基于5G專網的高校智慧能源管理平臺建設研究

摘要：為提升高校能源利用效率和可持續性，文章主要探討基于5G專網的高校智慧能源管理平臺建設，即通過5G專網實現高效、安全的數據傳輸和處理。文章分析現有高校能源管理的不足，提出利用5G專網強化能源管理的構想。方法設計方面，文章采用系統分析和設計理論，結合5G網絡的特點，設計出一套智慧能源管理平臺。該平臺依托5G高速、低延遲的特性，能夠實現能源數據的快速收集與處理。研究結果顯示，該平臺能有效提升能源使用效率，降低能源消耗。平臺通過對能源消耗數據的實時監控和分析，為高校提供了數據支撐的節能減排方案。同時，平臺還支持遠程控制和智能調整，進一步優化能源分配，減少無效和過度的能源消耗。此外，文章還指出該平臺對于推動高?？沙掷m發展和智慧校園建設具有重要意義。通過集成5G技術，智慧能源管理平臺能夠提高能源管理效率，并為高校的科技創新和智慧化改革提供實踐案例和經驗借鑒。通過實施智慧能源管理，高校能夠有效降低運行成本，提升校園環境的可持續性，并推動綠色校園建設。總之，文章主要研究基于5G專網的高校智慧能源管理平臺建設，旨在為高校能源管理提供新的解決方案，對于促進高校能源管理智慧化、高效化具有重要的理論和實踐價值。

關鍵詞：互聯網；5G專網；高校設施；智慧能源管理平臺

中圖分類號：TN929.5；G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-8883（2024）04-0054-03

課題項目：本論文為2022年度中國智慧工程研究會教育科研課題“基于作業成本法的民辦高校學生培養成本核算實踐研究”成果，項目編號：ZKY231148

一、基于5G專網的高校智慧能源管理平臺建設意義

隨著科學技術的不斷發展，高校智慧能源管理平臺的建設成為當前高校管理的重要方向。能源是高校生產、教學和生活必需的重要資源。高校作為一個龐大的機構，能源消耗量也相當可觀。高校需要合理有效地管理能源，以提高能源利用效率，減少浪費，降低能源成本。而智慧能源管理平臺通過監控和管理能源系統中的各個環節，可以實現對能源消耗情況的實時監控和分析，進而優化能源的使用和管理，提高能源利用效率[1]?；?G專網的高校智慧能源管理平臺在應用方面也具有很大的潛力，通過對能源系統中各類傳感器設備的智能化部署和聯網，可以實現對能源設備的實時監測和故障預警[2]。

二、基于5G專網的高校智慧能源管理平臺建設原則

（一）高效性原則

高效性包括高速傳輸和處理能力、實時采集和分析能源數據以及快速響應和決策支持。高效性原則要求平臺具備高速傳輸和處理能力。5G專網作為新一代通信網絡，具備千兆級別的傳輸速度和毫秒級的低延遲特性，可以實現快速的數據傳輸和實時的響應。在能源管理中，高校智慧能源管理平臺需要從各個能源設備和傳感器中采集大量的能源數據，如電力消耗、水資源利用等[3]。

高效性原則要求平臺具備快速響應和決策支持的能力。5G專網的低延遲特性可以確保平臺快速響應用戶的查詢和指令，提供即時的反饋和結果。在高校能源管理中，平臺可以實時監測能源設備的運行狀態和能源消耗情況，發現異常情況并及時報警。

（二）可持續性原則

可持續性原則是指在建設基于5G專網的高校智慧能源管理平臺時，要考慮到對環境和資源的長期保護和可持續利用?？沙掷m性原則有助于保護環境和提高能源利用效率。通過推廣清潔能源，可以實現能源的智能管理和優化。

在建設高校智慧能源管理平臺時，應遵循可持續性原則，充分利用5G專網的傳輸和處理能力，實現對環境和資源的長期保護和可持續利用。

（三）安全性原則

安全性原則是確保平臺在數據傳輸、信息存儲和系統運行等方面的安全，以防止潛在的威脅和風險，并保護高校的能源系統和用戶隱私。5G專網提供了高速、低延遲、大容量的傳輸能力，但同時也增加了數據傳輸的風險[4]。

要保證數據傳輸的安全，平臺需要采用加密技術和認證機制，確保敏感數據在傳輸過程中不被竊取或篡改。高校智慧能源管理平臺需要大量存儲能源使用數據、系統操作記錄等信息，這些信息涉及高校內部的能源使用情況和相關用戶的隱私。

三、基于5G專網的高校智慧能源管理平臺建設策略

（一）構建穩定的網絡基礎設施

穩定的網絡基礎設施是支撐整個智慧能源管理平臺運行的關鍵，只有建立可靠、高效的網絡基礎設施，才能保證平臺的正常運行和數據的安全傳輸。建設穩定的網絡基礎設施，需要考慮到高校內部的網絡布局和拓撲結構。

針對不同的高校規模和分布情況，可以采用集中式或分布式的網絡架構。集中式架構適用于規模較小的高校，可以通過一個中心節點來管理和控制整個網絡；而分布式架構適用于規模較大的高校，可以將網絡劃分為多個子網絡，每個子網絡都有獨立的控制節點[5]。

無論選擇哪種架構，都需要確保網絡的連通性和可靠性，通過冗余設計和容錯機制來提高網絡的魯棒性。穩定的網絡基礎設施也需要考慮到網絡帶寬和延遲的要求。5G專網作為下一代通信技術，具有低延遲和高帶寬的特點，可以滿足高校智慧能源管理平臺對實時數據傳輸和響應的需求[6]。因此，在網絡建設中需要優先考慮5G技術的應用，使用5G專網作為主要的網絡通信方式，確保平臺的實時性和穩定性。

（二）部署物聯網技術

物聯網技術可以將各種設備、傳感器和系統連接起來，實現設備之間的互聯互通，為智慧能源管理提供全面而精準的數據支持。

高校需要選擇合適的物聯網設備和傳感器，根據高校智慧能源管理平臺的需求，選取能夠滿足監測、控制和數據采集等功能的物聯網設備和傳感器。這些設備應該具有穩定的性能和可靠的通信能力，能夠實時獲取各種數據并將其傳輸給平臺。物聯網設備和傳感器之間需要通過無線或有線的通信方式進行互聯互通，構建一個穩定、高效的通信網絡[7]。

高?？梢岳?G專網低延遲和高帶寬的特點，使用5G技術作為主要的物聯網通信方式，實現設備之間的實時數據傳輸和響應。高校需要制訂物聯網數據采集和處理策略。高校智慧能源管理平臺需要采集大量的數據，包括用電量、能耗、設備狀態等信息。為了有效采集和處理這些數據，可以采用分布式的數據采集方式，從物聯網設備和傳感器中收集數據并集中到平臺的數據中心，進行實時分析和處理。高校還需要對物聯網設備和傳感器進行管理和維護。物聯網設備和傳感器的數量龐大，分布廣泛，因此需要建立相關的設備管理體系和機制，包括設備的安裝、配置、調試和維護等[8]。

另外，高校需要定期檢查設備的運行狀態，及時發現故障并予以修復，確保物聯網設備和傳感器的正常運行。高校可以整合物聯網技術和智能算法，實現能源管理的智能化。對從物聯網設備和傳感器采集來的數據進行分析和挖掘，結合機器學習和人工智能等技術，可以預測和優化能源消耗，實現能源的精細管理。

（三）引入人工智能

人工智能技術可以實現智能化的能源管理，有效降低能耗并提高能源利用效率。引入人工智能需要建立一個強大的數據基礎。高校智慧能源管理平臺需要收集各種能源相關的數據，包括用電量、用水量、用氣量等，以及環境因素如溫度、濕度等。這些數據將成為訓練模型和算法的重要依據[9]。因此，高校需要確保數據的完整性、準確性和實時性，可以借助5G專網的高速傳輸能力，實時采集和傳輸數據，保證數據的及時性。引入人工智能需要建立相應的智能化控制策略，通過人工智能技術實現智能化的能源控制[10]。人工智能技術涉及大量的數據和模型，需要保證數據的安全性和機密性。

高校智慧能源管理平臺需要采取相應的數據加密和權限管理措施，確保數據傳輸和存儲的安全。同時，高校還需要建立監控和告警機制，及時發現和應對潛在的威脅。

（四）實現能源設備的智能調度和控制

現代高校擁有大量的能源設備，如照明系統、供暖系統、空調系統等，這些設備在日常運行中會消耗大量的能源[11]，實現能源設備的智能調度和控制是基于5G專網的高校智慧能源管理平臺建設的重要目的之一。

5G專網提供了快速、穩定的網絡連接，能夠實現對能源設備的遠程監控和控制。采用物聯網傳感器和設備，可以將能源設備的運行數據實時傳輸到智慧能源管理平臺，包括能耗數據、設備狀態、異常報警等。

同時，物聯網技術也能實現對設備的遠程控制，可以通過平臺對設備進行調節和操作。高校需要建立智能調度和控制算法。通過分析能耗數據和設備狀態數據，結合高校的用電需求和能源供應情況，制定相應的調度和控制策略[12]。

此外，還可以通過智能控制策略，實現能源設備的遠程開關、定時啟動、自動調節等功能，提高設備的運行效率和節能效果。

高校需要加強數據分析和優化，對能源設備運行數據進行分析，發現能源消耗的潛在問題，并提出相應的優化方案。例如，通過分析照明系統的能耗數據，可以發現存在能源浪費的燈具，并采取相應的改進措施[13]。

（五）集成其他系統

高校智慧能源管理涉及的系統很多，比如電力系統、供暖系統、供水系統、空調系統等。在與其他系統進行集成時，高校需要根據實際情況和需求確定具體要集成的系統，并明確集成的目的和效果[14]。不同系統有不同的數據格式和通信協議，為了將它們有效集成在一起，可以建立一個統一的數據平臺，并設計相應的接口用于數據交互。

5G專網可以提供高速、低延遲的網絡連接，為系統間的數據傳輸提供支持。不同系統之間的數據格式可能不同，高?？梢赃M行數據格式轉換，借助人工智能技術中的自然語言處理和數據挖掘等技術，對數據進行解析、轉換和處理，以實現系統間的數據共享和交互[15]。將高校智慧能源管理平臺與供暖系統集成，可以根據室內外溫度、人員活動等因素，自動調節供暖設備的運行狀態，實現舒適與節能的平衡。在系統集成過程中需要確保系統的穩定運行和數據的安全，可以采取備份和容災機制，確保數據的可靠和可恢復。

四、結語

基于5G專網的高校智慧能源管理平臺建設具有重要的意義和廣闊的應用前景，可以實現高效、可持續和智能化的能源管理，為高校節約能源、降低能源消耗提供科學依據和技術支持，促進高校可持續發展。

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作者簡介 項楠，研究實習員，研究方向：修繕與能源管理。