【毕业学位论文】(Word原稿)基于云计算的供热系统关键技术研究与应用-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 硕 士 专 业 学 位 论 文 中文题目：基于云计算的供热系统关键技术研究与应用 文作者 指导教师 申请学位 工程硕士 培养单位 新乡豫新发电有限公司 学科专业 软 件工程管理 研究方向 答辩委员会主席 评 阅 人 南开大学研究生院 二一三年十月 南开大学学位论文使用授权书 根据南开大学关于研究生学位论文收藏和利用管理办法，我校的博士、硕士学位获得者均须向南开大学提交本人的学位论文纸质本及相应电子版。 本人完全了解南开大学有关研究生学位论文收藏和利用的管理规定。南开大学拥有在著作权法规定范围内的学位论文使用权，即 ： (1)学位获得者必须按规定提交学位论文 (包括纸质印刷本及电子版 )，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生学位论文，并编入南开大学博硕士学位论文全文数据库； (2)为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文作为资料在图书馆等场所提供校内师生阅读，在校园网上提供论文目录检索、文摘以及论文全文浏览、下载等免费信息服务； (3)根据教育部有关规定，南开大学向教育部指定单位提交公开的学位论文； (4)学位论文作者授权学校向中国科技信息研究所及其万方数据电子出版社和中国学术期刊 (光盘 )电子出版社提交规定范围的学 位论文及其电子版并收入相应学位论文数据库，通过其相关网站对外进行信息服务。同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。 非公开学位论文，保密期限内不向外提交和提供服务，解密后提交和服务同公开论文。 论文电子版提交至 校图书馆网站： 。 本人承诺：本人的学位论文是在南开大学学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩；提交的学位论文电子版与纸质本论文的内容一致，如因不同造成不良后果由本人自负。 本人同意遵守上述规定。本授权书签署一式两份，由研究生院和图 书馆留存。 作者暨授权人签字： 20 年 月 日 南开大学研究生学位论文作者信息 论文题目 基于云计算的供热系统关键技术研究与应用 姓 名 李道杰 学号 2220101200 答辩日期 论文类别 博士 学历硕士 硕士专业学位 高校教师 同等学力硕士 院 /系 /所 软件学院 专业 软件工程 联系电话1410436319信地址 (邮编 )： 河南省新乡市凤泉 区宝山东路 184 号 备注： 是否批准为非公开论文 否 注：本授权书适用我校授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写 (一式两份 )签字后交校图书馆，非公开学位论文须附南开大学研究生申请非公开学位论文审批表。 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 李道杰 2013 年 10 月 8 日 非公开学位论文标注说明 (本页表中填写内容须打印 ) 根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。 论文题目 基于云计算的供热系统关键技术研究与应用 申请密级 限制 ( 2 年 ) 秘密 ( 10 年 ) 机密 ( 20 年 ) 保密期限 20 年 月 日至 20 年 月 日 审批表编号 批准日期 20 年 月 日 南开大学学位评定委员会办公室盖章 (有效 ) 注： 限制 2 年 (可少于 2 年 );秘密 10 年 (可少于 10 年 );机密 20 年 (可少于 20 年 )摘要 I 摘要 供热系统是城市公用基础设施，是城市现代化功能中不可或缺的组成部分。随着经济和社会的发展，城市框架不断拉大，如何提高供热系统的信息化管理和决策水平，以便使之与不断扩大城市规模相适应，一直是该领域研究的难点和热点。目前国内外对该领域的研究主要集中于 热网的平衡与控制，二次网供、回水温度解耦，热力管网关键参数采集和数据传输，以及控制系统的模式识别、变频控制问题。这些研究表明，管网的控制最终归因于海量数据的采集、处理和系统的控制。管网控制过程中存在的大量模式识别和控制问题是供热系统信息化管理和决策水平提升中的桎梏，突出表现为信息采集、处理和控制决策联动和时效性。 云计算是 2007 年被提出的一种信息技术新概念。其核心思想是使计算任务分布在大量的分布式计算机上，将众多分布式计算机中的处理器计算能力和数据资源整合在一起协同工作，是分布处理、并行处理和网格计算几种 技术综合的结果。本文将云计算思想引入到热力系统运算和管理当中，在热力系统内部构造私有云，利用云计算的优势处理系统中各种复杂模式识别和判断等难题，并将这些难题形成的“信息孤岛”作为一个个独立计算的子云区域，不同的子云区域之间进行协调，用以提升供热领域信息传递的时效性和系统控制及时性，以达到提升供热领域的信息化管理和决策水平的目的。 关键字 ： 供热系统 云计算 数据管理 系统控制 I is a of is an of of is to of in to to in a At in on a of to in of a of of of 007 a of is in in is of in in a of of as an of to of of in to of 录 录 第 1 章 绪论 . 1 引言 .国内外研究现状 . 热力系统研究现状 . 云计算的现状 . 研究现状小结 .本文工作 . 2 章 云计算在热网运行和管理中的可行性 . 12 概述 .云计算的优势和特点 . 云计算的概念 . 云计算的特点 . 云计算体系架构 .供热系统运行和管理的特点 .云计算在供热系统上运行的可行性分析 .本章小结 . 3 章 供热系统若干技术难题的云计算模式研究 . 19 概述 .二次网供、回水解耦的云计算模式 . 二次网供 、回水温度的解耦 . 云计算模式下的二次网供 、回水温度的解耦 .热流量调节的云计算模式 . 遗传算法在热流调节的应用 . 云计算在热流调节的应用 .本章小结 . 4 章 基于云计算供热系统研发 . 26 概述 .云平台搭建 . 主要构件及其拓扑结构 . 主要服务接口 . 录 V 基于 私有云平台构建 .系统架构 . 选用平台及开发语言 . 主要功能 .系统内容简介 . 供热运行管理子模块 . 供热经营管理客户服务子系统 . 供热设施及资产管理子系统（地理信息系统） . 供热工程、检修及材料管理子系统 . 协同办公管理子系统 .系统辅助模块 . 巡检子系统 . 企业门户平台 . 信息安全保障系统 . 5 章 总结与展望 . 61 主要工作 .展望 .考文献 . 63 致谢 . 66 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果 . 67 第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪论 引言 供热系统是城市公用基础设施，是城市现代化功能中不可或缺的组成部分。随着经济和社会的发展，城市框架不断拉大，人民生活水平日益提高，城市居民对居住环境的要求也越来越高。集中供热的规模和质量日益为广大居民所重视。 目前，集中供热是一项解决广大居民冬季取暖、改善居住环境的有效措施，并随着社会和经济的发展，不断更新着角色。从最初的单纯取暖到现在的热电两用，是近年来国家提倡的节能和环保相协调的。从城市供热的现状和发展看，集中供热仍是我国城市供 热的主要手段 1。 1999 年数据统计 表明 ，我国 668 个设市城市中， 268 个城市建有集中供热设施，全国 集中供热面积 已达 86540 万平米 。城市集中供热系统的发展水平是衡量城市现代化的标志，城市集中供热规模化和常态化已成为我国城市建设的一项基本政策。 供热系统一般热源（热电厂、锅炉）、换热站、传输管网和用户几部分组成 。 热源主要是热电站和锅炉房 (工业区域锅炉房一般采用蒸汽锅炉 ，民用区域锅炉房一般采用热水锅炉 )，以煤、重油或 天然气 为燃料； 在一些国家或者地区利用垃圾 燃烧的热能也被广泛作为供热的热源 。 除此之外， 工业余热 、核能 和地热也 常 作热源 ，其中 核能供热 具备 节约矿物燃料， 减少环境污染 等优点。 换热站是供热网络向用户供热的连 接场所，目前大型热电系统大多采用间接连接的供热方式 2 热网分为热水管网和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线 等 组成，其布局主要 由 城市 布局和城市 热负荷分布情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件 决定 。 热电厂提供的高温过热蒸汽经电厂换热站汽 一次管网送至各换热站，高温热水再由板式换热器水 第 1 章 绪论 2 一般而言，集中供热系统有如下的优点： （ 1）高效节能 。供热机组的 热电联产 综合热效可达 85%左右 ，而大型汽轮机组的发电热效率一般不超过 40%；区域锅炉房的热效率可达 80% 90%，而分散的小型锅炉的热效率 不过 50% 60%。 （ 2）环保卫生。热电联产热电厂可 安装高烟囱和烟气净化装置， 可 消除烟尘，减轻大气污染，改善环境。 （ 3）高效集约。减少 小锅炉房及燃料 、 灰渣堆放占地 ， 用于绿化，改善市容。 （ 4） 易于实现科学管理，提高供热质量。实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施，是城市现代化的重要标志，也是国家能源合理分配 和利用的一项重要措施。 总之，提高集中供热的管理水平和实际运行效率既能满足居民对供热质量的要求、提高居民的节能意识又能够提高供热企业的生产效率，改善企业的工作条件，减少工人的劳动强度。不但如此，还能有效地解决供需矛盾，给企业带来可观的经济效益和社会效益。 国内外研究现状 热力系统研究现状 目前研究的方向主要包括硬件和软件两个方面。 硬件研究包括两个层面： （一）指管网本身，内容主要指管网的优化，即为了提高供热效率和质量，通过改变热质本身的在管网中运行的性态和参数达到控制和节能的目标， 方法一般包括调整热源的类型（集中热源或者分布热源）、热媒的性态参数（流量，流速，温度）等达到优化控制的目的。 （二）指中央控制系统，即为了达到管网优化而使用的各种硬件设施，对供热系统内各种各样的数据采集和数据决策提供硬件保障。研究内容主要包括利用何种硬件能够更好的支持数据传输和管网数据优化。 软件研究也包括两个层面 第 1 章 绪论 3 （一）括各种优化控制系统，包括各种嵌入系统，单片机系统，软件系统，计费系统等，用以对管网本身的各种数据进行处理，以图表的方式呈现给管理者和决策者，然后把管理者决策者的各种操作反馈给中央控制系统。 （二）各种算法，需要根据管网的实际特性进行针对性的算法研究，已到达实际优化控制的目的。 热网优化 热网（热力管道输送系统）是连接热源和用户的纽带装置，是供热系统的主要核心组成部分，担负着热能输送的任务。热网布置形式取决于热媒 (蒸汽或热水 )、热源 (热电厂或区域锅炉房等 )与用热用户的相对位置和供热地区热用户种类、热荷大小和性质等。 热网系统形式的选择一般兼顾安全供热和节能经济两大原则。根据热网的基本形式可分枝状管网和环状管网两大类 5。小型系统多用枝状管网形式，其流动参数，如源点压力、各节 点压力、终端压力、各管道流量等均可采用普通工程方法逐段计算；为了充分发挥管道输送的潜力，大型系统多采用环网形式。 图 状管网 图 状管网 热网优化的方法一般采用网络图论和图形化的方法 4 网络图论主要以拓扑理论研究物体之间的相互关系，所以在网络图中具体的物体被抽象为具有不同标识的点，点之间通过不同形式的线连接起来，用以标识不同的含义，点和线构成为图；在图中的每条连线上附加数字以表示关系的种类；即构成网络。 在热网优化的方法中，网络图仅仅用来表示输热 线路和热站之间的联系，如果要表示热网中各种参数变化，比如热媒的流量，必须通过矩阵拓扑运算建立系统的网路方程。除此之外，图形化方法还必须结合其他优化算法求解系统各种参数。 第 1 章 绪论 4 热媒参数优化 热媒参数直接关系着供热品质，所以热媒参数的识别和调整一直是供热系统领域研究的重点。 文献 7采用基于对角递归神经网络 (识的神经网络 祸相结合的控制方案，能够有效地克服了二次网供、回水温度间的耦合，同时 络兼做在线辩识器，能够实现 制器参数的在线调整，可达到热媒的变流量运行，能够克 服热媒定流运行造成的供热质量差、能源浪费、冷热不均、计费不合理等不足。 石兆玉早在 1994 年出版的供热系统运行调节与控制 8一书中就阐述了以水为热媒的热力系统的运行分析，主要包括（一）水压图在设计运行中的应用以及供热系统水力计算、系统变水力计算， (二 ) 供热系统热力工况 力工况分析计算、供热系统的集中调节和局部调节、热力工况的动态调节，（三）多热源、多负荷的大型集中供热系统的运行标准探讨。 秦绪忠 9通过对供热供冷输配系统特点的研究，提出利用相似工况和供热平衡理论解决、经济性 设计方法和水力优化调度理论。 管网控制系统优化 文献 11根据我国集中供热调节的特点，结合当前供热网运行特点，提出了城市集中供热计算机监控系统和基于线性系统理论的热网平衡方法，即使用“周期供热量”调节热网平衡，通过科学调节热源供热量，实现全网的合理供热。该文献指出顺利实施供热计划是扎实推进的第一步，也是实现动态调控的关键所在，其中对运行调节与控制策略及模型的研究是基础工作。 文献 12探讨的虽然不是供热系统中的问题，但是对于锅炉网络系统的控制问题对本文还是有一定借鉴作用。文献 12基 于对锅炉运行系统的分析，提出对于系统中网络诱导时延，数据包丢失等网络控制系统的特性 ,可以从控制的角度进行了分析，并且提出了控制器设计方法，解决了这些特性给网络控制系统带来的稳定性问题。 李稳 13针对供热系统中的比较典型的控制与调度问题，提出了一种基于 把热网中每一个参与供热的热力站都作为理，这样供热系统在物理上就存在分层递阶结果，逻辑上处于集中分布式关系。以供热站作为 理起来非常容易。 第 1 章 绪论 5 管网控制系统软件的研发和算法的 使用 随着科技的发展和社会的进步，以先进的自动控制技术代替人工与半人工对大型集中供热管网的控制是大势所趋。 文献 14提出通过建立精准的数学模型来预估供热管网的热力、水力工况实现对热网的提前控制。因此，大型集中供热管网自动控制的三个重要问题为(1)精准的数学模型（ 2）合适的控制算法（ 3）先进的控制技术。另外，该文献把大型集中供热管网肢解为支路用户，再将支路用户分解为管道、换热器，最后将复杂的热网分解为建模算法不同的几个模块，达到问题简化的目的；同时，在充分的考虑了热网的滞后性与衰减性的基础上，对于管道与换 热器采用了谐波反应法建立模型，对于换热器，则采用了神经网络法预测二次供回水温度。 在集中供热过程的变频技术 14，主要通过利用变频泵和变频风机代替调节用风阀水阀以达到供热过程中调节热介质流速以便达到温度变化的目的。 在我国，对于动力分布式系统的理论研究主要侧重于动力分布式系统的节能效果分析，也有对动力分布式系统稳定性分析和系统设计的研究。 江亿 15先在空调领域提出了用变频泵和变频风机代替调节用风阀水阀。结果表明，变速风机和变速泵可节省能耗，同时改善系统的调节品质。 狄洪发 18对分布式变频系 统在区域供热中运行效果作了分析。秦绪忠 19分析了分布式变频输配系统的水力稳定性，该系统较大程度改善系统的稳定性和调节性。符永正 20研究了动力分布式系统的结构和应用，并指出，系统越大，调节阀能耗在动力设备的输出功率中所占的比例越大。 供热系统研发 供热管控系统的开发有利于从宏观层面判断管理决策的正确与否，同时也能通过对各种运行数据的分析得出直观反映系统供热品质的得分，若考虑工人的绩效，工作成果就有了量化标准；工作成果与奖惩措施相挂钩 22，便提高了工人的积极性，并且为管理者提供了管 理决策的依据；对供热锅炉的运行数据进行挖掘，挖掘系统运行优化目标值，并结合实际工况要求和人工经验反馈到锅炉运行参数设定值。 文献 21利用 发了给出了供热收费信息系统，并就收费的计量、用户权限等进行了定义，但系统的功能仅限于此，其结构如图 示。 第 1 章 绪论 6 图 热信息管理系统结构图 文献 22给出了供热管理政策及城市供热信息管理模型，并就收费的计量、系统宏观管理、以及用户权限等进行了定义，但系统的功能仅限于此，未能在系统 的控制等层面进一步阐发，其结构如图 示。 图 热信息管理系统结构图 以上系统的开发均局限于一些局部子功能，而没有达到对热网“管控一体化”的目的。 所谓“管控一体化”，是指系统实施过程中，控制系统与管理系统同时运行，通过与实时信息中心数据系统连接，从中心系统中取得现场数据，再进行实时系统图的查看及数据的优化、计算、分析，并向管理系统提供实时数据，供管理系统对各项指标考评，为管理者提供决策依据。 供热收费管理系统 电子地图子系统 房产住户子系统 组织管理子系统 四费收缴子系统 信息维护子系统 供热信息管理系统 数据提取子系统 数据查询子系统 统计汇总子系统 系统维护子系统 信息维护子系统 第 1 章 绪论 7 图 策支持系统 云计算的现状 云计算是 2007 年被提出的一种信息技术新概念。从诞生之日起，云计算便因其极具创新性的理念而被业界所广泛地关注 24。 云计算是继分布式计算，并行计算，网络计算，效用计算， 计算概念与模型的不断被推出以后，计算机工业界与学术界又提出的又一个新概念。 云计算是通过互联网将超大规模的计算与存储资源整合起来，并以可信服务的形式按需提供给用户。 云计算是计算机资源公共化在商业模型上一个重要创新。通过云计算，用户从繁重，复杂，易错的计算机 资源管理中解放出来。 云计算带来的服务整合与按需供给将大大提高当前计算资源的利用率，降低服务的能耗量，并且降低计算资源的出错概率。 供热控制 机和谐控制 优化目标值 参数测量值 第 1 章 绪论 8 图 应用角度理解云计算 图 产业角度理解云计算 第 1 章 绪论 9 图 技术角度理解云计算 这种网络应用模式是基于分布式处理 (并行处理(网格计算 (展而来，是由虚拟化(效用计算 (基础设施即服务（ 平台即服务（ 软件即服务（ 概念共同演进及发展的结果。 可以这样理解云计算，“云”是存储于互联网服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、 ）和软件资源（应用软件、集成开发环境等），通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，用户（企业或个人）数据的运行将更与互联网相似，用户能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。这样，本地计算机只需发送指令，便可由云计算提供商提供的集群来完成。 第 1 章 绪论 10 研究现状小结 供热系统是城市公用基础设施，是城市现代化功能中不可或缺的组成部分。随着经济和社会的发展，城市框架不断拉大，如何提高供热系统的信息化管理和决策水平，以便使之与不断扩大城市规模相适应，一直是该领域研究 的难点和热点。目前国内外对该领域的研究主要集中于热网的平衡与控制，二次网供、回水温度解耦，热力管网关键参数采集和数据传输，以及控制系统的模式识别、变频控制问题。这些研究表明，管网的控制最终归因于海量数据的采集、处理和系统的控制。管网控制过程中存在的大量模式识别和控制问题是供热系统信息化管理和决策水平提升中的桎梏，突出表现为信息采集、处理和控制决策联动和时效性。 云计算是 2007 年被提出的一种信息技术新概念。其核心思想是使计算任务分布在大量的分布式计算机上，将众多分布式计算机中的处理器计算能力和数据资源整合在 一起协同工作，是分布处理、并行处理和网格计算几种技术综合的结果。 本文将云计算思想引入到热力系统运算和管理当中，在热力系统内部构造私有云，利用云计算的优势处理系统中各种复杂模式识别和判断等难题，并将这些难题形成的“信息孤岛”作为一个个独立计算的子云区域，不同的子云区域之间进行协调，用以提升供热领域信息传递的时效性和系统控制及时性，以达到提升供热领域的信息化管理和决策水平的目的。 本文工作 热力系统中出现的经常出现的热网平衡与控制，二次网供、回水温度解耦，热力管网关键控制参数识别等问题的计算和热网的 控制一直是热力系统难以克服的瓶颈的问题，主要因为这些问题会在一定范围内造成“信息孤岛”和连锁效应，影响整个热力系统的控制。本文提出基于云计算的供热系统信息处理和控制模式，引入云计算中的分布处理，并行处理，和网格计算等模式用以解决上述问题造成的“信息孤岛”效应。 基于上述考虑，本文内容做如下安排： 第 1 章 绪论 11 第一章：总论。阐述当前热力系统现状和不足，并提出基于云计算的热力系统运算和数据管理控制技术。 第二章：云计算在热力系统上运用的可行性分析。 第三章：利用云计算，解决供热系统运行和管理中若干技术难题。 第四章：开发基 于云计算的供热系统，并给出主要的界面和说明。 第五章：总结。 第 2 章 云计算在热网运行和管理中的可行 性 12 第 2 章 云计算在热网系统运行中的可行性 概述 热网运行中的平衡与控制，二次网供、回水温度解耦，热力管网关键控制参数识别等问题的计算和热网的控制一直是热力系统中的“信息孤岛”现象，如何利用云计算的方法对这些加以解决时本文的核心，本章将首先对云计算在热网运行和管理中的可行性进行分析，为本文的后续工作做好基础。 云计算的优势和特点 计算的概念 目前，对于云计算的认识在不断的发展变化，云计算仍没有普遍一致的定义。 早 在 1961 年，计算机先驱 预言：“未来的计算资源能像公共设施（如水、电）一样被使用。” 24 “网格之父”的美国 家实验室的资深科学家 “ 60文中这样定义云计算：“云计算是由规模经济拖动，为互联网上的外部用户提供一组抽象的、虚拟化的、动态可扩展的、可管理的计算资源能力、存储能力、平台和服务的一种大规模分布式计算的聚合体” 24。 中国网格计算刘鹏的定义：“云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务” 25。 通过上面的定义可以看出，云计算的侠义定义和广义定义如下 1）狭义的云计算指的是厂商通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，以免费或按需租用方式向技术开发者或者企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。 第 2 章 云计算在热网运行和管理中的可行 性 13 2）广义的云计算指厂商通过建立网络服务器集群向各种不同类型客户提供在线软件服务、硬件租借、数据存储、计算分析等不同类型的服务。云计算是分布式 计算、互联网技术、大规模资源管理等技术的融合与发展，如图 示 27。 图 计算与相关技术的关系 计算的特点 基于上述定义，云计算的特点可归纳如下 27： 1) 弹性服务。服务规模可快速伸缩，以适应业务负载的动态变化。用户使用的资源同业务的需求相一致，避免了因为服务器性能过载或冗余而导致的服务质量下降或资源浪费。 2) 资源池化。资源以共享资源池的方式统一管理。利用虚拟化技术，将资源分享给不同用户，资源的放置、管理与分配策略对用户透明。 3) 按需服务以服务的形式为用户 提供应用程序、数据存储、基础设施等资源，并可以根据用户需求，自动分配资源，而不需要系统管理员干预。 4) 服务可计费监控用户的资源使用量，并根据资源的使用情况对服务计费。 5) 泛在接入用户可以利用各种终端设备（如 脑、笔记本电脑、智能手机等）随时随地通过互联网访问云计算服务。正是因为云计算具有上述 5 个第 2 章 云计算在热网运行和管理中的可行 性 14 特性，使得用户只需连上互联网就可以源源不断地使用计算机资源，实现了“互联网即计算机”的构想。 计算体系架构 云计算的表现形式是一系列服务的集合。而面向服务的体系结构(28是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过在这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口采用中立的方式进行定义的，独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在这样的系统中的各种服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。 有以下几点优势 29： (1)可通过互联网服务器发布，从而突破内网的限制。 (2)与平台无关，减少了业务应用实现的限制。 (3)具有低耦合性特点，增加和减少业务对整个系统的影响较低。 (4)具有可按模块分阶段进行实施的优势。 云计算采用面向服务的架构思想，其体系架构可分为核心服务、服务管理、用户访问接口 3 层，如图 示 27。核心服务层将硬件基础设施、软件运行环境、应用程序抽象成服务，这些服务具有可靠性强、可用性高、规模可伸缩等特点，满足多样化的应用需求。服务管理层为核心服务提供支持，进一步确保核心服务的可靠性、可用性与安全性。 1)核心服务层通常可以分为 3 个子层 30： a 提供硬件基础 设施部署服务，为用户按需提供实体或虚拟的计算、存储和网络等资源。另外，为了优化硬件资源的分配， 引入了虚拟化技术。借助于 虚拟化工具，可以提供可靠性高、可定制性强、规模可扩展的 服务； as a 是云计算应用程序运行环境，提供应用程序部署与管理服务。通过 的软件工具和开发语言，应用程序开发者只需上传程序代码和数据即可使用服务，而不必关注底层的网络、存储、操作系统的管理问题； 第 2 章 云计算在热网运行和管理中的可行 性 15 即服务层（ as a 基于云计算基础平台所开发的应用程序。企业可以通过租用 服务解决企业信息化问题，普通用户可以通过 服务将桌面应用程序迁移到互联网，可实现应用程序的泛在访问。 图 计算体系架构 2) 服务管理层为核心服务层的可用性、可靠性和安全性提供保障。服务管理包括服务质量（ of 证和安全管理等。除了 证、安全管理外，服务管理层还包括计费管理、资源监控等管理内容。 3) 用户访问接口实现了云计算服务的泛在访问，通常包括命令行、 务、 户等形式。命令行和 务的访问模式既可为终端设备提供应用程序开发接口，又便于多种服务的组合。 供热系统运行和管理的特点 现有的城市集中供热系统运行方式主要四类 28： 第 2 章 云计算在热网运行和管理中的可行