约型校园建筑能耗监管系统与数据网关需求及技术参数.doc

天津工业大学节约型校园建筑能耗监管系统与数据网关需 求及技术参数 一、一、节约节约型校园建筑能耗型校园建筑能耗监监管系管系统统建建设设需求需求 1、 、节节能能监监管系管系统统整体需求整体需求 该系统是建设节约型校园的核心软件，主要包括能耗监管分析系统基 础平台、节能管理预测专家系统、电能耗监管分析系统、公共用电能耗监管 分析系统、水耗监管分析系统、消防管网用水监管分析系统、燃气能耗监管 分析系统、供热监控管理分析系统、能耗审计监管分析系统、预付费管理系 统、路灯软硬件控制系统等综合管理分析平台。 2、 、软软件系件系统统架构架构要求要求 （ （1）分布式）分布式应应用架构用架构 学校的管理体制相对松散，校内人员流动大，各部处与院系之间具有相 对独立性。针对这样的高校的行业特点，要求节约型校园建筑节能监管系统 整体采用松散耦合、分布式的应用架构。 不同的业务类型，采用的数据存储方法和访问结构不同，因此分布式的 软件架构，各个应用系统拥有独立的数据库及处理过程，系统和系统之间采 用接口调用的方式完成，灵活易修改，使得子系统的更新不至于影响到整体。 （ （2） ）面向面向对对象的象的组组件技件技术术 利用面向对象的组件技术着重于开发构成应用程序“业务对象”的可重 复使用的组件，利用这些组件，像搭积木一样的建立分布式应用程序。在异 构分布环境下为不同机器上的应用提供了互操作性，并无缝地集成了多种 对象系统；另一方面， 大大加快了软件开发的速度，降低了软件开发和再开 发的成本。 高校的需求变化相当频繁，当需要实现新的需求的时候，充分利用面向 组件的应用程序更易于扩展这一特点，提供一个新的组件，而不去影响那些 和新需求无关的组件。这些特点使得面向组件的开发降低了该系统长期维 护的成本，这是一个非常实际的问题。 （ （3） ）面向服面向服务务的接口框架的接口框架 系统支持 SOA 的集成架构，应用组件应广泛采用先进的 Web Service 接口。 系统将服务接口、实现、部署、调用完全分离，通过配置的形式灵活的 组装，绑定，既能够对各类服务应用的访问接口分散开发，同时又可以集中 控制服务访问权限，实现服务访问审计。 各服务模块之间，以及服务与后端应用程序之间能够可靠地相互通信， 在服务的调用方面支持多种传输协议以及多种通信模型，传输协议包括 HTTP、 HTTPS、JMS 等协议，通信模型则提供同步和异步通信。 能够持久有效的保护和管理服务，提供对服务调用的安全、审核和日志 管理。 3、知、知识产权识产权要求要求 需要向用户提供所有应用软件的全套开发技术文档和程序源代码，主 要包括可运行的系统、技术文档、系统维护说明、系统培训资料以及有关系 统接口的技术说明等双方共享知识产权。 4、 、应应用程序的开用程序的开发发和运行和运行结结构构要求要求 系统开发及运行结构基于后台数据库的三层架构，即 Web 服务器、应 用服务器和数据库服务器：Web 层负责对应用的展示，应用层封装业务逻辑， 数据库服务层提供联机事务处理。在三层架构基础上，采用 MVC（Model- View- Controller）加上服务容器的体系架构，支持各层之间的松耦合，从而 做到服务到业务流程的可配置和可重构。将其它应用包装为服务，有效、无 缝地接入到服务容器，实现与其它应用程序集成。 可视化开发环境，集分析、设计、构造（开发/编译/测试/打包）、部署等 于一体，从需求分析、设计到代码自动生成，均在统一的开发环境中完成， 实现开发过程的自动化、规范化、标准化，保证从需求到实现的一致性和可 追踪性。 5、 、标标准化要求准化要求 （1）需求调研分析过程的标准化：采用标准的需求调研分析工具，如 UC 数据调研分析工具、软件需求说明编制工具等； （2）设计与开发过程标准化：设计与开发按照GB-T8567-2006 计算机 软件文档编制规范，采用面向对象的系统设计方法，遵循 UML 设计规范 等； （3）系统组件标准化：数据访问服务、信息门户、身份管理、身份安全审 计、等组件均采用相应的国际标准和国家标准，可以与其它符合规范的第三 方平台与应用实现对接； （4）系统接口标准化：数据访问接口、应用集成接口、身份认证接口均采 用相应的国际标准和国家标准，方便第三方应用的接入； （5）信息规范标准化：信息规范采用国家经济信息系统设计与应用标 准化规范、 标准化工作导则-信息分类编码规定（国标 GB7026-86）和教育 部公布的高等学校管理基本信息集（教信息19941 号）等； （6）运行环境标准化：系统支持 Windows 平台，支持 Web Sphere、Tomcat 等多种应用服务器，支持 SQL 等数据库系统，充分适应各 类主流运行环境； （7）信息安全标准化：安全策略、密码与安全设备选用、网络互联、安全 管理等设计符合我国信息安全法律法规。 6、安全性要求、安全性要求 （1）数据安全性 系统数据是整个系统的核心，是保障系统正常运行的重要部分，如何保 证数据安全性是系统在设计上必须充分考虑的问题。在软件方面需要通过 以下几方面实现数字节能监管系统的数据安全： 数据数据库库安全策略安全策略 数据库安全可以分为数据库系统安全和数据安全。系统安全包括在系 统级别上，控制数据库的存取和使用机制，如有效的用户名/密码组合、用户 模式对象的可用磁盘空间数量、用户的资源限制。系统安全机制检查用户是 否被授权连接数据库，数据库审计是否是活动的，用户可以执行哪个系统操 作。数据安全包括在模式对象级别上，控制数据库的存取和使用的机制，如 哪个用户有权存取指定的模式对象，在模式对象上允许每个用户采取的动 作，每个模式的审计动作。 数据自身安全性数据自身安全性 所有存储在数字节能监管系统数据都经过加密存放在系统，杜绝各种 可能对数据的直接非法访问和篡改。在系统的二级服务器上的数据也都具 有校验，防止被恶意篡改后上送到管理终端。所有数据在经过各个节点环节 时都是一个自动备份的过程，一旦出现系统故障，可以在各个节点层次上将 数据还原恢复。 备备份策略份策略 如果系统遭受硬件或存储媒体故障，则“备份”工具可以保护数据免受 意外的损失。系统必须提供可靠的备份策略。 7、完整性要求、完整性要求 在保障硬件和软件的稳定性基础上，从应用系统角度出发，进一步提高 系统的高稳定性。实现远程网络库和本地库的自动切换功能，使应用系统在 遭遇网络故障时能够自动的切换到本地数据库上，不影响数据的正常读取 和存储；终端设备的大容量内置存储模块设计，在系统的下层网络出现故障 时，依然可以正常运行。 应用系统中采用异常捕捉机制，大量的异常捕捉陷阱最大程度的捕获 系统运行过程可能遇到的各种异常情况，并针对具体的异常采取具体的应 对措施，避免因异常而导致系统的数据灾难和中断运行；系统终端都设计自 动检测和故障报警功能，让管理人员和使用人员能够及时发现并报修解决 问题。 另外软件系统需要保证从智能数据网关传送的数据完整和实时性。 8、可、可扩扩展性要求展性要求 数字节能监管系统是一个大型的管理系统，如果在方案设计时没有考 虑系统的扩展性，那么系统将很难适应将来学校后续信息化建设的需要，还 有可能导致学校的信息建设重复投资和资金浪费现象。此外，还需要充分考 虑数字节能监管系统与其他系统之间的接口连接，方便与第三方软硬件和 系统进行集成。可扩展性主要要求如下： （1）专为数字节能监管系统提供定制开发的应用扩展工具，如管理系统 定制工具、数据分析定制工具、工作流程定制工具，加上校园数据中心、中 间件等。 （2）原子化结构设计 系统要采用原子化结构设计，所有具体业务应用子系统全部是对基础 模块的整合、调用，系统能够根据学校的具体要求，采用搭积木的方式方便 快速地构建具体的业务应用子系统。 （3）通用规范的网络传输协议 系统上层网络传输协议采用当前流行的标准通用网络协议：TCP/IP，使 系统网络结构和可以非常简单地扩充，并方便与其它系统进行数据信息交 换；下层网络满足 TCP/IP、CAN 总线、485 总线等多种通讯方式，并借助系 统标准通讯模块包可以很容易的实现与第三方终端设备连接通讯，从而大 大降低系统对终端设备的依赖性，扩大用户的选择范围。 （4）标准开放式的数据接口 在建设数字节能监管系统之前学校各个部门已经开发使用了各种业务 管理系统，为了保护学校原先投资，节约的建设成本，同时也是保证现有部 门业务的平滑过渡，系统提供标准开放数据接口供第三方应用系统使用，通 过提供函数、过程以及远程服务等多种方式极大的方便了与其他系统之间 的集成。 9、 、厂商提供智能表具的统一管理开发平台,管理平台具有二次开发功能，在 厂商支持下，校方能进行自主系统开发，自主开发系统校方享有独立知识产 权。 10、其它要求、其它要求 （1）与天津工业大学预留数字化校园系统集成接口：实现与数字化校园 的无缝对接，利用现有统一身份认证系统，在数字化校园的信息门户实现不 同帐户可以拥有不同的权限来管理或查询相关节能监测数据。并实现节能 基础数据校内其他系统共享。 （2）能够实现与现有宿舍电能管理系统的完美对接，实现对宿舍电能数 据的接收、分析与展示。 （3）与已建校园一卡通系统集成对接：系统缴费实现能按指定寝室、指 定用户实现一卡通缴费。 （4）提供标准的网关协议接口，支持多厂家计量表具，实现平台网关与 设备的无关性，便于后续计量表具的单独采购。 （5）系统开发完成后，必须向天津工业大学提供项目开发相关文档、与 数字校园预留的接口文档等。 （6）投标单位要有高校节能综合管理平台（主要包括：电能监管系统、供 水监管系统、能源监管专家系统、能耗审计分析系统、公共用电能耗监管系 统）的开发经验，并具有 3 个以上成功的高校节能综合监管平台应用案例， 其中最少有一所学校属于住建部和教育部立项的建筑节能示范高校。 11、 、时间要求:2010 年 12 月 15 日前完成系统的主要功能。 12、 、投标单位资质要求：获得 ISO9001:2008 质量管理体系认证；CMMI 3 级 以上能力成熟度模型集成评估；是国家规划布局内重点软件企业；获得过国 家信息安全服务证书，软件企业认定证书，工业和信息化部认定的计算机系 统集成证书 2 级（含 2 级）以上等高水平资质证明。 二、二、数据网关要求数据网关要求 1、技、技术术要求要求 (1)具有低功耗嵌入式系统/微控制器结构，最大电源消耗小于 10W，工作温 度：-560，相对湿度：090； (2)支持 DL/T 645-1997、CJ/T 188-2004 通信规约和技术条件； (3)支持两种数据采集模式：数据中心指令采集和主动定时采集，且定时采 集的时间间隔可以秒为单位进行配置，其范围为 60 秒86400 秒 （一天）； (4)具有实时时钟和自动同步功能； (5)具有存储至少 2 周历史数据(按 60 分钟保存 1 次数据计算)的能力； (6)具有识别和传输计量装置运行状态的能力； (7)具有高可靠性，平均无故障时间不少于 10 万小时； (8)具备 1 个 10/100Mbps 以太网络接口； (9)具有 1 个隔离的 RS485 总线接口，按照 32 台计量装置配置，确保系统实 时性、可靠性； (10)具有远程传输功能：支持校园网络远程传输能耗数据。传输方式为： 网络层使用 IP 协议； 传输层使用 TCP/UDP 协议； 加密层使用点对点加密协议。 2、功能要求、功能要求 (1) 支持多种类型的计量装置进行数据采集，包括电能表（含单相电能表、 三相电能表、多功能电能表）、水表、燃气表、热（冷）量表等。 (2) 智能数据网关和计量装置之间采用符合各相关行业标准的通信协议。 对于电能表，参照行业标准 DL/T 645-1997多功能电表通信规约执 行。对于水表、燃气表和热（冷）量表，参照行业标准 CJ/T 188-2004用 户计量仪表数据传输技术条件执行。 (3) 支持最大不少于对 32 台计量装置进行数据采集。 (4) 支持根据数据中心命令采集和主动定时采集两种数据采集模式，且采 集周期可以从 60 秒到 1 天灵活配置。 (5) 支持对能耗数据 15 天以上的存储。 (6) 应支持断点续传功能，即如因传输网络故障等原因未能将数据定时远 传，则待传输网络恢复正常后智能数据网关应利用存储的数据进行断 点续传。 (7) 智能数据网关与数据中心之间支持 AES 点对点加密通讯，密钥管理由 数据中心平台统一管理。 (8) 支持向多个数据中心（服务器）并发发送数据。 (9) 具备本地配置和管理功能(专用接口配置与升级维护等)。 (10) 支持数据中心平台一体化配置和管理功能。 (11) 支持对数据采集子系统故障的定位和诊断，并支持向数据中心上报故 障信息。 三、建筑能耗三、建筑能耗监监管系管系统统及数据网关性能指及数据网关性能指标标 序号序号 模模块块划划 分分 基本功能需求基本功能需求 1.11.1 能耗能耗监监管管 分析系分析系统统 基基础础平台平台 完成完成统统一身份一身份认证认证平台；公共数据平台；公共数据库库平台；能耗采集平台：基于工平台；能耗采集平台：基于工业实时业实时 Web 服服务务、 、 国国际标际标准准 OPC 服服务务、 、现场设备组态现场设备组态等等为为核心技核心技术术， ，实时实时采集各采集各项项能耗数据并写入能耗数据并写入 公共数据平台，公共数据平台，为为上上层层各个各个应应用提供用提供坚实坚实可靠的数据支撑；可靠的数据支撑；统统一通一通讯讯平台：包括平台：包括 Email，即，即时时通信，短信网关等通信方式，通信，短信网关等通信方式，对对上上层应层应用提供用提供统统一的一的调调用接口，所有用接口，所有应应 用系用系统统无需重复开无需重复开发发。能耗数据上。能耗数据上报报： ：为为国家制定能耗定国家制定能耗定额额提供基提供基础础数据，特数据，特别别是是 为为天津市相关政府部天津市相关政府部门门能源决策提供可靠数据支撑。能源决策提供可靠数据支撑。 1.21.2 节节能管理能管理 预测专预测专家家 系系统统 在校园在校园电电能能计计量管理系量管理系统统、校园供水管理系、校园供水管理系统统、校园路灯智能管理系、校园路灯智能管理系统统、消防管网、消防管网 用水用水监监管系管系统统、燃气、燃气计计量管理系量管理系统统等建等建设设的基的基础础上采用了先上采用了先进进的数据融合、数据挖的数据融合、数据挖 掘及掘及远远程程动态图动态图表生成等技表生成等技术术， ，实时实时地从能源地从能源监监管平台的各子系管平台的各子系统统中提取数据，形中提取数据，形 成数据成数据综综合分析。通合分析。通过对过对海量能耗数据的海量能耗数据的综综合合处处理与运算，形成各理与运算，形成各类统计类统计学学图图表，表， 实时实时反映反映历历史能耗史能耗对对比与未来能耗比与未来能耗趋势趋势。系。系统统包含建筑分包含建筑分类类能耗、能耗、单单位建筑面位建筑面积积能能 耗、能耗分耗、能耗分项项分分类对类对比、能耗分析与比、能耗分析与预测预测、 、节节能工作能工作评评价等各子功能模价等各子功能模块块。 。 1.31.3 电电能耗能耗监监 管分析系管分析系 统统 对对各用各用电电点点实现实现分分户户、分、分项项、分、分类实时计类实时计量。并通量。并通过过 Web 发发布的形式，使得用能布的形式，使得用能单单 位各位各级级管理人管理人员员不管身不管身处处何何时时何地，都可以何地，都可以轻轻松地松地对对本本单单位各部位各部门门的用的用电电情况情况进进 行行监监控与管理。同控与管理。同时时系系统应统应和和“用用电电指指标标体系体系”充分配合，充分配合，实现实现用用电电的管理和指的管理和指标执标执 行情况的行情况的监监督、督、费费用用结结算、数据算、数据统计统计分析等多分析等多项项功能，功能，为实现为实现学校内部各部学校内部各部门门用用电电 的量化管理提供必的量化管理提供必备备条件。条件。 1.41.4 公共用公共用电电 能耗能耗监监管管 分析系分析系统统 结结合数字矢量地合数字矢量地图图技技术术、无、无线线数据数据传输传输和和远远程控制方法程控制方法实现实现人性化的控制方案，人性化的控制方案，对对 区域内各路段的路灯制定不同的开关灯周期策略。区域内各路段的路灯制定不同的开关灯周期策略。实现实现相相应时间应时间段内各路段照明段内各路段照明 的分的分别别控制，并根据情况控制，并根据情况为为各路段路灯各路段路灯设设置。如：季置。如：季节节策略、夜策略、夜间间高峰期策略、高峰期策略、节节假假 日策略等。使区域内路灯可通日策略等。使区域内路灯可通过过网网络络随随时时随地随地轻轻松管理，在改善控制效果的同松管理，在改善控制效果的同时时， ， 也能也能带带来可来可观观的的节电节电效益。效益。 1.51.5 水耗水耗监监管管 分析系分析系统统 实时监视实时监视和采集用水管网各部位的和采集用水管网各部位的积积算水量，供控制中心及有关部算水量，供控制中心及有关部门门分析和决策分析和决策 使用，提高工作效率，保障供水。使用，提高工作效率，保障供水。实现实现用水用水实时监实时监控；控；给给水参数水参数实时监实时监控；能源分析；控；能源分析； 区域用水明区域用水明细细；区域用水；区域用水统计统计；区域用水分析；区域用水分析；单单位用水明位用水明细细； ；单单位用水位用水统计统计； ；单单位用位用 水分析；用水水分析；用水财务报财务报表；表；综综合信息管理等功能合信息管理等功能 1.61.6 消防管网消防管网 用水用水监监管管 分析系分析系统统 实时监视实时监视和采集消防管网各部位的和采集消防管网各部位的计计算水量、水算水量、水压压。本系。本系统统具具备备和水耗和水耗监监管分析系管分析系 统类统类似的功能。似的功能。 1.71.7 燃气能耗燃气能耗 监监管分析管分析 系系统统 对对各用气点各用气点实现实现分分户户、分区、分、分区、分类实时计类实时计量。并通量。并通过过 Web 发发布的形式，使得用能布的形式，使得用能单单 位各位各级级管理人管理人员对员对本本单单位各部位各部门门的用气情况的用气情况进进行行监监控与管理。同控与管理。同时时系系统统和和“用气指用气指 标标体系体系”充分配合，充分配合，实现实现用气的管理和指用气的管理和指标执标执行情况的行情况的监监督、督、费费用用结结算、数据算、数据统计统计分分 析等多析等多项项功能，功能，为实现为实现学校内部各部学校内部各部门门用气的量化管理提供了必用气的量化管理提供了必备备条件。条件。 1.81.8 能耗能耗审计审计 监监管分析管分析 系系统统 在校园能耗在校园能耗监监管管综综合分析系合分析系统统建建设设的基的基础础上构建形成。能耗上构建形成。能耗审计审计需科学需科学规规范地范地对对 用能用能单单位能源利用状况位能源利用状况进进行定量分析，行定量分析，对对用能用能单单位能源利用效率、消耗水平、能源位能源利用效率、消耗水平、能源 经济经济与与环环境效果境效果进进行行审计审计、 、监测监测、 、诊诊断和断和评评价，从而价，从而寻寻求求节节能潜力与机会。能耗能潜力与机会。能耗审计审计 的基本方法是依据能量平衡与物料平衡的原理，的基本方法是依据能量平衡与物料平衡的原理，对对我校的能源利用状况我校的能源利用状况进进行行统计统计 计计量分析，包括基本情况量分析，包括基本情况调查调查、数据收集与、数据收集与审审核核汇总汇总、典型建筑与大型、典型建筑与大型设备设备的运行的运行 状况状况调查调查。 。 1.91.9 供供热热能耗能耗 监监控分析控分析 系系统统 针对针对我校各我校各类类供供热热系系统统采取分区、分采取分区、分类类控制，能耗采集、分析等管理分析工作。控制，能耗采集、分析等管理分析工作。 1.101.10 预预付付费费管管 理系理系统统 记录记录用用户户在在缴纳缴纳相相应费应费用用时产时产生的相关信息，并将相关信息写入用生的相关信息，并将相关信息写入用户帐户户帐户信息，信息，进进 行行处处理。理。 1.111.11 路灯控制路灯控制 软软硬件控硬件控 制制终终端端 采用先采用先进进的微的微处处理芯片，可靠性高、理芯片，可靠性高、误误差小、使用寿命差小、使用寿命长长、 、稳稳定性定性强强，抗干，抗干扰扰能力能力强强； ； 具有断具有断电电数据保存，数据保存，时钟时钟不不间间断工作，无需更断工作，无需更换电换电池，池，维维持持时钟时钟运行十年以上运行十年以上 1.121.12 数据网关数据网关见见数据网关参数要求，共数据网关参数要求，共计计 150 个个 附件附件 1 天津工业大学节约型校园监管系统需求分析（参考）天津工业大学节约型校园监管系统需求分析（参考） 天津工业大学节约型校园监管系统天津工业大学节约型校园监管系统 需需 求求 分分 析析 目目 录录 1. 引言引言.5 1.1 编写目的5 1.2 编写依据6 1.3 产品使用对象6 1.4 版本修改记录7 2. 能耗监管分析系统基础平台能耗监管分析系统基础平台.7 2.1 系统概述7 2.2 系统功能7 2.3 控制台管理9 2.3.1 控制台服务开启关闭9 2.3.2 控制台登录注销9 2.3.3 管理员密码设置功能9 2.4 基本设置9 2.4.1 OPC 服务9 2.4.2 Web 服务9 2.4.3 虚拟域名10 2.4.4 邮件账户10 2.5 扩展设置10 2.5.1 代理服务10 2.5.2 文件服务10 2.5.3 短信服务10 2.5.4 账户管理10 2.6 运行日志管理11 2.7 平台门户服务管理11 2.8 平台工程管理配置12 2.8.1 通讯接口12 2.8.2 智能网关13 2.8.3 设备管理13 2.8.4 组织机构维护13 2.8.5 系统实时监控13 2.8.6 历史数据管理13 3. 电能耗监管分析系统电能耗监管分析系统.13 3.1 系统功能14 3.2 基本信息管理部分功能说明15 3.2.1 用户信息管理15 3.2.2 电表信息管理15 3.2.3 网关信息管理15 3.3 电表实时监控15 3.4 建筑电能管理部分功能说明16 3.4.1 建筑用电明细16 3.4.2 建筑用电统计16 3.4.3 建筑用电分析16 3.4.4 建筑用电报表16 3.5 部门电能管理部分功能说明16 3.5.1 部门用电明细16 3.5.2 部门用电统计16 3.5.3 部门用电分析16 3.5.4 部门用电报表17 3.6 信息发布功能说明17 4. 公共用电能耗监管分析系统公共用电能耗监管分析系统.17 4.1 系统主要功能17 5. 水耗监管分析系统水耗监管分析系统.18 5.1 功能图19 5.2 用水实时监控20 5.3 区域用水明细20 5.4 区域用水统计21 5.5 区域用水分析21 5.6 单位用水明细21 5.7 单位用水统计21 5.8 单位用水分析21 5.9 用水财务报表21 5.10 综合信息管理21 6. 消防管网用水监管分析系统消防管网用水监管分析系统.21 6.1 功能图22 6.2 用水实时监控22 6.3 区域用水明细23 6.4 区域用水统计23 6.5 区域用水分析23 6.6 用水财务报表23 6.7 综合信息管理23 7. 燃气能耗监管分析系统燃气能耗监管分析系统.24 7.1 系统概述24 7.2 系统功能24 8. 节能管理预测专家系统节能管理预测专家系统.25 8.1 系统概述25 8.2 能耗实时监控26 8.2.1 基本信息预览26 8.2.2 综合能耗管理26 8.2.3 单个能耗管理26 8.3 能源数据统计27 8.4 能源数据分析27 8.5 能源数据预算27 8.6 能源综合报表28 8.7 今日节能运行28 9. 能耗审计监管分析系统能耗审计监管分析系统.28 9.1 功能图28 9.2 初级统计29 9.3 高级统计30 9.4 能耗水耗统计指标30 9.5 高等学校建筑能耗水耗水平总体评价结论31 9.6 能耗水耗公示办法31 10. 预付费管理系统预付费管理系统.32 10.1 功能图32 10.2 用户信息32 10.3 缴费金额32 10.4 操作人员32 10.5 帐户信息33 引言引言 编写目的编写目的 在准确理解国家政策、法规的基础上，结合我校实际开展节约型校园能监管平台建设工作，实现对 我校新校区建筑能耗、水耗状况的全面了解和掌握；建设校园能耗的实时在线监测和建筑能耗公示 平台；对校园能耗水平进行合理性分析和科学判断，为制定校园能耗管理、能耗定额、激励政策等 建立必要的软件支持。 该软件需求分析主要用于天津工业大学节约型校园监管系统的开发必须的功能需求说明，是建设节 约型校园的决策辅助系统。 编写依据编写依据 国务院民用建筑节能条例 ； 住建部民用建筑能耗和节能信息统计报表制度 ； 住建部关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见 ； 住建部国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系建设实施方案 ； 住建部国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则 ； 住建部国家机关办公建筑及大型公共建筑数据中心建设与维护技术导则 ； 住建部国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据传输技术导则 ； 住建部国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书 ； 住建部可再生能源建筑应用示范项目数据监测系统技术导则 （试行） ； 住建部高等学校节约型校园建设管理与技术导则 （试行） ； 住建部高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则 ； 住建部高等学校校园建筑节能监管系统运行管理技术导则 ； 住建部高等学校校园建筑能耗统计审计公示办法 ； 住建部高等学校校园设施节能运行管理办法 ； 住建部高等学校节约型校园指标体系及考核评价办法 。 产品使用对象产品使用对象 角色说明 师生员工能源使用状况查询、个人能源预付费服务 能源管理员对能源分项使用管理 超级管理员对能源属性、能源使用单位设置、权限分配 能源使用部门管理员能源使用部门及时查看能源使用状态 校领导、专家能源分析、能源统计、能源审计 版本修改记录版本修改记录 序修改人修改内容批准人生效日期版本号 1 2 3 4 5 6 能耗监管分析系统基础平台能耗监管分析系统基础平台 系统概述系统概述 能耗监管基础平台负责对底层的数据进行采集、监控和管理。其它各子系统都是 构建在该基础平台基础之上的。为了便于后期扩展，要求平台采用分布式监控、网格 化管理，使用开放平台建设技术。平台的基本结构如下图所示。 能耗监管分析系统基础平台 基本 设置 扩展 设置 运行 日志 管理 平台 门户 服务 管理 控制 台管 理 平台 工程 管理 配置 系统功能系统功能 支持多样的设备通信接口 支持有线网络通讯接入，如局域网、广域网； 支持无线网络通讯接入，如 CDMA-1X、GPRS； 支持标准串口通讯接入，如 232、485； 支持可扩展终端设备通讯，如欧姆龙、西门子等 PLC 设备或其他设备； 实现国际化标准的 OPC 服务器 符合 OPC 国际最新标准，实现与各种流行监控组态软件的无缝连接； 以 Windows 系统服务方式运行，实现高效、可靠、免维护的长期运行； 可通过 OPC 客户端的方式，灵活的接入实时短信报警平台、实时 Web 服务平台； 为各类不同厂商的硬件产品，提供统一的数据访问标准接口； 支持通用的数据库存储管理 支持多种类型的数据库服务器，如 Oracle、MS SQL Server； 支持检测数据的实时存储备份，在网络或数据库发生异常情况下，保障数据的完 整性； 支持自定义外部存储，将实时检测数据无缝切入其它应用管理系统； 采用数据库连接池技术，为高并发数据库访问操作提供标准 XML 接口； 支持自由的设备组态配置 用户可自由添加、修改、删除检测设备及检测参量； 用户可任意定义参量类型，定制自己专用的检测量； 用户可定义特定的计算公式、非性表，换算检测量到实际量； 用户可远程写入设备检测量，以实现远程控制； 用户可定义设备检测参量的实时报警配置； 用户可复制同类型的检测设备，以简化配置操作； 用户可自由对检测设备无限级分组管理； 基于 Web 的现场监控组态 实现基于工业监控要求的实时 Web 服务器，作为 Web 现场监控的强大发布平台； 实现基于 SVG 技术的矢量化工业现场监控组态设计平台； 采用 OPC-XML 技术实现 Web 现场监控的实时数据通讯； 实现基于 Web 方式的工程管理及权限控制； 实现工业控制脚本编译及运行； 短信报警与查询服务平台 实现基于 XML 方式的网页短信服务； 实现设备检测分级报警的短信告警通知； 实现基于权限分级的设备检测变量数据的短信查询服务； 实现专业的在线报表服务 实现基于服务器运行脚本的集成式报表服务接口； 实现用户针对各类数据的自定义报表接口； 实现各类报表的多种输出方式，包括 Word、Excel、PDF 等 无缝衔接的集群监控配备 无缝集成高负荷的集群监控服务； 实现监控服务无限级冗余热备功能及平台服务的负载均衡功能； 构建工业监控系统在互联网络上运行时基于网关安全及终端安全的全面网络安全 体系； 支持服务脚本编程 通过脚本实现对平台的功能扩展； 支持通用的可编程智能网关 支持多数据服务器通讯及接收命令、上报故障、数据加密、断点续传、DNS 解析； 具有本地接口和 Web 配置/维护功能； 具有可编程功能和逻辑程序实时控制功能； 可定制数据存储（周期和内容） ，存储容量达 1GB。 控制台管理控制台管理 控制台服务开启关闭控制台服务开启关闭 提供控制台服务开启、关闭功能。 控制台登录注销控制台登录注销 提供控制台、注销、推出管理功能。 管理员密码设置功能管理员密码设置功能 提供系统管理员密码设置功能。 基本设置基本设置 在基本设置中，管理员可以查看和设置平台基本的信息，如配置 Web 服务、虚拟域名服务和邮件 服务。 OPCOPC 服务服务 OPC 服务主要是用来集成第三方的 OPC 服务，集成之后平台也就可以使用相应的 OPC 服务了。 WebWeb 服务服务 配置不启用 SSL 的 Web 服务 平台采用 B/S 架构，各个平台管理员可以通过个人电脑使用浏览器访问节能监管平台便可对各种工 程项目进行管理控制，或者查看运行情况等。所以，平台的 Web 配置就显得十分重要。如果配置 错误的话，平台就可能无法正常提供 Web 服务，同样平台管理员也将无法访问到节能监管平台。 可配置项包括：启用匿名 Web 服务(HTTP)、服务地址、服务端口、记录访问日志、匿名数据库、 启用门户 Web 服务、服务地址、服务端口、记录访问日志、仅按域名访问、启用 SSL。 配置启用 SSL 的 Web 服务 提供基于安全证书文件的 WEB 服务，提供证书下载、安装、卸载功能。 虚拟域名虚拟域名 某些时候多个工程项目需要同时在一台服务器上面同时提供匿名 Web 服务，这样就需要在此向每 个提供匿名 Web 服务目录配置一个虚拟域名，这样同一台服务器就可以同时提供多个匿名 Web 服 务了。 邮件账户邮件账户 节能监管平台需要集成了邮件服务，平台可以通过配置好的邮件账户向管理员发送平台监测的服务 信息，包括各工程项目的运行情况、被管理用户使用情况和各种设备异常情况等等，还可以向被管 理者发送各种报警信息。 扩展设置扩展设置 在基本设置中主要对一些简单的、只与平台相关的选项进行设置。但在扩展服务中可以对一些平台 的扩展功能进行设置，如代理服务、文件服务和短信服务。 代理服务代理服务 节能监管平台主要用于管理各种各样的节能监管工程项目，为这些工程项目提供统一的管理和操作 界面，管理相应的设备和数据。除此之外节能监管平台还是一个开放的集成平台，可以集成各种各 样的外部服务，通过本平台登陆这些代理服务，以此来享受响应的服务。 文件服务文件服务 节能监管平台主要用于节能监管。除此之外，本平台还提供 FTP 服务，安装了节能监管平台的服 务器还可以作为一台 FTP 服务器使用。本平台管理控制台可以对 FTP 服务进行配置，并配置登陆 账户。 短信服务短信服务 通过增加短信网关，节能监管平台集成了短信服务，通过短信服务，平台可以向某些用户发送服务 信息和报警信息。同时管理员还可以通过短信服务向手机发送短信。平台可以每周通过短信向电能 管理工程项目管理员发布本周电能使用情况，在服务工程项目出现异常时（超过了系统设定的某些 参数的门限值）短信服务可以及时的向用户报警。 账户管理账户管理 节能监管平台采用权限分级管理，权限分为三个等级：系统管理员、工程管理员和工程访问者。 系统管理员具有最高权限，登陆后可以看到与平台内系统相关的一些选项，比如说门户 Web 界面 上的【系统服务管理】和【安全访问控制】 ，而工程管理员却不能看到这些项，所以系统管理员可 以对这些与系统相关的选项进行设置，但是其他权限账号却不可以。 工程管理员具有较高权限，可以对本账号所分配的工程项目有最高的管理权限，却不能看到和更改 与平台相关的选项。 工程访问者具有最低权限，只可以对其所分配的工程项目进行访问，但不可以对其进行修改。 运行日志运行日志管理管理 平台应能够记录系统的运行日志，并通过查询工具来查询不同类型和时间的日志信息，也可以删除 不同的日志信息。 平台门户服务管理平台门户服务管理 Web 门户服务是节能监管平台的信息集成操作平台，给超级管理员、工程管理员及普通用户三类用 户提供的统一门户操作。 包含我的服务、我的邮箱、我的短信、我的消息、FTP 用户管理、用户账户管理、代理服务管理、 系统服务管理、视频监控管理及安全访问控制等内容组成，这些内容根据用户权限全部或部分显示 在桌面上。 我的服务我的服务：此服务项目中可以显示各种工程项目，对各个不同的工程项目可以进行相关配置 操作或者查询信息。 我的邮箱我的邮箱：在此服务项目中，用户可以阅读未读邮件，可以删除邮件，查看、管理收件箱、 未读邮件、垃圾箱中的邮件信息，还可以发送邮件。 我的短信我的短信：在此服务项目中，用户可以查看系统的短信息，发送短信息，管理节能监管平台 的各信息箱，同时还能对接收的短信息进行回复。 我的消息我的消息：此项服务用于系统各个登录用户之间的信息交流，用户可以在此公布信息，其他 用户登陆时便可以看到此用户发布的信息。在这边可以做发布、查看和更改等操作。 FTP 用户管理用户管理：在此服务项目中，用户可以管理系统 FTP 访问用户，用于添加、修改、删除 系统 FTP 用户账号。 用户账户管理用户账户管理：在此服务项目中，用户可以管理工程项目访问用户，用于添加、修改、删除 用户账号。用户账号信息包括登录账户、用户全名、Email 地址、联系电话，登录口令等信息，还 可以配置用户对各工程的访问权限等操作。 代理服务管理代理服务管理：在此服务项目中，用户可以管理代理服务，用于新增、更改、删除代理服务 和设置服务权限，对各个代理服务进行配置等。 系统服务管理系统服务管理：用于查看运行状况、系统设置、重启服务等。运行状况包括节能监管平台服 务器当前 CPU 使用状况，内存使用状况等。门户服务管理界面还可以查看系统事件日志，查看在 线用户信息，设置日志记录选项等。 视频监控管理视频监控管理：在此服务项目中，用户可以管理视频监控，用于新增、更改、删除视频监控 和设置视频监控访问权限，对各个视频监控进行配置等。 安全访问控制安全访问控制：在此服务项目中，用户可以管理访问本平台服务的终端机，可以设置黑名单 和白名单，用于限制某些终端机访问或者向某些终端机授予访问的权限。 平台工程管理平台工程管理配置配置 平台工程管理是 Web 桌面服务的工程项目的后台管理，统一管理各种工程项目。这种管理界面包 括了每个工程项目必备的一些设置，同时还提供了各自工程项目所特有的设置。 通讯接口通讯接口 通讯接口用于配置平台与下层数据采集传输单元的通讯接口。包括： 接口名称接口名称：所添加接口的名称，主要用于分辨不同的通讯接口，用户自可自定义，支持汉字、 英文字母和阿拉伯数字；（一般每个工程项目只用一个通讯接口） 接口类型接口类型：用于设置接口所使用的网络通信协议。 检测方式检测方式： 此处设置平台的检测方式，有“主动（招测方式） ”和“被动（自报方式） ” 。主 动、被动主要是针对平台而言的。当平台设置为主动方式，平台按照设定的检测周期来周期性的检 测各设备信息；当平台设置为被动方式时，平台服务器侦听设置的网络接口，被动的等待设备上报 信息。 通讯驱动通讯驱动：本项用于设置下层设备的驱动类型，目前应能够支持：智能数据网关、欧姆龙 PLC、三菱 FXINPLC 和照明控制网关。 检测周期检测周期：当平台检测方式被设置为“主动（招测方式） ”时，此处用于设置平台的检测周期， 单位为妙。也就是说平台按照此处所设置的时间，周期性的检测底层设备。当平台的检测方式为 “被动（自报方式） ”时，此处设置不生效； 通讯超时通讯超时：此项用于设置平台与底层设备通信超时限值，也就是说当平台与下层设备通信时， 下层设备在此处所设置的时间内没有应答，则平台将此次通信按照超时处理。 侦听地址侦听地址：平台服务器可能有多个网卡，也就有多个地址，当此处设置为 .时，平台服 务侦听所有地址上的报文信息，当此处设置为服务器的某一个 IP 地址时，平台服务只侦听此地址 的报文信息，不侦听服务器其他 IP 地址的信息； 侦听端口侦听端口：用于设置平台服务所使用的服务器的端口，一般使用 102465535 之间的端口号， 智能网关智能网关 智能网关用于采集传输设备数据并与节能监管平台通讯，将其采集到的数据上报给平台。 设备管理设备管理 设备管理用于管理分组和设备。分组类似于操作系统中的文件夹，可以在其中继续创建文件夹（分 组）和文件（设备）。分组主要用于为设备分组以便管理，同时还用于表现设备在地理位置上的归 属关系。譬如可以建立一个名为“教学区”的分组，然后在其内部建立名为“管理学院”和“艺术 学院”的分组，然后再分别将安装于这两个学院的设备在相应分组中创建出来。设备类似于操作系 统中的文件，可以创建在任何一个文件夹（分组）中。设备管理中的设备应该和实地的设备一一对 应。 组织机构组织机构维护维护 组织机构用于管理组织机构。如同设备管理是现实中的设备在系统中的映射，组织机构是现实中的 组织机构（譬如部门、科室等）在系统中的映射。通过组织机构的建立，可以对不同的组织分配不 同的权限，管理相应的设备。 系统实时监控系统实时监控 系统实时监控用于维护系统。用户可以查看在线网关、在线设备等，观察其运行信息，及 时发现问题并及时解决。用户也可以查看在线用户，观察用户的登录状态信息。用户可以查看 在线设备和在线网关的实时报文，以判断这些网关或设备所处的状态。用户可以在平台上调试 数据库信息，查看数据库状态。 历史数据管理历史数据管理 随着系统不断运行，系统数据不断增加，这些历史需要需要及时转移和清理保证现有系统 的稳定高效运行。 电能耗监管分析系统电能耗监管分析系统 本系统对各用电点实现分户、分项、分类实时计量。系统将基于 B/S 模式开发，采用工业 界普遍采用的实时通信与数据采集技术，结合后台大型分布式数据库，通过 Web 发布的形式， 使用能单位各级管理人员不管身处何时何地，都可以轻松地对本单位各部门的用电情况进行监 控与管理，如图 1 所示。采用该系统还可以和“用电指标体系”充分配合，实现用电的管理和 指标执行情况的监督、费用结算、数据统计分析等多项功能，为实现学校各学院、部门用电的 量化管理提供了必备条件。 图 1 电能耗监管分析系统 系统功能系统功能 系统主要包括以下几个方面：智能数据网关远端数据采集、中间数据传输、后台数据接受 处理、前台查询统计和管理功能。系统选用带有远传数据接口（电气接口符合 RS485 标准） 的智能电表。中间数据传输通道采用校园网作为传输通道，保证了各区域电表接入网络的方便 性，同时也可以最大程度地节约建设成本。系统总体功能框架如图 2 所示。 电能耗监管分析系 基本信息 管理 电表监控 部门电能 管理 建筑电能 管理 信息发布 用 户 信 息 电 表 信 息 网 关 信 息 建 筑 用 电 明 细 建 筑 用 电 统 计 建 筑 用 电 分 析 建 筑 用 电 报 表 部 门 用 电 明 细 部 门 用 电 统 计 部 门 用 电 分 析 部 门 用 电 报 表 图 2 功能框架图 基本信息管理部分功能说明基本信息管理部分功能说明 用户信息管理用户信息管理 设定用户基本信息和权限，用户登录系统后将只能看到与之相关的授权区域内用电管理的 数据。 电表信息管理电表信息管理 维护电表与房间号、楼层和所属部门之间的隶属关系。 维护电表的用电类型：生活服务设施、行政办公设施、教学设施、学科研究设施、实验设 施和学生宿舍等。 维护电表的用电项目：空调、照明和动力。 网关信息管理网关信息管理 维护电表与数据收集网关之间的对应关系。 电表实时监控电表实时监控 该模块主要显示电表实时运行参数；在系统界面上实时监测每个电表的用电的动态实时数 据；可按任何时段查询到各电表每个小时用电数据。系统提供可靠的数据三级保存机制：即电 表保存总用电数据、智能数据网关保存最近一段时间的用电数据、数据库保存系统全部数据。 保障历史监测数据的完整性和安全性。 建筑电能管理部分功能说建筑电能管理部分功能说明明 以建筑为单位，对楼层和房间的用电情况进行管理。 建筑用电明细建筑用电明细 该模块按楼层来查询每房间电量的起始示数、终止示数、用电性质、通讯时间等具体参数， 用户可以将查询数据导出并打印。 建筑用电统计建筑用电统计 该模块按楼层来查询各楼层房间的用电情况，主要分为按月用电报表、按月综合报表、按 年用电报表、按年综合报表。实行功能操作时，根据所选条件，在导航栏右侧显示结果，便于 用户统计。 建筑用电分析建筑用电分析 该模块可按楼层查询楼层房间用电状况，主要可按楼层比较、楼层逐日、楼层逐月、用电 性质、用电类型等方面进行分析，并在导航栏右侧显示相应曲线图，便于用户直观的分析用电 情况。 建筑用电报表建筑用电报表 对单个建筑按时间条件（按日、按月、按季、按年、按指定的一段时间等）同时生成多种 分析类型数据报表。支持单独或批量打印报表，支持报表导出为 Word、Excel、PDF 等通用格 式文件。 部门电能管理部分功能说部门电能管理部分功能说明明 以部门为单位，对房间的用电情况进行管理。 部门用电明细部门用电明细 该模块按部门来查询每房间电量的起始示数、终止示数、用电性质、通讯时间等具体参数， 用户可以将查询数据导出并打印。 部门用电统计部门用电统计 该模块按部门来查询各楼层房间的用电情况，主要分为按月用电报表、按月综合报表、按 年用电报表、按年综合报表。实行功能操作时，根据所选条件，在导航栏右侧显示结果，便于 用户统计。 部门用电分析部门用电分析 该模块可按部门查询楼层房间