企業(yè)能效對標系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

梅 杰 劉成剛 苗雨陽

(蘇州科技大學 江蘇 蘇州 215009)

0 引 言

能源是國家經濟穩(wěn)定發(fā)展的根本，在“十三五”規(guī)劃中，我國進一步優(yōu)化節(jié)能減排產業(yè)和能源結構，企業(yè)更是推進節(jié)能減排的首要對象。在企業(yè)推進節(jié)能減排的過程中，對標管理對企業(yè)有很好的指導意義。對標管理是企業(yè)實際能耗與標準對比，在差距中不斷改善自身的不足，從而形成良性循環(huán)。電力行業(yè)的對標是對主要能效指標等相關參數進行對比分析，油氣田行業(yè)開采方式差異性大，對標管理針對主要能耗系統(tǒng)及耗能設備，造紙行業(yè)在確定能耗點和工藝劃分基礎上，確定對標范圍后對標[1-3]。但是在政府管理過程中，企業(yè)行業(yè)復雜，各行業(yè)能效對標系統(tǒng)不方便政府審查工作的開展。本文設計開發(fā)了面向政府和企業(yè)的企業(yè)能效對標系統(tǒng)，有力解決了企業(yè)對標過程繁瑣復雜，效率較低，容易出錯的問題。同時節(jié)約了時間、人力和費用，有效為政府和企業(yè)服務，也推動了企業(yè)節(jié)能減排項目的實施。

1 系統(tǒng)分析

企業(yè)能效對標系統(tǒng)以國家標準化管理委員會強制性國家標準為依據，結合Web技術和數據庫技術，在查閱企業(yè)能效對標文獻[4-5]和其他相關網站的基礎上建立。系統(tǒng)分為用戶界面和后臺管理兩個部分，根據用戶界面的功能需求，按照不同的權限將用戶分為政府用戶和企業(yè)用戶。其中，政府用戶可以查看系統(tǒng)內企業(yè)的基本信息，企業(yè)能效情況，區(qū)域范圍內企業(yè)能效達到國家限定值、國家先進值的數量以及百分比；企業(yè)用戶可以瀏覽行業(yè)標準，建立企業(yè)能效評估報告，查看企業(yè)評估報告。

企業(yè)能效對標系統(tǒng)以評估報告的形式，多樣化展示企業(yè)能效與國家標準、行業(yè)現(xiàn)狀之間的對比，有利于企業(yè)尋找差距提高自身，同時為政府提供監(jiān)管平臺，方便政府管理、政府審查。

2 系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)采用B/S三層架構(如圖1所示)，以MySQL 5.5.12數據庫作為后臺數據庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)能效對標系統(tǒng)的數據管理。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境采用Windows、Apache、MySQL和PHP(WAMP)的組合，這種組合不僅是開源項目，而且支持多種操作系統(tǒng)、可移植性好[6]。

圖1 系統(tǒng)架構

2.2 系統(tǒng)功能設計

按照系統(tǒng)對功能的需求，將功能模塊分為客戶端和系統(tǒng)后臺兩大部分。其中客戶端設計六大功能模塊，包括用戶注冊登錄、企業(yè)達標統(tǒng)計、企業(yè)信息、企業(yè)節(jié)能評估、標準瀏覽和評估報告管理。系統(tǒng)后臺主要分為兩大功能模塊，包括系統(tǒng)管理和能耗設置。各個模塊下又包含不同的子模塊，具體如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)模塊圖

用戶注冊與登錄模塊，系統(tǒng)對用戶進行角色區(qū)分，用戶可以根據需要創(chuàng)建系統(tǒng)賬號并完成系統(tǒng)的登錄。

企業(yè)達標統(tǒng)計模塊，反映地區(qū)內企業(yè)能效達到國家限定值的比例，各企業(yè)能效情況。

企業(yè)信息模塊，可以查看不同企業(yè)的聯(lián)系方式，及時與企業(yè)溝通，模塊還可以查看具體企業(yè)的企業(yè)類型、工藝、企業(yè)單位能耗以及是否達到國家標準。

企業(yè)節(jié)能評估模塊，企業(yè)可以選擇企業(yè)類型、工藝、消耗的能源、產量，最終生成評估報告。

標準查詢模塊，根據企業(yè)類型迅速查找相關工藝的企業(yè)能耗限定值、企業(yè)準入值和企業(yè)工藝先進值。

評估報告管理模塊，企業(yè)可以查看已經生成的本企業(yè)的若干評估報告。

3 系統(tǒng)開發(fā)關鍵技術

3.1 B/S結構

系統(tǒng)采用B/S結構，擁有很好的跨平臺性，在該結構中，主要業(yè)務邏輯在服務器端實現(xiàn)，極少部分業(yè)務邏輯在瀏覽器端實現(xiàn)[7]。用戶不需要安裝軟件客戶端，只要通過網頁即可完成系統(tǒng)登錄，大大簡化了用戶的電腦負荷。B/S結構還可以實現(xiàn)系統(tǒng)在線的維護與升級，方便用戶還降低了運行成本。

3.2 MVC模式

系統(tǒng)在設計過程中采用MVC模式，即M(模型)，V(視圖)，C(控制器)。Web用戶提交的所有請求或操作信息都被服務器端的控制器接收，業(yè)務邏輯在控制器或者根據用戶的需求調用相應的模型處理，處理結果最終在視圖頁面中顯示。視圖頁面是具有輸出變量功能的HTML模板頁面，PHP文件中處理好的數組用assign()函數實現(xiàn)數組到模板頁面的分配，然后將模板文件中的變量進行替換即可輸出完整的頁面[8]。

3.3 MySQL數據庫

數據庫是企業(yè)能效對標系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎，可以實現(xiàn)數據的存儲和管理。MySQL數據庫是目前最流行的關系型免費數據庫，它不但體積小、速度快、總體擁有成本低，而且容易使用[9]。根據系統(tǒng)需求，建立企業(yè)能效對標系統(tǒng)數據庫，再按照數據種類逐步建立相應的表，主要包括企業(yè)類型表、企業(yè)能源種類表、系統(tǒng)用戶表、數據表。

企業(yè)類型表存儲企業(yè)的類型或產品種類，字段包括ID號、企業(yè)類型名稱、企業(yè)類型狀態(tài)、企業(yè)單耗限定值、新建企業(yè)準入值、企業(yè)單耗先進值、數據更新時間、排序等。能源種類表存儲企業(yè)消耗的能源類型，字段包括ID號、能源類型名稱、能源類型狀態(tài)、當量折標系數、等價折標系數等。系統(tǒng)用戶表存儲用戶的基本信息，字段包括ID號、用戶名、公司名稱、聯(lián)系方式、密碼、用戶狀態(tài)等。數據表存儲用戶提交的能耗或產量數據以及生成的評估報告結果，字段包括ID號、企業(yè)能耗數據、企業(yè)年產量、等價平均能耗、當量平均能耗、數據狀態(tài)等。各關聯(lián)表通過ID建立表間關系，便于系統(tǒng)運行中根據實際情況調用數據。

4 系統(tǒng)模塊功能實現(xiàn)

4.1 企業(yè)達標統(tǒng)計

系統(tǒng)在TestController控制器中調用gov()方法，該方法把usts數據庫data表和user表實例化后，利用where()語句選擇需要的數據，重新組合后形成新的數組list，assign()函數則分配數組到模板頁面替換需要改變的部分，最終以頁面表格的形式輸出完整的頁面。政府用戶可以查看現(xiàn)有企業(yè)達到國家限定值或者國家先進值的數量以及達標企業(yè)在區(qū)域范圍中所占百分比，同時所有企業(yè)的數據以條形圖方式展現(xiàn)，條形圖不僅清晰展現(xiàn)企業(yè)名稱、企業(yè)工藝類型、企業(yè)單耗、企業(yè)單耗達到國家限定值的百分比，還可以觀察條形圖顏色大致了解企業(yè)達標情況，藍色(深灰)代表達標，橙色(淺灰)代表未達標(如圖3所示)。

圖3 企業(yè)達標情況(部分截圖)

4.2 企業(yè)信息

企業(yè)信息、能耗查看，通過TestController控制器中company()方法，調用usts數據庫user表中的用戶信息，重新組合成新數組，在company.html頁面中利用foreach()標簽，將新數組遍歷并以列表形式展現(xiàn)。政府用戶可以查看企業(yè)的名稱，企業(yè)用戶名，聯(lián)系方式。用戶點擊企業(yè)名稱后，系統(tǒng)會根據不同ID鏈接到company.display()方法，在調用data表中企業(yè)能耗信息后，可以將企業(yè)用戶與具體企業(yè)的能耗對應，用戶點擊企業(yè)名稱可以查看企業(yè)工藝、企業(yè)單位產品能耗、同時附錄國家限定值和先進值。

4.3 企業(yè)節(jié)能評估

企業(yè)節(jié)能評估采用javascript、ajax技術將節(jié)能評估分為四個步驟(如圖4所示)，分別為選擇測評項目，選擇能源清單，填寫數據，完成測評保存數據。評估需要的企業(yè)類型、能源清單在TestController控制器中調用，然后按照需要整合并轉換成JSON數據，在頁面通過javascript代碼調用。企業(yè)用戶選擇測評項目、選擇能源清單、輸入企業(yè)數據、預覽測評結果，保存后即可查看企業(yè)節(jié)能評估報告。

圖4 企業(yè)節(jié)能評估(部分截圖)

4.4 標準查詢

標準查詢主要使用TestController控制器中cate01()和cate02()兩種方法，兩種方法分別針對黑色金屬和有色金屬冶煉、壓延加工業(yè)標準查詢。查詢方法通過調用usts數據庫data表中需要的數據，以foreach()語句將調用的數據根據用戶需求重新整合成一條新數組，在頁面中調用該數組遍歷，并以表格形式展現(xiàn)。企業(yè)用戶按照標準類型查看該類型下所有企業(yè)類型，點擊企業(yè)類型可以查詢所有工藝類型的現(xiàn)有企業(yè)能耗限定值，新建企業(yè)能耗準入值和企業(yè)能耗先進值。

4.5 評估報告管理

企業(yè)用戶所有評估報告以列表的形式展現(xiàn)，可以對評估報告進行查看報告和行業(yè)比較兩項操作。查看報告中可以瀏覽企業(yè)評估報告，包括企業(yè)能源清單，評估結果中的單位產品產量、企業(yè)平均能耗、企業(yè)二氧化碳平均排放量、企業(yè)限定值和先進值節(jié)能潛力，對企業(yè)能耗是否達標還會以條形圖方式展示給企業(yè)用戶，條形圖是企業(yè)實際值與限定值、先進值相對大小的展示，同時以顏色區(qū)分，方便報告查閱(如圖5所示)。行業(yè)比較中可以無記名瀏覽系統(tǒng)中行業(yè)內企業(yè)能耗狀況，并且可以查看所瀏覽企業(yè)是否達標、與國家限定值以及與本企業(yè)的差距，有利于企業(yè)在行業(yè)中的自我定位。

圖5 評估報告(部分截圖)

4.6 后臺管理功能

后臺管理是系統(tǒng)功能的補充與完善。管理員通過管理員賬號登錄系統(tǒng)后臺，在不涉及數據庫或源代碼的情況下實現(xiàn)多種功能。包括定期對數據庫進行維護，數據的添加、編輯、刪除和查詢，還可以進行用戶管理，角色的修改與授權，參數的編輯、修改以及企業(yè)類型、企業(yè)工藝、能源類型、能源清單、能源單位的管理(如圖6所示)。各種功能相互協(xié)調，不僅使系統(tǒng)運行更高效，也降低了系統(tǒng)使用的難度。

圖6 后臺管理(部分截圖)

5 結 語

系統(tǒng)數據庫以國家標準化管理委員會強制性國家標準為基礎，實現(xiàn)數據分類分層管理。在數據有理化基礎上，系統(tǒng)實現(xiàn)了企業(yè)用戶實際能耗與國家標準的自動對標，并且生成評估報告，報告中詳細闡述了企業(yè)能源類型、能耗數量、二氧化碳排放量、企業(yè)達標情況以及企業(yè)節(jié)能潛力，同時以數據和條形圖兩種方式呈現(xiàn)給企業(yè)用戶。政府用戶也可以登錄系統(tǒng)，查看企業(yè)達標情況，為政府監(jiān)管、政府審查提供平臺。

系統(tǒng)采用瀏覽器與服務器結合的方式，方便用戶登錄。Bootstrap的使用讓界面美觀，人機交互友好。同時，后臺管理功能強大，管理員能快捷方便的對系統(tǒng)進行管理和維護。

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