基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市建設(shè)及發(fā)展研究

韋 珺，郭恩玥

（中海石油環(huán)保服務(wù)（天津）有限公司，天津 300457）

世界經(jīng)濟(jì)和科技正在以高速度持續(xù)發(fā)展，城市建設(shè)進(jìn)程不斷加快，全球城市集中了全球約50%的人口[1]。但是城市的快速發(fā)展也引起了能源、社會、環(huán)境、交通等一系列各式各樣的問題，各國政府都在努力積極探索現(xiàn)代智能化的各項技術(shù)，信息相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展、發(fā)電技術(shù)尤其是新能源技術(shù)這幾年取得的進(jìn)展，對新型智慧城市全面的建設(shè)起到了至關(guān)重要的作用。“智慧城市”建設(shè)通過融合新一代的信息化技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化整合，實現(xiàn)信息共享，從而切實提高城市建設(shè)和發(fā)展水平，實現(xiàn)城市的和諧發(fā)展。在此智能化背景下，能源互聯(lián)概念日益興起，電力物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)運而生。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)正是作為物聯(lián)網(wǎng)在能源領(lǐng)域的一個具體展現(xiàn)，也隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，被重點關(guān)注。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就是通過把控電力系統(tǒng)各項環(huán)節(jié)利用現(xiàn)代化的人工智能技術(shù)、高速移動通信技術(shù)、全面智能感應(yīng)采集技術(shù)，將電力系統(tǒng)內(nèi)的各個設(shè)備和環(huán)節(jié)充分連接，并通過全面感知和智慧化的處理技術(shù)，展開應(yīng)用和服務(wù)[2]。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，能夠助推電網(wǎng)提高管理效率和安全，最大限度地發(fā)揮電力網(wǎng)的優(yōu)勢。為了建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，為建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國做好基礎(chǔ)。國家電網(wǎng)公司在“兩會”期間，積極響應(yīng)國家號召，提出要全面推進(jìn)“三型兩網(wǎng)”基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化建設(shè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)項目持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，其應(yīng)用和發(fā)展關(guān)系到我國電網(wǎng)技術(shù)甚至社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市建設(shè)的進(jìn)程中起到了重要的支撐作用，它支撐智慧城市建設(shè)過程中與能源應(yīng)用和管理相關(guān)的各項服務(wù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將城市各行業(yè)和城市生活中的能源使用和管理綜合起來，通過專業(yè)應(yīng)用平臺持續(xù)交換能源信息，是城市大數(shù)據(jù)管理、綜合應(yīng)用的平臺。智慧城市與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)本身的發(fā)展是不可分割的。本文通過分析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)自身的應(yīng)用特點及其在智慧城市建設(shè)進(jìn)程中的各項應(yīng)用，提出相關(guān)的發(fā)展建議，為智慧城市的建設(shè)提供參考。

1 基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市建設(shè)

在整個地球上的所有城市中，其擁有的50%人口創(chuàng)造了全球80%的GDP，同時也消耗了75%的自然資源和能源，產(chǎn)生了75%的全球碳排放。如此龐大的數(shù)據(jù)，非常值得重視。面對能源短缺和環(huán)境污染，以及交通擁堵等一系列城市發(fā)展的嚴(yán)重問題，各個國家都需要積極主動地探索智能型技術(shù)，以及先進(jìn)的信息技術(shù)，為新能源的發(fā)展提供支持，這也是建設(shè)智慧城市的根本含義。

“智慧城市”的建設(shè)離不開泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。近兩年以來，基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧城市建設(shè)取得了長足的進(jìn)步，尤其是在智慧城市社區(qū)建設(shè)、智慧城市園區(qū)建設(shè)和智慧城市安全建設(shè)等幾個方面取得了很大的進(jìn)展。

1.1 基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市社區(qū)建設(shè)

智慧社區(qū)的概念是綜合運用現(xiàn)代化的各種技術(shù)手段，將區(qū)域內(nèi)地理、人、物、環(huán)境等相關(guān)信息，通過建設(shè)綜合管理平臺，對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一管理，提供公共服務(wù)及各項商業(yè)服務(wù)等資源。其特點與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢相吻合。在國家各項政策和要求的不斷推進(jìn)下，我國國家智慧城市的相關(guān)試點數(shù)量已經(jīng)超過500個。其主要內(nèi)容圍繞智能家居、智能社區(qū)安防、智能物業(yè)等幾個主要的方面，相互配合協(xié)作，打造立體的智慧社區(qū)形式（見圖1）。上海市靜安區(qū)于2017年底開始建設(shè)“社區(qū)大腦”，將大數(shù)據(jù)與社區(qū)精細(xì)化管理相結(jié)合，建設(shè)了社區(qū)綜合平臺，整合了街面巡查、監(jiān)督尋訪、非機(jī)動車停放、獨居老人生命體征檢測等多個應(yīng)用場景，發(fā)揮了重要作用[3]。廣州天河區(qū)采用配網(wǎng)儲能裝置，實現(xiàn)了在用電低谷時儲能，用電高峰期釋放的智能化用電，極大地提高了供電能力。林和街華新智慧社區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)了集政務(wù)管理、街道治理、門禁、居民信息一體化整合至一個平臺，居民在一處輸入信息，全平臺可以共享。此外其居民生活已經(jīng)可以通過該平臺進(jìn)行網(wǎng)上購物、送貨到家、個人的水電煤氣繳費享受家庭綜合服務(wù)，感受立體化智慧社區(qū)服務(wù)[4]。重慶市針對公租房的管理實施了“云端計劃”和“大數(shù)據(jù)行動計劃”，對公租房居民的信息實現(xiàn)了智能化的管理，采用“智能狗”的方式進(jìn)行門禁和手機(jī)APP應(yīng)用，提升了小區(qū)的安全性[5]。

圖1

1.2 基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市園區(qū)建設(shè)

智慧園區(qū)建設(shè)綜合利用現(xiàn)有的信息與通信技術(shù)，通過終端的傳感器對現(xiàn)場情況進(jìn)行檢測和感知，利用智能化的數(shù)據(jù)平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及控制，統(tǒng)籌園區(qū)內(nèi)的資源，實現(xiàn)對于園區(qū)內(nèi)需求的智能化響應(yīng)，加大園區(qū)智能化、自動化的管理，提高園區(qū)的管理效率和質(zhì)量，打造和諧、可持續(xù)發(fā)展的立體化園區(qū)（見圖2）。通過與園區(qū)內(nèi)的配電網(wǎng)進(jìn)行融合，通過數(shù)據(jù)中心配合分布式思想的電站布置，打造立體式的能源網(wǎng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化用電結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化智能化控制，打造綠色智慧園區(qū)[6]。當(dāng)前的智慧園區(qū)以多層應(yīng)用為基礎(chǔ)，以智能中樞為核心打造適用于園區(qū)的全方位綜合管理云平臺，通過全方位的傳感器匯集火警、安保、照明等系統(tǒng)信息，對園區(qū)的辦公、食物、倉儲區(qū)域進(jìn)行實時的監(jiān)控與管理，提升管理效率和質(zhì)量。威海物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園依托利用云計算技術(shù)，系統(tǒng)性地建設(shè)了綜合管理云平臺，對園區(qū)的各項活動進(jìn)行統(tǒng)籌管理、處理與存儲，消除信息孤島，使園區(qū)的智能管理達(dá)到了新的高度[7]。其智慧辦公管理系統(tǒng)實現(xiàn)了企業(yè)應(yīng)用軟件的統(tǒng)一，可以支持個人電腦、手機(jī)、平板電腦等多種設(shè)備接入。物業(yè)管理系統(tǒng)實現(xiàn)對園區(qū)內(nèi)容進(jìn)出人口和車輛等信息的采集及實施監(jiān)控。物流系統(tǒng)匯集園區(qū)內(nèi)各方企業(yè)的物流信息（車、貨、人、倉儲）內(nèi)容于同一個平臺，通過系統(tǒng)的智能分析，實現(xiàn)高效的配送服務(wù)，降低物流成本，提高效率[8]?？傮w來說，當(dāng)前我國智慧城市園區(qū)的建設(shè)已經(jīng)實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)與計算機(jī)平臺相關(guān)內(nèi)容的結(jié)合，處于邁向新階段的過渡時期，未來將會在綜合管理、全數(shù)據(jù)整合、智慧處理等方面有進(jìn)一步的發(fā)展。

圖2

1.3 基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智慧城市安全建設(shè)

安全，是城市政府為城市當(dāng)中居民、企業(yè)所提供的基本保障（見圖3）借助泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，對智慧城市建設(shè)安全主要在兩個方面有較大的幫助。首先是實體安全方面，主要包括了公共安全、消防、醫(yī)療衛(wèi)生、交通、應(yīng)急管理等領(lǐng)域。如在公共安全方面，通過數(shù)據(jù)整合和智能管理，對城市的交通運營情況和公共衛(wèi)生等方面的智能監(jiān)控與控制。在應(yīng)急管理方面，通過終端的監(jiān)測手段和大數(shù)據(jù)融合，快速地發(fā)現(xiàn)應(yīng)急問題，并進(jìn)行一定程度的自動處理[9]。在城市消防方面，借助無線網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)及消防感知模塊，通過對用電、用水和用氣的實施檢測，加強(qiáng)對各類建筑和工業(yè)的監(jiān)控，建立全方位的消防服務(wù)，在保障人民生活方面發(fā)揮更大的作用[10]。其次主要體現(xiàn)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)信息方面的安全，包括基礎(chǔ)設(shè)施安全，信息的采集和傳遞由于建設(shè)密集、數(shù)據(jù)量大，自身和傳遞的準(zhǔn)確度將對最終的智慧管理起到重要作用。另外，由于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的信息包括城市及用戶個人隱私的許多關(guān)鍵信息，如何保護(hù)這些信息（尤其是用戶的信息）不被泄漏，需要伴隨在建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的全過程[11]。

圖3

2 結(jié)束語

當(dāng)前泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市建設(shè)的進(jìn)程中起到了重大作用，尤其是伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，未來會有更廣泛的發(fā)展?jié)摿?。面對?fù)雜、使用范圍廣、工程量大的泛在電力互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，需要我們秉承合作共贏、優(yōu)勢互補(bǔ)、共同發(fā)展的理念。為了推動智慧社區(qū)在智能化服務(wù)方面的進(jìn)一步提升，提高智慧園區(qū)內(nèi)各企業(yè)的效率，以及智慧城市的現(xiàn)代化建設(shè)安全能夠得到有效的保障，結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，未來有三方面應(yīng)該受到更多的重視：一是在應(yīng)用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)智慧城市的過程中應(yīng)該注意政府和企業(yè)的溝通，交流各自的成果和行業(yè)信息，避免各地大量重復(fù)建設(shè)實驗；二是在建設(shè)過程中應(yīng)更加注重實用性，不能盲目地將各種新技術(shù)生硬的應(yīng)用，背離了初衷；三是始終要把安全放在首要位置，注重信息采集、傳遞的準(zhǔn)確，同時要保障信息應(yīng)用的安全。

總而言之，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是一個創(chuàng)新、開放、復(fù)雜、宏大的社會大工程，需要樹立開放、合作、共贏、共享的理念，投入更多的社會資本和吸引各類市場主體參與建設(shè)和價值創(chuàng)造，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同發(fā)展，打造共建、共治、共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，使全社會共享發(fā)展成果，促進(jìn)人類命運共同體的長遠(yuǎn)發(fā)展。