淺析供熱計(jì)量系統(tǒng)管控平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王 晨

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 太原 030000)

隨著智慧城市的推進(jìn)，智慧供熱也在快速發(fā)展。太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司計(jì)量系統(tǒng)管控平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)以及供熱運(yùn)行的大數(shù)據(jù)、綜合集成法、虛擬技術(shù)等工具和方法的應(yīng)用，依托互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息共享，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)全面透徹的信息化管理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控、計(jì)量一體化，并通過(guò)數(shù)據(jù)中心機(jī)房對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、交換、存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、可靠及安全性，使供熱系統(tǒng)更加安全、智能和綠色。

1 集中供熱發(fā)展?fàn)顩r

太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司供熱計(jì)量工作于2012年正式起步，當(dāng)年新建建筑項(xiàng)目安裝熱計(jì)量裝置面積606.74萬(wàn)m2，樓棟表安裝數(shù)量490塊，戶表安裝數(shù)量55 158塊，實(shí)施熱計(jì)量收費(fèi)59.8萬(wàn)m2。

截止到2018年采暖季，既有建筑節(jié)能改造項(xiàng)目安裝熱計(jì)量裝置900萬(wàn)m2，樓棟表安裝數(shù)量1 540塊；新建建筑項(xiàng)目安裝熱計(jì)量裝置3 795萬(wàn)m2，樓棟表安裝數(shù)量4 865塊，戶表安裝數(shù)量33.4萬(wàn)塊。其中，已推廣實(shí)施計(jì)量收費(fèi)面積1 730多萬(wàn)平方米，住宅面積1 600萬(wàn)m2，公建面積130萬(wàn)m2。

2 管控平臺(tái)總體架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)

2.1 管控平臺(tái)總體架構(gòu)

熱計(jì)量管控平臺(tái)共享數(shù)據(jù)庫(kù)的選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重要，它既要滿足各個(gè)業(yè)務(wù)流程本身的復(fù)雜邏輯，又要解決不同業(yè)務(wù)之間的交叉調(diào)用；它既要對(duì)大數(shù)據(jù)的查詢進(jìn)行快速響應(yīng)，又要易于進(jìn)行平行擴(kuò)展來(lái)適應(yīng)供熱企業(yè)的快速發(fā)展。

管控平臺(tái)的搭建結(jié)合了集團(tuán)公司目前實(shí)際情況，并規(guī)劃未來(lái)接入供熱計(jì)量遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)的用戶數(shù)量為50萬(wàn)戶，考慮到后期對(duì)二次側(cè)用戶進(jìn)行溫控調(diào)節(jié)、室溫采集、站樓戶二次網(wǎng)信息采集的要求，管控平臺(tái)采用先進(jìn)合理的B/S架構(gòu)，利用互聯(lián)網(wǎng)、GPRS/3G/CDMA、現(xiàn)場(chǎng)M-BUS總線作為通訊鏈路，數(shù)據(jù)中心通過(guò)DTU、集中器、采集器與現(xiàn)場(chǎng)的熱量表、測(cè)溫裝置、遠(yuǎn)控閥等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；使用C++,JAVA語(yǔ)言， TCP/IP協(xié)議，ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)分析、異常報(bào)警、遠(yuǎn)程控制、能耗分析與管控、設(shè)備運(yùn)維管理及掌上供熱APP等功能。整個(gè)系統(tǒng)具備較高的性能且安全可靠，并具備未來(lái)強(qiáng)大的擴(kuò)展性和設(shè)備可管理性，支持與收費(fèi)系統(tǒng)等其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口；通過(guò)登錄管理機(jī)制對(duì)不同的訪問(wèn)者進(jìn)行權(quán)限，訪問(wèn)者通過(guò)管理員分配的權(quán)限進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和管理工作。實(shí)現(xiàn)對(duì)熱用戶及熱網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控。該管控平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

2.2 網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的選擇，必須考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、方便維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用低。小區(qū)內(nèi)無(wú)線傳輸抄表系統(tǒng)由集中器、抄表器、現(xiàn)場(chǎng)熱表、遠(yuǎn)控閥等設(shè)備及管控平臺(tái)組成。該計(jì)量系統(tǒng)管控平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集單元安裝于計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)層，抄表器通過(guò)M-BUS總線方式與現(xiàn)場(chǎng)儀表相連，讀取計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)。抄表器的上位設(shè)備為集中器，集中器構(gòu)成以樓棟單元為單位的局域網(wǎng)絡(luò)，定時(shí)對(duì)抄表器發(fā)送抄表指令采集數(shù)據(jù)；在管理層，集中器與主控中心的服務(wù)器建立通信鏈接，將采集到的熱計(jì)量數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)的、穩(wěn)定的、安全的傳送到抄表系統(tǒng)服務(wù)器的同時(shí)，在主控中心的系統(tǒng)平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，為后續(xù)的管理、控制、能耗分析等提供相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前，在主控中心的抄表系統(tǒng)服務(wù)器上實(shí)測(cè)網(wǎng)絡(luò)帶寬在100 M左右，能夠滿足供暖季對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送控制命令。該管控平臺(tái)遠(yuǎn)傳抄表通訊系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

2.3 管控平臺(tái)主要性能指標(biāo)要求

1)系統(tǒng)應(yīng)至少支持百萬(wàn)規(guī)模表具的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，并支持10個(gè)采暖季的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及查看。

管控平臺(tái)系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)分區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并可以靈活進(jìn)行分布式集群化部署，大大提升了系統(tǒng)響應(yīng)速度與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)限制，并且能支持10個(gè)采暖季的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以供日后的查詢及統(tǒng)計(jì)分析。

2)系統(tǒng)應(yīng)最少支持200位客戶端用戶的并發(fā)訪問(wèn)和操作。

管控平臺(tái)系統(tǒng)采用最新的前端開(kāi)發(fā)技術(shù)與最成熟的后端開(kāi)發(fā)框架，保證了系統(tǒng)跨平臺(tái)、跨終端的訪問(wèn)能力。具備訪問(wèn)權(quán)限的用戶可在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任意終端無(wú)障礙訪問(wèn)。

3)設(shè)備接入無(wú)限制。

遵循國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(Modbus)并能夠提供存儲(chǔ)點(diǎn)表的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，都能接入管控平臺(tái)；對(duì)于未遵循Modbus通信協(xié)議，但可提供相應(yīng)通信協(xié)議書(shū)的設(shè)備，也可順利接入。

4)系統(tǒng)響應(yīng)迅速。

系統(tǒng)被動(dòng)接收表具數(shù)據(jù)時(shí)吞吐量≥300 000支表/h,系統(tǒng)主動(dòng)接收表具數(shù)據(jù)時(shí)吞吐量≥500 000支表/h。

3 結(jié)語(yǔ)

熱計(jì)量管控平臺(tái)自投運(yùn)以來(lái)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)性高，能實(shí)時(shí)監(jiān)控站、樓、戶熱計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行狀況，從而使運(yùn)維人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)及報(bào)警異常運(yùn)行情況并有針對(duì)性的去提早處理一些異常狀況，管控平臺(tái)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的采集及能耗數(shù)據(jù)的分析，為供熱企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)節(jié)提供了充分的保障，大大提高了企業(yè)的能源管理和節(jié)能降耗水平。