上海紫竹高新区能耗监测数据中心案例解析

　　项目介绍

　　作为国家高新技术区，紫竹园区始终紧紧围绕“十二五”节能减排目标，致力于通过建立上海紫竹高新技术产业开发区能耗监测数据中心平台，完成园区内大型建筑用能分项计量装置的安装及联网，最终打造成为低耗能园区典范。

　　上海紫竹高新技术产业开发区能耗监测数据中心平台将实现建筑能耗监测全面覆盖，重点是用能建筑的节能管理数字化的目标。旨在通过中心平台的建设全面掌握园区及建筑各用能设备单元或管理单元的能源数据，发现园区及各建筑楼宇潜在的管理漏洞或能耗漏洞，寻找节能潜力、提供改造方案、指导改造实施，从而提升使用者的节能意识、整体优化系统的运行管理策略。

　　项目分节点完成计划：2011年上半年，以试点的方式完成了紫竹园数码港三号楼的能耗监测系统建设。2012年，计划建成上海紫竹高新技术产业开发区能耗监测数据中心平台，完成紫竹园数码港六、七号楼用能分项计量装置的安装及联网。2013年，计划完成上海紫竹高新技术产业开发区部分著名企业大型办公楼及数码港大型建筑用能分项计量装置的安装及联网。2014年，计划基本完成园区内各企业大型建筑用能分项计量装置的安装及联网。

　　中心平台系统具体架构及功能介绍

　　平台架构

　　上海紫竹高新技术产业开发区能耗监测数据中心平台将由数据中心层、采集终端层和智能仪表层三部分组成。其中智能仪表层负责实时采集各类能源的用量数据，并为能耗数据采集终端提供原始能耗数据;采集终端层负责对各类仪表传送过来的数据进行处理、存储，数据稳定上传至能耗监测数据中心平台;数据中心层提供能耗数据统计、分析、公示、动态监测、建筑信息管理、信息发布等服务。

　　能耗监测系统的底层采集系统架构主要使用数据采集网关通过RS-485总线、Wi-Fi等无线网络或者电力线载波等通讯方式采集各种现场计量表具数据。数据采集网关进行数据解析、数据验证等简单的计算处理，再通过以网络将数据发送至园区能耗监测数据中心服务器平台，或者通过广域网传送至区级能耗监测的数据中心。在这个架构设计中，将利用各种采集传输技术获得的数据，转化成统一的IP数据包，最终接入统一的网络。

　　功能实现

　　不同公共建筑各种通讯形式的计量表具通过数据采集网关统一转换整合接入广域网网络后，数据就可以传递到世界上任何一台指定的服务器中。至此，我们需要继续考虑的问题有三个：如何实现这些原始数据的存储;如何实现这些数据的计算与处理;如何方便用户查阅和合理利用这些数据信息。随着互联网的高速发展，业界已经提出了完整的“云计算”概念和解决方案。我们已经不再局限于将原始数据存储系统和数据处理计算系统与使用数据的用户“物理上”放在一起，我们更可以将每个单元放在最适合的地方和运行管理环境中，再通过“云计算”的思想将其联系在一起。

　　我们将采集得到的原始数据保留在建筑本地，并在数据管理服务中心建立原始数据的备份。本地除保留报警及执行操作的处理用服务器以外，其他数据都通过Web连接远程的数据管理服务中心进行。由于能耗监测系统处理的是海量数据，而且随着建筑设备系统、配电系统的变化其配置参数也将随之改变，因此需要专业人员对其计算模块和数据库系统进行定期维护，将复杂的计算处理部分集中管理，有利于集中资源，用最少的代价获得最好的管理效果。同时从图中也可以看到，整个能耗监测系统由四种不同特点的用户组成，即负责日常运行操作管理的本地运行管理人员，监管人员，社会公众和第三方专业数据分析机构。这些操作用户都可以从数据管理与服务中心获得不同层面的数据服务。

　　紫竹园区能耗监测数据中心平台采用的三层建设体系架构降低了系统复杂度，提高灵活性、减小耦合度，并使得系统具有可重用、安全等特性，同时拥有开放式系统成本低、可扩展性强、开发及实施周期短等特点。

　　在整体设计中，如下表所示，我们运用了三层建筑体系来架构方案：

　　底层接入层底层接入层实现综合物业管理系统与外部的数据交换。对于系统使用者，接入层接收使用者的数据输入，通过调用服务逻辑层的服务过程实现具体的服务功能，并将结果返回接入层，利用交互界面进行表示。对于外部系统，业务过程通过接入层的接口服务完成与外部系统的数据交换。

　　数据采集层 服务逻辑层是综合物业管理系统处理服务规则和服务逻辑平台，它通过数据核心层提供的服务访问数据，实现不同的功能模块，不同的服务需求。

　　服务逻辑层为接入层提供访问服务，完成相应的服务功能。

　　数据展示层数据核心层是物业综合管理系统对业务数据进行统一组织、集中管理的平台，使用“云计算”的架构思想进行系统设计，通过分布式计算技术、虚拟化技术和网络存储技术建立园区节能物业管理“私有云”中心平台，将全部能耗数据、物业操作管理数据、用户交互数据、费用数据、建筑信息、节能过程记录数据等相关数据信息全部接入该中心平台，实现数据的充分共享。

　　标准能耗模型为分项计量工作提供了统一的比较“语言”，为各个建筑的横向对比提供最大的可行性。在标准能耗模型的基础上，根据实际建设情况，建立园区自己的能耗模型。

　　建成后的紫竹园区能耗监测数据中心平台为整个园区提供一个公平、定量衡量用能状况的“标尺”，基于规范化的能耗监测结果进行行政监管，并鼓励先进、督促落后。在此基础上，进一步实现园区内的分项用能定额管理。

　　紫竹园区能耗监测数据中心平台的建设包括两大部分：

　　硬件部分：演示屏、硬件服务器、KVM+机柜、PC计算机、UPS不间断电源电源、硬件防火墙等;

　　软件组成：能耗监测平台数据中心软件和其他基础软件(如：操作系统、病毒防护软件、数据库软件等)。