智慧园区监管系统平台建设

PAGEPAGE智慧园区监管系统平台建设1平台概述“智慧园区监管系统平台是**科技有限公司自行研制开发的具有自主知识产权的自动化综合管理系统是专门针对企业园区类应用需求而研发的园区管理、能耗监测的平台。“智慧园区监管系统平台是集Intranet/Internet网络技术多媒体监控GIS技术、WebService软件技术、数据库技术等于一体的大型数据综合管理系统这套应用软件除可进行园区管理的相应功能外突出体现为可实现园区用能的在线分类分项分户监测和计量自动化节能控制及监视能耗数据自动采集与存贮数据统计与分析数据远程传输数据显示和打印数据显示发布数据查询能源数据公示等功能使园区能源管理部门对园区使用的各类能源实现可视化节能监控管理对已实施节能改造的建筑进行节能效果的量化评估。“智慧园区监管系统平台能效监测部份包括7大子系统园区能耗监管子系统、园区排污处理监管子系统、园区垃圾处理监管子系统、安保监管子系统、照明监管子系统建设（路灯及景观灯照明、变配电监测子系统、系统管理子系统其园区能耗监管子系统又包含5大管理模块园区用电管理模块园区水务管理模块、园区供热管理模块、园区供气管理模块、能源资源申报管理模块。总体实现了数据采集数据处理能耗监管能耗查询信息维护能耗报警、能耗公示和辅助能源审计功能等8大功能。该平台具有良好的稳定性准确性兼容性和可扩展性今后可将其他数字化管理系统纳入本平台中，实现园区后期的扩展功能。平台设计原则1友好的人机界面采用目前最主流技术的/S架构集成软件基于统一的2、可扩展性：系统设计采用网络结构方式，充分考虑了用户今后分能源中心的扩展及功能扩展的需要，可以很容易地通过增加本地采集仪表的方法实现，而且还能通过网络拓展；3、可维护性：系统本身有一套专门设计的系统状态信息输出维护系统，可以输出系统信息对各种异常可以进行定制的报警所有各种维护都有着严格的权限检查。4、完整性：由于用能能数据具有累加性和传递性的特点，要求在任何情况下都不允许丢失用能原始数据特别是在进行用能统计和结算时尤为重要在本系统中，通过在采集处理及传输等环节采用多种技术手段以确保数据完整。5、安全性：系统数据库所采用的Oracle数据库系统，保证用能量原始数据不可修改对用能量进行计量和结算的模型等在相应派生库中进行派生库数据只有在授权许可下才能修改建立完善的安全措施对不同等级用户设立相应的访问权限以保证用能量与计费的合法性和严肃性同时系统支持数据自动或人工备档和恢复。6、模块化和可扩充性：节能监管体系的总体结构将是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和可扩充性，使系统能在日后得以方便地扩充。7、先进的数据采集方案：基于目前先进的数据采集思想，采用通过通讯总线和物联网相结合的方式访问用能量数据的采集设备。3平台整体设计.1平台体系架构图5.1系统总体架构图园区设立园区节能管理监控中心将全园区各建筑现场读取的能源计量数据通过园区网传至数据库服务器园区领导和管理人员依据不同权限可访问数据库服务器，实时查看能耗情况。各企业的管理人员根据所设置的权限不同可查看或只可查看本企业的能耗计量数据，无法访问其它企业的数据。数据库采用Oracle数据库进行存储管理，同时方便将来其他系统扩展使用。在节能管理监控中心内安装九屏电视显示墙以显示园区所有建筑能耗的动态信息。园区节能监管体系的总体架构由节能监管体系数据库服务器若干个现场采集计量系统组成，各采集计量系统之间通过园区自行组织的无线网络进行通讯，节能管理监控中心由园区统一安排专人管理。..2平台分层设计根据数据的流向，可以将系统分为四层架构：数据采集层—主要通过电能表能量表水表等获取各回路的电耗及其相关电力参数能量消耗和水耗等能源信息数据传输层—主要是把能源数据转换成CP/P协议格式上传至节能管理监控系统数据库服务器数据处理存储层—主要负责对能耗数据进行汇总统计分析处理和存储数据展示层—主要对存储层中的能耗数据进行展示和发布。1、数据采集层

图5.2系统分层结构图数据采集层的主要功能是根据仪表不同的协议类型发送对应的指令收到仪表反馈的数据后进行解析并以TCP/P数据包的方式发给上位机在此过程中如有错误或报警出现则全部发给上位机软件以便用户可快速排查定位故障点。数据采集层有两种工作模式一是定时自动模式可根据用户事先设定的采集间隔自动进行采集、上发；二是用户模式，可根据上层用户指令随时采集。在该层中采取了多种系统安全性措施如上层网络状态的侦测下层仪表设备的故障判断与定位本地微型数据库的使用在网络状况不好的情况下数据PAGEPAGE可就地保存，网络状况恢复时又可“断点续传”。**边合区的现场能源数据的采集主要是通过园区内企业及各生产区域的低压配电柜和配电间内加装带数据接口的电力计量仪表，基本可实现对楼内空调、动力照明和特殊用电等用电设施的分项计量而对于企业及各生产区域用水量的数据采集，通过对各处加装智能远传水量总表来实现。2、数据传输层数据传输层由三部分组成：无线传输方式，在RS485与SmartAnt协议之间通过无线发射器、SmartAnt协议和第三部分为数据集中（网关设备与节能管理服务器主机之间的数据传输，通过园区网或GPRS/CDMA无线广域网以TCP/IP方式实现各建筑间的数据加密传输。如图所示：图5.3组网设备的连接形式图3、数据处理存储层园区建设节能监控平台系统只设置一个能源数据库服务器中心各企业不再独立设置能源数据库服务器全部数据都上传至能源数据库服务器中心基于数据集市数据集市数据集市数据集市数据集市数据集市据数据抽取数据抽取息能源数据库服务器原始采集数楼宇基础信息信息展示发布数据存储区 后台分析数据库设备基础信报警规则库操作报表规则权限模板库明细类查询统计图5.4数据平台“数据存储区”中存储的是按照数据抽取频率，把原始采集数据与楼宇基础信息设备基础信息报警规则信息结合处理后形成能源计量和远程监控系统实时监测明细查询报警提示所需要的原始明细数据这样各类数据的大批量加工即可不影响实时的数据采集而只是在数据库上进行处理同时也为各类明细查询显示提供给出数据源其物理结构与原始采集数据库有所不同增加了明细查询所需的内容。“后台分析数据库”中存储的是按照数据抽取频率，把数据存储区的基础数据按照统计分析比较功能的要求进行不同时间段的分类汇总和折算这样提高整个系统的运行效率最大化缩短系统的响应时间这样各类数据的大批量加工不会影响到能源计量和远程监测系统的查询响应速度只是在数据库内进行处理处理后的结果可以让系统根据用户的需求直接进行调用大大减少系统页面功能的计算工作量，提高整个系统的运行效率，最大化缩短系统的响应时间。数据集市可以理解面向不同角色不同用户的专用业务功能使其更具针对性。信息展示发布采用一的发布平台支持多样化的展示方式如图表报表、短信、mail、大屏显示等。操作权限、报表模板、规则库是实现格式定制、展示控制等功能。4、数据展示层对经过数据处理后的分类分项能耗数据进行分析汇总和整合通过静态表格和动态图表方式将能耗数据展示出来为节能运行节能改造信息服务和制定相关节能规章制度提供信息服务。展示层采用软件体系结构，有权限的用户可以通过局域网直接利用浏览器方式访问能源中心服务器，查看数据报表和图表等信息，操作方便，免安装、维护。数据图表是反映各项采集数据和统计数据的数值、趋势和分布情况的直观交互操作。.3数据库设计数据库系统作为系统平台的一个重要的组成部分是上层的应用系统的基础，也是业务处理系统的核心几乎所有的业务数据的加工最后都依赖数据库系统的支持来完成。因此，数据库在整个系统中起着非常关键的作用。1、数据库构成监管平台数据库主要分四类数据库(见图监测楼宇监测楼宇电表1A电表2建筑基本情况数据库向下访问设计安装设置程序数据库部级数据中心电表。。。B1D分类分项能耗数据库分析展示程序水表拆分程序数据采集器采集程序值数据库上传程序热表冷表图5.5数据库构成示意图各类数据库主要内容如下：A类数据库：企业建筑基本信息数据库B类数据库：分类分项能耗数据库C类数据库：计量表计安装信息数据库D类数据库：计量表计原始参数数据库2、设计内容通过合理的架构，数据库系统包含如下子数据库：（1）企业基本情况数据库：包括企业建筑基本项数据表、建筑扩展项数据表、建筑附加文件表、建筑群基本信息表、建筑群-建筑对应关系表、建筑节能改造信息表等。（2）分类分项能耗数据库：包括分类分项能耗字典表、分类分项能耗拆分结果表分类分项能耗拆分结果逐时汇总表分类分项能耗拆分结果逐日汇总表等。（3）设计安装数据库：包括支路拓扑及装表关系描述表、监测仪表使用信息表监测仪表产品信息表监测仪表产品参数表数据采集器信息表分类分项计算公式表等。（4）计量表原始数值数据库：计量表原始数值表。3、数据库选型数据中心考虑到**边合区建筑的建筑用能监测数据的存储，数据的预处理、数据的分析运算整体的数据量相当大所以考虑采用在工业海量数据处理领域比较成熟的实时数据库进行建筑能耗基础数据的存储、处理、运算等，再辅助于关系数据库用于架构能耗监测业务构筑整个园区能耗节能数据中心的数据存储体系。能耗实时数据库，具有以下特点：1）实时数据查询、历史数据查询、数据报警等全面数据分析工具。2）强大的实时性，实时数据滞后时间小于5秒。3）海量的历史数据压缩、存储功能。4）完全支持企业园区建筑节能监管系统建设相关导则。5）采用等先进技术和开放结构，方便用户开发应用和嵌入第三方产品。优化控制系统平台。4平台功能介绍**边合区“智慧园区监管系统平台包括7大子系统园区能耗监管子系统园区排污处理监管子系统园区垃圾处理监管子系统安保监管子系统照明监管子系统建（路灯及景观灯照明变配电监测子系统系统管理子系统；其中园区能耗监管子系统又包含4大管理模块园区用电管理模块园区水务管理模块园区供热管理模块园区供气管理模块平台子系统逻辑关系如下表所示：“智慧园区监管系统平台”系统结构系统名称功能说明园区能耗监管子系统园区用电管理模块该子系实自采各企业各区电表自监控位区（楼同比报等方实时为未各独部门考核以各办室公园区水务管理模块该子系实时动采水（冷表水表数据自监控位区环比同报表方式时展示来各立部用水考核收费理创造条件。园区供热管理模块通过安企分户量控制表建筑内设置度检办公楼实现时分供暖现供热算机备运理将有需采集和控制的分全集中并集处理记录询达理想节能效果。园区供气管理模块实现用信息能采缴费管运计量自动生用户水的日、周月报表行比环比析不常用（非正常气时大流量用气状况报警全用气理网大低人工本和动强度，园区排污处理监管子系统据采集统从实现程在线测在监测统包括配水置预园区垃圾处理监管子系统管保垃圾量数原始性准确公监督业的圾清运安保监管子系统对各路口生产楼行楼宿舍及停场等键地点行全侯实时照明监管子系统建设通过能管理到建中存在浪费象用控制统将费降下（路灯及景观灯照明）来在得了有浪量的能需求提下量管理统再过使照变配电监测子系统测管理除实电能量管理统的能外可提供流电有系统管理子系统该子系提供用区息部门信息设备用户信息局编码、“智慧园区监管系统平台”总体上实现了数据采集、数据处理、能耗监管、能耗查询信息维护能耗报警能耗公示和辅助能源审计能源资源申报管理、3D园区GIS展示等10大功能。平台主要实现功能描述见下表：智慧园区监管系统平台功能说明表功能功能说明数据采集数据处理能耗监管呈现方式据权来析展示耗数据统询用能属性分实值、能耗查询信息维护维护。报警能耗公示基于园地图能耗建分项能数分展示建筑能查等能。辅助能源审计能源资源申报管理3D园区GIS展示3D3D3D3DGIS地.1能耗监管功能模块建筑分项用能数据分析展示内容主要包含用能总量同类建筑用能详细用能数据等能耗监管模块界面采用直观的图形化界（柱状图饼图仪表盘等呈现方式来分析展示能耗数据以及查询用能项属性分组实时值分组历史值、同类建筑单位面积分项用能、自定义建筑用能等。图：建筑分项用能数据分析展示.2能耗查询功能模块本模块实现对建筑能耗数据基本信息、能耗动态值、能耗历史值等的查询，查询结果可以导出为*.XLS*.DOC*.PPTX或*.PDF文件具体功能包括区域属性查询组织机构属性查询建筑物属性查询建筑物及用能系统能流图查询可以实时查看水电的运行状态数据查询提供对建筑物模型供电模型的各计量项能耗计量表计的参数项的查询功能可实现同类与不同类建筑物的对比查询不同用能系统的计量项之间的比较查询自由组合与选择的查询功能为能耗监管平台的管理带来极大的便利性。图：建筑能耗数查询.3能耗报警功能模块能耗报警模块实现对建筑能耗采集设备运行状况数据质量用能异常情况的实时能耗监测报警（能耗监察、能耗异常追踪、能耗报警报告自动生成、能耗报警记录查询等处理功能并提供现场语音警报E-mail和短信等提醒功能。图：建筑能耗报警.4能源审计功能模块根据监管平台提供的建筑基本信息用能实时信息为建筑物和用能系统提