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智慧園區綜合能源管理平臺設計

來源：電力資訊日期：2024-04-10

旅順基地智慧園區管理系統

概要設計

作者：熊力 15102785928（微信同號）

一、項目概況

平臺軟件用于大連華銳重工旅順基地大數據指揮中心項目，未來可擴展到大連華銳重工其它基地（泉水、中革等），同時也作為智能配電系統的軟件平臺，實現智能配電相關控制監測目標。

作為未來旅順基地公共管理平臺，需要集成監控、能源、門崗、運維等多模塊業務，為便于日常管理和處理緊急事件，主要實現目標包括：

1.通過信息化手段替代傳統人工，實現門崗、站房少人化、無人化值守，實現人員優化；

2.通過AI智能識別業務場景、實時在線監測并預警，實現費用能源等費用優化和降低；

3.搭建指揮調度中心，實現廠區公共區域的各業務集中管控，實現綜合效率提升。

二、發展趨勢

傳統園區由于不同產業、企業、系統、設備之間存在信息不能共享等問題，智慧化應用水平低，忽視了技術與人的互動，信息化與園區有機整體難協調，公共數據難互通，用戶感知度較差。同時傳統園區缺乏統一、高效、便捷的集中式管理，應用可擴展性差、事故預警難以實現。隨著園區人數增長、設備增多、能耗增加等，園區管理的難度越來越大，特別是傳統園區的管理方式無法從全面整合、互聯互通的全局視角去管理園區。

目前，我國智慧園區的發展正處于快速發展期，從傳統園區向智慧化園區過渡，智慧園區的發展還處于初級階段，園區的智慧化元素較少，很多園區基礎設施和園區管理服務還處于分散狀態，并未形成集約效應，有些所謂的智慧園區與傳統園區并無不同，智慧園區建設還有較大的上升空間，需不斷的注入新的活力與技術。國家出臺了多項政策來推進智慧園區的建設與發展，目前園區正在逐漸從信息化向智慧化、科技化、人工智能化轉變。主要體現如下：

1）網絡全覆

隨著物聯網、光網絡、WIFI6、5G 等技術的發展，網絡全覆蓋在園區信息化建設中已成為園區具備的基本要素。未來，隨著各大園區逐步完善基礎設施建設，有線與無線融合、多種接入方式、隨時隨地、無所不在的網絡是園區信息化發展的堅實基礎。

2）平臺集約化

通過平臺的集約效果、數據的集中共享，園區的管理和經營將從分散向集約化轉變。統一入口、統一認證、統一標識、統一解析，統一數據共享，將所有的園區垂直子系統集成在一個運營管理平臺上，實現真正的大平臺概念，為園區提供一站式的服務。

3）應用智慧化

隨著物聯網、人工智能等技術的不斷成熟和規模應用，將來在園區的智慧化發展中可以發揮出更大的作用。利用傳感技術采集各項數據，更有效地達到監測目的，幫助園區及時做好防范和治理工作。

4）運營專業化

社會分工越來越細化，參與信息化運營的主體和運營模式也越來越趨向多樣化。需要與各類提供商進行合作展開共同運營。提供商包括設備提供商、內容提供商、服務提供商、平臺提供商等一系列服務外包機構。

建設目標

隨著互聯網、物聯網、大數據、云計算及 5G、人工智能等技術發展，智慧園區建設提出了更高的要求，打破數據孤島，將園區各種業務系統全聯接，各類業務數據全匯聚，實現統一的數據標準和語言，拉通各種業務系統能力共享，將所有的園區垂直子系統集成在一個運營管理平臺上，實現園區可視、可管、可控，業務全數字化、系統全聯接、數據全融合。

總體目標

建設園區運營管理統一的數字平臺，平臺向下通過物聯網平臺、系統集成平臺實現所有子系統的接入管理，向上通過服務方式為應用提供數據與業務開放的訪問接口，打造統一、開放、可靈活擴展的園區管理應用底座；進行園區業務數據治理，形成標準的數據主題庫，通過國家工業互聯網標識解析體系建立人、車、物、事件等統一標識，實現跨區域、跨行業、跨應用間數據的互聯互通；業務上實現園區

綜合態勢、綜合安防、人員車輛管理、能耗管理、環境空間及設備設施管理；通過碳管理功能模塊對園區經濟社會發展以及碳排放相關重點要素數據進行系統梳理和全量匯聚，建立園區碳排放指標體系和碳管控應用；基于國家工業互聯網標識解析二級節點為園區拉通產業供應鏈上下游數據共享，利用工業互聯網服務模式為園區企業、園區產業化發展提供通用的、可復制性的數字化賦能智慧化應用體系。

具體目標：

1）智慧園區運營管理運營中心：在園區業務和數據平臺和各應用全面貫通的基礎上，搭建統一Portal，形成業務、應用、權限、日常任務的統一入口，實現園區運營管理人員完整、及時、互動的信息感知和處理。

2）綜合安防：實現園區高清監控全覆蓋，結合 GIS 系統實現可視化管理，做到看得清；提升系統智能化水平，變被動響應為主動防御，多種技防手段提升控制力度，預防事故出現，實現早預防；將園區各安防子系統進行融合，打破原有的煙囪式管理，各系統間充分聯動，實現快速聯動統一控制。同時安防平臺具備一定的應急響應及指揮調度能力，能快速調度園區安防人員處理，實現快速處置。

3）便捷通行：聚焦在園區辦公的人員包括員工、訪客的體驗提升，聚焦在園區物業和運營人員的管理效率的改進兩個方面，從門禁、閘機、訪客、一卡通等系統打通和聯動，結合大數據平臺、IOT 平臺、視頻監控平臺、GIS 平臺等新技術和新平臺的應用，支撐人員無感通行、實現園區人流安全進出、訪客記錄可追蹤等功能。

4）能效管理：實現能效可視化管理，能源利用清晰可見，建立完善的能耗強度、能效值、能耗量等KPI 指標體系，全面掌握園區能源動態；通過優化前后數據對比可視化展示，準確獲取園區各用能單位或設備的節能收益。

5）移動 APP：作為承載智慧園區各種智慧化應用的統一移動入口，提供了綜合安防、人員通行、等模塊，并能開放接口，承接更多業務的擴展。根據角色劃分，員工可以隨時隨地接入，查詢、處理事務，管理人員進行跟蹤流程，可視化管理，提升員工體驗和管理效率。

6）碳管理：通過碳管理功能模塊對園區經濟社會發展以及碳排放相關重點要素數據進行系統梳理和全量匯聚，建立園區碳排放指標體系和碳管控應用，為場景化業務應用提供通用的、可復制性的基礎能力支撐。依托零碳智慧操作系統的能源轉型、應用轉型和數字化轉型三大核心能力轉型保障零碳智慧園區建設目標順利推進和愿景落地。

三、設計原則

1）標準化：整個智慧園區綜合管理系統的設計符合國家標準或國際標準。系統軟件、硬件均采用標準化設計，提供開放的接口，可與不同供應商的設備及軟件系統互聯互通。

2）穩定性：智能網關采用嵌入式實時Linux操作系統和專用的硬件結構，性能穩定可靠，保證系統整體的穩定，尤其適合在環境比較復雜、可靠性要求較高的環境中運行。WEB平臺采用J2EE業內專業級的開發框架，滿足大數據采集、大容量數據存儲和高并發的數據訪問請求。

3）經濟性：系統開發運行平臺均采用當今最為通用的各種操作系統和開發工具，充分利用了我們在其它監控領域中成功應用的中間件和模塊，大大減少在系統平臺方面的投入，具有極高的性價比。

4）先進性：基于組態軟件的設計理念，以一套通用平臺，解決能源數據采集、現地SCADA監控、云平臺數據分析、手機App運維管理。四維一體的解決方案推動園區智能化。

5）擴展性：整個系統具有進一步擴展功能的能力，可以很好的適應現代智能管控的需求。保證用戶在系統上進行有效的開發和使用，并為今后的發展提供一個良好的環境。可充分利用和保護現有網絡資源便于當前以及以后的擴建；平臺服務器具備擴展和堆疊能力，便于不同級別的中心整合與擴建，系統必須具有很強的監控點數、存儲空間擴容能力。

6）實用性：以實時數據庫為依托，可多用戶多畫面實時監控、遠程控制、可連接多種報警設備完全滿足用戶的監控要求。

7）安全性：平臺監控系統安全性在管理中是關鍵問題之一，安全性分為數據安全和信息安全，在上述三方面有如下要求：

n 數據安全：對數據進行多級別、分布式的存儲，數據不容易受到破壞。數據的AES加密機制，保證數據在網絡傳輸過程中的安全，不會被截獲、篡改和利用

n 信息安全：所有配置信息、管理信息、日志信息均存放在中心數據庫，實行信息集中管理；

n 分級授權：對下屬管理員的應用功能、訪問范圍進行授權。由下屬管理員對所屬機構操作員的應用功能、訪問范圍進行授權和管理。

四、總體架構

智慧園區綜合管理平臺采用分層部署的思想，其硬件架構自上向下分為應用管理層、通訊傳輸層和設備采集層。

n 應用管理層

應用管理層是系統的核心組成部分，所有實時監測數據、告警情況等都在該層進行集中展示、分析、處理，提供友好的人機界面及工作窗口供用戶使用。該層軟硬件包括：數據及應用服務器、工作站、UPS、平臺軟件、數據庫軟件等。為使園區的管理人員更好的管理維護，將數據上傳至智慧園區綜合管理云平臺，提供云平臺接入申請、報表服務、數據查詢等功能。

n 網絡通訊傳輸層

網絡通訊傳輸層是連接應用管理層與設備采集層的中間連接部分，負責把分散的數據上傳到應用管理層。同時，該層也是系統與其他智能化系統對接的中間接口，實現系統之間的數據共享。該層設備包括：智能通訊網關、工業網絡交換機、電源模塊等。

n 設備采集層

設備采集層主要由各種儀表組成，完成平臺中各系統所需的數據采集，是整個平臺的基礎。該層設備主要包括：多功能電力監控儀、微機保護、變壓器溫控器、水表、氣表及其他能源計量終端、環境安防類傳感器、視頻設備、門禁設備、地磅設備等。