智慧用電系統(tǒng)云平臺(tái)

安科瑞 鮑靜君

　　1.項(xiàng)目背景

　　智慧城市是以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)組合為基礎(chǔ)通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，從而對(duì)包括民生、環(huán)保、公共安全、實(shí)現(xiàn)城市服務(wù)、工商業(yè)活動(dòng)在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng);實(shí)現(xiàn)城市智慧式管理和運(yùn)行，城市的和諧、可持續(xù)成長。

　　智慧城市是由交通、能源、商業(yè)、通信、水、電資源等子系統(tǒng)構(gòu)成的普遍、相互、彼此影響的整體。隨著技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，借助新一代的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、決策分析優(yōu)化等信息技術(shù)，可以將城市中的社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)涉及到的全部內(nèi)容連接起來，使得城市更加智慧化，同時(shí)使得城市不同管理部門和系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同作業(yè)，更合理的利用資源、做出好的城市發(fā)展和管理決策、及時(shí)預(yù)測和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和災(zāi)害。

　　智慧用電為智慧城市的布局提供了重要的安全基礎(chǔ)，同時(shí)也是建設(shè)智慧城市的關(guān)鍵。隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，近年來我國電氣火災(zāi)多發(fā)，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)(圖1)，2011年至2016年，我國共發(fā)生電氣火災(zāi)52.4萬起，造成3261人死亡、2063人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失92億余元，占全國火災(zāi)總量及傷亡損失的30%以上;其中重特大電氣火災(zāi)17起，占重特大火災(zāi)總數(shù)的70%。這些事故暴露出建設(shè)工程電氣設(shè)計(jì)、施工，電器產(chǎn)品及其線路使用、維護(hù)管理等方面存在突出問題。

　　圖1 全國電氣火災(zāi)統(tǒng)計(jì)

　　《國*院安全生產(chǎn)委員會(huì)關(guān)于開展電氣火災(zāi)綜合治理工作的通知》安委〔2017〕4號(hào)中明確指出：在全國范圍內(nèi)組織開展為期三年的電氣火災(zāi)綜合治理工作。排查整治電器產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、建設(shè)工程電氣設(shè)計(jì)施工、電器產(chǎn)品及其線路使用管理等方面存在的用電安全隱患和問題;同時(shí)國*院安委會(huì)辦公室成立由教育、公按、工業(yè)和信息化、民政、住房城鄉(xiāng)建設(shè)、交通運(yùn)輸、商務(wù)、文化、衛(wèi)生計(jì)生、工商、質(zhì)檢、安全監(jiān)管、電力等相關(guān)部門參加的電氣火災(zāi)綜合治理協(xié)調(diào)小組，了解掌握并定期通報(bào)各地區(qū)進(jìn)展情況，組織開展督查檢查，研究協(xié)調(diào)綜合治理有關(guān)工作，鼓勵(lì)社會(huì)單位應(yīng)用電氣火災(zāi)監(jiān)控相關(guān)技術(shù)，提升對(duì)電器產(chǎn)品及其線路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測、預(yù)警和處置能力。并且電氣火災(zāi)綜合治理工作納入2017至2019年度國*院對(duì)省級(jí)政府消防工作考核內(nèi)容、納入國*院安全生產(chǎn)考核和國*院安委會(huì)安全生產(chǎn)巡查以及安全生產(chǎn)綜合督查檢查內(nèi)容;力爭社會(huì)單位電氣使用維護(hù)安全水平明顯提升，全國電氣火災(zāi)事故減少。

　　為強(qiáng)化“科技興安”戰(zhàn)略，建設(shè)“智慧安監(jiān)”，有效預(yù)防電氣火災(zāi)事故，堅(jiān)決遏制重特大火災(zāi)事故的發(fā)生，進(jìn)一步提升用電單位安全管理和電氣設(shè)備本質(zhì)安全水平。在此背景下山東和遠(yuǎn)智能科技股份有限公司針對(duì)我國用電安全事故頻發(fā)，基于公司十幾年專注于“用電管理”經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，研發(fā)設(shè)計(jì)了一套城市用電安全隱患預(yù)警和預(yù)防管理系統(tǒng)---智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)。

　　2.項(xiàng)目簡介

　　智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)是采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助大數(shù)據(jù)分析與挖掘，解決智慧城市用電安全問題。

　　圖2 智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)架構(gòu)圖

　　智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)的設(shè)計(jì)采用三層架構(gòu)，感知層是通過配置電流互感器、剩余電流互感器、溫度傳感器、智慧用電安全傳感終端(涵蓋了電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器功能)等采集設(shè)備;實(shí)時(shí)監(jiān)測用電全部數(shù)據(jù)并通過物聯(lián)網(wǎng)通訊層布置的智能網(wǎng)關(guān)上傳到監(jiān)管云平臺(tái);經(jīng)過大數(shù)據(jù)比對(duì)分析(以日、周、月、年同時(shí)期用電情況)，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素( 線纜溫度、電壓、電流、漏電流、電弧危害)進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)預(yù)測，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患(如線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電、電弧光等)，及時(shí)向安全管理人員發(fā)送預(yù)警信息，進(jìn)行隱患排查，達(dá)到潛在的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)“防患于未燃”的目的，真正地做到智慧用電安全，智慧城市建設(shè)與和諧發(fā)展。

　　2.1智慧用電安全傳感終端

　　針對(duì)此架構(gòu)，我公司自主設(shè)計(jì)JFDTD系列與HYWE系列探測終端。

　　JFDTD系列探測終端是根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)專門針對(duì)電氣火災(zāi)事故頻發(fā)而獨(dú)立研發(fā)的智慧用電安全傳感終端探測器，并已取得*證書，獲得國家消防產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證;同時(shí)該系列終端正在進(jìn)行CMC認(rèn)證。雙重認(rèn)證既增加產(chǎn)品競爭力，更是增加智慧用電安全可靠性。

　　2.2物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)

　　智能網(wǎng)關(guān)IOT-G11是集數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)關(guān)為一體的交互產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)傳感終端與云端服務(wù)器間的雙向數(shù)據(jù)透明傳輸，支持自定義注冊(cè)包，支持Socket連接，支持透傳云接入。

　　目前該網(wǎng)關(guān)采用的是成熟的GPRS技術(shù)，自主設(shè)計(jì)模塊體積極小且安裝方便。同時(shí)我公司針對(duì)近年網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)進(jìn)行了研發(fā)工作，自主設(shè)計(jì)的LoRa模塊現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入轉(zhuǎn)產(chǎn)階段;NB-IOT模塊于今年9月上旬進(jìn)行了測試實(shí)驗(yàn);后續(xù)該項(xiàng)目的實(shí)施將逐漸采用這兩種低功耗廣域網(wǎng)新興技術(shù)(LPWAN)實(shí)現(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

　　2.3智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)

　　智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)搭建在阿里云IaaS層服務(wù)器(公司與阿里簽訂服務(wù)器租賃合同，響應(yīng)政府“企業(yè)上云”號(hào)召，屬于“企業(yè)上云內(nèi)容”的“研發(fā)設(shè)計(jì)上云”)，平臺(tái)以云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的理念來設(shè)計(jì)，可以分類管理所有傳感終端上傳的數(shù)據(jù)，對(duì)測點(diǎn)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)分析，分析與及時(shí)發(fā)現(xiàn)智慧用電安全隱患。

　　2.4創(chuàng)新性

　　采用智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)智慧城市用電解決方案，相比于傳統(tǒng)電氣火災(zāi)解決方案，創(chuàng)新性如下：

　　(1)突破性創(chuàng)新：一是智慧用電安全傳感終端已經(jīng)取得了*，現(xiàn)增加了取得CMC認(rèn)證，產(chǎn)品雙重認(rèn)證提高了市場核心競爭力與安全可靠性。二是云平臺(tái)設(shè)計(jì)是基于我公司提出的“四電合一”設(shè)計(jì)理念，是以搭建在云端服務(wù)器的監(jiān)管平臺(tái)將電能質(zhì)量參數(shù)、電能能耗計(jì)量、電氣安全運(yùn)行參數(shù)、電氣設(shè)備監(jiān)測四個(gè)模塊進(jìn)行超低成本集成，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析與挖掘，發(fā)現(xiàn)與排查城市用電安全隱患，云平臺(tái)的計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)已取得。三是該云平臺(tái)可以鏈接政府職能部門、各行業(yè)主管部門以及其它智慧城市綜合應(yīng)用系統(tǒng)，形成了預(yù)測預(yù)警、隱患治理、社會(huì)化服務(wù)和政府信息收集四方聯(lián)動(dòng)的管理新機(jī)制，豐富完善了智慧城市建設(shè)與管理機(jī)制。

　　(2)功能創(chuàng)新如下：

　　(I)7*24小時(shí)全天候監(jiān)控，擺脫了人力工作的局限性、低效性。

　　(II)APP+短信實(shí)時(shí)推送：當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信息時(shí)，及時(shí)通過短信方式通知相關(guān)人員;了傳統(tǒng)電氣火災(zāi)只能現(xiàn)場查看以及隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的弊端。

　　(III)人性化顯示：界面設(shè)置圖形化，更加直觀展示電氣運(yùn)行情況;實(shí)現(xiàn)用電“可視化”。

　　(IV)系統(tǒng)遠(yuǎn)程升級(jí)維護(hù)：通過云平臺(tái)可以更加方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程的升級(jí)維護(hù)，節(jié)省人力、物力和時(shí)間成本。

　　圖3 創(chuàng)新性

　　3.項(xiàng)目市場前景

　　2017年4月國*院安全生產(chǎn)委員會(huì)發(fā)布《關(guān)于開展電氣火災(zāi)綜合治理工作的通知》安委〔2017〕4號(hào)中明確指出在全國范圍內(nèi)組織開展為期三年的電氣火災(zāi)綜合治理工作，在商場市場，賓館飯店;酒吧網(wǎng)吧;危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用企業(yè);勞動(dòng)密集型企業(yè)，涉塵、涉氨、噴涂行業(yè);來料加工企業(yè);醫(yī)院、學(xué)校、幼兒園等領(lǐng)域;養(yǎng)老機(jī)構(gòu)及救助福利機(jī)構(gòu);大、中型規(guī)模的建筑領(lǐng)域等場所推廣應(yīng)用智慧用電安全隱患監(jiān)管系統(tǒng)(云平臺(tái))。

　　圖4 市場應(yīng)用前景

　　2017年初至今，政府相關(guān)部門陸續(xù)下發(fā)文件進(jìn)行推廣的領(lǐng)域有：教育、醫(yī)療、鐵路、煤礦、福利院、文物館等，預(yù)計(jì)我國每年智慧安全用電的市場需求粗估為300萬套，并且逐年增加。僅全國教育系統(tǒng)(幼兒園、中小學(xué)、高等院校)的潛在市場規(guī)模保守估計(jì)約百億元以上;同時(shí)隨著地方各級(jí)安監(jiān)委、消防支隊(duì)等部門對(duì)國安委文件的落實(shí)，全國范圍內(nèi)將大力推廣應(yīng)用智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)，市場需求將呈現(xiàn)爆炸式增長的趨勢(shì)。

　　4.項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化

　　作為智慧城市建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，智慧用電安全隱患監(jiān)管云平臺(tái)的推廣與應(yīng)用具有著巨大戰(zhàn)略意義，并逐漸形成智慧用電產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)。

　　通過與設(shè)備供應(yīng)商、大數(shù)據(jù)服務(wù)商、安全運(yùn)營服務(wù)商、應(yīng)用經(jīng)銷商、相關(guān)電子器件供應(yīng)商等社會(huì)大中小企事業(yè)單位展開深度合作，細(xì)化與優(yōu)化解決方案，智慧用電相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈和諧發(fā)展與生態(tài)平衡。

　　積極加強(qiáng)與政府合作，有效激活智慧用電產(chǎn)業(yè)資源，依托“政府主導(dǎo)、企業(yè)推進(jìn)、行業(yè)并舉”模式，實(shí)現(xiàn)生態(tài)圈內(nèi)的共贏互補(bǔ)，以智慧用電產(chǎn)業(yè)化為利劍來深化智慧城市建設(shè)。