智慧供熱與企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)劃

關鍵詞：智慧供熱；云計算；大數(shù)據(jù)；物聯(lián)網(wǎng)；信息系統(tǒng)規(guī)劃

中圖法分類號：TP315 文獻標識碼：A

1供熱企業(yè)信息系統(tǒng)的特點和現(xiàn)狀

供熱企業(yè)的信息化建設是以供熱生產(chǎn)為中心，圍繞供熱保障、生產(chǎn)運行、供熱調度、數(shù)據(jù)分析等方面為供熱生產(chǎn)運行提供支撐，為供熱管理的科學決策提供實時準確的大數(shù)據(jù)基礎。一般情況下，各類信息系統(tǒng)通常是伴隨供熱生產(chǎn)運行的需求而陸續(xù)建成的。近年來，隨著城市供熱面積的增加，熱力站逐年倍增，而與之相反的是人員數(shù)量在逐年減少，人員成本逐年增加。在此情況下，唐山市熱力集團有限公司加快信息化發(fā)展步伐，陸續(xù)建設了各類信息系統(tǒng)：隨著熱源廠的增加，建設了熱源數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對熱源廠數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測：隨著大環(huán)網(wǎng)管線的建成，建設了大環(huán)網(wǎng)中繼泵站監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對關鍵管網(wǎng)數(shù)據(jù)的監(jiān)視：隨著熱力站的逐年增加，建設了熱網(wǎng)智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了熱力站的遠程調控；隨著供計量工作的逐年推進，建設了熱用戶遠程抄表管理系統(tǒng)；隨著熱用戶舒適度要求的不斷提高，建成了典型用戶室溫采集分析管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對典型熱用戶室溫的數(shù)據(jù)采集上傳及分析；另外，為加強對大環(huán)網(wǎng)的巡檢和管理，建成了GIS地理信息系統(tǒng)。已經(jīng)形成了從熱源、熱網(wǎng)、熱力站到熱用戶的全熱網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測與控制。

2存在的問題

雖然唐山市熱力集團有限公司的信息化建設經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)進入智能供熱階段，但隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，智慧供熱對企業(yè)信息化建設的發(fā)展提出了更高的要求，在企業(yè)信息化建設中的問題也逐步顯現(xiàn)。

2.1“信息孤島”現(xiàn)象明顯

隨著供熱面積的逐年增加，企業(yè)經(jīng)營規(guī)模越來越大，各部門信息系統(tǒng)中存在多個由不同廠家開發(fā)的“小平臺”系統(tǒng)，每個軟件平臺都是以供應商自身的特色開發(fā)，軟件平臺的建設時間、通信協(xié)議、功能、設計理念、開發(fā)方法等都存在差異，造成這些信息系統(tǒng)后期的運行管理困難，且各廠家的數(shù)據(jù)上傳情況受產(chǎn)品本身性能、服務器性能的約束，系統(tǒng)運行效果各有差異?！靶畔⒐聧u”現(xiàn)象明顯。

2.2數(shù)據(jù)無法共享

因多年來各個部門陸續(xù)建設的應用信息系統(tǒng)在建設之初并沒有考慮數(shù)據(jù)的互通和共享問題，隨著信息化建設向平臺化發(fā)展，數(shù)據(jù)共享問題逐漸突出，不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和應用，更不能為數(shù)據(jù)的分析處理和進一步的挖掘應用奠定基礎。

2.3各系統(tǒng)獨立運行

各信息系統(tǒng)相對獨立，運行較好，但無法在一個平臺上應用，造成資源浪費、操作復雜、使用不方便。

2.4缺乏統(tǒng)一的框架集成標準

信息系統(tǒng)建設是隨著各部門的業(yè)務需求逐年建設的，在建設之初僅限于滿足當前的功能需求，并沒有考慮未來可能會統(tǒng)一平臺，因此缺乏統(tǒng)一的集成標準。

2.5基礎數(shù)據(jù)無法及時更新

供熱信息大數(shù)據(jù)是一個相互關聯(lián)的整體，因為各系統(tǒng)都處在獨立運行狀態(tài)，數(shù)據(jù)更新不及時，數(shù)據(jù)往往會出現(xiàn)差異，存在各部門之間的數(shù)據(jù)不相符的情況，致使數(shù)據(jù)分析處理效率低，準確性差。

3智慧供熱與企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)劃

智慧供熱與企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)劃是密不可分的。以上問題是供熱企業(yè)信息化發(fā)展普遍存在的問題，科學合理的企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)劃是解決這些問題的有效手段。

信息系統(tǒng)規(guī)劃（Information System Planning，ISP）是從企業(yè)戰(zhàn)略出發(fā)，在理解企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標與業(yè)務規(guī)劃基礎上，分析、評估企業(yè)的現(xiàn)狀，優(yōu)化企業(yè)業(yè)務流程，構建企業(yè)信息系統(tǒng)架構，對企業(yè)內外信息資源進行統(tǒng)一規(guī)劃、管理與應用，利用信息系統(tǒng)控制企業(yè)行為，輔助企業(yè)進行決策，幫助企業(yè)實現(xiàn)戰(zhàn)略目標。

智慧供熱平臺是供熱企業(yè)信息化的綜合管理平臺，集成了供熱生產(chǎn)的各類數(shù)據(jù)，包括供熱基礎信息、熱源監(jiān)控數(shù)據(jù)、換熱站遠傳數(shù)據(jù)、熱用戶室溫數(shù)據(jù)等。

供熱基礎數(shù)據(jù)是支撐智慧供熱平臺的基礎。對于供熱企業(yè)而言，為實現(xiàn)智慧供熱，要從企業(yè)實際情況出發(fā)，以供熱基礎信息數(shù)據(jù)為核心進行規(guī)范整理。供熱基礎信息是圍繞“熱源→熱網(wǎng)→熱力站→熱用戶”為主線而建立的，在供熱生產(chǎn)數(shù)據(jù)方面要圍繞熱源、熱網(wǎng)、熱力站、熱用戶為主線進行數(shù)據(jù)結構的規(guī)劃和完善；計劃經(jīng)營類包括收費系統(tǒng)、財務系統(tǒng)、材料系統(tǒng)等；服務保障類分為客服系統(tǒng)等。將這些數(shù)據(jù)進行整體規(guī)劃設計，形成一個完整的數(shù)據(jù)庫結構，建立基礎數(shù)據(jù)庫，這是基礎也是關鍵一步。在這個環(huán)節(jié)，應以熱用戶為中心進行數(shù)據(jù)的收集整理，如熱用戶的基本信息、房屋維護結構、熱計量情況、歸屬的小區(qū)、熱力站等。

確定數(shù)據(jù)結構后，要對各類系統(tǒng)之間的需求進行功能分析設計，圍繞各職能部門及使用者的功能需求對軟件功能進行開發(fā)設計。另外，對各信息系統(tǒng)進行集成和融合，打破數(shù)據(jù)壁壘，形成相互共享、數(shù)據(jù)關聯(lián)的一體化系統(tǒng)。科學合理的信息系統(tǒng)規(guī)劃是實現(xiàn)智慧供熱的基礎，助力實現(xiàn)從智能供熱到智慧供熱的質變。

4智慧供熱的基本框架和建設目標

4.1智慧供熱的概念

智慧供熱是基于互聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術以及供熱運行的大數(shù)據(jù)、綜合集成法、虛擬技術等工具和方法的應用，依托互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息共享，具有人“大腦”的一種高級的綜合分析判斷能力，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)全面透徹的信息化管理。

4.2支撐智慧供熱的信息系統(tǒng)

智慧供熱信息系統(tǒng)在供熱信息化基本架構的基礎上，具有如下發(fā)展趨勢：在信息系統(tǒng)管控維度上，依靠供熱企業(yè)信息化的總體規(guī)劃制定，實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)中心的信息化管控一體化，減少信息系統(tǒng)的中間冗余，降低運營成本；在供熱設備設施及熱用戶兩類對象管理上，基于唯一編碼設置，解決“信息孤島”問題，確保各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的關聯(lián)性：在信息系統(tǒng)建設途徑上，發(fā)揮云計算技術優(yōu)勢，將云計算與智慧供熱結合，同時搭建智能供熱云平臺，作為信息系統(tǒng)基礎平臺：建立圍繞客戶服務管理、生產(chǎn)運行管理、組織保障管理的信息系架構，客戶服務管理體系以熱用戶為中心.實現(xiàn)基于工作流的服務全過程信息管理，生產(chǎn)運行管理體系以供熱設備設施為中心，實現(xiàn)精細化、安全化調度控制，組織保障管理體系以人、財、物為中心，實現(xiàn)供熱職責標準化、信息化；多終端應用模式不斷豐富，形成計算機、移動終端、大屏顯示和觸摸屏的聯(lián)動信息化應用，提供更加便捷的廣域信息系統(tǒng)的接入方式。圖1為智慧供熱信息系統(tǒng)架構圖。

4.3智慧供熱的建設目標

隨著供熱中遠期發(fā)展，熱網(wǎng)覆蓋地域廣，換熱站數(shù)目多，供熱面積大，調度、管理、分析、核算、統(tǒng)計等工作較困難，需要以先進的自動化及信息化技術實現(xiàn)系統(tǒng)化的調度和管理，實現(xiàn)由傳統(tǒng)的以大量人力工作為中心的管理模式，向以現(xiàn)代化、信息化、系統(tǒng)化為中心的管理模式轉變，管理層、決策層所獲數(shù)據(jù)將更加準確和及時，以便更快地制定生產(chǎn)目標和企業(yè)未來發(fā)展戰(zhàn)略。

基于上述規(guī)劃和目標，本文旨在對熱源、熱網(wǎng)、熱力站、熱用戶建立有效監(jiān)控，通過信息技術及物聯(lián)網(wǎng)技術與傳統(tǒng)供熱運行技術的交叉融合，促進供熱系統(tǒng)管理水平升級，使其具有重要的發(fā)展?jié)摿?。智慧供熱綜合管理軟件平臺的建設和應用，將加強唐山熱力各部門之間的管理、協(xié)作，能夠提高供熱質量，能夠基于網(wǎng)絡平臺面向民生提供供熱服務，能夠基于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)監(jiān)測提供供熱保障以及提高應急處理等管理水平，進而實現(xiàn)統(tǒng)一的供熱保障指揮和優(yōu)化調度。合集成方式，通過統(tǒng)一接口進行整合，保護歷史數(shù)據(jù)，增強系統(tǒng)可維護性。保持各業(yè)務系統(tǒng)的相對獨立性，同時實現(xiàn)讀寫分離，最大限度地降低風險。

（2）“統(tǒng)一性”——建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)標準。

規(guī)范各個應用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)資源的創(chuàng)建、使用規(guī)則，建立良好的數(shù)據(jù)共享和管理機制，提升數(shù)據(jù)質量；建立具有符合供熱企業(yè)實際及供熱行業(yè)發(fā)展方向的數(shù)據(jù)統(tǒng)一標準格式，以后進入系統(tǒng)的供應商，其數(shù)據(jù)、傳輸協(xié)議等必須符合軟件平臺的統(tǒng)一性要求。通過構建數(shù)據(jù)集成平臺，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，滿足應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的需求。

（3）“開放性”——軟件不受制約，并且具備擴展性。

智慧供熱綜合管理平臺系統(tǒng)可以兼容現(xiàn)有的所有供熱系統(tǒng)硬件傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)格式，也可以對接供熱企業(yè)現(xiàn)有的收費系統(tǒng)、客服系統(tǒng)、熱計量系統(tǒng)、室溫采集系統(tǒng)、熱源監(jiān)測系統(tǒng)等設備管理系統(tǒng)，實現(xiàn)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享及聯(lián)動。

（4）軟件延展性不受制約，能夠應用復雜算法。

智慧供熱軟件平臺是完全基于高級語言的代碼及程序開發(fā)實現(xiàn)的，可以實現(xiàn)能耗分析、供熱負荷預測、管網(wǎng)水力平衡計算、客服數(shù)據(jù)分析等功能，這些功能由大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及其復雜算法實現(xiàn)。

5.2平臺框架

智慧供熱信息系統(tǒng)整體分為感知層、網(wǎng)絡層、計算與存儲層、數(shù)據(jù)及服務支撐層和應用層5部分，如圖2所示。

5智慧供熱平臺的建設思路

5.1建設思路

智慧供熱綜合管理平臺需遵循“兼容性、統(tǒng)一性、開放性”的建設理念，力求在盡可能保持原有系統(tǒng)不變的情況下，實現(xiàn)最佳的數(shù)據(jù)集成效果，進行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，形成一整套優(yōu)化調度、優(yōu)化管理方案，使之成為供熱運行管理的決策依據(jù)。

（1）“兼容性”——集成現(xiàn)有系統(tǒng)，而不是推倒重來。

智慧供熱軟件平臺必須根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)的情況來進行構建，不需要重新創(chuàng)建系統(tǒng)。通過使用適當?shù)臄?shù)據(jù)集成架構框架進行數(shù)據(jù)集成，并使其應用于整個智慧供熱體系。利用平臺技術，將企業(yè)內部系統(tǒng)、外部第三方系統(tǒng)進行有機整合，形成松散、耦合、開放、一體化智慧供熱軟件平臺，可以實現(xiàn)從熱需求側到供應側的信息管理與使用的閉環(huán)，真正依據(jù)客戶的需求組織供應，優(yōu)化服務流程。平臺采用模塊化、插槽式整

（1）感知層通過傳感器、采集儀表等為平臺采集數(shù)據(jù)；（2）網(wǎng)絡層為感知層的數(shù)據(jù)傳輸提供支撐，包括有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡等；（3）計算與存儲層是指以熱源、熱網(wǎng)、熱力站、熱用戶等為主線的各項信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；（4）數(shù)據(jù)與服務支撐層是指利用面向服務的體系架構以及新一代信息技術，通過數(shù)據(jù)融合和服務融合支撐承載智慧供熱應用層中的相關應用；（5）應用層是指數(shù)據(jù)通過平臺進行挖掘和分析，而后進行展示和應用。

5.3平臺數(shù)據(jù)集成方式

智慧供熱平臺數(shù)據(jù)整合集成范圍涉及多家單位的多套系統(tǒng)，數(shù)據(jù)內容涉及各業(yè)務數(shù)據(jù)、基礎信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)涉及范圍廣，數(shù)據(jù)內容復雜，數(shù)據(jù)格式不一，且數(shù)據(jù)存放在不同的數(shù)據(jù)庫。采用數(shù)據(jù)中臺技術對多平臺的數(shù)據(jù)進行集成，將各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)中臺進行清洗、過濾，形成統(tǒng)一的標準，為智慧供熱平臺提供有效的數(shù)據(jù)。

5.4智慧供熱平臺的主要功能

（1）實現(xiàn)對各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集成并完成與省、市供熱監(jiān)管平臺的數(shù)據(jù)對接。

感知層是智慧熱網(wǎng)建設的基礎，目前唐山市熱力集團有限公司涉及熱源出口、計量小室、中繼泵、換熱站、大溫差機組、熱計量和室溫等數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，涉及多個廠家、多種平臺、多種形式的數(shù)據(jù)采集，首要任務是規(guī)范設計智慧供熱系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)的編碼規(guī)則，規(guī)劃設計各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫傳輸、存儲結構。

（2）實現(xiàn)平臺統(tǒng)一、數(shù)據(jù)共享。

通過開發(fā)建設平臺軟件，統(tǒng)一集成界面，統(tǒng)一各子系統(tǒng)人口。

（3）開發(fā)建設客服系統(tǒng)。

供熱客服系統(tǒng)基于呼叫中心搭建一個處理熱用戶報修、咨詢、投訴、測溫等申請，并能連接線下維修人員完成現(xiàn)場維修和反饋的管理平臺。

（4）建立基于地圖呈現(xiàn)的調度管理信息系統(tǒng)。

利用開發(fā)的GIS平臺建立管線走向示意圖，依靠地圖實現(xiàn)對熱源、管網(wǎng)設備、換熱站關鍵參數(shù)的查看，利用巡檢功能并結合對人員的管理，保證管線的安全運行，建立設備的維護檔案。通過室溫數(shù)據(jù)和小區(qū)電子圍欄，可以查看各小區(qū)的室溫熱點圖，及時掌握各區(qū)域的室溫狀況。同時，通過與收費、客服系統(tǒng)的對接，掌握各小區(qū)的收費率和投訴率。

（5）值班調度管理。

實現(xiàn)熱力值班的無紙化辦公，記錄調度中心、二級調度中心日常工作日志和交接班管理。

（6）規(guī)劃建設駕駛艙界面。

實時反映熱力企業(yè)的整體運行狀態(tài)，將各信息化子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、圖形進行整合，對關鍵信息進行提煉、匯總、展示。讓數(shù)據(jù)形象化、直觀化、具體化，為管理層和執(zhí)行層清晰地了解企業(yè)當前的生產(chǎn)運營、管理、目標達成情況，幫助企業(yè)更好地識別風險，起到提早控制和輔助決策的作用。該功能模塊為定制化開發(fā)模塊，需唐山熱力明確展示內容、展示形式等，進行一次性訂制開發(fā)。

（7）逐步實現(xiàn)熱計量系統(tǒng)功能整合。

總體設計目標是通過對現(xiàn)有多家的熱計量系統(tǒng)進行整合，實現(xiàn)供熱計量信息系統(tǒng)對各廠商熱計量設備的統(tǒng)一監(jiān)控、對計量數(shù)據(jù)的自主掌控應用、對預付費刷卡系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，并開發(fā)相應接口程序，實現(xiàn)與收費系統(tǒng)、客服系統(tǒng)的對接，滿足各系統(tǒng)對熱計量數(shù)據(jù)的調用查詢需要，同時通過供熱計量信息系統(tǒng)的管理功能，提高熱力公司熱計量業(yè)務管理效率，降低人員勞動強度。

（8） APP手機終端、稽查管理。

供熱生產(chǎn)和管理人員通過手持移動終端就可以實現(xiàn)熱網(wǎng)調度指揮、熱源、熱力站、熱計量、熱用戶室溫的數(shù)據(jù)監(jiān)測、調控、報警信息、經(jīng)營收費、客戶投訴情況的查看，以及維修中心績效管理，打破空間和時間限制，讓供熱企業(yè)隨時隨地掌握各供熱環(huán)節(jié)動態(tài)生產(chǎn)經(jīng)營信息，滿足供熱管理人員對熱網(wǎng)生產(chǎn)信息及時、快速、全面掌握的需求。通過手機客戶端的開發(fā)建設，稽查人員可實時掌握熱用戶繳費狀態(tài)、用熱狀態(tài)、室內溫度等參數(shù)，實現(xiàn)稽查管理。

6結束語

智慧供熱與企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)劃是密不可分的，智慧供熱應最大限度地減少人工操作，真正實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的自動化、智能化運行；智慧供熱建設的最終目標是讓企業(yè)供熱服務有保障；智慧供熱要圍繞源、網(wǎng)、站、戶為主線，以熱用戶為中心進行供熱大數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、分析、調控；智慧供熱應充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術、地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的互聯(lián)互通。企業(yè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)劃是智慧供熱的基礎也是關鍵，

作者簡介：

裴明哲（1977—），本科，高級工程師，研究方向：供熱信息化建設、信息系統(tǒng)運維管理、通信及網(wǎng)絡安全管理等（通信作者）。