智慧供热系统研究与架构设计--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

智慧供热系统研究与架构设计

发表时间：2020/8/6 来源：《基层建设》2020年第10期作者：宋飞

[导读] 摘要：经智慧供热中问题及需求分析，构建在供热自动化控制设施和工艺技术的基础上，利用物联网及大数据、人工智能等新一代信息技术对供热“热源、网、站泵和用户”深度融合，构建端到端的综合集成解决方案。

        长春市热力（集团）有限责任公司吉林长春 130000
        摘要：经智慧供热中问题及需求分析，构建在供热自动化控制设施和工艺技术的基础上，利用物联网及大数据、人工智能等新一代信息技术对供热“热源、网、站泵和用户”深度融合，构建端到端的综合集成解决方案。
        关键词：智慧供热；架构设计
        1智慧供热的基本定义
        目前对智慧供热系统处在研究初期，没有一个全面系统的定义。随着现代科技的进步，云计算、大数据技术的发展，物联网技术的应用，信息网络开始构成，信息与物联的交互，形成了由物联网和信息网组成的新型网络系统。进一步增强物联网和信息网对全要素信息的采集水平，对海量的大数据进行分析处理，运用智能运行控制系统为生产运行人员提供技术支撑。在保证用户室内温度达标的条件下，尽可能降低供热能耗水平。这给热源—换热站—用户三级联调联动创造了条件，从初始人为调节供热曲线逐步向智慧供热系统根据室温自主调节运行工况，管理人员只负责监控和保障工作。当前大多数热力单位利用信息化控制技术建立起了供热管理信息化系统、地理信息系统、数据监控系统等生产管理系统，缺少直接与运行生产设备相关联。系统间仍然较为独立，数据资源无法实现共享，限制了系统的拓展能力。智慧供热系统普遍应用于城镇居民采暖、企业底商以及农业、建筑、房地产、等领域。
        2智慧供热系统架构设计
        2.1系统总体架构设计
        将系统的总体设计分为了数据库设计、后台服务器设计、应用Cordova框架的插件设计、移动终端APP设计。数据库设计：应用MySQL数据库实现对数据的管理和维护，免费的MySQL数据库使用起来简单、方便，稳定性好，并且占用空间小。另外，应用ibatis作为数据库与服务器之间进行信息交互的接口，ibatis是一个半自动化的数据库框架，使用ibatis，开发人员需要自己编写具体的SQL语句以实现对数据库的各种操作，这个特性为我们的开发提供了较高的定制性，使用ibatis可以针对用户的不同需求进行更为复杂的数据库操作。后台服务器设计：后台服务器的设计主要是应用SpringMVC开发框架，后台服务器主要维护PC端供热系统和移动端供热系统的正常运行；由后台服务器提供接口给移动端APP访问，移动端通过提供的接口上传下载数据；后台服务器完成业务逻辑层的实现，将复杂的业务流程集中在后台服务器处理；后台服务器实现与MySQL数据库的信息交互，维护与数据库的高效通信、准确通信、安全通信。Cordova插件设计：由于系统的设计需要访问移动端的摄像头、短信、通讯录、定位、网络通信、存储等功能，并且前端页面开发采用了HTML5、CSS3和JavaScript相结合的开发模式来实现，利用JavaScript无法直接访问移动端的原生设备功能，所以采用了Cordova来实现通过JavaScript访问原生设备功能。终端APP设计：终端APP的设计主要是涉及前端显示界面及相关业务逻辑的设计，主要展示给用户最直观的设计效果和最直接的用户体验。用户可以在APP上进行相关业务的办理，终端APP设计的质量对用户体验带来了比较大的影响。终端APP通过访问后台服务器提供的接口实现与后台服务器的数据交互，通过Cordova框架访问移动端原生设备功能。
        2.2系统主要功能模块构建
        2.2.1工单信息处理
        工单信息处理隶属于PC端的客户报修系统，APP端的工单信息处理主要是提供给维修工使用的，维修工通过在APP端登录自己的账号从服务器获取到自己的工单业务，然后再根据工单信息准备相应的维修材料，再到现场处理工单，工单处理完成后，需要现场拍照留证，并将工单处理结果上传至服务器，等待工单审核通过，如果工单审核通过，此工单将会归档，这次工单处理流程完结；如果审核未通过，则可能需要根据具体情况再次进行上门维修。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.2.2室温监测
        移动端室温监测包括供热站室温总览、用热户室温监测、供热达标分析。用户登录系统后，从服务器端获取室温信息，获取到的室温信息将以图表方式显示在移动端APP上，用户可根据显示出来的图表进行相关分析。系统中完成室温监测的具体过程如下所示：1.用户登录账号，获取室温信息；2.用户可查看供热站供热状态；3.设置采集时间，可查询不同时间段的供热站供热状态；4.用户可查看用热户的具体供热状态；5.设置采集时间、供热站名称、用热户名称、用热户编码，用户可查询满足这些条件的记录，这些条件可组合；6.用户可查看供热公司供热达标情况；7.设置采集时间，查询不同时间段的供热达标情况。
        2.2.3稽查测温
        稽查测温模块主要是提供给供热公司稽查部的员工使用的，稽查部的职责是抽取一部分用热户，深入用热户家进行调查，查看供热是否达到标准。系统中完成稽查测温的具体过程如下所示：1.用户登录账号，获取稽查工单信息；2.设置稽查部员工相关信息（姓名、工号、联系方式、短信）；3.设置供热站员工相关信息（姓名、工号、联系方式、短信）；4.设置收费所员工相关信息（姓名、工号、联络方式、短信）；5.给稽查部员工、供热站员工、收费所员工发送短信；6.指定时间现场测温，填写测温结果信息（测温时间、室外温度、室内温度、室温均温、测温结果、结果描述等）；7.上传测温结果信息；8.供热站员工、收费所员工审核测温结果信息；9.审核通过，工单归档；审核未通过，采取相应处理措施。
        2.3综合管控平台
        智慧供热综合管控平台包括供热设备、网络平台和智慧供热应用系统，借助互联网，利用自动化、信息化和智能化技术建设智慧供热调度平台，实现供热系统热源、输配系统及终端用户整个供热生命周期数据采集、数据挖掘分析与智能调控同时与热源、总调度及一线的运行管理人员形成人机互动，通过人工智能系统建立快捷的智能服务通道，利用手机APP供热公共平台更快更好地为用户提供智慧供热服务，提高服务满意率。本地数据中心：作为整个系统平台的底层资源，提供网络、计算和存储资源。物联网云平台：主要涉及边缘感知计算、存储和网络，与云边协同。大数据云平台：完成海量数据采集、数据转换清洗和存储并基于供热业务模型进行大数据挖掘分析和数据处理。人工智能云平台：基于云计算和大数据，进行深度学习实现精准服务和智能化决策。（1）感知和监控实现锅炉经济运行：优化燃烧、按需供应负荷优化运行。（2）智能热网调度及管理系统：可视化、高效地调整各种参数，准确及时地处理供热事故。（3）GIS管理分析等气象地理信息系统：建立供热管网的仿真模型等支持供热系统的历史工况和预测工况，此外也能够与SCADA及DCS系统对接物联感知系统的监测和大数据分析结果并实时可视化。（4）智慧供热能耗分析及优化控制系统：实施能耗监测，水电热气能耗，异常分析与报警，节能优化控制。（5）换热站无人值守系统：集中管理，集中控制，提高按需供热效率，节省人员成本。总体上看，通过云、管、边、端协同构建的平台实现“源-网-荷-储-用”端到端集成，开展智慧供热新业态达成提质增效、节能降耗和提升客户满意度的目标。考虑了全网协同基于人工智能的供热策略设计，通过供需预测、热网精细化调节，实现源网联动解决供需矛盾，实现供需平衡。
        3结束语
        在供热自动化技术、工艺的基础上，积极跟踪并利用物联网及大数据、人工智能等技术，针对供热“热源、网、站泵和用户”提供端到端全流程的业务赋能供热行业高质量发展中总体规划出发同时积极开展单项工程的自动化、信息化和数字化改造的可行性研究，通过测算实施智慧供热的投资回报率ROI来挑选出经济效益好的项目作为智慧供热试点项目建设推广。
        参考文献
        [1]周志刚,薛普宁,刘京,方修睦,郑进福.基于智能算法与动态仿真的供热智能引擎构建[J].煤气与热力,2019,3907:12-19+42.
        [2]时盼盼,吴春玲,付强.既有居住建筑智慧供热系统节能改造案例[J].城市管理与科技,2018,2005:58-61.
        [3]蒋志坚,孟金雷,赵旭东,李俊,李岚,林向阳.基于仿真模型的智慧蒸汽供热系统优化调度研究与应用[J].区域供热,2018,04:83-87+118.