基于泛在電力物聯網的智慧城市建設及發展研究

韋 珺，郭恩玥

（中海石油環保服務（天津）有限公司，天津 300457）

世界經濟和科技正在以高速度持續發展，城市建設進程不斷加快，全球城市集中了全球約50%的人口[1]。但是城市的快速發展也引起了能源、社會、環境、交通等一系列各式各樣的問題，各國政府都在努力積極探索現代智能化的各項技術，信息相關技術的快速發展、發電技術尤其是新能源技術這幾年取得的進展，對新型智慧城市全面的建設起到了至關重要的作用。“智慧城市”建設通過融合新一代的信息化技術，對數據進行智能化整合，實現信息共享，從而切實提高城市建設和發展水平，實現城市的和諧發展。在此智能化背景下，能源互聯概念日益興起，電力物聯網概念應運而生。泛在電力物聯網正是作為物聯網在能源領域的一個具體展現，也隨著物聯網的快速發展，被重點關注。

泛在電力物聯網就是通過把控電力系統各項環節利用現代化的人工智能技術、高速移動通信技術、全面智能感應采集技術，將電力系統內的各個設備和環節充分連接，并通過全面感知和智慧化的處理技術，展開應用和服務[2]。泛在電力物聯網的發展，能夠助推電網提高管理效率和安全，最大限度地發揮電力網的優勢。為了建設世界一流能源互聯網企業，為建設網絡強國做好基礎。國家電網公司在“兩會”期間，積極響應國家號召，提出要全面推進“三型兩網”基礎網絡的現代化建設。泛在電力物聯網是物聯網等相關項目持續發展的重要基礎之一，其應用和發展關系到我國電網技術甚至社會經濟的可持續發展。

泛在電力物聯網在智慧城市建設的進程中起到了重要的支撐作用，它支撐智慧城市建設過程中與能源應用和管理相關的各項服務。泛在電力物聯網將城市各行業和城市生活中的能源使用和管理綜合起來，通過專業應用平臺持續交換能源信息，是城市大數據管理、綜合應用的平臺。智慧城市與泛在電力物聯網本身的發展是不可分割的。本文通過分析泛在電力物聯網自身的應用特點及其在智慧城市建設進程中的各項應用，提出相關的發展建議，為智慧城市的建設提供參考。

1 基于泛在電力物聯網的智慧城市建設

在整個地球上的所有城市中，其擁有的50%人口創造了全球80%的GDP，同時也消耗了75%的自然資源和能源，產生了75%的全球碳排放。如此龐大的數據，非常值得重視。面對能源短缺和環境污染，以及交通擁堵等一系列城市發展的嚴重問題，各個國家都需要積極主動地探索智能型技術，以及先進的信息技術，為新能源的發展提供支持，這也是建設智慧城市的根本含義。

“智慧城市”的建設離不開泛在電力物聯網的發展。近兩年以來，基于泛在電力物聯網技術的智慧城市建設取得了長足的進步，尤其是在智慧城市社區建設、智慧城市園區建設和智慧城市安全建設等幾個方面取得了很大的進展。

1.1 基于泛在電力物聯網的智慧城市社區建設

智慧社區的概念是綜合運用現代化的各種技術手段，將區域內地理、人、物、環境等相關信息，通過建設綜合管理平臺，對相關內容進行統一管理，提供公共服務及各項商業服務等資源。其特點與泛在電力物聯網的優勢相吻合。在國家各項政策和要求的不斷推進下，我國國家智慧城市的相關試點數量已經超過500個。其主要內容圍繞智能家居、智能社區安防、智能物業等幾個主要的方面，相互配合協作，打造立體的智慧社區形式（見圖1）。上海市靜安區于2017年底開始建設“社區大腦”，將大數據與社區精細化管理相結合，建設了社區綜合平臺，整合了街面巡查、監督尋訪、非機動車停放、獨居老人生命體征檢測等多個應用場景，發揮了重要作用[3]。廣州天河區采用配網儲能裝置，實現了在用電低谷時儲能，用電高峰期釋放的智能化用電，極大地提高了供電能力。林和街華新智慧社區已經實現了集政務管理、街道治理、門禁、居民信息一體化整合至一個平臺，居民在一處輸入信息，全平臺可以共享。此外其居民生活已經可以通過該平臺進行網上購物、送貨到家、個人的水電煤氣繳費享受家庭綜合服務，感受立體化智慧社區服務[4]。重慶市針對公租房的管理實施了“云端計劃”和“大數據行動計劃”，對公租房居民的信息實現了智能化的管理，采用“智能狗”的方式進行門禁和手機APP應用，提升了小區的安全性[5]。

圖1

1.2 基于泛在電力物聯網的智慧城市園區建設

智慧園區建設綜合利用現有的信息與通信技術，通過終端的傳感器對現場情況進行檢測和感知，利用智能化的數據平臺對數據進行分析及控制，統籌園區內的資源，實現對于園區內需求的智能化響應，加大園區智能化、自動化的管理，提高園區的管理效率和質量，打造和諧、可持續發展的立體化園區（見圖2）。通過與園區內的配電網進行融合，通過數據中心配合分布式思想的電站布置，打造立體式的能源網結構，優化用電結構和強化智能化控制，打造綠色智慧園區[6]。當前的智慧園區以多層應用為基礎，以智能中樞為核心打造適用于園區的全方位綜合管理云平臺，通過全方位的傳感器匯集火警、安保、照明等系統信息，對園區的辦公、食物、倉儲區域進行實時的監控與管理，提升管理效率和質量。威海物聯網產業園依托利用云計算技術，系統性地建設了綜合管理云平臺，對園區的各項活動進行統籌管理、處理與存儲，消除信息孤島，使園區的智能管理達到了新的高度[7]。其智慧辦公管理系統實現了企業應用軟件的統一，可以支持個人電腦、手機、平板電腦等多種設備接入。物業管理系統實現對園區內容進出人口和車輛等信息的采集及實施監控。物流系統匯集園區內各方企業的物流信息（車、貨、人、倉儲）內容于同一個平臺，通過系統的智能分析，實現高效的配送服務，降低物流成本，提高效率[8]。總體來說，當前我國智慧城市園區的建設已經實現了物聯網與計算機平臺相關內容的結合，處于邁向新階段的過渡時期，未來將會在綜合管理、全數據整合、智慧處理等方面有進一步的發展。

圖2

1.3 基于泛在電力物聯網的智慧城市安全建設

安全，是城市政府為城市當中居民、企業所提供的基本保障（見圖3）借助泛在電力物聯網，對智慧城市建設安全主要在兩個方面有較大的幫助。首先是實體安全方面，主要包括了公共安全、消防、醫療衛生、交通、應急管理等領域。如在公共安全方面，通過數據整合和智能管理，對城市的交通運營情況和公共衛生等方面的智能監控與控制。在應急管理方面，通過終端的監測手段和大數據融合，快速地發現應急問題，并進行一定程度的自動處理[9]。在城市消防方面，借助無線網絡傳感技術及消防感知模塊，通過對用電、用水和用氣的實施檢測，加強對各類建筑和工業的監控，建立全方位的消防服務，在保障人民生活方面發揮更大的作用[10]。其次主要體現在泛在電力物聯網信息方面的安全，包括基礎設施安全，信息的采集和傳遞由于建設密集、數據量大，自身和傳遞的準確度將對最終的智慧管理起到重要作用。另外，由于泛在電力物聯網的信息包括城市及用戶個人隱私的許多關鍵信息，如何保護這些信息（尤其是用戶的信息）不被泄漏，需要伴隨在建立泛在電力物聯網和智慧城市的全過程[11]。

圖3

2 結束語

當前泛在電力物聯網在智慧城市建設的進程中起到了重大作用，尤其是伴隨著5G網絡的發展，未來會有更廣泛的發展潛力。面對復雜、使用范圍廣、工程量大的泛在電力互聯網應用，需要我們秉承合作共贏、優勢互補、共同發展的理念。為了推動智慧社區在智能化服務方面的進一步提升，提高智慧園區內各企業的效率，以及智慧城市的現代化建設安全能夠得到有效的保障，結合當前的發展現狀，未來有三方面應該受到更多的重視：一是在應用泛在電力物聯網建設智慧城市的過程中應該注意政府和企業的溝通，交流各自的成果和行業信息，避免各地大量重復建設實驗；二是在建設過程中應更加注重實用性，不能盲目地將各種新技術生硬的應用，背離了初衷；三是始終要把安全放在首要位置，注重信息采集、傳遞的準確，同時要保障信息應用的安全。

總而言之，泛在電力物聯網建設是一個創新、開放、復雜、宏大的社會大工程，需要樹立開放、合作、共贏、共享的理念，投入更多的社會資本和吸引各類市場主體參與建設和價值創造，促進產業鏈上下游共同發展，打造共建、共治、共贏的能源互聯網生態圈，使全社會共享發展成果，促進人類命運共同體的長遠發展。