物聯感知“e”江南——江南大學數字化能源監管平臺建設實踐

文／田備

建設模式——“1+1+N+M”

在江南大學新校區基本建設中，有意識直接采用具有數據采集功能的智能電表等儀表儀器。經過幾年的建設和改造，目前校園內已經安裝近2萬個各類傳感監控點，電路、給水管網、變電所、VRV中央空調、分體空調、路燈、安防和交通等實施全方位、立體式的數字化實時管理，監控覆蓋率達90%以上，其中水、電遠程計量率達到99%。

打造“江南大學數字化能源監管平臺”。平臺建設采用統一規劃、分步實施的方式，架構為1+1+N+M模式，即1個能源服務門戶，1個系統平臺，N個業務子系統和移動應用（Mobile），目標是充分利用采集的能源計量和監控信息，將能源管理過程中的“模糊”概念變成清晰數據，實現了不同人、時、地的管理及多渠道信息交互，為管理者提供了更科學的決策支持。

1個能源服務門戶。將與師生個人密切相關的能源

在江南大學，曾經常見的長明燈、長流水難覓蹤跡，下班關電腦拉房間總電閘已經成為每個人的自覺習慣，一旦有水的異常使用相關人員就能收到短信報警。可以說校園里水、電一毫的跑冒滴漏都逃不過數字網絡的監管，校園管理實現了高度智慧化，這得益于學校自主研發的數字化能源監管平臺系統。江南大學智慧校園建設在能源監管領域的實踐已經形成了自己的特色和優勢。

江南大學數字化能源監管平臺

監管類子系統，是能源監管平臺的基礎和核心，重點解決“能源去哪兒了”這個核心問題。

江南大學在學?！笆濉币巹澬畔⒒ㄔO規劃中提出，要充分利用物聯網技術，采集校園中人和物的信息，通過信息化應用系統，對采集的信息進行處理加工，面向用戶提供科學化管理和個性化服務，做到對各種信息流的“數據采集數字化、信息化處理智能化、管理服務智慧化”，最終實現“智慧校園”。信息特別是用電和用水信息進行整合，用圖表等方式可視化展示用戶的能源使用歷史和趨勢，提供便捷的查詢、充值、預付費、自我管理、咨詢等服務，開展能源管理相關的綠色文化教育。能源服務門戶還與學校信息化服務門戶“e江南”對接，成為e江南門戶的一個重要子應用。還與e江南完成統一身份認證集成，實現單點登錄，方便用戶使用。

1個系統平臺。建設具有自主知識產權的FrontView系統平臺。FrontView平臺按照物聯網技術的要求，建立起了一整套數據采集、傳輸、存儲、分析、展示以及系統開發的標準和規范，是針對智能設備、設施和系統的“智能云平臺”。在此平臺上，可以快速開發和部署智能監管系統。為配合平臺的使用，還配套開發了智能電表、空調照明控制器、水電氣智能數據網關等。

N個業務子系統。根據業務范圍和功能子系統可分為監管類和控制類子系統。監管類子系統，是能源監管平臺的基礎和核心，重點解決“能源去哪兒了”這個核心問題。監管類子系統包括電能計量管理、給水管網監測、燃氣計量監管、建筑節能分析等，能對校園供電、供水、供氣和環境參數進行基于校園網的實時監測，掌握校園實時用量?？刂祁愖酉到y，是能源監管平臺的開展和延伸，重點解決“能源如何管”?？刂祁愖酉到y包括智能照明控制、變電所監控、智能空調控制等，能按照一定的管理策略實現對水、電、空調等設備、設施的遠程智能控制，可保障重點用能設備的可靠、高效、低耗運行。

電能計量管理系統。系統實現了對全校用電的分項分戶計量，通過細化到每小時的用能監管和分析，可以及時發現待機功耗等用能浪費現象。系統還和“指標化管理體系”充分配合，實現用電的管理和指標執行情況的監督、費用結算、數據統計分析等多項功能，為實現學校各學院、部門用電的量化管理提供必備條件。

給水管網監測系統。系統關注的對象是地下給水管網和重點用水設施，對其用水情況的感知、傳輸、監測、分析、管理。通過內置的專家系統模塊對管網流量模型進行自學習，可以在第一時間發現地下管網的跑冒滴漏，減少損失。為用水節水管理提供更好、更科學的決策支持，實現了科學節水和高效節水。

燃氣計量監管系統。系統對全校食堂餐飲用天然氣進行了遠程計量，可以實時監測到燃氣管網的流量、壓力和溫度的等參數，實現了我校用能種類的全覆蓋。

智能照明控制系統。系統實現了對全校道路照明、景觀照明及戶外信息發布設備（如LED顯示屏等）的實時監測和智能控制，能夠根據不同性質的照明進行分區域分時控制，并根據天氣情況（光照度）、經緯度（日出日落時間）等情況自動智能調整修正設置，實現按需照明，節約用電，延長設備使用壽命。

變電所參數監測與管理系統。系統對全校26個10KV變電所內近900個設備的運行情況實施24小時監測和聲光、短信聯動報警。學校依托系統調整和優化了變電所的運行模式，將原有全人力值班模式改為集中監管輔以定期巡視的管理模式，節約了人力資源，提高了保障水平。

分體空調智能監管系統。系統實現了第一教學樓133臺分體空調的狀態監控和基于課程表的自動開關機控制。解決了公共區域分體空調管理困難的問題，杜絕了無人空調等浪費現象。

移動應用（Mobile）。針對移動互聯網的發展趨勢，開發發布了能源監管平臺移動客戶端，滿足用戶移動應用的需求。移動應用可實現個人能源使用情況的查詢、自助服務等，也可滿足管理者移動化的對能源設備、設施的遠程實時監控。目前“江南大學掌中能源服務”App擁有IOS版和安卓版，支持IPad、Iphone和Android的手機和平板等。

應用效果——能源管理智慧化

“江南大學數字化能源監管平臺”的建設，平臺服務于能源的生產、傳輸、使用等能源全生命周期，既完成了能源信息的數字化，又在業務系統上實現了能源的智能管理，還在服務門戶上開展了以人為本的人本化、個性化服務。

能源監管平臺可實現用能行為的精細化管理，每個人和單位都能清晰地分析出能源使用習慣，可有針對性地改進個人或單位的用能習慣。

取得了較大的經濟效益。2013年，在全校科研經費、設備、分體空調總量分別增至2006年的3.24倍、1.65倍、2.33倍，但全校水電費年度凈支出仍然保持在1600萬元左右，與全國同規模高校中相比，保持了較高的能效水平和較低的水電費開支比例，并為學校累計節約水電費支出近億元。

促進了良好的節能行為。能源本身不會浪費，產生不合理浪費恰是人的用能行為。能源監管平臺可實現用能行為的精細化管理，每個人和單位都能清晰地分析出能源使用習慣，可有針對性地改進個人或單位的用能習慣。同時，借助能源監管平臺的社會影響，江南大學的綠色文化得以傳播。

推動了智慧校園建設研究。通過能源監管平臺的建設，產生了一批科技成果、多項軟件著作權和十多項國家專利。2011年1月，學校作為“高等院校節約型校園建筑節能監管平臺示范建設”首批示范試點高校，順利通過了住房和城鄉建設部會同教育部組織的專家驗收。

展望未來——打造智慧校園良性生態

在校園信息化建設過程中，我們認識到信息化建設未來發展趨勢和方向，一是基于物聯網、云計算、智慧的信息化教學環境將成為建設重點；二是師生對于信息系統和工具使用的自覺和熟練程度大幅度提升，師生信息素養較高；三是特色鮮明、內容豐富、風格多樣的優質教育資源被大量生產；四是以“生”為主和以“學”為主的教學模式改革廣泛采用信息技術和手段。這些要求既是智慧校園建設的重點，也需要智慧校園更智慧。

能源監管重點是監控設備、設施的狀態，是以“物”為主線。發展上應以“物”為主線與以“人”為主線并重。以“物”為主線，要擴大“物”的范圍和內涵，要實現信息共享，流程共享，打造校園管理的統一工作平臺，為高校資產管理處高效、高質量開展工作服務。以“人”為主線，以用戶角色在校活動的階段和身份為數據索引和存儲模式，將“招生- 迎新 - 教學- 培養 - 學工- 就業 - 離校- 校友”全系列數據依據先后關系組織到一起，在業務管理層面形成條理清晰的業務數據鏈結構，實現真正的數據取之于“人”，服務于“人”。

能源監管數據采集點多，數據采集粒度一般以分和時為單位，平臺上采集和存儲的數據是海量的。在未來發展上應從側重于通過“物聯網”手段獲取數據轉變為側重于通過“大數據”挖掘出數據的價值。要通過對海量數據的分析、挖掘，尋找能源管理內部，能源管理與其他管理或行為之間的關聯性，為管理決策和個人行為決策提供科學的依據和建議，協助師生快速做出相關選擇與決定，實現提高學習工作效率的目標。

能源監管平臺只是智慧校園建設的局部。未來要加強校園管理、學習管理等多種管理服務業務的整合，變單項服務為多業務綜合服務，發揮多業務的協同效應，打造完整的智慧校園建設及服務良性生態。