)據(jù)進行收集，并且通過計算機技術做好數(shù)據(jù)的分析工作，有效地處理供熱數(shù)據(jù)以及供熱系統(tǒng)整體狀態(tài)兩者之間的關系，從而將有效的信息提取出來，將合理的依據(jù)提供給企業(yè)的決策和預測工作。

1 供熱數(shù)字化解決方案概述

1.1 供熱數(shù)字化解決方案的開發(fā)背景

作為社會的窗口行業(yè)，供熱行業(yè)供熱質(zhì)量的好壞直接決定了千家萬戶的冷暖問題，同時還與百姓的生活水平和社會安定具有密切的關系。在我國社會不斷發(fā)展以及城鎮(zhèn)化進程不斷加快的今天，供熱企業(yè)規(guī)模變得越來越大，而且用戶對繳費的準確性、快捷性、方便性變得越來越高。尤其是季節(jié)性集中供熱是供熱行業(yè)的一個特有的特點，在供熱期來臨之前老百姓都要集中繳納取暖費用，因此供電企業(yè)面臨著越來越大的收費壓力和供熱信息量，同時也面臨著越來越復雜的管理工作[1]。所以，供電企業(yè)必須要將手工管理的模式摒棄掉，通過供熱數(shù)字化解決方案填補在日常經(jīng)營管理中和收費管理工作中存在的各種漏洞，將一套專業(yè)、穩(wěn)健、成熟的信息系統(tǒng)建立起來。

1.2 供熱數(shù)字化解決方案的含義

所謂的供熱數(shù)字化解決方案主要是指立足于供熱企業(yè)中的關鍵業(yè)務功能，將提升工作效率、數(shù)字化管理基礎信息以及規(guī)范業(yè)務流程等作為目標，利用各種先進的軟件技術等建立起來的數(shù)字化業(yè)務管理平臺，其除了包括開關閥門管理、欠費管理、用熱費用收取、用熱客戶信息管理等各種核心的功能之外，同時還包括客服投訴、統(tǒng)計分析供熱數(shù)據(jù)和查詢等一系列的功能，有機地整合供熱企業(yè)的生產(chǎn)站點、管網(wǎng)檢修、調(diào)度、客服部、計劃部、財務收費部等各個部門的職能，屬于一整套的完善的供熱企業(yè)管理系統(tǒng)。

2 供熱數(shù)字化解決方案的設計原則

2.1 可擴展性和可操作性

供熱數(shù)字化解決的方案除了要確保功能的完善性之外，同時還要將維護方便、操作簡單的特點體現(xiàn)出來，此外，還要對供熱數(shù)字化方案的靈活擴展能力進行考慮，確保系統(tǒng)具有較好的伸縮性，能夠充分地滿足公共建筑能耗監(jiān)測、熱用戶—換熱站—管網(wǎng)熱源的三級結(jié)構(gòu)的發(fā)展需求。在建設供熱數(shù)字化解決方案的時候除了要對系統(tǒng)的維護、升級進行考慮，還要確保相應的接口的二次開發(fā)工作[2]。

2.2 技術先進性和實用開放性

只有積極地通過先進實用的技術構(gòu)建供熱數(shù)字化解決方案，才能夠?qū)崿F(xiàn)其系統(tǒng)功能，同時通過先進的技術還可以確保供熱數(shù)字化解決方案的高效運行和前瞻性。嚴格遵照開放性的原則構(gòu)建供熱數(shù)字化解決方案可以有效地提升方案功能的可操作性和實用性。

2.3 標準化

在建設和設計供熱數(shù)字化解決方案的時候必須要嚴格遵守國家和地方的相應標準和規(guī)范要求，通過標準的技術和方法設計和開發(fā)供熱數(shù)字化解決方案。只有使供熱數(shù)字化解決方案實現(xiàn)標準化，才可以確保其具有較高的通用性和影響力[3]。

2.4 安全穩(wěn)定性

對供熱企業(yè)來說建設工作數(shù)字化解決方案具有十分重要的意義，為此，在設計供熱數(shù)字化解決方案的時候必須要嚴格遵守穩(wěn)定性、可靠性和安全性的原則。

3 供熱數(shù)字化解決方案的具體設計

3.1 供熱數(shù)字化解決方案的結(jié)構(gòu)

在總結(jié)和分析現(xiàn)階段成熟軟件系統(tǒng)的運行狀況的基礎之上，嚴格地以工具系統(tǒng)的實際運行情況為根據(jù)，將供熱數(shù)字化解決方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定下來，其主要由現(xiàn)場終端設備、通信網(wǎng)絡和監(jiān)控管理中心等三個部分共同組成。

首先，監(jiān)控管理中心：供熱數(shù)字化解決方案的監(jiān)控管理中心主要是由具有各種功能的工作站和服務器等組成，其主要的功能就是進行網(wǎng)絡發(fā)布、報警管理、控制操作、運行狀態(tài)顯示、采集后數(shù)據(jù)的處理和存儲等。

其次，通信網(wǎng)絡：在供熱數(shù)字化解決方案的通信網(wǎng)絡中能夠選擇多種通信方式，利用VPN、PSTN、ADSL、CDMA、GPRS等不同的方案進行通信，各個換熱站節(jié)點都能夠與監(jiān)控管理中心之間實現(xiàn)及時、快捷、高效的數(shù)據(jù)通信，在具體的通信過程中可以保證實現(xiàn)56 kbit/s以上的通信速率[4]。

最后，現(xiàn)場終端設備：現(xiàn)場終端設備主要包括現(xiàn)場一次性數(shù)據(jù)采集儀以及換熱站自動控制設備等，比如電動閥流量、壓力閥、溫度閥等，利用供回水的流量、壓力、溫度和電動調(diào)節(jié)閥對水泵的室外溫度、故障、電流、頻率和運行狀態(tài)等各項參數(shù)進行控制和反饋。

3.2 供熱數(shù)字化解決方案的具體設計

3.2.1 數(shù)據(jù)監(jiān)控管理中心的設計

在進行需求分析的基礎之上，將監(jiān)控管理平臺的技術要求確定下來，并且構(gòu)建數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)實時監(jiān)測系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)中心將管理服務和服務器、各種數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)庫等建立起來，同時還要構(gòu)建GPRS服務器等相關的服務器。選擇統(tǒng)一開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)監(jiān)控管理中心的各項主要功能，其中包括數(shù)據(jù)同步、系統(tǒng)管理程序、采集數(shù)據(jù)顯示、上報數(shù)據(jù)發(fā)送、能耗數(shù)據(jù)匯總、儀表能耗數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)解析服務、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關命令下達、數(shù)據(jù)采集報文的接收、數(shù)據(jù)接收服務等。在進行數(shù)據(jù)采集工作的時候需要按照10 min/次的數(shù)據(jù)采集頻率來進行。選擇B/S結(jié)構(gòu)，分Web層、業(yè)務層和數(shù)據(jù)層等三個不同的部分針對供熱數(shù)字化解決方案進行設計。首先，Web層：利用Web服務器用戶就能夠?qū)崿F(xiàn)接入。其次，業(yè)務層：業(yè)務層主要包括包括報表處理平臺、信息發(fā)布平臺、目錄服務平臺和數(shù)據(jù)分析平臺等，其中數(shù)據(jù)分析平臺的主要功能就是對數(shù)據(jù)進行采集，并且統(tǒng)計和分析能耗；目錄服務平臺主要就是要將不同的數(shù)據(jù)索引建立起來；信息發(fā)布平臺主要就是分布和共享Web信息；報表處理平臺可以以不同的需求為根據(jù)將各種各樣的曲線、圖形和報表形成。最后，數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)中心采用分析型數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)層，從而能夠?qū)?shù)據(jù)進行高效地分析[5]。

3.2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的具體設計

在換熱站現(xiàn)場將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立起來，其主要的作用就是采集存儲和傳送各類民用建筑供熱儀表的數(shù)據(jù)，由通信設備現(xiàn)場儀表和現(xiàn)場采集設備等共同組成了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)采集處理器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集工作，選擇成熟的多核嵌入式架構(gòu)作為數(shù)據(jù)采集器，通過MBUS、RS485等不同的方式對數(shù)據(jù)進行采集，并且在數(shù)據(jù)庫中保存采集的數(shù)據(jù)。利用相應的系統(tǒng)軟件分離供熱參數(shù)，并且將數(shù)據(jù)報表形成。數(shù)據(jù)采集上傳的內(nèi)容主要包括時鐘、設備、故障代碼、耗電量、耗水量、累計流量、瞬時流量、累積熱量、瞬時熱量、回水溫度、供水溫度和室外溫度等。因為具有較多的供熱能耗監(jiān)測點，再加上較小的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測點分散等因素，因此選擇GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模式進行數(shù)據(jù)傳輸，不同的點都具有固定的IP地址，從而將一個局域網(wǎng)形成，確保實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?/p>

4 結(jié)語

供熱數(shù)字化解決方案能夠以不同換熱子站在每天的具體運行情況為根據(jù)對大量的日常管理數(shù)據(jù)進行收集，而這些數(shù)據(jù)可以將現(xiàn)階段的供熱狀態(tài)很好地反映出來。通過計算機技術分析處理這些數(shù)據(jù)，并且采用直觀的曲線、圖形和報表等顯示這些數(shù)據(jù)，從而獲得有效信息，使企業(yè)更好地調(diào)整供熱系統(tǒng)的策略，并且有效地節(jié)約能源。

參 考 文 獻

[1] 孟志強.錫林浩特集中供熱系統(tǒng)解析[J].電子世界，2014（12）.

[2] 韓超.數(shù)字化供熱信息系統(tǒng)在供熱企業(yè)中的應用[J].信息與電腦（理論版），2012（08）.

[3] 張偉，劉家明.智慧供熱系統(tǒng)技術及應用[J].節(jié)能與環(huán)保，2016（04）.

[4] 張衛(wèi)忠.城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)標志實施綜述[J].區(qū)域供熱，2015（01）.

[5] 劉宇婷.淺談優(yōu)化供熱系統(tǒng)以實現(xiàn)供熱節(jié)能[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014（06）.