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賈麗麗
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：weilejiejuedangqiangonggongjianzhunenghaojugaobuxiadetuchuwenti，jiezhudangqianxinxihuajishushouduan，weiraogonggongjianzhunenghaojiancexitongzhongdedashujuyingyong，congjiancexitongdezongshejikuangjiarushou，fenbiejiuwulianwangzhongshujucaijiqishejifangshi、數據傳輸技術、數據庫部署方式分別進行了深入研究，同時又從安全領域對基於大數據 degonggongjianzhunenghaojiancexitongdeyingyongbaozhangzuochuletanjiu，jieguobiaomingzaijianliyitaokexuewanbeidegonggongjianzhunenghaojiancetixishiyishanggebufenbibukeshao，qieyiyifeifan。
關鍵詞：大數據；公共建築能耗監測係統；係統設計
引言
隨著我國經濟的騰飛，帶動著各行各業都發展的如火如荼．尤其是在能源行業方麵，生活水平的 進步促使著我國企業和居民的能源需求越來越高， 但這同樣也給能源供應方麵造成了相當大的壓力， 所以節能減排勢在必行．而我國公共建築的能耗問 題十分突出，並且公共建築內的檢測係統不夠完善，無法對公共建築的能耗數據做出深度總結，致使節能工作困難重重．另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，大(da)數(shu)據(ju)作(zuo)為(wei)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)的(de)前(qian)沿(yan)方(fang)向(xiang)，越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)受(shou)到(dao)國(guo)內(nei)研(yan)究(jiu)者(zhe)們(men)的(de)關(guan)注(zhu)，本(ben)文(wen)正(zheng)是(shi)將(jiang)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)能(neng)耗(hao)監(jian)測(ce)與(yu)大(da)數(shu)據(ju)技(ji)術(shu)相(xiang)結(jie)合(he)，構(gou)建(jian)出(chu)一(yi)套(tao)科(ke)學(xue)完(wan)備(bei)的(de)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)用(yong)以(yi)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)的(de)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)。
一、公共建築能耗監測係統中的大數據
公共建築內的能耗監測大數據共分為兩類：一類是基於能耗監測係統本身所采集的內部數據； 另一類是來自公共服務部門、地理信息係統、氣象信息係統和互聯網的外部數據．這兩類數據看似不相幹，實則彼此影響，比如地形條件、氣象條件都會 影響公共建築的能源使用情況．所以基於大數據的公共建築能耗檢測係統就需要將這兩類信息存儲、解析、挖掘和融合，最終變成可視化的數據，讓管理者能夠直觀的接收信息。
同(tong)時(shi)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)耗(hao)能(neng)巨(ju)大(da)，傳(chuan)統(tong)的(de)能(neng)耗(hao)監(jian)測(ce)涉(she)及(ji)到(dao)大(da)量(liang)複(fu)雜(za)的(de)數(shu)據(ju)，這(zhe)時(shi)候(hou)就(jiu)需(xu)要(yao)大(da)數(shu)據(ju)技(ji)術(shu)對(dui)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，實(shi)現(xian)能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju)橫(heng)向(xiang)縱(zong)向(xiang)的(de)對(dui)比(bi)。對(dui)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)耗(hao)能(neng)數(shu)據(ju)從(cong)建(jian)築(zhu)作(zuo)用(yong)、建築區域、建(jian)築(zhu)收(shou)益(yi)等(deng)多(duo)維(wei)度(du)來(lai)展(zhan)開(kai)能(neng)耗(hao)情(qing)況(kuang)統(tong)計(ji)分(fen)析(xi)，提(ti)取(qu)其(qi)他(ta)建(jian)築(zhu)能(neng)耗(hao)指(zhi)數(shu)和(he)相(xiang)應(ying)的(de)社(she)會(hui)經(jing)濟(ji)指(zhi)標(biao)，分(fen)析(xi)能(neng)耗(hao)增(zeng)長(chang)和(he)相(xiang)應(ying)社(she)會(hui)經(jing)濟(ji)指(zhi)標(biao)的(de)聯(lian)係(xi)，歸(gui)納(na)總(zong)結(jie)相(xiang)關(guan)指(zhi)標(biao)的(de)規(gui)律(lv)，並(bing)提(ti)供(gong)未(wei)來(lai)的(de)能(neng)耗(hao)水(shui)平(ping)預(yu)測(ce)，為(wei)政(zheng)府(fu)就(jiu)能(neng)源(yuan)供(gong)給(gei)方(fang)麵(mian)的(de)調(tiao)整(zheng)提(ti)供(gong)依(yi)據(ju)。
二、基於大數的公共建築能耗監測係統設計
1.係統設計框架
基於大數據的能耗監測係統采用的ROLAPjiegoumoshi，jiguanxixinglianjifenxichulijiegou，yuanlijiushigenjuyingyongdexuyao，youxuanzedidingyiyipishishituzuoweibiaoyecunchuzaiguanxishujukuzhong，bubiyaojiangmeiyigeSQTzhaxundouzuoweishishitubaocun，zhidingyinaxieyingyongpinlvbijiaogao，jisuangongzuoliangbijiaodadezhaxunzuoweishishitu。yaoshixiandashujudegongneng，jiuxuyaogoujianyigeshujucaijiheshujucunchudeguanxixinglianjifenxichulijiegoudeshujuku，bingqieyizhaogaishujukujinxingshujuwajue、分析和融合，從而實現能耗監測係統的大數據化。
本係統以國家相關規章為基礎，以安全和節能減排為導向，大致的模塊分為表現層、應用層、信xin息xi資zi源yuan與yu數shu據ju層ceng和he網wang絡luo基ji礎chu設she施shi層ceng。網wang絡luo設she施shi基ji礎chu層ceng包bao括kuo各ge種zhong網wang絡luo和he相xiang應ying的de硬ying件jian設she施shi，它ta們men共gong同tong構gou建jian了le監jian測ce係xi統tong的de物wu理li層ceng，以yi保bao證zheng實shi時shi數shu據ju傳chuan輸shu的de有you效xiao性xing；信息資源與數據層裏包括了各類數據存儲庫，是數據信息通訊與存儲的基礎；應用層是該係統的主體，主要是對數據進行處理分析、模型計算，最後通過表現層對用戶根據需求進行恰當表達。
2.數據采集器的設計
數據采集器是能耗監測係統的物理層基礎，擁有數據采集、數據處理、數據存儲、數據遠傳、係統配置和異常處理等功能。在本係統中數據采集器主 要表現為：水表、電表、氣表、溫度傳感器等設備，同時也需要在公共建築的各個耗能設備的接線處加裝傳感器，對比兩類數據的差別，以此對數據誤差 有準確的了解．在采集到相關信息後，利用決策樹 來(lai)對(dui)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)重(zhong)構(gou)和(he)融(rong)合(he)，對(dui)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)中(zhong)的(de)空(kong)間(jian)特(te)征(zheng)組(zu)合(he)進(jin)行(xing)重(zhong)組(zu)，對(dui)其(qi)中(zhong)的(de)基(ji)向(xiang)量(liang)進(jin)行(xing)重(zhong)構(gou)，構(gou)建(jian)能(neng)耗(hao)信(xin)息(xi)的(de)決(jue)策(ce)樹(shu)模(mo)型(xing)，為(wei)所(suo)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)分(fen)析(xi)打(da)下(xia)基(ji)礎(chu)。
3.數據庫設計
數據庫作為能耗大數據的存儲和處理平台，是能耗監測係統是否成功的關鍵．本係統的數據庫包括數據中心及建築部分基本情況數據庫、分類分項部分的能耗數據庫、設計安裝部分的數據庫和計量表部分的原始數值數據庫．監測係統的數據庫部分依托於MySQL、MongoBD等成熟技術，支持多用戶、大事務量的事務處理，保證數據安全性和完整性控製，支持分布式數據處理，具有可移植性，保證了數據庫係統和其他係統的高效運行；並引入了一係列輔助軟件來加快數據庫內數據開發的速度。
數shu據ju庫ku架jia構gou設she計ji的de關guan鍵jian是shi是shi否fou有you一yi個ge清qing晰xi明ming確que的de數shu據ju庫ku概gai念nian模mo型xing。該gai模mo型xing需xu要yao明ming確que各ge數shu據ju對dui象xiang之zhi間jian的de關guan係xi，根gen據ju實shi際ji研yan究jiu方fang向xiang，詳xiang細xi的de列lie舉ju出chu需xu求qiu涉she及ji的de所suo有you對dui象xiang屬shu性xing，並bing且qie在zai不bu考kao慮lv如ru何he實shi現xian的de前qian提ti下xia滿man足zu用yong戶hu的de各ge種zhong信xin息xi需xu求qiu．然後是基於數據庫的概念模型對客戶的需求進行調查、整zheng理li和he分fen析xi，明ming確que客ke戶hu對dui於yu數shu據ju庫ku的de需xu求qiu主zhu要yao集ji中zhong在zai哪na些xie方fang麵mian，並bing以yi此ci開kai展zhan數shu據ju庫ku的de邏luo輯ji模mo型xing設she計ji和he數shu據ju庫ku管guan理li係xi統tong進jin行xing數shu據ju類lei型xing的de設she計ji．通過不斷地與用戶進行探討、修訂和迭代，最終建立起數據庫的各表和基礎輔助數據。
4.通訊部分設計
shujucaijiqicaijidaodenenghaoxinxixuyaotongguoduiyingdetongxunwangluojinxingshujuchuanshu，congergoujianlezhenggeruanjianxitongdeshujuku。shujutongxinzhuyaobaokuoleshujuxinxiguanli、數據文件合並、數(shu)據(ju)文(wen)件(jian)加(jia)載(zai)和(he)數(shu)據(ju)文(wen)件(jian)上(shang)傳(chuan)。這(zhe)些(xie)不(bu)同(tong)的(de)模(mo)塊(kuai)構(gou)成(cheng)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)層(ceng)任(ren)務(wu)調(tiao)度(du)模(mo)塊(kuai)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)能(neng)夠(gou)得(de)到(dao)有(you)效(xiao)地(di)處(chu)理(li)。本(ben)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)的(de)數(shu)據(ju)通(tong)訊(xun)傳(chuan)輸(shu)是(shi)基(ji)於(yu)TCP／IP 協議展開的，兩者通過該協議建立數據通信聯係．采集器具有數據定時上傳功能，發送周期根據係統實際需求進行設定，通過數據采集器定時向數據中心發送監測數據來實現數據采集。
5.應用部分設計
公共建築能耗監測係統的應用設計應該包含以下方麵：係統監測功能、數據采集軟件功能、數據 處理功能、數據上報與接收功能、消息管理功能、信息維護功能、數據分析展示功能和公眾服務功能.應用部分采用了Ｂ／Ｓ係統的架構模式，統一了客戶端，將係統功能實現的核心部分集中到服務器上，簡化了係統的開發、維護和使用．查詢人員可以通 過(guo)網(wang)絡(luo)向(xiang)係(xi)統(tong)發(fa)出(chu)查(zha)詢(xun)指(zhi)令(ling)，係(xi)統(tong)根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)的(de)相(xiang)應(ying)權(quan)限(xian)來(lai)將(jiang)數(shu)據(ju)發(fa)送(song)給(gei)用(yong)戶(hu)，方(fang)便(bian)查(zha)詢(xun)人(ren)員(yuan)進(jin)行(xing)隨(sui)時(shi)的(de)查(zha)詢(xun)，確(que)保(bao)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)對(dui)能(neng)耗(hao)嚴(yan)重(zhong)的(de)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)及(ji)時(shi) 反饋．同時建立能耗預警管理係統，各節點設定閾值，對出現問題的設備進行自動告警、快kuai速su定ding位wei，應ying對dui能neng耗hao嚴yan重zhong問wen題ti，提ti高gao能neng耗hao監jian測ce係xi統tong的de檢jian測ce效xiao率lv。應ying用yong部bu分fen也ye是shi數shu據ju挖wa掘jue和he融rong合he的de過guo程cheng，利li用yong這zhe些xie數shu據ju所suo具ju有you的de互hu補bu性xing和he冗rong餘yu性xing，就jiu能neng對dui公gong共gong建jian築zhu內nei部bu的de能neng耗hao情qing況kuang有you一yi個ge連lian續xu、宏觀、實時的把握，有助於幫助公共建築實現節能減耗。
6.安全部分設計
安全部分主要分為監測係統的安全和相關設備的安全：係統的安全防護主要從３個方麵來體現，分別是主機安全、應用安全和網絡安全．shouxianshizhujianquan，zhujianquanduifangwenzhededengjiquanxianyangekongzhi，duimeiyoudadaofangwenquanxiandefangwenzhejinxingxianzhi，tongshiduiguanliyuanshenfenjinxingyangedebiaoshiyupaizha，duifeifadenglujinxingxunsuchuli．與此同時，還要警惕病毒對主機的攻擊，定期使用安全掃描排查隱患和漏洞，並進行及時的更新和修補；qicishiyingyonganquan，zaixitongyingyongzhongxuyaobayonghudenglusheweidenglufangshi，yangeduiyonghudexinxijinxingguanli。tongshiyizhaoyonghuquanxianduiyonghusuonengfangwendaodedengjijinxingfenji；最zui後hou是shi網wang絡luo安an全quan，網wang絡luo安an全quan是shi設she置zhi防fang火huo牆qiang和he安an全quan網wang關guan，通tong過guo雙shuang重zhong保bao護hu來lai保bao護hu操cao作zuo係xi統tong，避bi免mian漏lou洞dong受shou到dao入ru侵qin和he木mu馬ma攻gong擊ji，對dui網wang絡luo安an全quan做zuo出chu保bao障zhang。
設備的安全主要是防止有人通過偷接管接線路等方式來對國家能源進行竊取．監測部門可以通過水電氣的量值差動越限、（水、電、氣）表蓋開蓋實踐、異常警告信息、斷相等數據的分析，通過這些大數據建立竊取能源行為的模型，對可能存在的能源竊取行為進行預警．同時通過相關流動數據的融合來確定能源竊取行為的發生地點，比如竊電行為就可以通過比較公共建築的負荷曲線、電壓功率因數、電表電流和變壓器負載，結合公共建築電力運行的數據，來實現具體線路的線損日結算，從而確定線損的具體線路。
三、建築能耗分析係統
1.概述
Acrel-5000web建築能耗分析係統是用戶端能源管理分析係統，在電能管理係統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量liang等deng集ji中zhong采cai集ji與yu分fen析xi，通tong過guo對dui用yong戶hu端duan所suo有you能neng耗hao進jin行xing細xi分fen和he統tong計ji，以yi直zhi觀guan的de數shu據ju和he圖tu表biao向xiang管guan理li人ren員yuan或huo決jue策ce層ceng展zhan示shi各ge類lei能neng源yuan的de使shi用yong消xiao耗hao情qing況kuang，便bian於yu找zhao出chu高gao耗hao能neng點dian或huo不bu合he理li的de耗hao能neng習xi慣guan，有you效xiao節jie約yue能neng源yuan，為wei用yong戶hu進jin一yi步bu節jie能neng改gai造zao或huo設she備bei升sheng級ji提ti供gong準zhun確que的de數shu據ju支zhi撐cheng。用yong戶hu可ke按an照zhao國guo家jia有you關guan規gui定ding實shi施shi能neng源yuan計ji算suan，分fen析xi現xian狀zhuang，查zha找zhao問wen題ti，挖wa掘jue節jie能neng潛qian力li，提ti出chu切qie實shi可ke行xing的de節jie能neng措cuo施shi，並bing向xiang縣xian級ji以yi上shang管guan理li節jie能neng工gong作zuo的de部bu門men報bao送song能neng源yuan計ji算suan報bao告gao。
2.應用場所
適用於公共建築、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測與管理的係統設計、施工和運行維護。
3.係統組網圖
四、係統功能
1.係統概況
平台運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。
2.用能概況
對建築、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗 同環比對比。
3.用能統計
對建築、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建築數據進行生成柱狀圖。
4.複費率統計
複費率報表按日、月、年統計對單棟建築下不同支路的尖、峰、平、穀用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。
5.同比分析
對建築、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數據同比分析。
6.能源流向圖
能源流向圖展示單棟建築指定時段內各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。
7.夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在指定時段工作時間與非工作時間用能統計對比，支持導出報表。
8.設備管理
設備管理包括，設備類型、設備台賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。
9.用戶報告
yonghubaogaozhenduixuandingdejianzhuzidongtongjigenengyuandeyueshiyongdetonghuanbiqushi，bingtigongjiandandenenghaofenxijieguo，zhenduiyongdiantigongdandudefufeilvyongnengfenxi，baogaokebianji。
五、係統硬件配置
六、結論
總而言之，將大數據應用到公共建築能耗監測係統中能夠大大提高係統的工作效率．一方麵，隨著監測係統的建設，越來越多的數據開始被記錄下來，如何高效利用這些數據正是每一個從業人員都麵臨的問題；另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，將(jiang)大(da)數(shu)據(ju)引(yin)用(yong)到(dao)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)中(zhong)，不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)充(chong)分(fen)對(dui)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)本(ben)身(shen)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)挖(wa)掘(jue)利(li)用(yong)，還(hai)能(neng)夠(gou)利(li)用(yong)到(dao)外(wai)部(bu)數(shu)據(ju)來(lai)提(ti)升(sheng)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)水(shui)平(ping)，從(cong)而(er)建(jian)立(li)起(qi)一(yi)個(ge)科(ke)學(xue)完(wan)備(bei)的(de)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)能(neng)耗(hao)監(jian)測(ce)體(ti)係(xi)。
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作者介紹：
賈麗麗，女，現任職於安科瑞電氣股份有限公司。手機:（微信同號），QQ:2885206556，郵箱:
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