新型智慧城市解决方案V3

1、科技有温度，城市有温暖智慧城市供热解决方案及应用0102032集 中 供 热 系 统 示 意 图随城镇化进程，供热行业的集中供热需求不断增长351.857.161.167.273.983.187.89.0510.3311.4212.3113.1214.63100806040200201220132014城市集中供热面积（亿平方米）2015201620172018县城集中供热面积（亿平方米）截止至2016年底，我国北方地区城乡建筑取暖总面积约206亿平方米，其中 城镇141亿平方米，农村65亿平方米。（发改委-北方地区冬季清洁取暖规划 2017-2021）截止2018年底，全国城市集中供热面积8

2、7.8亿平方米，较上年增长5.66%（国家统计局+住建部统计年鉴）截止2017年底，全国县城集中供热面积14.63亿平方米，较上年增长11.5%预计截止2020年底，全国集中供暖需求面积将继续以不低于5%的增长率保 持高需求。热源厂第三方热源一次网（压力平衡）二次网（压力平衡）补水泵循环水泵热用户水泵换热站水泵换热站热源厂一次侧管网二次侧管网居民2012-2018年集中供暖面积图冬季供热存在安全、环保和投诉等问题，政府监管挑战大2018年11月济南供热管道爆裂，4人伤2019年12月 宁夏事故，1300万平米供热区域受影响2018年11月郑州热力管道爆裂，3死1重伤2019年12月大连供热管线

3、事故2019年以来，冬季供热造成雾霾等天气影响各地积极出台热电联产，煤改电， 煤改气减少污染，提高空气质量投诉问题， 百姓就供暖质量进行投诉污染问题， 造成城市范围 污染严重4安全事故， 造成重大人员 伤亡事故，大面积供暖问题供热管网存在安全事故风险，易造成人员伤亡和大面积供暖问题缺乏供热关键设备安全风险的监测预警能力；对于供热企业热源、换热站和供热管网，缺乏有效的安全监测预警技术手段，很难发现问题和及时预警。缺乏对供热企业安全大数据画像的分析能力；希望通过大数据分析，从风险和隐患识别的角度，对供热企业的安全能力和风险等级进行综合评估。缺乏统一的应急处置联动机制；各个供热企业和政府监管部门缺乏

4、统一的应急预案、联动机制和处置协同，综合指挥联动机制并未完全建立。2018年11月20日早晨5点40左右，济南奥体东路龙奥 北路路口供热管道爆裂，水深达到20多厘米，整个马路 全是水。此次管道泄漏事故导致两人受伤。2018年11月30日凌晨三点多，郑州市经三路农科路附 近一公寓小区发生热力老旧管网爆管，爆管致3人死 亡，一人受轻伤已送往医院救治。2019年11月15日上午，从长春市区一条供热主管线被 挖断，近百度热水喷涌而出。长春1200万平方米供热 面积受到影响，涉及100余个居民小区 。5供热造成的环境污染成为影响北方空气质量的原因燃煤热电联产 48%燃气热电联燃煤锅炉 33%电锅炉/电热

5、泵地热工业余热生物质 燃油燃气锅炉12%其他当前中国供热中，依然以燃煤为主，燃煤生产占比2/3以上，碳排放严 重，因此对节能减排有较强烈诉求；每到供暖季，就会出现明显的污染情况，居民生活需要供暖，又不希望 因此带来的环境污染。2011年中国已经是全世界二氧化碳排放第一大国，我国取代1850年的英国，在碳排放上成为全世界的关注点；6二氧化碳排放量（万吨）2016年北方地区城镇集中供热各类热源占比数据来源清华大学建筑节能研究中心（2017）冬季第一民生问题，供热投诉多，缺乏有效管理手段冬季供热投诉率高，缺乏 手段，冬季供热期耗费大量精力 到现场处理问题；缺乏供热系统运行信息（不清楚居民家中实际温度

6、）， 供热安全保障没有预判分析，出 现供热故障被动应对；供热企业良莠不齐，管理 水平有高有低，缺乏有效的行业 规范指导，优化运行不足；投诉数据居民12345市民热线1620171825?监管部门冷热不均供热企业7供热行业信息化发展趋势与历程自动化网络化智能化智慧化自动化是前提实现供热感知网络化是路径设备系统互联智能化是手段分析.决策.评价智慧供热是目标清洁，低碳，安全，高效，以人为本热源热力站局部自动化财务经营部分信息化基于生产平台的热网集中监控系统基于经营平台的信息化统一平台的生产/经营的智能化，有一定的自学习能力。气候模型、运行监控、GIS指挥调度、水力计算、能源、设备管理收费、客服、计量

7、、OA等三大融合走向智慧供热之路资源+数据+业务的融合各功能模块的有机整合源、网、站、户大联动信息技术，大数据、云平台、物联网、AI技术，将给供热行业带来变革！8新一代信息技术助力供热治理和服务模式创新人工智能云计算物联网大数据数治智控供热管理供热服务政府可管企业可省百姓可感人治人控901020310智慧供热的建设目标：安全、高效、清洁、低碳、以人为本顶层设计、技术路线图、技术标准规范、政府(行业)推动、整体提升、行业升级建设形成覆盖省级、城市级、企业级的供热智能化信息系统、供热保障及服务系统目标：保障供热安全保证供热质量目标：节能降耗、提升效益 按需供热、精准供热安全高效清洁低碳以人为本一、

8、政府主管部门：基于大数据分析的供热行业管理-城市级供热智能管理平台实现：数字政府、数字民生服务，提升行业管理水平。11二、供热企业：基于大数据分析专家系统的企业运行监控-企业级智慧供热监控平台实现：供热行业科技赋能，运行智能优化调控，节能降耗节省人工成本，提升供热经济效益。智慧供热体系 建设原则：设计思路：以4个1为指导，以3大系统为基础，以创新技术为依托， 覆盖4类对象，实现供热全流程智能，政府全流程监管一套标准一套规划一套设计一套机制设备层网络层平台层IaaS运 维 和 标 准固网/4G/5G/物联网NB-IoT热源管网换热站热用户锅炉自控设备新能源设备管网感知设备远程电动调节阀温度、压力

9、、流量、热量等传感设备室温采集设备单元阀设备热用户设备供热应用系统政府供热监管系统运行监测管理供热服务监管热源热网安全监测应急指挥调度室温监测 热源监控 用户控制供热生产系统热站监控单元监控管网监控指挥调度平衡控制室温监控能耗分析 智能客服 移动应用供热运营管理系统收费管理工单系统门户网站供热计量报表分析 基础设施计算存储网络边缘层边缘计算工业网关通用平台服务（gPaaS）数据平台服务（dPaaS）安全应用安全网络安全 数据安全主机安全 安全管理供热数据服务供热数据供热数据 主题质量供热数据供热数据 诊断指标体系供热人工智能服务供需热站用户 预测模型控制模型控制模型单元全网水力 控制模型联动模

10、型仿真模型中间件微服务 引擎数据库数据 接入数据 处理数据 治理应用与数据物联网 集成平台平台数据 消费数据 计算12“人治”到“数治“基于新一代信息技术打造两大系统，构建供暖新基建， 加快供热治理与服务水平提升“人控”到“智控”供热行业的进步，从政府角度进行服务监管，从企业角度节能降耗、提升经济效益，政府促进企业的技术进 步，企业的技术进步推进整个行业技术水平和管理水平的提高。省、市、县、热企四级管理服务系统基于物联网实现全省供热质量可视化基于大数据精准定位供热服务质量问题基于大数据、人工智能实现热企运营水平评估基于人工智能实现安全事故预警和应急智慧供热监测与调控系统构建供热数据仓库和数据共

11、享机制基于物联网、大数据提升供热服务质量基于人工智能实现节能环保基于人工智能和物联网实现安全预警13政府可管：从“人治”到“数治” 政府智慧供热管理与服务解决方案政府14政府监管方案全景图省级智慧供热监管平台行 业指导、宏观管理、清洁供 热、大气雾霾治理企业级智慧供热系统精准 供热，按需供热，客户服 务，节能增效城市级/县级智慧供热管理平 台供热保障、民生服务、行 业指导；能耗定额管理，碳排 放交易支撑与管理热用户室温直接监测：数据 信息基础、管理升级手段、 供热质量客观评价省级供热监管信息平台设区市供热监管信息 平台客户端城市级供热监管信息平台数据上传 信息共享信息共享审核通过审核事项县区市

12、供热主管部门 客户端1数据传输、辖区管理典型热用户 室温监测系统数据 采集数据 采集室温 监测企业级供热监控平台企业级供热监控平台县区市供热主管部门 客户端2典型热用户 室温监测系统室温 监测企业级供热监控平台企业级供热监控平台主城市供热主管部门 客户端典型热用户 室温监测系统数据 采集 室温 监测室温 监测企业级供热监控平台企业级供热监控平台数据传输、辖区管理数据传输15数据 采集数据 采集数据 采集数据 采集一朵云一套平台，全力支撑省/市/县/热企四级管理和服务通过对接各个城市的供热热线（或市长热线）、 以及网站或微信公众号等之前比较分散的投诉渠 道，形成基于云计算+物联网技术的综合管理服

13、 务平台，面向全省供热行业的技术进步和管理水 平提高进行全面监管。政府管理服务平台/ 热企管理服务平台微信公众号市长热线网站各个热力企业通过自己的用户名密码以不同的权 限对政府平台进行基础信息的更新、运行数据的 更新，并且根据政府平台下发的各类督办单进行 整改，提升供热质量的同时可以明显解决二网水 力失调问题，降低能源消耗。热企1热企2VPNVPN政府监管热企服务 提升16构建全省供热企业供热效果和指标评价“一张图”供热效果的监测供热效果的评价 达标或优质供热 设置室温低阈值 不达标预警提醒17基于华为AI算法实现全省热源智能监测和负荷率及时预警热源负荷率监测采集7天天气预报 与AI算法的融合

14、 设定负荷率阈值 超负荷实时预警18构建热力企业精细化监测能力，支撑全省供热效果考核排名精细到户的监测典型热用户采集 采暖季室温效果 不达标排名处罚 “督办单”模式 限时整改和反馈19基于大数据挖掘的各热力企业运行效果智能分析热力站运行数据监测小区的供热效果采集 大数据分析挖掘支撑 华为AI算法智能分析 评估水利失调等状况 关注供热不足和能耗 异常问题分析和预警20供热企业数据采集及上传21室温采集点安装通过IoT及企业系统对接，构建全面数据采集能力，确保数据真实可靠推进典型热用户室温采集系统安装、数据传 输、供热质量监测分析统一选择质量可靠、精度高、寿命长、符合 室温采集要求的室温采集装置开

15、关型插座型督促供热企业监控平台建设，督导企业数据 接口、数据上传，协调城市平台技术服务单 位与供热企业对接，实现数据共享企业供热监控中心与城市平台数据自动采集上传制定城市供热监管信息平台数据采集及接 口技术导则，统一数据传输技术模式企业可省：从“人控”到“智控” 企业智慧供热监测与调控方案22供热企业监控方案全景图热源提供热需预测，与后端完整闭环换热站实现基于人工智能的智慧策略，供热平衡一次网单元实现基于人工智能的智慧策略智慧供热（源、网、站、户联动）热企监管系统供热 服务供热 质量居民楼温度感知20 + -NB-IoT物联网热企管控APP用户APP用户侧实现基于温控面板、手机APP的温控二次

16、网云室温物联感知数据训练数据推理供热策略华为人工智能数据预处理数据汇聚数据上报热源数据上报数据上报数据感知温度自主可控策略推送供热公司指挥中心换热站23基于源、网、站、户全联动智能精准调控，有效节能减排热用户热源与热站的协同热站热站与热用户的协同热源华为供暖智能体热站精细化平衡调节热源需求预测单元的平衡调节热用户温度调节按需定产降低能耗：融合室温数据、天气数据、建筑数据等多种信息，通过人工智能结 合行业机理提供从末端用户到热站的供热需求，有效指导热源按需 定产，实现居民平稳供热的同时降低能耗平衡供热有效节能：结合热源的生产，提供从换热站、单元、热用户的全网端到端联动 的一体化调控策略，实现供需

17、平衡供热，有效避免为了不热用户供 热达标增加能耗。24热需负荷预测，指导热源合理生产，后端合理消耗人工智能技术：机器学习/深度学习/强化学习粒度（1小时、天）热源生产与热站（热用户）消耗协同利用蓄热削峰填谷气候数据、天气数据、投诉数据率、历史数据、蓄热情况换热站负荷预测数据数据25热源生产预测 2019年3月5日 供水温度：80 流量：892T/H物联网NB-IOT管理平台单元/户精细化调节策略，实现二次侧供热平衡华为人工智能供热公司指挥中心数据采集 数据上报控制下发端侧设备：室温采集数据：室内温度。 建议10%以上安装。热用户阀门调控策略物联网平台阀门开度策略室温数据阀门开度单元运行数据：

18、回水温度阀门开度室温数据调控策略（1小时、2小时）供热公司自控系统（二次网）人工智能技术：机器学习/深度学习/强化学习人工智能模型训练和推理气候数据、天气数据、投诉率、历史数据、单元运行数据、室温数据等数据NB-IOT回水温度 NB-IOT端侧设备：单元/户远程调控阀数据：回水温度、阀门开度数据26户设备基于云计算+物联网技术构建海量数据精准采集平台IoT平台（OceanConnect）云平台室温采集华为人工智能策略智慧供热监管平台NB-IoT用户温控一体集中本地数据中心供热质量的“侦察 兵”温控面板调温符合3GPP国际标准的窄带物 联网通信（低能耗、高可靠（99%）、广覆盖）“云计算”提供海

19、量算力海量物联网设备管理换热站单元设备单元调节阀热量表实现“物与物” “人与物”的互联低能耗、海量连接、 高可靠云平台，海量数据存储 和计算NB基站运营商核心设备运营商VPN防火墙云防火墙27智能化分析预警，有效提升供热企业安全保障能力热力企业通过智能化升级，可以对“超期服役的设 备（包括管网、阀门、伸 缩节、仪器仪表等）进行 及时排查和维护，异常设 备即使报警，故障设备跟 踪维修进度，全面解决热 力企业运行安全问题。设备问题的预警信息可以 进行分类筛选、分类预 警。2801020329XXX智慧供热项目概况东北严寒地区H供热公司，供热面积1433万平 方米，居民13万户，换热站基础自动化水平

20、较 好，管理水平较好，历史供热能耗0.38吉焦/，在6个月供热期的严寒地区属于能耗非常低的供热企业。覆盖1433万平方米122座换热站、二次网覆盖21万平米的两个小区、温采覆盖6600热用户。新增硬件设备：二次网单元远程调控设备50套，二次网热用户 远程调控设备800套，室温采集设备6600套等。新增软件功能：热源负荷预测功能、换热站人工智能调控功 能、单元智能调控功能、热用户人工智能调控功能及全网平衡 智能调控功能及供热可视化监控管理等功能。室温采集设备换热站单元阀/单元表SCADA系统热源负荷预测功能换热站人工智能调控功能单元智能调控功能热用户人工智能调控功能DCS系统热源单元设备管理系统

21、热用户设备管理系统室温设备管理系统AI现有设备和系统用户温控/户阀/户表新增设备和系统新增项 目 背 景项 目 规 模30整体调控效果单耗站ID节能512%节能减排: 通过热源负荷的精准预测、换热站 一次网调节阀的精准调控，二次网供热平衡 调节，实现全网闭环的优化调控策略，实现 全网平衡供热，实现节能减排的目标，换热 站调节较去年同期节能比例为512%，新 增二网设备的小区，整体节能21%以上热源按需定产由传统粗放式的基于天气预报和 人工经验制定天级生产计划转换为人工智能系统基于小时级、多 时段、多维度环境参数的自动生 产计划和智能调控；预测准确率97.2%站与站的平衡供热各换热站平衡分配，解

22、决了不 同换热站过冷和过热的不均问 题；平衡目标达成率99%单元与单元的平衡供热各单元间的供热平衡，单元间 目标温度偏差小于0.5且持续 优化；平衡目标达成率99%供热质量可感知、可调节 通过6600温采设备反馈整体供 热情况，并修正调控策略；试 点热用户支持自主调节。正负一度达成率85% 正负两度达成率97%换热站单元热用户热源31案例效果一：换热站的平衡供热效果EI调控更精细：换热站机组二均温目标达成率EI控平均绝对误差1.37%，非EI控平均绝对误差6.24%EI调控各换热站室温相比非EI控的站室温波动更小，EI控制整体站平均方差相较与非EI控制站点平均方差下降29.7%非EI控EI控32案例效果二：户控统一温度模式效果XXX小区1用户室温达标率随着数据不断积累，达标率不断提升，目前已实现偏差一度达标率84%，偏差两度达标率95%以上XXX小区2用户室温达标率随着数据不断积累，达标率不断提升，目前已实现偏差一度达标率85%，偏差两度达标率97%以上对XXX小区1测试了22度、23度、24度的统一温度控制对XXX小区2测试了24度、25度的统一温度控制户控达标率33户控达标率案例效果三：有数可依，精准供热，安全供热调控优于传统控制模式，精准调控