論物聯網在能源行業低碳發展中的作用

李鴻鵬

[摘 要] 物聯網是指通過射頻識別技術、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程的信息，與互聯網結合形成一個巨大的網絡。物聯網仍然是以互聯網為核心，互聯網為物聯網的載體，物聯網是互聯網的延伸和擴展，其目的是實現物與人或物與網絡的連接，方便識別、管理和控制。節能減排、資源循環利用、發展低碳經濟是我國企業未來的發展方向。物聯網與企業生產運行相結合是新一代信息技術研究的一個方向，本文主要論述物聯網在能源行業低碳發展中的作用。

[關鍵詞] 物聯網；能源；低碳；安全

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 01. 032

[中圖分類號] F270.7；TP393 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）01- 0059- 02

物聯網是指對于任何物體，在任何地點、在任何時間都可以用互聯網的方式互聯。物聯網的泛在化性質為低碳經濟發展提供了強有力的支撐。通過物聯網在智能交通、智能家居、智能環保等多個方面的應用，人類將能夠以更加精細和動態的方式管理生產和生活，從而促進低碳經濟的發展。

1 物聯網未來的發展展望

我國物聯網產業未來發展有四大趨勢：細分市場遞進發展，標準體系漸進成熟，通用性平臺將會出現，以及技術與人的行為模式結合促進商業模式創新。

（1）盡管物聯網的思路已經相當成熟，但使其變成現實的工具仍滯后，尤其是在網絡協議和技術的統一方面。目前網絡協議還沒有開放，已經有很多公司建議開放通信協議，一旦協議開放，將使物聯網向前邁進一大步，同時將會帶動電子行業、軟件行業和通信行業的發展。而這些產業鏈的任何環節都會形成相應的市場，加總在一起的市場規模就相當大，可以說，物聯網產業鏈的細化將帶來市場的進一步細分，造就一個龐大的物聯網產業市場。

（2）物聯網是跨行業、跨領域、具有明顯交叉學科特征、面向應用的信息基礎設施，其標準的建立需要各行業分工協作、密切配合。物聯網標準需要以應用為主導和牽引，需要通信行業積極配合。從橫向上考慮，需做好各行業和部門間的協調合作，保證各自標準相互銜接，滿足跨行業、跨地區的應用需求；從縱向上考慮，需確保網絡架構層面的互聯互通，做好信息獲取、傳輸、處理、服務等環節標準的配套。特別要加強各個物聯網相關標準化組織之間的協調溝通，建立及時有效的聯絡機制，使其明確各自定位和范圍，共同做好物聯網標準體系建設。

（3）物聯網應用的多樣性、分散性和缺乏管理等問題制約著物聯網的發展。物聯網要連接和管理的對象包括靜止的和移動的末端設備及各種資產，這些設備連接上傳感器等感知設備成為網絡中的節點。基于物聯網的網絡特點，利用通用網管的思想設計通用型物聯網綜合信息管理平臺時，可以將各種異構的系統和分布式資源進行整合，以實現管、控、營一體化，從而構建物聯網運維系統，為建設低碳、智能、節約型社會提供技術支撐。

2 石油行業中物聯網的應用

石油企業在生產過程中會產生很多污染物質，通過物聯網技術和環保設備的運用，可以實現實時監控企業生產過程中所產生的污染物。節能減排、資源循環利用、發展低碳經濟是我國企業未來的發展方向。

2.1 發展低碳經濟面臨的形勢

低碳（low-carbon）是指較低的溫室氣體（二氧化碳為主）排放。而低碳經濟是指在可持續發展理念指導下，通過技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發等多種手段，盡可能地減少石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態。低碳經濟的實質是實現低能耗、低污染、低排放的經濟發展模式。要實現這一艱巨目標，必須借助于新的技術手段和創新管理方式。積極采取措施，一方面在本企業開展節能降耗；另一方面，利用通信網絡的能力和信息技術的創新，與相關行業合作，不斷探索，充分發揮信息技術特別是物聯網在低碳經濟中的作用。

2.2 物聯網技術在低碳經濟中發揮著重要作用

（1）物質世界的信息數字化。首先對信息和數據的采集獲取，然后通過數模轉換技術將物質世界豐富多彩的信息轉變成為可以電子傳輸的“0”、“1”信號，最后通過有線/無線網絡將數字信號進行傳送與存儲。通過傳感器、RFID等物聯網技術可以實現隨時隨地獲取信息，極大地豐富了人們觀察世界的手段和方式，節省了人力和設備投入，提高效率。物聯網對物質世界的信息數字化過程不僅擴展了人類對自然界的認識和管理，同時也大大降低獲取和傳遞信息的能耗。

（2）對物體控制的遠程化。以往對物體的控制大多限于本地化、局域化。物聯網技術借助互聯網和現代通信網的泛在化，使對物體的控制可跨地域達到任何有需求的地方。遠程控制類的應用更能體現節能減排的功效，更適用于點多面廣、資產分布廣泛的部門，特別是對于偏遠地區設施的數據采集，如石油采油機、電力設施等。這類應用同樣因為節省大量人員和資源投入而有效減少碳排放。

（3）安全生產物聯網。企業在實際的生產過程中，可以將傳感器裝入各種生產設備中，從而實現對生產環境中各方面的安全狀態信息的感知，構建系統、多元、開放的綜合網絡監管平臺，實現實時控制，從而對安全生產水平的提高起到積極的促進作用。

2.3 低碳物聯網應用主要困惑

（1）對低碳物聯網建設的條件、作用及建設與運維模式等認識不足。由于環境問題本身的復雜性，信息種類繁多且數量巨大，需要通過低碳物聯網提高環境管理、決策的水平和能力，才能推動各類環境問題的有效解決。目前，很多部門關于物聯網建設和應用的認識還有很多誤區，如對物聯網對低碳事業的推動作用及其應用范圍的認識不深入、不全面；對低碳物聯網的建設模式、管理與實施方法、風險規避策略方面缺乏準確的認識；同時，對系統建設后的運維模式沒有清晰的思路，難以保證建設完成后系統持續可用，發揮其應有的作用。需要在正確認識我國生態環境所面臨問題的基礎上，深入理解低碳物聯網建設及應用對生態文明建設和探索低碳新路徑的作用與意義，思考低碳物聯網建設的要求和方法。

（2）低碳物聯網建設缺乏有效的統籌規劃。低碳物聯網應用建設涉及要素多、范圍廣，業務復雜、投資規模較大，同時，環境污染治理和質量管理都需要跨地區、跨部門的多方協作，因而統籌規劃尤為重要。目前，企業的應用系統大多是獨立建設，在數據共享、業務協同方面缺乏統籌規劃，導致重復建設、“信息孤島”現象比較嚴重，數據利用程度低，決策支撐作用有限，使建設效果大打折扣，投資效益不高、資金浪費嚴重。需要高起點規劃低碳物聯網應用的業務關聯關系，前瞻性地設計系統總體框架，體系化分析建設需求，以統一平臺、統一標準等方式保障信息共享，降低信息化建設風險，控制建設經費，保證進度和質量。

（3）物聯網應用范圍尚遠不能滿足環境保護需要。在工作中，進行有效的污染防治既要控制污染源，還要控制污染面。通過污染源自動監控等系統主要實現了對污染點的控制，控制范圍只是需要控制內容的一小部分，還比較有限。同時，通過低碳物聯網可以監測污染程度、監控非法排放，但對目前一些不在指標監控范圍內的環境要素，如重金屬、土壤污染等，還無法實施有效監控。而目前環保工作考核要求面上達標，在低碳物聯網監測數據的應用方面，需要不同物聯網的信息共享與業務協同，結合環境監測、氣象等數據分析原因、追溯源頭，目前這些方面的應用較少。因此，低碳物聯網應用從范圍、要素到關聯應用等各方面都還遠不能實現對環境保護的全面支撐。

（4）管理機制與物聯網應用需求不匹配。目前，環境污染常常是多地域共同造成的，但目前的管理方式是轄區負責制，同時，法規、法律對區域間環境問題處理的規定還不夠健全，影響了污染治理效果。低碳物聯網技術和應用的快速發展，對管理機制和方式方法提出了新要求，完備的監測監控體系建立后，需要構建一個信息共享的平臺，通過準確的數據和有效信息共享，打破行業、行政區域的限制。實現通過技術創新不斷推動管理創新。

（5）支撐低碳物聯網應用的產業鏈建設不成熟。支撐低碳物聯網建設和應用的產業鏈涉及芯片設計制造、傳感器生產、智能分析儀表、軟件開發、系統集成、網絡運營等眾多環節。目前我國在芯片設計制造等方面技術相對薄弱，相關技術研發水平和標準制定工作比較落后，難以有效支撐低碳物聯網的高效發展。同時，支撐物聯網的發展需要產業鏈各方的合作及不同行業間的合作，當前我國物聯網產業還缺乏產業主導者來協調產業鏈各方的緊密合作，引導產業健康、有序發展。此外，感知設備的市場秩序尚需規范，數據準確性和有效性有待改善，亟需智能化工具來處理設備的動態故障。

（6）人才的質與量都與低碳物聯網建設與應用需求存在較大差距。低碳物聯網建設與應用是環境保護業務與信息通信技術融合發展的系統工程，需要大量既了解業務又懂信息技術的復合型人才，目前各級環保部門幾乎都存在缺乏復合型信息化領軍人物、技術人員數量不足的問題，這與低碳物聯網大規模建設、大范圍應用相矛盾。因此，各級環保部門需要在全面加強低碳物聯網應用能力建設的同時，加強復合型高端人才的引進、培養與儲備工作。

3 低碳物聯網應用的對策建議

3.1 重視低碳物聯網應用，將其作為低碳發展的基本支撐和關鍵環節

首先，提高各級領導、特別是一把手的認識，深入理解低碳物聯網對生態文明建設和探索低碳發展新路徑的作用和意義，將低碳物聯網建設和應用納入經濟建設和城市發展的規劃中；其次，制定各種法規政策，完善組織管理制度，制定資金保障和人才發展策略，制定行動綱要，保障低碳物聯網建設效果，擴大應用范圍；第三，創造良好的建設和應用氛圍，通過宣傳、培訓等各種方式使環保部門、企業、公眾都認識到低碳物聯網對于環境保護的重要作用，關注并支持低碳物聯網的建設和應用。

3.2 注重統籌規劃與頂層設計，明確低碳物聯網建設方向與路徑

合理的統籌規劃與科學的頂層設計是保障低碳物聯網建設和應用得以順利實施、有效運行的前提。首先，需要通過科學的統籌、有效的設計，明確建設方向，確定低碳物聯網建設的總體框架和推進策略，準確劃定低碳物聯網應用建設的范圍，并通過層層分解降低建設的復雜性；其次，通過規范引導、標準先行，把握建設重點，避免重復建設，詳細規劃建設任務與實施路徑；最后，還需要把頂層設計上升到戰略高度，保證頂層設計的落實，這是低碳物聯網應用建設成功的必要保障。

3.3 建立資金保障機制，確保低碳物聯網應用可持續發展

在低碳物聯網應用建設過程中，要建立長效的資金保障機制，將低碳運維費用納入財政預算，支持低碳物聯網建設。特別重要的是需要保證后期運營有足夠的資金投入，可采用政府財政支持和市場化運作相結合的方式，以保障低碳物聯網能持久穩定地發揮作用。

3.4 立足低碳物聯網應用，培育壯大相關產業，加強人才儲備

在低碳物聯網應用建設過程中，要通過適當的政策和財政傾斜，培育壯大相關產業，同時鼓勵產學研各方積極參與，開發適合低碳物聯網應用的低成本、高可靠性產品，尤其是傳感設備。同時，加強人力資源建設，通過人才培養、引進和儲備，保證有充足的高端人才、綜合性人才投入低碳物聯網的建設。

目前，人類環境、氣候問題頻發，自然災害不斷，影響國家的可持續發展。低碳經濟需要靠高技術來支撐，從這種意義上來講，物聯網對發展低碳經濟的作用十分重要。互聯網已經改變了整個人類社會，我們應抓住機遇，重視物聯網的發展，將物聯網技術應用于環境保護與低碳經濟發展、實現經濟發展與生態環境保護的雙贏。

主要參考文獻

[1]項有建.沖出數字化：物聯網引爆新一輪技術革命[M].北京：機械工業出版社，2010.

[2]王志良.物聯網：現在與未來[M].北京：機械工業出版社，2010.

[3]燕慶明.物聯網技術概論[M].西安：西安電子科技大學出版社，2012.