智慧供熱與企業信息系統規劃

關鍵詞：智慧供熱；云計算；大數據；物聯網；信息系統規劃

中圖法分類號：TP315 文獻標識碼：A

1供熱企業信息系統的特點和現狀

供熱企業的信息化建設是以供熱生產為中心，圍繞供熱保障、生產運行、供熱調度、數據分析等方面為供熱生產運行提供支撐，為供熱管理的科學決策提供實時準確的大數據基礎。一般情況下，各類信息系統通常是伴隨供熱生產運行的需求而陸續建成的。近年來，隨著城市供熱面積的增加，熱力站逐年倍增，而與之相反的是人員數量在逐年減少，人員成本逐年增加。在此情況下，唐山市熱力集團有限公司加快信息化發展步伐，陸續建設了各類信息系統：隨著熱源廠的增加，建設了熱源數據監測系統，實現了對熱源廠數據的實時監測：隨著大環網管線的建成，建設了大環網中繼泵站監測系統，實現了對關鍵管網數據的監視：隨著熱力站的逐年增加，建設了熱網智能控制系統，實現了熱力站的遠程調控；隨著供計量工作的逐年推進，建設了熱用戶遠程抄表管理系統；隨著熱用戶舒適度要求的不斷提高，建成了典型用戶室溫采集分析管理系統，實現了對典型熱用戶室溫的數據采集上傳及分析；另外，為加強對大環網的巡檢和管理，建成了GIS地理信息系統。已經形成了從熱源、熱網、熱力站到熱用戶的全熱網的數據采集、監測與控制。

2存在的問題

雖然唐山市熱力集團有限公司的信息化建設經過多年的發展已經進入智能供熱階段，但隨著大數據時代的到來，智慧供熱對企業信息化建設的發展提出了更高的要求，在企業信息化建設中的問題也逐步顯現。

2.1“信息孤島”現象明顯

隨著供熱面積的逐年增加，企業經營規模越來越大，各部門信息系統中存在多個由不同廠家開發的“小平臺”系統，每個軟件平臺都是以供應商自身的特色開發，軟件平臺的建設時間、通信協議、功能、設計理念、開發方法等都存在差異，造成這些信息系統后期的運行管理困難，且各廠家的數據上傳情況受產品本身性能、服務器性能的約束，系統運行效果各有差異。“信息孤島”現象明顯。

2.2數據無法共享

因多年來各個部門陸續建設的應用信息系統在建設之初并沒有考慮數據的互通和共享問題，隨著信息化建設向平臺化發展，數據共享問題逐漸突出，不能實現數據的共享和應用，更不能為數據的分析處理和進一步的挖掘應用奠定基礎。

2.3各系統獨立運行

各信息系統相對獨立，運行較好，但無法在一個平臺上應用，造成資源浪費、操作復雜、使用不方便。

2.4缺乏統一的框架集成標準

信息系統建設是隨著各部門的業務需求逐年建設的，在建設之初僅限于滿足當前的功能需求，并沒有考慮未來可能會統一平臺，因此缺乏統一的集成標準。

2.5基礎數據無法及時更新

供熱信息大數據是一個相互關聯的整體，因為各系統都處在獨立運行狀態，數據更新不及時，數據往往會出現差異，存在各部門之間的數據不相符的情況，致使數據分析處理效率低，準確性差。

3智慧供熱與企業信息系統規劃

智慧供熱與企業信息系統規劃是密不可分的。以上問題是供熱企業信息化發展普遍存在的問題，科學合理的企業信息系統規劃是解決這些問題的有效手段。

信息系統規劃（Information System Planning，ISP）是從企業戰略出發，在理解企業發展戰略目標與業務規劃基礎上，分析、評估企業的現狀，優化企業業務流程，構建企業信息系統架構，對企業內外信息資源進行統一規劃、管理與應用，利用信息系統控制企業行為，輔助企業進行決策，幫助企業實現戰略目標。

智慧供熱平臺是供熱企業信息化的綜合管理平臺，集成了供熱生產的各類數據，包括供熱基礎信息、熱源監控數據、換熱站遠傳數據、熱用戶室溫數據等。

供熱基礎數據是支撐智慧供熱平臺的基礎。對于供熱企業而言，為實現智慧供熱，要從企業實際情況出發，以供熱基礎信息數據為核心進行規范整理。供熱基礎信息是圍繞“熱源→熱網→熱力站→熱用戶”為主線而建立的，在供熱生產數據方面要圍繞熱源、熱網、熱力站、熱用戶為主線進行數據結構的規劃和完善；計劃經營類包括收費系統、財務系統、材料系統等；服務保障類分為客服系統等。將這些數據進行整體規劃設計，形成一個完整的數據庫結構，建立基礎數據庫，這是基礎也是關鍵一步。在這個環節，應以熱用戶為中心進行數據的收集整理，如熱用戶的基本信息、房屋維護結構、熱計量情況、歸屬的小區、熱力站等。

確定數據結構后，要對各類系統之間的需求進行功能分析設計，圍繞各職能部門及使用者的功能需求對軟件功能進行開發設計。另外，對各信息系統進行集成和融合，打破數據壁壘，形成相互共享、數據關聯的一體化系統。科學合理的信息系統規劃是實現智慧供熱的基礎，助力實現從智能供熱到智慧供熱的質變。

4智慧供熱的基本框架和建設目標

4.1智慧供熱的概念

智慧供熱是基于互聯網、云計算等信息技術以及供熱運行的大數據、綜合集成法、虛擬技術等工具和方法的應用，依托互聯網實現各環節信息共享，具有人“大腦”的一種高級的綜合分析判斷能力，實現供熱系統全面透徹的信息化管理。

4.2支撐智慧供熱的信息系統

智慧供熱信息系統在供熱信息化基本架構的基礎上，具有如下發展趨勢：在信息系統管控維度上，依靠供熱企業信息化的總體規劃制定，實現基于數據中心的信息化管控一體化，減少信息系統的中間冗余，降低運營成本；在供熱設備設施及熱用戶兩類對象管理上，基于唯一編碼設置，解決“信息孤島”問題，確保各個子系統數據的關聯性：在信息系統建設途徑上，發揮云計算技術優勢，將云計算與智慧供熱結合，同時搭建智能供熱云平臺，作為信息系統基礎平臺：建立圍繞客戶服務管理、生產運行管理、組織保障管理的信息系架構，客戶服務管理體系以熱用戶為中心.實現基于工作流的服務全過程信息管理，生產運行管理體系以供熱設備設施為中心，實現精細化、安全化調度控制，組織保障管理體系以人、財、物為中心，實現供熱職責標準化、信息化；多終端應用模式不斷豐富，形成計算機、移動終端、大屏顯示和觸摸屏的聯動信息化應用，提供更加便捷的廣域信息系統的接入方式。圖1為智慧供熱信息系統架構圖。

4.3智慧供熱的建設目標

隨著供熱中遠期發展，熱網覆蓋地域廣，換熱站數目多，供熱面積大，調度、管理、分析、核算、統計等工作較困難，需要以先進的自動化及信息化技術實現系統化的調度和管理，實現由傳統的以大量人力工作為中心的管理模式，向以現代化、信息化、系統化為中心的管理模式轉變，管理層、決策層所獲數據將更加準確和及時，以便更快地制定生產目標和企業未來發展戰略。

基于上述規劃和目標，本文旨在對熱源、熱網、熱力站、熱用戶建立有效監控，通過信息技術及物聯網技術與傳統供熱運行技術的交叉融合，促進供熱系統管理水平升級，使其具有重要的發展潛力。智慧供熱綜合管理軟件平臺的建設和應用，將加強唐山熱力各部門之間的管理、協作，能夠提高供熱質量，能夠基于網絡平臺面向民生提供供熱服務，能夠基于網絡數據監測提供供熱保障以及提高應急處理等管理水平，進而實現統一的供熱保障指揮和優化調度。合集成方式，通過統一接口進行整合，保護歷史數據，增強系統可維護性。保持各業務系統的相對獨立性，同時實現讀寫分離，最大限度地降低風險。

（2）“統一性”——建立統一的數據格式、數據標準。

規范各個應用系統中數據資源的創建、使用規則，建立良好的數據共享和管理機制，提升數據質量；建立具有符合供熱企業實際及供熱行業發展方向的數據統一標準格式，以后進入系統的供應商，其數據、傳輸協議等必須符合軟件平臺的統一性要求。通過構建數據集成平臺，實現業務系統之間的數據交換，滿足應用系統數據共享的需求。

（3）“開放性”——軟件不受制約，并且具備擴展性。

智慧供熱綜合管理平臺系統可以兼容現有的所有供熱系統硬件傳輸協議、數據格式，也可以對接供熱企業現有的收費系統、客服系統、熱計量系統、室溫采集系統、熱源監測系統等設備管理系統，實現與生產管理系統數據的共享及聯動。

（4）軟件延展性不受制約，能夠應用復雜算法。

智慧供熱軟件平臺是完全基于高級語言的代碼及程序開發實現的，可以實現能耗分析、供熱負荷預測、管網水力平衡計算、客服數據分析等功能，這些功能由大數據分析系統及其復雜算法實現。

5.2平臺框架

智慧供熱信息系統整體分為感知層、網絡層、計算與存儲層、數據及服務支撐層和應用層5部分，如圖2所示。

5智慧供熱平臺的建設思路

5.1建設思路

智慧供熱綜合管理平臺需遵循“兼容性、統一性、開放性”的建設理念，力求在盡可能保持原有系統不變的情況下，實現最佳的數據集成效果，進行數據分析和數據挖掘，形成一整套優化調度、優化管理方案，使之成為供熱運行管理的決策依據。

（1）“兼容性”——集成現有系統，而不是推倒重來。

智慧供熱軟件平臺必須根據現有系統的情況來進行構建，不需要重新創建系統。通過使用適當的數據集成架構框架進行數據集成，并使其應用于整個智慧供熱體系。利用平臺技術，將企業內部系統、外部第三方系統進行有機整合，形成松散、耦合、開放、一體化智慧供熱軟件平臺，可以實現從熱需求側到供應側的信息管理與使用的閉環，真正依據客戶的需求組織供應，優化服務流程。平臺采用模塊化、插槽式整

（1）感知層通過傳感器、采集儀表等為平臺采集數據；（2）網絡層為感知層的數據傳輸提供支撐，包括有線網絡、無線網絡等；（3）計算與存儲層是指以熱源、熱網、熱力站、熱用戶等為主線的各項信息系統數據庫；（4）數據與服務支撐層是指利用面向服務的體系架構以及新一代信息技術，通過數據融合和服務融合支撐承載智慧供熱應用層中的相關應用；（5）應用層是指數據通過平臺進行挖掘和分析，而后進行展示和應用。

5.3平臺數據集成方式

智慧供熱平臺數據整合集成范圍涉及多家單位的多套系統，數據內容涉及各業務數據、基礎信息數據，數據涉及范圍廣，數據內容復雜，數據格式不一，且數據存放在不同的數據庫。采用數據中臺技術對多平臺的數據進行集成，將各系統的數據通過數據中臺進行清洗、過濾，形成統一的標準，為智慧供熱平臺提供有效的數據。

5.4智慧供熱平臺的主要功能

（1）實現對各類生產數據的集成并完成與省、市供熱監管平臺的數據對接。

感知層是智慧熱網建設的基礎，目前唐山市熱力集團有限公司涉及熱源出口、計量小室、中繼泵、換熱站、大溫差機組、熱計量和室溫等數據采集和監控，涉及多個廠家、多種平臺、多種形式的數據采集，首要任務是規范設計智慧供熱系統基礎數據、運行數據的編碼規則，規劃設計各子系統數據庫傳輸、存儲結構。

（2）實現平臺統一、數據共享。

通過開發建設平臺軟件，統一集成界面，統一各子系統人口。

（3）開發建設客服系統。

供熱客服系統基于呼叫中心搭建一個處理熱用戶報修、咨詢、投訴、測溫等申請，并能連接線下維修人員完成現場維修和反饋的管理平臺。

（4）建立基于地圖呈現的調度管理信息系統。

利用開發的GIS平臺建立管線走向示意圖，依靠地圖實現對熱源、管網設備、換熱站關鍵參數的查看，利用巡檢功能并結合對人員的管理，保證管線的安全運行，建立設備的維護檔案。通過室溫數據和小區電子圍欄，可以查看各小區的室溫熱點圖，及時掌握各區域的室溫狀況。同時，通過與收費、客服系統的對接，掌握各小區的收費率和投訴率。

（5）值班調度管理。

實現熱力值班的無紙化辦公，記錄調度中心、二級調度中心日常工作日志和交接班管理。

（6）規劃建設駕駛艙界面。

實時反映熱力企業的整體運行狀態，將各信息化子系統的數據、圖形進行整合，對關鍵信息進行提煉、匯總、展示。讓數據形象化、直觀化、具體化，為管理層和執行層清晰地了解企業當前的生產運營、管理、目標達成情況，幫助企業更好地識別風險，起到提早控制和輔助決策的作用。該功能模塊為定制化開發模塊，需唐山熱力明確展示內容、展示形式等，進行一次性訂制開發。

（7）逐步實現熱計量系統功能整合。

總體設計目標是通過對現有多家的熱計量系統進行整合，實現供熱計量信息系統對各廠商熱計量設備的統一監控、對計量數據的自主掌控應用、對預付費刷卡系統的統一管理，并開發相應接口程序，實現與收費系統、客服系統的對接，滿足各系統對熱計量數據的調用查詢需要，同時通過供熱計量信息系統的管理功能，提高熱力公司熱計量業務管理效率，降低人員勞動強度。

（8） APP手機終端、稽查管理。

供熱生產和管理人員通過手持移動終端就可以實現熱網調度指揮、熱源、熱力站、熱計量、熱用戶室溫的數據監測、調控、報警信息、經營收費、客戶投訴情況的查看，以及維修中心績效管理，打破空間和時間限制，讓供熱企業隨時隨地掌握各供熱環節動態生產經營信息，滿足供熱管理人員對熱網生產信息及時、快速、全面掌握的需求。通過手機客戶端的開發建設，稽查人員可實時掌握熱用戶繳費狀態、用熱狀態、室內溫度等參數，實現稽查管理。

6結束語

智慧供熱與企業信息系統規劃是密不可分的，智慧供熱應最大限度地減少人工操作，真正實現供熱系統的自動化、智能化運行；智慧供熱建設的最終目標是讓企業供熱服務有保障；智慧供熱要圍繞源、網、站、戶為主線，以熱用戶為中心進行供熱大數據的采集、監測、分析、調控；智慧供熱應充分利用移動互聯網技術、地理信息系統實現數據共享的互聯互通。企業信息系統的數據規劃是智慧供熱的基礎也是關鍵，

作者簡介：

裴明哲（1977—），本科，高級工程師，研究方向：供熱信息化建設、信息系統運維管理、通信及網絡安全管理等（通信作者）。