熱企在智慧供熱及信息化方面的探索

楊永峰，任軍首

YANG Yong-feng，REN Jun-shou

（安陽益和熱力有限責任公司）

1 建設背景

1.1 企業(yè)背景

安陽益和熱力有限責任公司為公用事業(yè)性國有獨資公司，主要職能是負責河南安陽市城市集中供熱的建設和經營管理工作。目前公司管理面積約4800 萬m2，供熱普及率達到92.3%。供熱各項經濟技術指標位居全省供熱行業(yè)前三強。近年來公司秉承“科技引領、優(yōu)良管網(wǎng)、規(guī)范管理、一流服務”的發(fā)展思路，在推進企業(yè)標準化管理、精細化管理及智慧供熱建設上做了持續(xù)的投入和創(chuàng)新，更加注重技術體系、業(yè)務架構和組織保障的同步建設，供熱保障能力和服務水平得到了有效的提升。

1.2 行業(yè)困境

自動化、智能化、信息化帶來的便利，使熱企意識到了智慧供熱建設的重要性，開始了研究和建設，取得了不錯的效果，但是整體依然處于起步階段，依然面臨著很多困難：

①熱企管理模式受地域和政策性因素影響較大，個體差異化特征明顯，市場上主流供熱系統(tǒng)架構固化，變更困難，靈活性差，很難滿足熱企個性化 需求。

②智慧供熱缺乏全局規(guī)劃，一般熱企信息化建設會采取從構建滿足部門需求的單個系統(tǒng)開始，經過多年的積累，獨立的業(yè)務系統(tǒng)很多，但是缺乏整體的管控，孤島叢生、重復建設現(xiàn)象比比皆是。

③數(shù)據(jù)共享性差，沒有進行數(shù)據(jù)和通訊協(xié)議的標準化設計，沒有建設公共數(shù)據(jù)庫及公共組件，致使數(shù)據(jù)不能融合和綜合性利用。

④業(yè)務不能有效協(xié)同。系統(tǒng)設計與建設范圍局限于單個業(yè)務，部門之間需要協(xié)作共同開展業(yè)務時，信息不能及時有效傳遞，滯后、遺漏、錯誤現(xiàn)象較多，嚴重影響企業(yè)運轉效率。

⑤重系統(tǒng)輕數(shù)據(jù)。許多熱企把信息化等同于系統(tǒng)建設，反而忽略了寶貴數(shù)據(jù)資源的利用和積累，導致信息化不能為公司決策提供幫助。

2 智慧供熱規(guī)劃

基于上述情況，安陽益和熱力對公司智慧供熱建設做了整體規(guī)劃，分為三個階段：

1）信息化階段

完成“一個平臺，兩個中心”建設。即依托云平臺搭建公司統(tǒng)一的信息管控平臺，建設公司生產和運營兩個業(yè)務系統(tǒng)群集中心，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)的全面部署，促使公司資源的深度融合（見圖1）。

圖1 安陽益和熱力智慧供熱系統(tǒng)

2）數(shù)字化階段

搭建公司大數(shù)據(jù)平臺，從組織架構、管理制度、操作規(guī)范、信息技術、績效考核等多個維度，對數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)架構、數(shù)據(jù)質量、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)全生命管理等方面進行梳理，形成公司數(shù)字化分析體系。

3）智能化階段

建設公司專家系統(tǒng)，將人工智能引入供熱體系，對供熱原理、技能知識，控制方式、行為規(guī)律模型化，讓供熱體系具備自控制，自學習、自優(yōu)化功能，實現(xiàn)真正意義上的“智慧”。

3 業(yè)務架構

依據(jù)規(guī)劃我們設計了公司智慧供熱信息系統(tǒng)的業(yè)務架構，突出了“統(tǒng)一管控，數(shù)據(jù)融合”的理念，以建設“一個平臺、兩個中心”為核心任務，以實現(xiàn)供熱的信息化、一體化和智能化為主要目標。智慧供熱業(yè)務體系內容很多本文只介紹在信息化方面的一些重點任務（見圖2）。

3.1 基礎建設

基礎建設應充分考慮技術引用、公司戰(zhàn)略，管理體制的的發(fā)展趨勢，不但要滿足智慧供熱架構體系的需求現(xiàn)狀，也要考慮擴充性，主要任務包括：

①建立公司云計算中心，采用公有云和本地資源虛擬化相結合的的方式，對計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡資源進行充分整合。借助云計算和虛擬化技術，讓物理資源變成邏輯資源，原理上可以實現(xiàn)資源的自由調配和無限擴充，為整個智慧供熱體系提供強大的計算能力、擴展能力和安全保障能力。

圖2 智慧供熱系統(tǒng)的業(yè)務架構

②建立公共數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)公共數(shù)據(jù)和權限的統(tǒng)一管理，為系統(tǒng)的融合奠定基礎，公共數(shù)據(jù)庫采用sqlserver，以兩個物理節(jié)點RAC 集群方式部署，進行了冗余配置和自動故障轉移設計，保證在單點故障情況下，系統(tǒng)能穩(wěn)定 運行。

③網(wǎng)絡與信息安全建設，按照國家等保三級要求，對網(wǎng)絡通信進行了優(yōu)化改造和全面升級，熱交換站與云平臺之間采用專用光纖通訊，應用VLAN 或VXLAN 技術，對辦公網(wǎng)絡、工控網(wǎng)絡及監(jiān)控網(wǎng)絡進行了邏輯隔離，設置了防火墻、行為管理、網(wǎng)閘及日志審計等技術保護實現(xiàn)負載均衡和安全防護。

3.2 應用系統(tǒng)平臺的建設

供熱系統(tǒng)涵蓋的范圍很大，從管理角度可分為三類：

1）生產系統(tǒng)

包括熱網(wǎng)管理、能耗分析、巡檢維護、地理信息、計量管理、供熱自控、水力仿真、調度管理等子系統(tǒng)，生產系統(tǒng)尋求滿足從供給側到用戶需求側的有效聯(lián)動，通過能耗分析、負荷預測、全網(wǎng)平衡、水力優(yōu)化等實現(xiàn)按需調配、智能控制、精準供熱的目的。

2）經營系統(tǒng)

包括收費、客服、稽查、財務、oa、官網(wǎng)、HR 等管理子系統(tǒng)，經營類系統(tǒng)支撐了企業(yè)運營管理的需求，對內實現(xiàn)人、財、物的管控，對外做好用戶供熱服務，是提升熱企經濟效益和社會效益的業(yè)務核心。

3）基礎系統(tǒng)

包括公共信息、數(shù)據(jù)管理、信息安全、決策分析等子系統(tǒng)，該類系統(tǒng)主要是技術支撐型系統(tǒng)和數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)，是保證智慧供熱體系標準化、一體化、共享性、安全性的基礎類組件。

應用平臺及其子系統(tǒng)的建設應遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施”的原則，關鍵類的基礎類的系統(tǒng)要先上，例如涉及到組織架構和人員的HR 系統(tǒng)、包含熱用戶信息的收費系統(tǒng)、關系到供熱生產的熱網(wǎng)及自控系統(tǒng)。這些系統(tǒng)前置建設不但能盡快滿足供熱核心業(yè)務管理需要，而且其建設成果可以被其他系統(tǒng)引用和繼承。子系統(tǒng)建設要以需求為導向，把握全局意識，可采用采購成品軟件、協(xié)作開發(fā)或獨立研發(fā)等模式，確保系統(tǒng)具有實用性、先進行、延展性，并保持不斷優(yōu)化更新，保證需求與功能的 匹配。

3.3 數(shù)據(jù)治理

在信息化智能化時代，數(shù)據(jù)已成為公司核心資產和財富，通過快速采集、整理和分析，從繁多的數(shù)據(jù)中提取到有價值的信息，能有效提升公司決策能力。供熱大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、更新快，種類多等特點，熱企數(shù)據(jù)治理，主要任務對公司數(shù)據(jù)標準、架構、質量、安全、生命周期等方面進行梳理或持續(xù)改進，主要任務包含：

1）建立數(shù)據(jù)標準體系

定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)字典、編碼規(guī)范、交換標準、質量標準，建立公共數(shù)據(jù)庫，各業(yè)務系統(tǒng)通過標準通訊協(xié)議接口調用，避免了統(tǒng)計口徑不一致，業(yè)務溝通歧義等問題。

2）梳理各業(yè)務數(shù)據(jù)關系

公司各個業(yè)務既獨立運行又相互關聯(lián)，彼此通過數(shù)據(jù)的共享和傳遞，實現(xiàn)業(yè)務的互聯(lián)互通。通過梳理數(shù)據(jù)關系線路，確定其關聯(lián)主鍵，確保業(yè)務之間的響應和溝通。

3）建立數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)構架中重要一部分，是數(shù)據(jù)治理的關鍵。熱企數(shù)據(jù)模型可分為機理模型和分析模型，機理模型包括供熱理論模型、流程模型、仿真模型、故障模型等，例如通過綜合天氣、歷史供熱、設備、控制方式等信息建立供熱控制數(shù)學模型，指導調度供熱調配。分析模型包括數(shù)據(jù)采集、挖掘和利用等模型。數(shù)據(jù)模型應涵蓋生產和運營的業(yè)務范圍，以一種清晰的表達方式記錄跟蹤供熱元素及其變動，并通過關系約束來表達重要的業(yè)務規(guī)則。數(shù)據(jù)模型必須在設計過程中保持統(tǒng)一的業(yè)務定義，并最大程度上減少冗余，保證結構的延 展性。

4 結語

以自動化、信息化、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術推動了供熱行業(yè)生產方式和管理模式的變革，為企業(yè)精細化和多元化發(fā)展的提供了有力支撐。在不斷的實踐中，熱企對智慧供熱的概念定義、戰(zhàn)略理念和建設目標也越來越清晰，但是依然處于探索階段，尚沒有成熟的經驗可以借鑒，還有很長的路要走，技術創(chuàng)新和理念革命為智慧供熱注入了蓬勃發(fā)展的源動力，在國家政策和行業(yè)導向下，必將迎來一個爆發(fā)的生長期。