物聯(lián)感知“e”江南——江南大學數(shù)字化能源監(jiān)管平臺建設(shè)實踐

文／田備

建設(shè)模式——“1+1+N+M”

在江南大學新校區(qū)基本建設(shè)中，有意識直接采用具有數(shù)據(jù)采集功能的智能電表等儀表儀器。經(jīng)過幾年的建設(shè)和改造，目前校園內(nèi)已經(jīng)安裝近2萬個各類傳感監(jiān)控點，電路、給水管網(wǎng)、變電所、VRV中央空調(diào)、分體空調(diào)、路燈、安防和交通等實施全方位、立體式的數(shù)字化實時管理，監(jiān)控覆蓋率達90%以上，其中水、電遠程計量率達到99%。

打造“江南大學數(shù)字化能源監(jiān)管平臺”。平臺建設(shè)采用統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的方式，架構(gòu)為1+1+N+M模式，即1個能源服務(wù)門戶，1個系統(tǒng)平臺，N個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)和移動應用（Mobile），目標是充分利用采集的能源計量和監(jiān)控信息，將能源管理過程中的“模糊”概念變成清晰數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了不同人、時、地的管理及多渠道信息交互，為管理者提供了更科學的決策支持。

1個能源服務(wù)門戶。將與師生個人密切相關(guān)的能源

在江南大學，曾經(jīng)常見的長明燈、長流水難覓蹤跡，下班關(guān)電腦拉房間總電閘已經(jīng)成為每個人的自覺習慣，一旦有水的異常使用相關(guān)人員就能收到短信報警。可以說校園里水、電一毫的跑冒滴漏都逃不過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管，校園管理實現(xiàn)了高度智慧化，這得益于學校自主研發(fā)的數(shù)字化能源監(jiān)管平臺系統(tǒng)。江南大學智慧校園建設(shè)在能源監(jiān)管領(lǐng)域的實踐已經(jīng)形成了自己的特色和優(yōu)勢。

江南大學數(shù)字化能源監(jiān)管平臺

監(jiān)管類子系統(tǒng)，是能源監(jiān)管平臺的基礎(chǔ)和核心，重點解決“能源去哪兒了”這個核心問題。

江南大學在學?！笆濉币?guī)劃信息化建設(shè)規(guī)劃中提出，要充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采集校園中人和物的信息，通過信息化應用系統(tǒng)，對采集的信息進行處理加工，面向用戶提供科學化管理和個性化服務(wù)，做到對各種信息流的“數(shù)據(jù)采集數(shù)字化、信息化處理智能化、管理服務(wù)智慧化”，最終實現(xiàn)“智慧校園”。信息特別是用電和用水信息進行整合，用圖表等方式可視化展示用戶的能源使用歷史和趨勢，提供便捷的查詢、充值、預付費、自我管理、咨詢等服務(wù)，開展能源管理相關(guān)的綠色文化教育。能源服務(wù)門戶還與學校信息化服務(wù)門戶“e江南”對接，成為e江南門戶的一個重要子應用。還與e江南完成統(tǒng)一身份認證集成，實現(xiàn)單點登錄，方便用戶使用。

1個系統(tǒng)平臺。建設(shè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的FrontView系統(tǒng)平臺。FrontView平臺按照物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的要求，建立起了一整套數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、分析、展示以及系統(tǒng)開發(fā)的標準和規(guī)范，是針對智能設(shè)備、設(shè)施和系統(tǒng)的“智能云平臺”。在此平臺上，可以快速開發(fā)和部署智能監(jiān)管系統(tǒng)。為配合平臺的使用，還配套開發(fā)了智能電表、空調(diào)照明控制器、水電氣智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)等。

N個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。根據(jù)業(yè)務(wù)范圍和功能子系統(tǒng)可分為監(jiān)管類和控制類子系統(tǒng)。監(jiān)管類子系統(tǒng)，是能源監(jiān)管平臺的基礎(chǔ)和核心，重點解決“能源去哪兒了”這個核心問題。監(jiān)管類子系統(tǒng)包括電能計量管理、給水管網(wǎng)監(jiān)測、燃氣計量監(jiān)管、建筑節(jié)能分析等，能對校園供電、供水、供氣和環(huán)境參數(shù)進行基于校園網(wǎng)的實時監(jiān)測，掌握校園實時用量。控制類子系統(tǒng)，是能源監(jiān)管平臺的開展和延伸，重點解決“能源如何管”?？刂祁愖酉到y(tǒng)包括智能照明控制、變電所監(jiān)控、智能空調(diào)控制等，能按照一定的管理策略實現(xiàn)對水、電、空調(diào)等設(shè)備、設(shè)施的遠程智能控制，可保障重點用能設(shè)備的可靠、高效、低耗運行。

電能計量管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了對全校用電的分項分戶計量，通過細化到每小時的用能監(jiān)管和分析，可以及時發(fā)現(xiàn)待機功耗等用能浪費現(xiàn)象。系統(tǒng)還和“指標化管理體系”充分配合，實現(xiàn)用電的管理和指標執(zhí)行情況的監(jiān)督、費用結(jié)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等多項功能，為實現(xiàn)學校各學院、部門用電的量化管理提供必備條件。

給水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)關(guān)注的對象是地下給水管網(wǎng)和重點用水設(shè)施，對其用水情況的感知、傳輸、監(jiān)測、分析、管理。通過內(nèi)置的專家系統(tǒng)模塊對管網(wǎng)流量模型進行自學習，可以在第一時間發(fā)現(xiàn)地下管網(wǎng)的跑冒滴漏，減少損失。為用水節(jié)水管理提供更好、更科學的決策支持，實現(xiàn)了科學節(jié)水和高效節(jié)水。

燃氣計量監(jiān)管系統(tǒng)。系統(tǒng)對全校食堂餐飲用天然氣進行了遠程計量，可以實時監(jiān)測到燃氣管網(wǎng)的流量、壓力和溫度的等參數(shù)，實現(xiàn)了我校用能種類的全覆蓋。

智能照明控制系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了對全校道路照明、景觀照明及戶外信息發(fā)布設(shè)備（如LED顯示屏等）的實時監(jiān)測和智能控制，能夠根據(jù)不同性質(zhì)的照明進行分區(qū)域分時控制，并根據(jù)天氣情況（光照度）、經(jīng)緯度（日出日落時間）等情況自動智能調(diào)整修正設(shè)置，實現(xiàn)按需照明，節(jié)約用電，延長設(shè)備使用壽命。

變電所參數(shù)監(jiān)測與管理系統(tǒng)。系統(tǒng)對全校26個10KV變電所內(nèi)近900個設(shè)備的運行情況實施24小時監(jiān)測和聲光、短信聯(lián)動報警。學校依托系統(tǒng)調(diào)整和優(yōu)化了變電所的運行模式，將原有全人力值班模式改為集中監(jiān)管輔以定期巡視的管理模式，節(jié)約了人力資源，提高了保障水平。

分體空調(diào)智能監(jiān)管系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了第一教學樓133臺分體空調(diào)的狀態(tài)監(jiān)控和基于課程表的自動開關(guān)機控制。解決了公共區(qū)域分體空調(diào)管理困難的問題，杜絕了無人空調(diào)等浪費現(xiàn)象。

移動應用（Mobile）。針對移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，開發(fā)發(fā)布了能源監(jiān)管平臺移動客戶端，滿足用戶移動應用的需求。移動應用可實現(xiàn)個人能源使用情況的查詢、自助服務(wù)等，也可滿足管理者移動化的對能源設(shè)備、設(shè)施的遠程實時監(jiān)控。目前“江南大學掌中能源服務(wù)”App擁有IOS版和安卓版，支持IPad、Iphone和Android的手機和平板等。

應用效果——能源管理智慧化

“江南大學數(shù)字化能源監(jiān)管平臺”的建設(shè)，平臺服務(wù)于能源的生產(chǎn)、傳輸、使用等能源全生命周期，既完成了能源信息的數(shù)字化，又在業(yè)務(wù)系統(tǒng)上實現(xiàn)了能源的智能管理，還在服務(wù)門戶上開展了以人為本的人本化、個性化服務(wù)。

能源監(jiān)管平臺可實現(xiàn)用能行為的精細化管理，每個人和單位都能清晰地分析出能源使用習慣，可有針對性地改進個人或單位的用能習慣。

取得了較大的經(jīng)濟效益。2013年，在全?？蒲薪?jīng)費、設(shè)備、分體空調(diào)總量分別增至2006年的3.24倍、1.65倍、2.33倍，但全校水電費年度凈支出仍然保持在1600萬元左右，與全國同規(guī)模高校中相比，保持了較高的能效水平和較低的水電費開支比例，并為學校累計節(jié)約水電費支出近億元。

促進了良好的節(jié)能行為。能源本身不會浪費，產(chǎn)生不合理浪費恰是人的用能行為。能源監(jiān)管平臺可實現(xiàn)用能行為的精細化管理，每個人和單位都能清晰地分析出能源使用習慣，可有針對性地改進個人或單位的用能習慣。同時，借助能源監(jiān)管平臺的社會影響，江南大學的綠色文化得以傳播。

推動了智慧校園建設(shè)研究。通過能源監(jiān)管平臺的建設(shè)，產(chǎn)生了一批科技成果、多項軟件著作權(quán)和十多項國家專利。2011年1月，學校作為“高等院校節(jié)約型校園建筑節(jié)能監(jiān)管平臺示范建設(shè)”首批示范試點高校，順利通過了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部會同教育部組織的專家驗收。

展望未來——打造智慧校園良性生態(tài)

在校園信息化建設(shè)過程中，我們認識到信息化建設(shè)未來發(fā)展趨勢和方向，一是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智慧的信息化教學環(huán)境將成為建設(shè)重點；二是師生對于信息系統(tǒng)和工具使用的自覺和熟練程度大幅度提升，師生信息素養(yǎng)較高；三是特色鮮明、內(nèi)容豐富、風格多樣的優(yōu)質(zhì)教育資源被大量生產(chǎn)；四是以“生”為主和以“學”為主的教學模式改革廣泛采用信息技術(shù)和手段。這些要求既是智慧校園建設(shè)的重點，也需要智慧校園更智慧。

能源監(jiān)管重點是監(jiān)控設(shè)備、設(shè)施的狀態(tài)，是以“物”為主線。發(fā)展上應以“物”為主線與以“人”為主線并重。以“物”為主線，要擴大“物”的范圍和內(nèi)涵，要實現(xiàn)信息共享，流程共享，打造校園管理的統(tǒng)一工作平臺，為高校資產(chǎn)管理處高效、高質(zhì)量開展工作服務(wù)。以“人”為主線，以用戶角色在?；顒拥碾A段和身份為數(shù)據(jù)索引和存儲模式，將“招生- 迎新 - 教學- 培養(yǎng) - 學工- 就業(yè) - 離校- 校友”全系列數(shù)據(jù)依據(jù)先后關(guān)系組織到一起，在業(yè)務(wù)管理層面形成條理清晰的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)鏈結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)取之于“人”，服務(wù)于“人”。

能源監(jiān)管數(shù)據(jù)采集點多，數(shù)據(jù)采集粒度一般以分和時為單位，平臺上采集和存儲的數(shù)據(jù)是海量的。在未來發(fā)展上應從側(cè)重于通過“物聯(lián)網(wǎng)”手段獲取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)重于通過“大數(shù)據(jù)”挖掘出數(shù)據(jù)的價值。要通過對海量數(shù)據(jù)的分析、挖掘，尋找能源管理內(nèi)部，能源管理與其他管理或行為之間的關(guān)聯(lián)性，為管理決策和個人行為決策提供科學的依據(jù)和建議，協(xié)助師生快速做出相關(guān)選擇與決定，實現(xiàn)提高學習工作效率的目標。

能源監(jiān)管平臺只是智慧校園建設(shè)的局部。未來要加強校園管理、學習管理等多種管理服務(wù)業(yè)務(wù)的整合，變單項服務(wù)為多業(yè)務(wù)綜合服務(wù)，發(fā)揮多業(yè)務(wù)的協(xié)同效應，打造完整的智慧校園建設(shè)及服務(wù)良性生態(tài)。