上海國家會展中心設施管理中的大數據分析探討

徐　靜，邱慧芳，李慶來[.上海東浩蘭生智慧科技有限公司，上海　0007；.東浩蘭生(集團)有限公司，上海　00040]

在建筑運營過程中，各種自動化及智能系統產生了大量數據，包括室內外環境、客流、交通、設備運行、能耗等方向，這些數據往往在使用過一次后便被丟棄或僅僅存儲在服務器中乏人問津，其潛在價值無法被充分利用。上海國家會展中心總建筑面積 147 萬 m2，其中有 40 萬 m2的室內展廳、10 萬 m2的室外展場，以及配套 15 萬 m2的商業中心和 18 萬 m2的辦公設施，截至目前是世界上面積第二大的建筑單體和會展綜合體。本文就上海國家會展中心通過建設設施管理綠色云平臺系統，利用云計算、分布式處理技術以及海量數據存儲等大數據技術，對自動化及智能系統進行集成并對其產生的數據進行采集、存儲及分析，分析的結果將為國家會展中心的設施設備管理提供幫助，使其運營更高效、更環保、更安全。

1　光伏發電系統收益優化

上海國家會展中心太陽能光伏發電一期工程利用屋頂面積 3 萬余 m2，建設約 3 MWp 屋頂并網光伏電站。光伏組件將太陽光能轉換成直流電，通過逆變器轉換成交流電，之后經由升壓變壓器升壓并將電力輸送到電網。系統接入方式為自發自用，余電上網。未來光伏二期工程考慮采用光伏發電+儲能+充電的系統形式。光伏發電的波動性較大，配置儲能起到平抑出力、跟蹤調度發電以及削峰填谷的作用。由于儲能電池的成本較高，儲能系統容量與光伏發電功率相比較小，當光伏發電量較大而用電負荷較小，且儲能系統也已充滿時，多余的發電量將會上網。光伏發電量用于建筑、新能源汽車充電以及上網分別會產生不同的經濟收益，因此可利用大數據分析，對用電負荷以及光伏發電量進行預測，提高光伏發電帶來的經濟收益。

1.1　用電需求預測

上海國家會展中心的光伏發電系統產生的電量主要用于建筑以及為新能源汽車充電。建筑負荷分為 3 種類型：展館、辦公以及商業。首先對影響建筑用電負荷的因素進行分析。天氣及氣候是影響建筑用電的重要因素，主要體現在空調負荷上。此外，展館和商業負荷受有無展會以及展會規模影響；辦公負荷受出租率影響。

其次是用于分析的數據來源，通過氣象網站、國家會展中心的會展運營系統、客流統計系統、能源管理系統及物業管理系統收集所需的數據信息，如開放的展館面積、實時參展人數、各系統或區域用電量統計等。

最后，利用大數據建立起用電量預測模型，對國家會展中心的短期用電量進行預測。新能源汽車充電量由充電汽車數量決定。展會與無展會期間充電車的數量以及充電量信息可從停車場管理系統以及充電樁管理系統中獲取。將數據進行篩選分析并建立起短期充電量預測模型。

1.2　光伏發電量預測

光伏發電功率主要受到太陽輻射量和環境溫度的影響。通過建立預測太陽輻射量和溫度以及光電轉換功率預測模型，可得到光伏發電量的預測數據。太陽輻射量受到季節、天氣以及空氣質量的影響。短期的溫濕度、云量、空氣質量等天氣信息都可從氣象網站獲得，結合光伏系統太陽輻射測量儀測得的實時太陽總輻射數據，可建立起短期太陽輻射量預測模型。

光電轉換功率預測需考慮組件轉換效率、溫度修正等因素，但當光伏系統設計方案以及逆變器選型確定時，其僅受到溫度修正的影響。可通過廠商得到溫度修正系數。通過分析光伏發電歷史數據對光電轉換預測模型進行比較與修正。

1.3　收益預測及優化

通過負荷預測以及光伏發電量預測，可將光伏發電供應和電力需求量進行匹配，結合建筑用電價格、新能源充電價格以及光伏發電上網價格，運用管理手段與商業運營策略，將光伏發電量收益最大化，見圖1、圖2。

圖1　光伏發電量預測

圖2　光伏發電與市電占比預測

2　客流系統大數據分析

2.1　客流統計技術

傳統的客流統計技術包括紅外線感應客流統計、重力感應客流統計、三輥閘客流統計以及目前流行的視頻分析客流統計。紅外線感應客流統計包括紅外對射方式、紅外反射方式等設備，其主要的實現方式是對從紅外感應區域經過的人體，切斷或阻擋紅外線，使其電阻產生變化；或是通過檢測人體發出的 10 μm 左右的特定紅外線來判斷人體數量。其缺點是：由于紅外光極易受到外界因素干擾，會使統計數據產生較大誤差；對于比較寬的門口，多人同時經過的時候容易產生漏數現象；由于其本身技術原因，紅外方式無法很好地判斷顧客是進入或是出去，只能統計有多少人經過，因此數據采集的單一性會影響客流分析的結果。

重力感應主要是在地板上安裝重力感應裝置，當人體踩踏過去的時候，計算客流人數。安裝相對要求較高、成本高，而且穩定性方面存在一定問題。三輥閘方式主要采用機械方式，人員進入相關場所需要經過翻滾閘口，翻滾閘每滾動一次，記錄一個進出人員。缺點是需要在出入口處安裝三輥閘機器，缺乏美觀性，且便利性不夠，無法快速進出。視頻分析技術利用視頻處理、圖像處理、模糊識別等技術，對攝像頭拍攝到的進出人流進行分析并統計數據。其缺點是系統成本較高，對攝像頭安裝位置具有一定要求，無法適應國家會展中心展館出入口數量眾多、由于建筑設計使得攝像頭安裝條件受限的情況。

上海國家會展中心通過實現全場館的網絡覆蓋，為參觀人員提供免費 WIFI，通過手機接入 WIFI 統計客流信息。該技術優勢是：通過定位算法，穩定實現 3～5 m 定位精度、局部區域達到 1 m 的位置精度；不僅能統計實時客流數量，還能統計駐留時間、返場次數、觀眾特性等信息，為展會的高效有序運行提供數據支持。

2.2　客流信息統計分析

(1) 客流監測。對實時及累計客流數量進行統計及分析，分析指標包括人流數量、駐留時間、重復訪客數、客流密度、展位客流及覆蓋客流等。根據實時客流數量及位置信息形成分布熱力圖，直觀觀察客流分布狀況。

(2) 報警監測。通過設置客流數量報警上限，對展館人數及展位人數進行監控，一旦發現展館或熱門展位人數超過報警設定值，系統自動發出警報，通知運營管理人員采取相應措施，避免人流過密引發安全問題。

(3) 客戶分析。客流統計系統不僅能對數量進行統計分析，還能對手機提供的信息進行統計分析。通過對觀展人員的來源地、年齡分布、性別比例等信息進行分析，可更好地幫助會展以及展商了解潛在客戶。

3　結　語

上海國家會展中心通過建立設施管理云平臺，對建筑系統運行及會展運營過程中產生的大數據進行深入挖掘與分析，提高建筑運行效率，降低運行成本，提升會展服務水平，為展會及參觀者提供更安全、更舒適、更高效的場所。

參考文獻：

[1] 程序,周海,崔方,等.大容量并網型光伏電站功率預測預報系統設計[J].水電自動化與大壩監測,2011,35(5)：1-4+20.

[2] 陳東偉,韓娜,吳振權,等. 基于智能視頻的客流人數統計系統設計與實現[J]. 信息技術,2016(5)：9-11.