基于物联网的供热信息监管平台设计

来源:用户上传      作者:张宁　邵建涛　丁熙　宋春丽

　　摘要：随着人们生活质量的提升，切实有效做好冬季供热问题成为各政府关心的民生问题之一，因此建立供热信息监管平台，提高供热服务能力和监管水平已迫在眉睫。本文基于物联网技术建立工业信息监管平台将各个热力站数据、热力站视频监控数据、相关配套供热小区、温度数据等统一纳入平台为企业提供一体化监测模式。同时根据积累的海量数据基于神经网络技术建立了室温预测模型，模型可以根据天气、热源等信息预测室内温度变化提高企业智能化管理水平。
　　关键词：物联网;供热信息;神经网络;室温预测
　　基于物联网技术的供热信息监管平台将传统的供热系统、业务系统与智能感知相结合，整合现有业务系统，成为企业热力供热服务的核心大脑，打破数据孤岛，形成企业信息流、业务流、数据流的三流合一。实现分布式资源共享，建立高效的信息流，提高企业决策效率，实现企业对各供热站的集中管理，最终提高企业核心竞争力，为企业在清洁供热、节能减排、热用户满意度提升等方面提供有力支持，为智慧城市建设提供有力的数据支撑。
　　利用中小企业信息化建设，利用现代通信技术手段，对中小企业的信息资源进行整体规划，实现信息集成应用，形成中小企业决策完善的大数据系统与信息资源共享机制。针对公司内部的多源异相数据系统进行集成，形成了系统数据中心，通过打通各系统数据，完善的数据规则，并通过收集来的数据结合神经网络的智能算法，分析出在气候、热源水温等各种因素下的室内气温变动状况，并协助公司及时做出准备预案，以确保小区客户居室气温的相对平稳。
　　1 设计思想
　　1.1 注重顶层设计
　　供热监管信息平台的功能应本着切合企业实际为企业解决实际问题为出发点，做好顶层设计。平台由数据采集模块、智能巡检模块、热网平衡模块、自动上报模块及部分组成。
　　以服务供热全流程服务为核心思想，强调一体化管控思想，加强数据集成模式，能够对不同情况下室温变化程度做好预测工作，智能辅助企业进行综合调度，完成供热保障。
　　1.2 侧重集成创新
　　供热监管信息平台是一个整体建设方案，它将现场端建设与平台建设结合为一体，将在线监控应用与数据分析视为一个有机整体，通过对各种实时信息的统计、分析，实现热源、热力站、室内温度信息采集的广度以及深度，合理利用数据以实现业务集成的同时达到智能分析的目的。
　　1.3 以大数据透彻感知算法为核心。
　　本系统以现场端采集的实时数据为数据来源，对各个小区的室内温度情况进行横向对比分析结合小区信息，给出小区用热建筑年限、能耗等级、供热范围情况等信息给出小区室温情况分析决策报告。同时基于平台使用过程中积累的海量数据，对数据质量进行综合分析，做好数据补全、数据清洗等工作，结合室温预测模型，对各小区用户的室内温度做出精准预测，达到精准供热的目的。
　　2 需求分析
　　2.1 管网维护及巡检
　　在传统的供热系统中，需要人工日常维护及巡检以保障热力站的平稳运行，当出现供热调整时需要人工手动干预对整体的管网进行调控。这种手工方式容易造成问题遗漏以及解决不及时，会导致各小区供热温度分配不均造成供热出现问题，极大地影响了热用户的使用感受。
　　所以需要对各个热力站的运行信号，例如供回水温度、压力、流量、阀门开度等信号进行采集，帮助供热企业及时发现问题，并且根据系统算法进行自动调控。同时，为了更直观地显示热力站问题，需要增加视频监控，以方便企业对热力站内部情况实时把控。
　　2.2 热用户室温采集
　　热用户室内温度的采集直接反映了供热企业的供热情况，随着居民对于居住舒适度的要求不断提高，就更要求供热企业能够实时监测热用户室内温度，根据热用户的温度进行调控，达到按需供热、精使┤鹊哪康摹
　　另外，热用户的室内温度情况也是重要的民生问题，这就要求工业企业对于供热小区信息、小区建筑信息、小区热用户信息进行采集形成统一的管理台账，根据小区建筑年限、小区供热面积、小区建筑保温情况进行区别分析，以达到最佳供热温度。
　　2.3 数据互联互通
　　城市级供热管网的能源互联与服务互联是大趋势，各地区及企业供热信息的互联互通是城市服务发展的必然要求，通过数字化手段提升管理能力，使得政府及小区用户对于供热企业的运行情况进行了解与反馈，是供热企业良性发展的重要因素之一，这就要求供热企业数据与城市级供热管网系统能够互联互通。近年来，各地相继印发关于供热信息对接的相关技术导则，这就要求平台具有接口开放能力、数据库开放能力，保障政府对企业情况、热源情况、热力站、热用户情况进行整体把控。
　　3 系统框架设计
　　系统基于物联网四层架构模式，自下而上形成完整的物联网体系。
　　感知层由热源数据、热力站数据、室温数据、视频数据四部分组成，其中智能热表数据及室温采集数据通过4G网络传输至平台服务器，视频数据通过互联网专线与平台视频服务器传输视频信号，热力站数据通过PLC智能网关发送至平台服务器，PLC智能网关也可通过对平台的数据交互完成设备自动控制功能。
　　网络层主要基于运营商的互联网专线及4G网络传输技术来进行数据传输以保障数据的稳定性。
　　在支撑层方面平台需要对多源异构数据进行解析，形成统一的数据中心台账，为支持层的室温预测模型提供基础数据的支撑，同时为应用层的数据展示提供数据依据，支撑层的另一作用是根据各供热企业特点建立室温预测模型，能够对现阶段的供热整体运行情况进行评估，方便企业管理人员进行调控。
　　在展示层方面，结合GIS（地理信息系统）技术将各小区分布及其室温情况、供热管网情况绘制在页面中，结合热力站情况、天气情况等形成一体化看板，方便供热企业进行管理。同时，平台提供了丰富的图表系统，能够直观展示当前情况并支持历史数据导出。

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