【摘要】隨著(zhù)云南省高速公路建設的迅速發(fā)展，截止2017年底，云南省高速公路通車(chē)里程已達4837.5公里，龐大的高速公路網(wǎng)形成了、快捷的公路快速運輸網(wǎng)絡(luò )，可以降低運營(yíng)車(chē)輛油耗，但同時(shí)，高速公路在自身運營(yíng)過(guò)程中，眾多的收費站、服務(wù)區、隧道、停車(chē)場(chǎng)、維護工區、充電站、食堂、宿舍區等配套設施，每年在運行過(guò)程中會(huì )消耗大量的電能，產(chǎn)生巨額的電費，高速公路運營(yíng)管理單位已成為能源消耗大戶(hù)。如何降低能耗、降低運營(yíng)成本、在保持服務(wù)水平的基礎上將“耗能大戶(hù)”變成 “節能大戶(hù)”，樹(shù)立良好社會(huì )形象，為社會(huì )節能減排做貢獻;降低高速公路運營(yíng)管理單位能耗成本，為企業(yè)帶來(lái)切實(shí)的經(jīng)濟效益，是目前高速公路運營(yíng)能耗管理的一個(gè)思考發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：高速公路；能源監控；節能減排；智能費控
1 引言
目前高速公路的能源監管屬于粗放式的能源管理，由于能源消耗成本占總運營(yíng)成本比例不大，對能源管理的重視程度不夠.能源數據方面只有總的能耗數據(月繳費賬單、年繳費賬單)，缺乏各部分詳細的能耗數據,無(wú)法根據具體的能耗制定有針對的節能措施，降低運營(yíng)能耗成本。通過(guò)對智慧能源監控管理平臺系統設計與研究，實(shí)現高速公路用能設施的能源信息釆 集、能耗分析、異常監控和智能費控等能源管控業(yè)務(wù)，實(shí)現高速公路運營(yíng)在保障安全用電的基礎上實(shí)現節約用電，降低運營(yíng)成本，實(shí)現效益創(chuàng )收。
2 公路智慧能源監控管理平臺主要功能
公路智慧能源監控管理平臺主要由后端服務(wù)平臺和前端用戶(hù)交付平臺組成，平臺后端包含了可視化數據服務(wù)、數據釆集 Adapter實(shí)時(shí)接收處理、數據清洗稽核持久化、第三方系統集成接口，平臺前端通過(guò)可視化技術(shù)，提供直觀(guān)的數據交付效果，讓非技術(shù)人員能夠清晰明了的讀懂能耗數據。
2.1 后端服務(wù)平臺主要功能如下
(1) 數據釆集Adapter接收處理服務(wù)，使用MultiProcess和 NMQT技術(shù)提供皴據接收服務(wù),Multi Process可同時(shí)為不同類(lèi)型的數據采集Adapter提供分布式接收及處理服務(wù)，保障了服務(wù)的高可用性和可擴展性，通過(guò)NMQT實(shí)時(shí)通信技術(shù)，解決了傳統實(shí)時(shí)通信技術(shù)(比如:UDP、Socket)準確性低、資源占用大等缺點(diǎn)。
(2) 數據清洗稽核持久化服務(wù)，基于PostgreSql數據庫對象存儲、表繼承、時(shí)序數據結構等多方優(yōu)點(diǎn),使用JSON對象進(jìn)行數據存儲，解決傳統關(guān)系型數據庫,數據存儲量大、CRUD效率低下等缺點(diǎn)，能夠支持T級數據的秒級CRUD。
(3) 第三方系統集成接口服務(wù),系統間的接口實(shí)現技術(shù)選用 Web技術(shù)和支持HTTP標準的消息隊列技術(shù)，接口釆用統一技術(shù) 實(shí)現和標準的數據類(lèi)型，系統接口、業(yè)務(wù)流程應具備前瞻性，充 分考慮到將來(lái)的業(yè)務(wù)擴展，能夠比較容易被重用和擴展。
2.2 前端用戶(hù)交付平臺主要功能如下
(1) 能耗全局視圖，通過(guò)圖表的形式展示能耗總體情況、接入到系統的設備運行情況、監控指標點(diǎn)實(shí)時(shí)數據、各個(gè)區域負荷多維度查詢(xún)對比可視化。
(2) 監測點(diǎn)實(shí)時(shí)數據視圖，實(shí)時(shí)查看用能設備運行狀態(tài)，各監測點(diǎn)相應負荷、電量、示數、電壓、電流、功率因數、需量等指標數理，并提供對各個(gè)監測指標使用曲線(xiàn)、圖標等方式進(jìn)行可視化展示。
(3) 能耗納管視圖，根據國家能耗標準，將不同類(lèi)型的用能數據轉換成標準能耗數據進(jìn)行統一管理,通過(guò)系統實(shí)時(shí)釆集和第三方系統集成，掌握不同類(lèi)型的用能數據，并提供統計分析報，能夠有效的實(shí)現對各種能源系統的分布式監控和集中納管。
(4) 數據分析報表，各監測點(diǎn)數據(比如：分路用能數據、電量統計數據、負荷分析數據、分時(shí)電量數據、線(xiàn)路用電損耗數據、報裝數據)支持日、月、年時(shí)間和設備類(lèi)型、設備指標多維度查詢(xún)圖表展示以及報表導出打印，為節能管理提供技術(shù)支撐和數據支撐。
(5) 經(jīng)營(yíng)分析視圖，將平臺釆集到的能耗數據和第三方系統集成的能耗數據,進(jìn)行大數據分析統計(比如:分項能耗數據、能耗排名數據、能耗評價(jià)數據、能耗成本數據)，根據管理機構需要提供多種維度的統計圖表并支持導出打??；為節能管理提供技術(shù)支撐和數據支撐。
(6) 異常監控視圖，能夠監測各指標的電壓異常、電流異常、 負荷超載、功率因數異常、溫度異常等告警信息,并進(jìn)行可視化展示;能夠對用能設備進(jìn)行存活監測、運行狀態(tài)監測并根據相應算法提供設備預計機制。
3 公路智慧能源監控管理平臺實(shí)現
如圖1平臺基于Task分布式集群架構，該設計基于松耦合的方式，滿(mǎn)足服務(wù)管理平臺的可管理性、便捷性、可擴展性、安全性的要求。架構模式方面，釆用先進(jìn)的、成熟的、可擴展的、組件式的多層云架構模式，并結合大數據、微服務(wù)等技術(shù)，共同構成能源監控管理平臺總體架構。
數據釆集Adapter使用主從服務(wù)實(shí)現，主要實(shí)現網(wǎng)絡(luò )監測、監聽(tīng)地址、數據自檢、數據自檢心跳。首先由主服務(wù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )環(huán)境監測，如果網(wǎng)絡(luò )不正常，則每隔周期進(jìn)行循環(huán)監測，網(wǎng)絡(luò )正常后，進(jìn)入釆集地址監聽(tīng)，如果地址不正確,則每隔周期進(jìn)行循環(huán)監聽(tīng)，地址正確后，啟動(dòng)數據自動(dòng)檢測服務(wù)，自動(dòng)進(jìn)行數據更新檢測，同時(shí)有主服務(wù)進(jìn)行自檢服務(wù)心跳檢測，如果心跳消失，則從新進(jìn)入初始化環(huán)節,啟動(dòng)新的監測服務(wù)。
數據采集Adapter獲取到數據后，進(jìn)行數據類(lèi)型檢查，類(lèi)型不正確，則重新獲取，類(lèi)型正確后進(jìn)行數據校驗,校驗不通過(guò)，數據拋棄,校驗通過(guò)，交由數據解析服務(wù)進(jìn)行數據處理，同時(shí)發(fā)布一個(gè)數據解析完成主題,NMQT服務(wù)監聽(tīng)到數據解析完成后，同時(shí)進(jìn)行三項操作:①發(fā)布數據持久化主題進(jìn)行數據持久化操作和備份操作，②日志存儲操作，③發(fā)布客戶(hù)端渲染主題,將數據發(fā)送到客戶(hù)端進(jìn)行數據渲染；客戶(hù)端渲染結束后需要關(guān)閉Web- Socket 套接字和連接會(huì )話(huà)。
4 安科瑞能耗監測平臺
4.1 平臺架構
4.2 平臺主要功能
4.3 設備配置
5 結語(yǔ)
建立基于智慧能源監控管理平臺的開(kāi)發(fā)路線(xiàn)，以平臺需求分析和分布式系統設計要求為基礎,實(shí)現公路行業(yè)的能耗管理，能耗數據實(shí)時(shí)監測與用電異常報警與自動(dòng)化運維,對能耗數據進(jìn)行挖掘,為節能減排、企業(yè)降本增效提供科學(xué)化的決策支持。平臺可對路段范圍內所有能耗情況進(jìn)行監控及管理，根據分路測點(diǎn)情況對每個(gè)用電回路的能耗數據進(jìn)行整理，實(shí)現用能情況的實(shí)時(shí)監測與分析，實(shí)現用能的統一管理和監控,為實(shí)現能源考核、用能監測等建立能源管理體系提供依據,提升整體管理水平。在平臺運行過(guò)程中，通過(guò)對監測數據的能耗分析,找到更多設備用能管理薄弱環(huán)節,通過(guò)節能改造、管理優(yōu)化等措施的實(shí)施，進(jìn)一步降低用戶(hù)成本，提升用戶(hù)效能，降低運營(yíng)成本。
[1]徐曉耘，左松林,倪妍妍.基于微服務(wù)架構的電力營(yíng)銷(xiāo)信息系統研究[J].信息技術(shù),2019(2):160-166.
[2]李貴文，馮興林，公路智慧能源監控管理平臺系統設計分析
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