基于電信行業的智慧雙碳平臺建設方案

朱 建，陳 寧，韓萬里，趙瀟雨

（中博信息技術研究院有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

當前運營商公司缺乏統一的碳排放管理平臺來實現雙碳業務流程，因此要適配不同地區的碳排放核算辦法，采用不同地區的排放模型和排放因子。通過與周邊系統數據集成，形成碳排放全業務數據，根據政府行業的要求，出具不同的報表，同時結合企業業務數據出具不同的精細化管理報表[1]。

1 系統建設目標

（1）建設一體化全流程、全數據、精細化、合規化的符合電信行業雙碳智慧平臺。

（2）實現碳排放全生命周期管理系統，從碳配額管理，碳數據匯聚、收集和錄入，碳預測，碳統計，碳交易等，做到全自動、全過程、全閉環管理。

（3）建立統一的碳排放因子庫，支持不同行業、不同省份、不同標準的核算辦法。

（4）建立全碳數據匯聚平臺。通過統一數據接口，從能耗系統、HANA系統，網管系統抓取電費能耗數據、財務數據和業務數據。

（5）支持從全省、地市公司、區縣、局站、基站不同維度的統計分析碳排放相關的數據。通過碳排放預測、計算精細化分析碳數據，為碳減排提供數據支撐。

（6）根據政府及行業要求，出具相應的監督披露報表，確保數據正確性，規避政府監管風險。

2 系統框架設計

系統設計采用MVC模式，核心思想就是使開發的智慧雙碳管理平臺的數據、業務邏輯與功能組織等相分離，使每部分的開發人員能夠選擇或改變某一層的結構。系統分為數據展現層、業務邏輯層、數據加工層、數據接入層和基礎設施層，其中，業務層中的流程引擎采用Activiti，實現雙碳全流程閉環管理，業務層包括碳監測、碳檢查、碳核算、碳數據管理、碳核查、碳交易等相關業務流程。圖1為系統框架設計圖。

圖1 系統框架結構圖

（1）數據展現層。數據展示層主要是可視化視圖，提供PC端和移動端的可視化展現，用來從不同維度進行相應的數據分析，重點指標展示和駕駛艙展示，提供各級公司領導層查看相應的可視化分析。包括碳排放強度、碳排放總額、實時排放量、排放量預測、排放趨勢分析。

（2）業務邏輯層。實現了雙碳全流程業務閉環管理，從碳核查、碳監測、碳核算，以及碳交易管理，提供了對相關業務數據的查詢、統計和分析功能，同時提供相關基礎數據的配置和管理，包括用戶管理、角色管理以及排放因子設置等。

（3）數據處理層。數據處理層主要通過對碳排放相關數據進行加工、清洗、轉換、集成，最后加載到預定義的數據模型中，成為分析處理、數據挖掘的基礎。模型支持不同系統預置不同的分析和核算模型，支持實時計算和預測[2]。

（4）數據接入層。平臺提供統一的數據接入層，用來接收外部系統的業務數據，數據接口支持SOA標準協議，同時針對大數量接口支持文本等格式，支持對接電信內部系統和外部系統的數據接入。

（5）基礎設施層。基礎設施層提供數據庫、操作系統和應用服務器，支持容器化部署，系統資源提供動態橫向自動擴展，提升資源使用效率。

3 功能模塊設計

系統主要模塊分為碳監測、碳核算、碳核查、碳交易、報表管理、數據分析、基礎設置、系統管理、知識庫管理以及統一接口等模塊。圖2為系統功能架構圖。

圖2 系統功能架構圖

（1）碳監測模塊。該模塊主要對包括不限于碳排放源、化石燃料設施、主要耗電設施設備、活動數據和排放因子的確認。企業應按照排放核算方法對獲取活動水平及排放因子數據的規定制定監測計劃，并按制定的計劃開展相關參數的監測工作。

（2）碳核算模塊。該模塊主要根據國家及地方政府或者行業協會制定的碳排放核算和報告指南指定的計算方式，并依據相應的檢測數據和確定的排放因子核算二氧化碳排放量。

（3）碳核查模塊。該模塊負責對第三方服務機構對參與碳排放權交易的碳排放單位提交的溫室氣體排放報告進行核查，以確保碳排放單位提交的排放數據有效。

（4）碳交易模塊。碳交易是溫室氣體排放權交易的統稱，溫室氣體排放權交易以每噸二氧化碳當量為計算單位。碳交易支持自愿減排CCER（Chinese Certified Emission Reduction，國家核證自愿減排量）交易和盈余配額CEA（Chinese Emission Allowance，中國碳排放配額）兩種模式。

（5）報表管理模塊。該模塊提供賬戶管理、報表表樣的定義、取數公式定義、取數邏輯設置、報表查看、報表審核、報表導入和導出功能。支持國家及地方政府或者行業協會制定相應報表以及企業要求的自定義管理報表。

（6）數據分析模塊。模塊主要針對建立的數據模型和業務數據，根據不同的維度，為用戶提供不同的業務數據分析，包括同比分析、環比分析、駕駛艙、排放預測、杜邦分析預測；分析的指標包括排放強度、排放總量、碳交易額等。

（7）基礎設置模塊。該模塊負責針對雙碳業務模塊的配置，提供平臺系統層的相關功能，包括化石燃料參數配置、能源場景設置、電力熱力因子配置、蒸汽熱焓表、局站電表配置、溫室氣體定義及當量配置。

（8）系統管理模塊。該模塊提供平臺系統層的相關功能，包括組織管理、角色管理、權限管理、賬號管理、日志管理、任務管理、服務注冊、接口管理。

（9）知識庫管理模塊。該模塊包括欄目管理、內容管理、知識問答、積分管理、專家庫等模塊，通過分詞及全文檢索等技術實現關鍵詞的快速檢索。

（10）統一接口模塊。系統提供標準的統一接口和方案，對外提供接口服務或調用外部服務；交換數據包括業務數據和基礎配置數據；電信運營商內部系統包括能耗系統、收入管理系統、主數據系統、前端業務系統。

4 系統關鍵技術

4.1 采用SOA實現本系統與其他系統的數據共享

運營商已經部署了一些內部管理應用系統，如能耗系統、財務系統、收入系統、主數據系統等。本系統設備的部分信息可與其他系統實現數據共享，如本系統可從能耗系統讀取相關電費、水費、汽油費用等信息，從主數據系統獲取成本中心、利潤中心、機房、局站等信息；從收入系統獲取不同業務類型收入信息用來計算碳排放強度；也需要與外部政府網站系統交互相應碳排放數據，具體的系統交互接口如圖3所示。為了保證整個系統內部以及系統與外部系統方便、可靠地接口，實現系統的規范性、開放性、擴展性、業務獨立性，系統采用SOA來實現數據的共享，充分考慮接口所涉及的各個系統的應用擴展情況，使之能靈活地滿足系統的業務需求，保證接口數據在接口所涉及的各個系統間的一致性。設計接口管理平臺其主要目標就是對注冊的服務進行管理，管理項目包括服務配置、服務注冊以及服務管理等，通過管理保證各個功能服務正常運行，穩定、安全地完成響應各服務請求，為外圍系統的調用提供較好的接口服務平臺，以滿足跨業務系統的調用等。

圖3 系統接口交互圖

4.2 基于Activiti的業務內部流程設計

運營商雙碳業務流程包括碳排查、碳數據、碳監測、碳核算、碳核查和碳交易6個環節，因此需要強大的流程引擎來實現相關業務流程開發。

系統采用Spring和Activiti來完成系統業務邏輯層的功能，Spring用于實現一般業務邏輯的讀取、設置等，Activiti用于實現碳排放閉環管理業務流程的控制和執行。系統在進行業務審批的每個節點時，通過按照業務審批的執行狀態，可分為 “草稿中”“運行中”“已完成”等狀態，通過執行調度任務來不斷在這些狀態間變化。Activiti對管理流程調度任務進行細化，把調度任務分為獨立的單元，Activiti拓撲將元組導向任務調度單元，經任務調度單元進行處理后，發送流給其他任務調度單元處理或者直接輸出結果。對于一些復雜的雙碳管理業務邏輯來說，往往需要由多個任務調度單元配合完成數據處理。

4.3 基于可視化配置的碳核算計算引擎

ISO 14064標準根據世界標準化組織（ISO）、世界資源研究所（WRI）和世界可持續發展工商理事會（WBCSD）制定的《溫室氣體核算標準》，對溫室氣體核算與報告設定了三個“范圍”（范圍1、范圍2和范圍3）。范圍1排放是來自公司擁有和控制的資源的直接排放。范圍2排放是指企業由購買的能源（包括電力、蒸汽、加熱和冷卻）產生的間接排放。外購電力是其最大的溫室氣體排放源之一，也是減少其排放的最主要機會。范圍3排放是指報告公司價值鏈中發生的所有間接排放（不包括在范圍2中）。根據國家核算要求，目前只統計范圍1和范圍2碳排放。考慮到后期的擴展性，應為系統開發可配置的碳核算計算引擎。

前端使用Draggable技術，Draggable是基于Sortable.js的VUE組件，用以實現拖曳功能。可拖曳元素包括排放源組合、排放源和數學計算符號。排放源是具體定義的產生碳排放的排放對象，如購買電力消耗、燃燒柴油排放等，可以通過別名和后臺定義的取數邏輯實現對應關系；排放源組合是通過系統定義的組合變量，用來將不同排放源元素進行合并。

后端使用阿里QLExpress規則引擎進行邏輯處理和結果計算。實現將業務決策從應用程序代碼中分離出來，并使用預定義的語義模塊編寫業務決策。系統通過對數學表達式解析后，根據定義的排放對象和取數邏輯，將表達式全部轉換成數字的四則運算，再通過QLExpress腳本引擎計算出實際的碳排放量。

5 結束語

本文詳細介紹了基于電信運營商行業的智慧雙碳平臺解決方案，重點分析了運營商雙碳業務的的重點和難點。本方案詳細介紹了運營商關于雙碳管理的業務規范說明和標準功能，從形成雙碳業務全流程管理，以及碳排查、碳核算、碳核查以及碳交易方面分析了全碳數據平臺的數據來源和外系統交互，并且根據國家行業和企業要求定義了數據的應用范圍和相應的報表需求。同時介紹了基于電信行業和雙碳業務多個技術難點，并分別對關鍵核心技術進行描述。本方案覆蓋了IPCC定義的范圍1和2的碳排放，后續會考慮范圍3的碳排放，并也會根據國家行業的要求不斷優化方案。