黃明生 夏侯康 鄧超 邵奇一 歐益強(qiáng)

摘?要：隨著機(jī)場(chǎng)建設(shè)規(guī)模和旅客數(shù)量持續(xù)快速增長(zhǎng)，機(jī)場(chǎng)的能源消耗日益加劇，但對(duì)于能源的使用，卻沒有先進(jìn)的信息管理系統(tǒng)進(jìn)行管理，推進(jìn)機(jī)場(chǎng)能源管理建設(shè)迫在眉睫。本文結(jié)合白云機(jī)場(chǎng)的發(fā)展需求構(gòu)建了《機(jī)場(chǎng)能源管理信息系統(tǒng)》，用信息化的手段提升能源管理水平，以實(shí)現(xiàn)白云機(jī)場(chǎng)節(jié)能減排的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：能源管理?節(jié)能減排?綠色機(jī)場(chǎng)

中圖分類號(hào)：V351??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????文章編號(hào)：1003-9082（2020）09-000-02

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的日新月異，越來越多的傳統(tǒng)行業(yè)開始擁抱互聯(lián)網(wǎng)。利用計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行信息處理與管理，不僅提高了工作效率，而且大大 提高了信息數(shù)據(jù)的安全性尤其對(duì)于復(fù)雜的信息管理，計(jì)算機(jī)能夠充分發(fā)揮它的優(yōu)越性。而通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人們則大大享受著“資源共享 、效率倍增” 等益處 。 因此，基于網(wǎng)絡(luò)的信息管理系統(tǒng)如今得到飛速發(fā)展 ，而且擴(kuò)展到越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域。高效生產(chǎn)，縮減成本，是每一個(gè)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，機(jī)場(chǎng)集團(tuán)管理下的各個(gè)二級(jí)單位能耗類型，能耗總量各不相同，如何提升機(jī)場(chǎng)各部門能源管理水平，是決策者比較關(guān)心的問題。據(jù)前期調(diào)研分析，白云機(jī)場(chǎng)能源管理工作中存在著諸多問題，一是源管理體系涉及覆蓋面廣，沒有統(tǒng)一的管理工具，缺少對(duì)能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，缺乏統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏專業(yè)人員。二是有多套計(jì)量數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，計(jì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析依靠人工完成，不支持多種計(jì)費(fèi)架構(gòu)，缺少移動(dòng)抄表功能，不支持可視化圖表呈現(xiàn)。三是設(shè)備能績(jī)效相關(guān)的參數(shù)獲取不及時(shí)，用能設(shè)備運(yùn)行控制策略單一，運(yùn)行控制動(dòng)作存在滯后性，缺乏統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)保障用能安全。由于每套能源相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議不統(tǒng)一，各自采集的數(shù)據(jù)無法共享，更談不上大數(shù)據(jù)分析和挖掘，而數(shù)據(jù)共享和挖掘恰恰是能源互聯(lián)網(wǎng)的精髓，因此，建設(shè)具備“互聯(lián)網(wǎng)+”屬性的機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)的第一步，需要打破信息孤島。通過信息化的手段，規(guī)范能源體系流程，精細(xì)計(jì)量，能源管理智慧運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和有效應(yīng)用，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，精細(xì)化智能化能源管理，為管理者提供科學(xué)決策。

一、系統(tǒng)概述

1.項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目擬對(duì)廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)范圍統(tǒng)一建設(shè)能源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)內(nèi)重點(diǎn)用能區(qū)域電、水、燃?xì)狻⑷加偷榷喾N類別能耗數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析及運(yùn)行管理，提供能源管理的策劃、實(shí)施、檢查、改進(jìn)等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互聯(lián)互通，能源抄表計(jì)費(fèi)等常規(guī)功能應(yīng)用，以及設(shè)備效率分析、節(jié)能診斷分析、能效評(píng)估等高級(jí)管理功能應(yīng)用，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)管理。

2.項(xiàng)目背景

我國(guó)民航業(yè)近年來實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，民航運(yùn)輸需求旺盛，帶動(dòng)能源消耗量和排放量增加。受技術(shù)水平、管理能力以及空域資源等制約，能源消耗量與排放量在較長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)仍難以改變與運(yùn)輸同步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，并將對(duì)行業(yè)發(fā)展形成越來越大的壓力。推進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，有效應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)將是今后面臨的重大課題。中國(guó)民用航空局在《中國(guó)民用航空發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》明確提出加快建設(shè)綠色民航的轉(zhuǎn)型發(fā)展方略，支持機(jī)場(chǎng)等單位開展節(jié)能減排改造，著力推廣能源管理系統(tǒng)建設(shè)。在民航業(yè)深化改革、創(chuàng)新發(fā)展的大環(huán)境下，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、建設(shè)綠色機(jī)場(chǎng)、走節(jié)能減排之路，既是貫徹落實(shí)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略部署與適應(yīng)新常態(tài)的必由之路，也是社會(huì)責(zé)任的重要體現(xiàn)。

二、基本理論

1.設(shè)計(jì)思路

白云機(jī)場(chǎng)能源管理信息系統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路主要建立一個(gè)大數(shù)據(jù)中心，圍繞體系管理和精細(xì)計(jì)量?jī)纱髴?yīng)用而展開，通過一張圖的形式呈現(xiàn)運(yùn)行和管理各類信息，是面向機(jī)場(chǎng)能源系統(tǒng)管理層的全面反映機(jī)場(chǎng)能源的視圖和綜合信息平臺(tái)。

2.體系架構(gòu)

系統(tǒng)整體架構(gòu)分為基礎(chǔ)設(shè)施層、接口層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、展現(xiàn)五層，整體架構(gòu)圖如下圖所示。系統(tǒng)自下而上提供服務(wù)，使得應(yīng)用層具有更高的擴(kuò)展性，以后其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要調(diào)用數(shù)據(jù)或服務(wù)直接從服務(wù)層上獲取即可。如圖3-2所示。

三、實(shí)現(xiàn)方案

1.相關(guān)技術(shù)概述

能源管理平臺(tái)主要采用以下領(lǐng)先技術(shù)：

1.1基于 B/S 架構(gòu)的軟件

基于 B/S 架構(gòu)，無須安裝軟件客戶端，通過 Web 瀏覽器即可登錄系統(tǒng)查看能耗信息。支持個(gè)人電腦、平板電腦、智能手機(jī)等訪問方式，便于用戶隨時(shí)隨地了解用能信息，顯示分辨率自動(dòng)適應(yīng)，以方便各種移動(dòng)設(shè)備訪問。

1.2前端工程化

單頁面應(yīng)用的風(fēng)靡使得web應(yīng)用開發(fā)變得日趨復(fù)雜，組件化，工程化，自動(dòng)化成了前端發(fā)展的趨勢(shì)之一，工程化，組件化，自動(dòng)化也逐漸成為一線大型互聯(lián)網(wǎng)公司的標(biāo)準(zhǔn)。前端采用Vue.js，輕巧、高性能、可組件化的MVVM庫，同時(shí)擁有非常容易上手的API。

1.3數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)

能源管理平臺(tái)采用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，根據(jù)項(xiàng)目類型特點(diǎn)建立不同的數(shù)據(jù)模型，通過對(duì)模型化數(shù)據(jù)的放大縮小旋轉(zhuǎn)等操作，使不同的用戶都能看到自己想看的數(shù)據(jù)，滿足用戶從宏觀統(tǒng)計(jì)到微觀分析的需求。本平臺(tái)引入了Mysql、Redis、InfluxDB和HBase三種類型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫，以及FastDFS分布式文件存儲(chǔ)服務(wù)器。

1.4組態(tài)建模技術(shù)

能源管理平臺(tái)采用構(gòu)件化的軟件技術(shù)設(shè)計(jì)，每個(gè)功能模塊都是由多個(gè)質(zhì)量可靠的獨(dú)立組件搭建而成。根據(jù)用戶的不同需求，每個(gè)項(xiàng)目采用“搭積木”的方式實(shí)現(xiàn)，保證用戶“所見即所得”，項(xiàng)目的進(jìn)度和質(zhì)量可控。

1.5軟件可擴(kuò)展、易維護(hù)

采用構(gòu)件化和組態(tài)化的良好軟件架構(gòu)，只需通過界面的組態(tài)和組件屬性的配置即可滿足大部分用戶變更的需求。提供建模、組態(tài)、報(bào)表等工具，極大地減少了擴(kuò)展、維護(hù)的工作量。

1.6軟件后臺(tái)微服務(wù)化

服務(wù)之間可以獨(dú)立部署，微服務(wù)架構(gòu)讓持續(xù)部署成為可能;每個(gè)服務(wù)可以各自進(jìn)行負(fù)載均衡擴(kuò)展和數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展，而且，每個(gè)服務(wù)可以根據(jù)自己的需要部署到合適的硬件服務(wù)器上，可以針對(duì)每個(gè)服務(wù)（service）組件開發(fā)團(tuán)隊(duì)，提高容錯(cuò)性（fault isolation），一個(gè)服務(wù)的內(nèi)存泄漏并不會(huì)讓整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。該平臺(tái)包含三大應(yīng)用模塊，互相可通過http協(xié)議進(jìn)行調(diào)用。

2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

命名約定，所有的數(shù)據(jù)庫命名都是以模塊的縮寫加上具體表的英文詞匯組成，這樣能夠統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫表的命名，也能夠更好地規(guī)范數(shù)據(jù)庫表命名。

設(shè)計(jì)約定，數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，首先進(jìn)行對(duì)象實(shí)體的設(shè)計(jì)，最后將對(duì)象持久化到數(shù)據(jù)庫中，這樣能夠?qū)⒄麄€(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)場(chǎng)能源管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分為五部分，activiti工作流的表為act_開頭，sys_的表則為能源管理后臺(tái)系統(tǒng)管理相關(guān)的數(shù)據(jù)表（如圖4-2-1所示），能源管理體系子系統(tǒng)所有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表均為empss_開頭，能源決策分析子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表均為empss_visual_開頭，抄表計(jì)費(fèi)管理子系統(tǒng)為meter_或empss_meter_開頭，下文會(huì)對(duì)表與表結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述（列出示例）。

3.系統(tǒng)功能說明

系統(tǒng)功能分三個(gè)子系統(tǒng)，能源體系管理子系統(tǒng)，能源數(shù)據(jù)展示分析子系統(tǒng)，抄表計(jì)費(fèi)管理子系統(tǒng)，如圖4-3所示。

能源體系管理子系統(tǒng)，能源管理體系以降低能源消耗、提高能源利用效率為目的，針對(duì)組織活動(dòng)、產(chǎn)品和服務(wù)中的能源使用或能源消耗，利用系統(tǒng)的思想和過程方法，在明確目標(biāo)、職責(zé)、程序和資源要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面P-策劃、D-實(shí)施、C-檢查和A-改進(jìn)，PDCA往復(fù)循環(huán)的過程，就是企業(yè)節(jié)能管理不斷優(yōu)化、能效不斷提高、能耗不斷降低過程。整合activiti工作流引擎，使流程審批更加靈活和人性化，其有任務(wù)審批、撤回、駁回、會(huì)簽等功能，滿足了股份公司對(duì)任務(wù)流程的要求。

能源決策分析子系統(tǒng)，可視化呈現(xiàn)是運(yùn)行和管理各類信息的集成展現(xiàn)模式，是面向機(jī)場(chǎng)能源系統(tǒng)管理層的全面反映機(jī)場(chǎng)能源的視圖和綜合信息平臺(tái)。提供能耗總覽、能耗監(jiān)測(cè)、能耗統(tǒng)計(jì)等功能。通過數(shù)據(jù)可視化分析引擎，可深入了解機(jī)場(chǎng)能源數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)動(dòng)態(tài)，清晰直觀地挖掘數(shù)據(jù)之間潛在層次與關(guān)聯(lián)。引入InfluxDB時(shí)序數(shù)據(jù)庫作分項(xiàng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其每項(xiàng)數(shù)據(jù)都有基于時(shí)間序列的指標(biāo)，利于根據(jù)時(shí)間進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。引入GIS地理信息系統(tǒng)，區(qū)域數(shù)據(jù)展示更直觀。前端引入基于Echarts的圖表框架，數(shù)據(jù)報(bào)表展現(xiàn)形式豐富，有柱狀圖、餅圖、折線圖等。

抄表計(jì)費(fèi)管理子系統(tǒng)，本系統(tǒng)包含PC端后臺(tái)管理系統(tǒng)和移動(dòng)端抄表App，本系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心相輔相成，通過數(shù)據(jù)中心接入更多的水電表采集系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、生產(chǎn)可視化系統(tǒng)及其他能源系統(tǒng)，獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)能源管理統(tǒng)一化，數(shù)據(jù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化。實(shí)現(xiàn)多套零散水電計(jì)量采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合，實(shí)現(xiàn)多種模式的收費(fèi)管理功能。

該項(xiàng)目采用了前端采用Vue+NodeJs框架實(shí)現(xiàn)，后臺(tái)服務(wù)采用SpringBoot+Mybatis框架實(shí)現(xiàn)，有利于模塊化管理，提升開發(fā)效率，使用Shiro權(quán)限控制框架，細(xì)粒度區(qū)分按鈕權(quán)限和資源權(quán)限，使用Redis做緩存中介，提升了系統(tǒng)訪問速度，數(shù)據(jù)庫采用Mysql，成本低且實(shí)用性高，采用分布式文件系統(tǒng)FastDFS，解決體系文件、審批中過程文件等存儲(chǔ)問題，可靠性高，易于拓展。

結(jié)語

本文針對(duì)白云機(jī)場(chǎng)能源系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀調(diào)研分析，結(jié)合機(jī)場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展， 針對(duì) “綠色、 智慧” 機(jī)場(chǎng)建設(shè)的要求， 構(gòu)建了機(jī)場(chǎng)能源信息管理系統(tǒng)，一中心三大應(yīng)用，從優(yōu)化流程、精益管理、精細(xì)計(jì)量，實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)行節(jié)能等方面，有效提高機(jī)場(chǎng)能源系統(tǒng)運(yùn)行與管控效率， 實(shí)現(xiàn)民航節(jié)能減排，亦推進(jìn)四型機(jī)場(chǎng)的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]李永超.民用機(jī)場(chǎng)能源信息管理系統(tǒng)[D].湖南：湖南大學(xué)，2010.

[2]周麒麟.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的大型民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)[J].科技與企業(yè)，2016（10）：29.

[3]中國(guó)民航網(wǎng).中國(guó)民用航空發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/FZGH/201704/t20170405_43502.html，2017-02-15.