能耗管理系統(tǒng)在大型機(jī)場(chǎng)中的應(yīng)用

袁黃峻，劉恒杰，劉 陽(yáng)

中國(guó)建筑第八工程局有限公司，上海 200000

1 項(xiàng)目概況

杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期（T4）項(xiàng)目位于浙江省杭州市蕭山區(qū)機(jī)場(chǎng)原址，總建筑面積達(dá)150萬(wàn)m2，本期建設(shè)范圍為新建航站樓及陸側(cè)交通中心工程旅客航站樓及北三指廊。該項(xiàng)目為浙江省大通道建設(shè)十大標(biāo)志性項(xiàng)目，也是第19屆亞洲運(yùn)動(dòng)會(huì)重要基礎(chǔ)配套項(xiàng)目，三期擴(kuò)建整體項(xiàng)目按滿(mǎn)足2030年機(jī)場(chǎng)旅客吞吐量9000萬(wàn)人次要求設(shè)計(jì)，主要建設(shè)新建航站樓（設(shè)計(jì)能力5000萬(wàn)人次）、陸側(cè)交通中心53萬(wàn)m2、商業(yè)開(kāi)發(fā)（賓館及辦公）17萬(wàn)m2、能源中心以及相關(guān)市政配套設(shè)施等，同時(shí)在新建航站樓地下配套建設(shè)機(jī)場(chǎng)高鐵站。三期擴(kuò)建項(xiàng)目投運(yùn)后，蕭山機(jī)場(chǎng)將成為華東地區(qū)僅次于浦東機(jī)場(chǎng)的第二大航空樞紐。蕭山機(jī)場(chǎng)以“平安、綠色、智慧、人文”四型機(jī)場(chǎng)建設(shè)作為重點(diǎn)工作清單，在綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)方面，杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期（T4）已獲得國(guó)內(nèi)三星級(jí)綠色建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

能耗管理整套系統(tǒng)由珠海派諾提供，系統(tǒng)覆蓋本期建設(shè)全部智能電表與水表（智能電表3080塊，智能水表518塊），根據(jù)項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)原則，能耗管理系統(tǒng)前端采集信號(hào)均采用無(wú)鹵低煙阻燃耐火B(yǎng)級(jí)控制線(xiàn)纜敷設(shè)；將前端數(shù)據(jù)通過(guò)控制線(xiàn)纜采集至弱電間內(nèi)的派諾通信管理機(jī)，由通信管理機(jī)的網(wǎng)絡(luò)端口上傳至機(jī)場(chǎng)三期的機(jī)電綜合網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸層及核心層均采用赫斯曼專(zhuān)業(yè)級(jí)工業(yè)交換機(jī)。

該系統(tǒng)平臺(tái)內(nèi)所有數(shù)據(jù)以Web API、http等方式將分類(lèi)分項(xiàng)形式通過(guò)機(jī)電綜合網(wǎng)核心交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)至IBMS接口、電力監(jiān)控系統(tǒng)、熱力交換站系統(tǒng)，通過(guò)外網(wǎng)（專(zhuān)線(xiàn)）轉(zhuǎn)發(fā)至杭州市能源管理綜合平臺(tái)。

3 系統(tǒng)管理平臺(tái)性能

能耗綜合管理服務(wù)平臺(tái)滿(mǎn)足《能源管理體系 要求》（GB/T 23331—2012），作為整個(gè)機(jī)場(chǎng)能耗統(tǒng)籌管理及日常使用最核心的板塊之一，是機(jī)場(chǎng)重點(diǎn)把控的質(zhì)量控制對(duì)象。該系統(tǒng)采用構(gòu)件化的軟件架構(gòu)，提供成套工具方便用戶(hù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型建立、組件裝配、系統(tǒng)界面組態(tài)、系統(tǒng)備份等一系列完備功能，在該平臺(tái)實(shí)際開(kāi)發(fā)以及實(shí)際應(yīng)用上，同時(shí)保證如下性能。

（1）可靠性。平臺(tái)具備自診斷功能，依靠珠海派諾Pi-MonitorDiagnosis診斷工具對(duì)CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)等提供后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及網(wǎng)絡(luò)、硬件故障預(yù)警功能，保障平臺(tái)可持續(xù)不間斷工作。

平臺(tái)通過(guò)對(duì)IIS應(yīng)用程序池設(shè)置自動(dòng)定時(shí)回收機(jī)制，保障資源的有效利用和及時(shí)回收，避免平臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致的資源不足和癱瘓宕機(jī)現(xiàn)象。

平臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)和數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，提升訪(fǎng)問(wèn)性能和可靠性，主要包括可通過(guò)異常數(shù)據(jù)判定規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)品質(zhì)進(jìn)行判斷，識(shí)別出負(fù)數(shù)、過(guò)大、過(guò)小、空數(shù)等垃圾數(shù)據(jù)，結(jié)合告警規(guī)則判斷并產(chǎn)生告警事件；將小時(shí)、天、月、年等顆粒度的能耗數(shù)據(jù)按分類(lèi)、分區(qū)域等多種維度進(jìn)行匯總。

（2）易用性。易用性是平臺(tái)性能的重要體現(xiàn)之一，由系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)師主導(dǎo)，依據(jù)運(yùn)營(yíng)方會(huì)議或書(shū)面形式提供后續(xù)設(shè)計(jì)需要的資料，明確UI風(fēng)格、操作習(xí)慣、功能提示等方面，所有的功能界面與操作流程保持一致，并為其提供豐富的列表指示、幫助文檔以及符合要求的操作說(shuō)明書(shū)等，使用戶(hù)操作易于掌握和使用，減輕操作者的負(fù)擔(dān)，軟件使用滿(mǎn)意度高。

（3）可維護(hù)性。該平臺(tái)可在不影響其他模塊的情況下，修復(fù)現(xiàn)有平臺(tái)中的問(wèn)題或缺陷，并擁有完善的異常日志管理模塊，當(dāng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)可提供詳細(xì)的異常信息。同時(shí)，可為運(yùn)營(yíng)方單獨(dú)提供操作性強(qiáng)的維護(hù)手冊(cè)，在發(fā)生問(wèn)題后運(yùn)營(yíng)方可根據(jù)錯(cuò)誤代碼在手冊(cè)中檢索問(wèn)題處理的詳細(xì)步驟與方法。

（4）集成能力。該項(xiàng)目要求平臺(tái)具備高度集成能力，利用第三方接口服務(wù)，直接跳轉(zhuǎn)訪(fǎng)問(wèn)其他系統(tǒng)應(yīng)用或從其他系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)，平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)的集成分專(zhuān)業(yè)類(lèi)別不同，也有不同的集成深度，主要包括信息共享、流程統(tǒng)一、數(shù)據(jù)互動(dòng)等。

4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

數(shù)據(jù)采集服務(wù)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量?jī)x表的原始數(shù)據(jù)、人工錄入數(shù)據(jù)、第三方系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。

平臺(tái)支持多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議采集或第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)具備快速規(guī)約開(kāi)發(fā)能力，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該平臺(tái)支持通過(guò)Modbus TCP、Modbus RTU、IEC104等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議采集設(shè)備數(shù)據(jù)，支持通過(guò)Web Service、Web API、OPC、ODBC等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議采集第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)異常數(shù)據(jù)或不完整數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)采，針對(duì)無(wú)法補(bǔ)采的數(shù)據(jù)可提供算法修復(fù)或人工補(bǔ)錄修復(fù)，常用的數(shù)據(jù)修復(fù)算法有平均值算法和歷史插值算法等。

5 平臺(tái)組態(tài)

能源管理系統(tǒng)采用構(gòu)件化的軟件技術(shù)設(shè)計(jì)，每個(gè)功能模塊都是由多個(gè)質(zhì)量可靠的獨(dú)立組件搭建而成，每個(gè)組件實(shí)現(xiàn)特定的業(yè)務(wù)。功能業(yè)務(wù)及界面模塊也可自由組態(tài)，只需很小的改動(dòng)即可快速響應(yīng)用戶(hù)需求的變更，大幅度提高了軟件效率和用戶(hù)滿(mǎn)意度。

該機(jī)場(chǎng)通過(guò)Pi-ModelManager工具對(duì)區(qū)域、分類(lèi)分項(xiàng)、配電等數(shù)據(jù)模型進(jìn)行自定義，自定義內(nèi)容包括模型類(lèi)別、名稱(chēng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)源等。

平臺(tái)組件的數(shù)據(jù)源及顯示方式可根據(jù)需要進(jìn)行組態(tài)配置，即同一個(gè)組件針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景可配置顯示單維度數(shù)據(jù)圖、多維度數(shù)據(jù)圖、多種數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式組合等不同內(nèi)容及方式表現(xiàn)。平臺(tái)也可配置多個(gè)組件聯(lián)動(dòng)顯示，當(dāng)一個(gè)組件顯示內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)，會(huì)聯(lián)動(dòng)其他組件同步刷新顯示，實(shí)現(xiàn)多個(gè)組件之間的互聯(lián)互通。

運(yùn)營(yíng)單位可通過(guò)Pi-ModelManager關(guān)聯(lián)的SVG組態(tài)工具進(jìn)行圖形組態(tài)，該工具提供圖元編輯、事件綁定、數(shù)據(jù)綁定等功能。

6 機(jī)場(chǎng)能耗管理平臺(tái)的系統(tǒng)集成

平臺(tái)支持應(yīng)用集成和數(shù)據(jù)集成兩種方式，可集成第三方系統(tǒng)或設(shè)備的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)之間的信息互通和共享。通過(guò)“共享Cookie”的單點(diǎn)登錄方式實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的集成，用戶(hù)在瀏覽器端輸入具備相關(guān)權(quán)限的賬號(hào)密碼登錄平臺(tái)后，無(wú)須再次認(rèn)證即可訪(fǎng)問(wèn)其他已集成的第三方系統(tǒng)，在同一個(gè)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)的操作和應(yīng)用。

7 機(jī)場(chǎng)能耗管理平臺(tái)管理層的安全設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用異地容災(zāi)、統(tǒng)一管理的方式，每天執(zhí)行一次增量備份，每30d執(zhí)行一次完整備份，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將備份數(shù)據(jù)存放至異地IDC機(jī)房托管，并制訂相應(yīng)的災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃。一旦災(zāi)難發(fā)生，異地?cái)?shù)據(jù)備份管理軟件通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將備份數(shù)據(jù)傳至主機(jī)系統(tǒng)，可在極短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)切換，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生硬件等故障時(shí)，系統(tǒng)前端采集器可支持?jǐn)?shù)據(jù)30d的存儲(chǔ)時(shí)間，待恢復(fù)正常后進(jìn)行數(shù)據(jù)重傳。數(shù)據(jù)采集設(shè)備具備良好的自恢復(fù)能力，出現(xiàn)異常時(shí)，可以自動(dòng)重連，恢復(fù)通信能力，還可以根據(jù)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程系統(tǒng)修改和升級(jí)。

在整條采集數(shù)據(jù)鏈傳輸采用加密的私有協(xié)議，在沒(méi)有密鑰的情況下，無(wú)法解析出原始數(shù)據(jù)，可有效保障數(shù)據(jù)從計(jì)量設(shè)備到采集器之間的傳輸安全。

平臺(tái)提供完善的權(quán)限管理和驗(yàn)證功能，嚴(yán)格定義不同級(jí)別用戶(hù)的頁(yè)面權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限和操作權(quán)限，確保不同角色用戶(hù)登錄系統(tǒng)后僅能查看和操作已授權(quán)的界面和數(shù)據(jù)，保證平臺(tái)數(shù)據(jù)的安全性。

8 能耗預(yù)測(cè)分析

機(jī)場(chǎng)的能耗預(yù)測(cè)分析與天氣、旅客量、航班數(shù)等因素的關(guān)聯(lián)性較大，且與時(shí)間呈周期性相關(guān)。因此，能源管理系統(tǒng)可根據(jù)歷史能耗數(shù)據(jù)，結(jié)合未來(lái)一段時(shí)間的天氣情況、航班數(shù)等數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)能耗，幫助機(jī)場(chǎng)管理人員進(jìn)行能源調(diào)度，合理規(guī)劃安排照明、空調(diào)等設(shè)備的啟停使用。另外，能耗預(yù)測(cè)及趨勢(shì)分析技術(shù)還可幫助機(jī)場(chǎng)財(cái)務(wù)人員完成年度用能費(fèi)用預(yù)算。

9 結(jié)束語(yǔ)

隨著能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展的深入，各類(lèi)品牌百家齊放，但對(duì)機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目而言，在整套專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)的搭建和應(yīng)用上更注重具有功能強(qiáng)大、可靠安全、操作方便等特點(diǎn)。文章研究了杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期（T4）的能耗系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐，對(duì)未來(lái)新建的民航機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目具有一定的參考意義。