梁曉龍

（寧夏華電供熱有限公司）

1 概述

1.1 背景介紹

供熱系統(tǒng)工程是城市最普遍，最常用的公共市政重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，其最主要的作用是通過利用熱水或者蒸汽作為熱量傳輸媒介，由一個(gè)或者多個(gè)熱源通過熱網(wǎng)向眾多消費(fèi)者用戶提供生產(chǎn)和生活所必需的熱能。供熱系統(tǒng)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)系著眾多居民冬季取暖、社會生活水平、社會滿意度和空氣質(zhì)量等各個(gè)方面。

我國的供熱方式隨著經(jīng)濟(jì)社會和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，居民取暖效率低的問題已經(jīng)得到了很大的改善和提高。從遠(yuǎn)古的篝火取暖到火爐取暖，再從煙道取暖到鍋爐取暖，采暖方式處于不斷的變化和優(yōu)化之中。但是，目前我國現(xiàn)存的供熱系統(tǒng)普遍存在著供熱效率低、能源消耗高、空氣污染嚴(yán)重、信息化和智能化偏低等問題。在全球都提倡綠色能源和節(jié)能減排的大趨勢下，如何利用現(xiàn)代化的信息手段（例如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等）優(yōu)化供熱產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，提高供熱產(chǎn)業(yè)供需雙方的信息化處理能力是亟需解決的問題。

1.2 供熱現(xiàn)狀

我國居民的供熱方式主要包含五類：散燒煤供暖、集中供暖、中央空調(diào)供暖、分戶掛式燃?xì)馊∨约半姛崛∨?/p>

供熱的三個(gè)基本要素是熱源、熱網(wǎng)和熱用戶。熱源是指通過各種手段將各種能源形態(tài)轉(zhuǎn)化為所需熱能的裝置。熱網(wǎng)是由熱源向熱用戶輸送和分派供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng)。熱用戶是指供熱的終端使用方，熱用戶可以是家庭也可以是工商業(yè)企業(yè)或耗能建筑。具體的供熱流程如圖1所示。

其中，國內(nèi)區(qū)域集中供暖分布占比如圖2所示。

1.3 目的和意義

通過研究智能供熱與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等的結(jié)合點(diǎn)，提出一個(gè)云智能供熱平臺。云智能供熱平臺的應(yīng)用，將集中解決現(xiàn)有供熱體系存在的數(shù)據(jù)共享困難、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)存儲及備份困難，業(yè)務(wù)協(xié)同難實(shí)現(xiàn)的問題。要解決以上所述的難題，需要充分利用云計(jì)算平臺可以為多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的能力、大數(shù)據(jù)平臺可以為海量數(shù)據(jù)提供存儲和分析的能力、人工智能通過海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練出最優(yōu)模型，從而將大量人工重復(fù)工作交由計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行的能力以及區(qū)塊鏈能夠在不可信的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用分布式共識機(jī)制實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的能力，因此云智能供熱平臺是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈和人工智能完美結(jié)合的新型供熱網(wǎng)絡(luò)服務(wù)建設(shè)模型。

1.4 創(chuàng)新點(diǎn)

本文的主要創(chuàng)新點(diǎn)概括如下：

1）以集團(tuán)公司的云平臺為基礎(chǔ)，提出了一個(gè)云智能供熱平臺，將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈和人工智能有機(jī)地整合為一個(gè)完整的解決方案。

2）通過區(qū)塊鏈的圖靈完備智能合約實(shí)現(xiàn)了供熱網(wǎng)絡(luò)多個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享及業(yè)務(wù)協(xié)同，解決了多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)存的數(shù)據(jù)孤島問題。

3）熱網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)采用微服務(wù)架構(gòu)，將業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的特定功能微服務(wù)化，解決了單體式應(yīng)用架構(gòu)調(diào)整困難的問題，從而使得供熱服務(wù)具備更強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

2 研究內(nèi)容

2.1 云智能供熱平臺

2.1.1 總體架構(gòu)

云智能供熱平臺將充分利用現(xiàn)代信息化技術(shù)（大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈等），針對現(xiàn)有供熱信息系統(tǒng)存在的諸多問題，設(shè)計(jì)一個(gè)通用的云智能供熱平臺，其總體架構(gòu)如圖3所示。

2.1.2 智能供熱云平臺

云平臺是整個(gè)智能供熱平臺可以提供高效、安全、便捷信息化服務(wù)的基礎(chǔ)，為大數(shù)據(jù)存儲和分析、人工智能節(jié)能增效、區(qū)塊鏈多業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享提供了底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

云平臺底層將通過使用集群的方式進(jìn)行搭建，輔之以各種先進(jìn)的虛擬化技術(shù)和容器技術(shù)，將平臺底層的計(jì)算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行二次構(gòu)建，從而形成統(tǒng)一的資源服務(wù)池，可以為集團(tuán)公司的各個(gè)子系統(tǒng)和個(gè)人用戶提供服務(wù)。

在智能供熱的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和建議中，業(yè)務(wù)系統(tǒng)一般都會包括經(jīng)營收費(fèi)管理系統(tǒng)、客戶服務(wù)管理系統(tǒng)、地理信息管理系統(tǒng)、全網(wǎng)水力平衡分析系統(tǒng)、能耗統(tǒng)計(jì)和分析系統(tǒng)、運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、智能稽查系統(tǒng)以及設(shè)備設(shè)施管理系統(tǒng)。云計(jì)算能夠在上述9個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行中提供高可靠性、高可用性、高容錯性、低成本性等服務(wù)，具體內(nèi)容描述如下。

供熱網(wǎng)絡(luò)9個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲需要有硬件資源的支持，而云計(jì)算能夠?yàn)椴煌愋偷臉I(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供統(tǒng)一、可靠、穩(wěn)定的服務(wù)。①9個(gè)子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理都需要有計(jì)算資源的支持，云平臺通過虛擬化技術(shù)、結(jié)合分布式計(jì)算、并行計(jì)算、高性能計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、邊緣計(jì)算等手段，將云平臺多種異構(gòu)的計(jì)算設(shè)備虛擬化為一個(gè)統(tǒng)一的強(qiáng)大的計(jì)算資源池，為上層應(yīng)用的業(yè)務(wù)開展提供強(qiáng)大的計(jì)算能力。云平臺可以通過高效的方式管理加入分布式集群中的異構(gòu)松耦合源，并通過任務(wù)調(diào)度協(xié)調(diào)計(jì)算資源完成一項(xiàng)以前無法通過單臺計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的計(jì)算任務(wù)。②同樣的，供熱網(wǎng)絡(luò)9個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行需要有存儲資源的支持，尤其是地理信息管理系統(tǒng)，需要有大量的地理信息數(shù)據(jù)需要存儲。除此之外，9個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)需要處理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，數(shù)據(jù)類型也分多種，有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等。因此，底層的存儲資源不僅需要提供關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的支持，同時(shí)需要提供非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，甚至圖形數(shù)據(jù)庫的支持。云平臺同樣利用業(yè)界先進(jìn)的存儲虛擬化技術(shù)，解決了由于存儲設(shè)備的差異性導(dǎo)致無法高效進(jìn)行存儲管理的困境。云計(jì)算存儲虛擬化將不同類型的存儲資源有機(jī)的整合為一個(gè)完整的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，完美地解決了異構(gòu)存儲系統(tǒng)存在的兼容性、擴(kuò)展性、可靠性和容災(zāi)備份等核心問題。③整個(gè)供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)行不僅需要單獨(dú)的9個(gè)子系統(tǒng)能夠正常的進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，同時(shí)還要求不同的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間能夠進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)協(xié)同，共同完成熱能產(chǎn)業(yè)在熱源、一次網(wǎng)、換熱站、二次網(wǎng)以及終端消費(fèi)者服務(wù)流程。要實(shí)現(xiàn)上述的多個(gè)子系統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，離不開云平臺網(wǎng)絡(luò)資源的支持。與計(jì)算和存儲類似，云平臺也將采用虛擬化技術(shù)，對底層的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備也進(jìn)行虛擬化。云平臺將底層物理網(wǎng)絡(luò)抽象為統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，然后根據(jù)上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求，將一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)劃分為統(tǒng)一管理和服務(wù)的虛擬網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然在虛擬網(wǎng)絡(luò)的過程中，云平臺也將提供虛擬防火墻、虛擬負(fù)載均衡以及虛擬路由的功能。概括來說，云計(jì)算平臺在IAAS層利用虛擬化技術(shù)充分利用云計(jì)算集群的計(jì)算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源，為云平臺管理人員提供了高效、便捷的管理體驗(yàn)，也為基于云平臺的業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了可靠的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，提高了云平臺的資源利用率。

隨著信息互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的最重要因素之一，黑客或攻擊者可以通過各種網(wǎng)絡(luò)攻擊手段（例如社會工程學(xué)、竊聽、網(wǎng)絡(luò)釣魚、DDOS攻擊、字典攻擊、中間人攻擊、DNS污染等）對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性造成巨大的威脅。云平臺弱化了多個(gè)子系統(tǒng)間的邊界，從而增加黑客攻擊系統(tǒng)的復(fù)雜度；云平臺可以為上層的業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的安全服務(wù)（例如拒絕服務(wù)攻擊、中間人攻擊、網(wǎng)絡(luò)嗅探、端口掃描、SQL注入以及跨站腳本攻擊等）；云平臺提供了統(tǒng)一的身份管理機(jī)制和嚴(yán)格的數(shù)據(jù)訪問控制機(jī)制限制不同級別用戶的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，從而可以滿足不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用需求；云平臺可以簡化用戶身份和訪問憑據(jù)管理（IAM），針對每個(gè)人都有一套完整的審計(jì)跟蹤功能，能夠滿足快速關(guān)閉用戶訪問云資源的能力；云平臺天然具有防ARP公司和MAC欺騙的功能，數(shù)據(jù)不會丟失從而可以更好地保護(hù)數(shù)據(jù)安全。在傳統(tǒng)的供熱網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)子系統(tǒng)都需要配備相應(yīng)的安全設(shè)備及服務(wù)，實(shí)施和運(yùn)維成本很高，安全風(fēng)險(xiǎn)反而居高不下。云智能供熱網(wǎng)絡(luò)的9個(gè)子系統(tǒng)都可以使用統(tǒng)一的身份管理和嚴(yán)格的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制，以最低的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間程度，最大程度地保護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全。

2.1.3 智能供熱大數(shù)據(jù)平臺

智能供熱大數(shù)據(jù)平臺通過大數(shù)據(jù)的技術(shù)將供熱體系中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并且反饋應(yīng)用供熱服務(wù)領(lǐng)域，賦能供熱產(chǎn)業(yè)鏈上的所有參與方，因此智能供熱大數(shù)據(jù)是提高提升供熱服務(wù)的水平和效率的重要工具。智能供熱大數(shù)據(jù)是供熱信息化里程的新階段，是大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)在供熱領(lǐng)域的具體實(shí)踐，因此供熱大數(shù)據(jù)以供熱體系信息化為前提條件。隨著供熱體系信息化從縱向深耕走向橫向打通，智能供熱大數(shù)據(jù)的概念將會逐步的形成，并深入的應(yīng)用于供熱領(lǐng)域。

以智能供熱大數(shù)據(jù)平臺為技術(shù)載體，實(shí)現(xiàn)供熱數(shù)據(jù)全生命周期的管理應(yīng)用系統(tǒng)需要考慮以下所述的三個(gè)方面的內(nèi)容。

1）數(shù)據(jù)承載。供熱大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來源十分豐富，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，除了包含9個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)使用和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)之外，還有諸多互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等。智能供熱平臺通過底層云平臺的建設(shè)，加速整個(gè)供熱子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合，需要實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)海量數(shù)據(jù)的低成本存儲和高效訪問。

2）跨系統(tǒng)融合。隨著供熱系統(tǒng)橫向深耕的不斷拓展，不同的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)會相互的交叉、融合和共享，智能供熱平臺需要建立統(tǒng)一集中的供熱大數(shù)據(jù)共享平臺，有效打通各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)壁壘，大幅度的縮減多個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析的時(shí)間成本，大幅提高供熱服務(wù)能力。

3）決策科學(xué)化。集團(tuán)可以通過統(tǒng)一的云平臺有效整合多個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析用戶需求和子系統(tǒng)的性能瓶頸，針對每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行資源優(yōu)化配置，解決供熱體系服務(wù)內(nèi)容單一、渠道堵塞和范圍狹窄的問題。

2.1.4 AI智能供熱

傳統(tǒng)面向消費(fèi)者的客服系統(tǒng)，基本上每天都會處理同樣類型的問題，同一個(gè)問題可能會處理上百遍，客服人員面對千篇一律的問題，面對個(gè)別憤怒和不講理的用戶，難免脾氣不好，影響客戶服務(wù)水平。而人工智能從技術(shù)領(lǐng)域來看，主要應(yīng)用的領(lǐng)域包括了計(jì)算機(jī)視覺、語音識別、自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等，而客服管理系統(tǒng)需要進(jìn)行語音識別并進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，因此客戶服務(wù)管理系統(tǒng)與人工智能有深度融合的可能性。

基于人工智能的客戶服務(wù)管理系統(tǒng)能夠快速、有效處理用戶簡單的提問，通過人機(jī)交互解決大部分用戶關(guān)于供熱產(chǎn)品和服務(wù)的基礎(chǔ)問題。盡管自然語言處理在各類人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的成熟度不高，但是在客服領(lǐng)域卻得到了巨大的發(fā)展。傳統(tǒng)的人工客服普遍具有需要較高的培訓(xùn)成本，難以統(tǒng)一和衡量的服務(wù)效果以及人員流動性大的問題?；诖髷?shù)據(jù)和人工智能的智能客服能夠快速有效解決用戶的提問，利用知識圖譜可以回答大量簡單并需要重復(fù)的問題，從而可以加快供熱服務(wù)的智能化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有的客戶服務(wù)市場已經(jīng)有80%的客服機(jī)器人代替了人工客服，從而減少客服人員的使用，提升了客服的效率和效果，降低了客服成本，提高了用戶的滿意度。預(yù)計(jì)過不了多久，人工客服只會在一些非常特殊的領(lǐng)域應(yīng)用，大部分應(yīng)用場景中，智能客服將完全代替人工客服的工作。

智能客服可以7×24小時(shí)為用戶提供高效便捷的服務(wù)，大幅提升用戶咨詢的效率，并且能夠降低供熱服務(wù)企業(yè)的運(yùn)營成本。因此未來的客戶服務(wù)管理系統(tǒng)中，智能客服將成為主流的解決方案，人工客服已經(jīng)從主流變成了輔助形式，甚至隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，未來將被完全代替。2.1.5 區(qū)塊鏈?zhǔn)街悄芄嵩跓峋W(wǎng)服務(wù)體系的9個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)中，如果每個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)都只在其所在的域中處理業(yè)務(wù)邏輯，那么整個(gè)供熱體系的服務(wù)都將無法運(yùn)行，因此需要不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。隨著集團(tuán)公司要求按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范在云平臺建設(shè)統(tǒng)一建設(shè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這為區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了硬件基礎(chǔ)，區(qū)塊鏈將在不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享提供底層的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。

區(qū)塊鏈?zhǔn)街悄芄狍w系將通過區(qū)塊鏈不可篡改的鏈路哈希機(jī)制、默克爾樹以及可插拔的共識機(jī)制，解決不同供熱業(yè)務(wù)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性和易篡改的問題。通過區(qū)塊鏈的不可篡改和時(shí)間戳特性，為供熱系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)建立電子身份，從而可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效溯源和確責(zé)。同時(shí)，利用區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)提供的一體化智能合約技術(shù)，建立數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，徹底解決不同業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和一體化問題。

基于區(qū)塊鏈的供熱體系數(shù)據(jù)共享設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)提供部門通過智能合約進(jìn)行數(shù)據(jù)上鏈，然后數(shù)據(jù)需求部門在獲得授權(quán)后，對共享數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈上查詢，完成數(shù)據(jù)的共享請求。由于區(qū)塊鏈可以完全透明地記錄所有數(shù)據(jù)共享的全過程，監(jiān)管部門可以利用賬本數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的回溯共享數(shù)據(jù)的操作記錄，進(jìn)而對歷史操作進(jìn)行有效性研判，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的溯源和確責(zé)。區(qū)塊鏈?zhǔn)街悄芄岬年P(guān)鍵步驟包含以下三點(diǎn)。

1）數(shù)據(jù)上鏈。數(shù)據(jù)提供部門需要利用區(qū)塊鏈的智能合約，根據(jù)集團(tuán)公司的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，將需要共享的數(shù)據(jù)上鏈，從而保證了共享數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和一體化。數(shù)據(jù)提供者在上鏈之前，需要和所有的業(yè)務(wù)利益相關(guān)方預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)共享的有效性原則，從而可以保證數(shù)據(jù)上鏈流程的標(biāo)準(zhǔn)化和有效性，從而最終完成數(shù)據(jù)上鏈。

2）數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)需求系統(tǒng)需要經(jīng)過嚴(yán)格的用戶授權(quán)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的請求使用，需要通過應(yīng)用本地系統(tǒng)的存儲憑證，將授權(quán)信息上傳至授權(quán)信息鏈。數(shù)據(jù)需求系統(tǒng)提交數(shù)據(jù)請求時(shí)，在鏈上進(jìn)行鑒權(quán)交易，區(qū)塊鏈將根據(jù)公開的原則驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的授權(quán)信息和請求數(shù)據(jù)，并自動實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的處理，從而完成數(shù)據(jù)的最終流轉(zhuǎn)。

3）數(shù)據(jù)溯源。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在供熱各個(gè)子系統(tǒng)中共享過程中，通過區(qū)塊鏈的不可篡改特性和時(shí)間戳特性，為數(shù)據(jù)建立統(tǒng)一的電子身份；監(jiān)管部門根據(jù)數(shù)據(jù)的電子身份，通過智能合約自動全程記錄數(shù)據(jù)使用過程并記錄，最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的全程可信溯源。

2.2 建設(shè)成果

根據(jù)寧夏華電供熱有限公司智慧企業(yè)、智慧供熱的需求，結(jié)合寧夏華電供熱有限公司IT實(shí)際情況，經(jīng)過詳細(xì)調(diào)研和設(shè)計(jì)后，將公司數(shù)據(jù)中心分為四大區(qū)域：控制網(wǎng)絡(luò)區(qū)、信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)、災(zāi)備區(qū)、公有云區(qū)?，F(xiàn)已建成控制網(wǎng)絡(luò)區(qū)、信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)。

2.2.1 控制網(wǎng)絡(luò)區(qū)

控制網(wǎng)絡(luò)區(qū)為高密區(qū)域，區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)可劃分為：工控系統(tǒng)、OPC系統(tǒng)、內(nèi)網(wǎng)電話系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、LED大屏顯示系統(tǒng)等?？刂凭W(wǎng)絡(luò)區(qū)通過單向光閘與信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)相連，網(wǎng)閘方向?yàn)閺目刂凭W(wǎng)絡(luò)區(qū)到信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)單向傳輸。并通過專線與各營業(yè)廳相連，收集并管理各營業(yè)廳視頻監(jiān)控類設(shè)備和數(shù)據(jù)。同時(shí)，控制網(wǎng)絡(luò)區(qū)與換熱站控制系統(tǒng)、各換熱站、APN視頻監(jiān)測系統(tǒng)和APN泄露監(jiān)測系統(tǒng)通過專線相連，主要承擔(dān)工控系統(tǒng)業(yè)務(wù)。

2.2.2 信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)

信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)是寧夏華電供熱有限公司的核心數(shù)據(jù)中心，按照功能可大體分為如下區(qū)域：桌面云系統(tǒng)（桌面云數(shù)據(jù)中心、辦公區(qū)、桌面云接入?yún)^(qū)、各營業(yè)廳、客服區(qū)、辦公區(qū)）、內(nèi)網(wǎng)核心數(shù)據(jù)中心（內(nèi)網(wǎng)可用區(qū)1、內(nèi)網(wǎng)可用區(qū)2、銀行接入?yún)^(qū)、仲裁系統(tǒng)）、運(yùn)維管理系統(tǒng)（各區(qū)）、測試數(shù)據(jù)中心（測試區(qū)）、互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)（互聯(lián)網(wǎng)接入?yún)^(qū)）、無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。另外，由3個(gè)大平臺對整個(gè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一管理，分別是安全態(tài)勢感知平臺、終端防病毒平臺、云計(jì)算管理平臺。

2.2.3 災(zāi)備區(qū)

災(zāi)備區(qū)是對信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)中內(nèi)網(wǎng)可用區(qū)1和內(nèi)網(wǎng)可用區(qū)2的平臺級異地容災(zāi)，通過災(zāi)備區(qū)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)RTO分鐘級、RPO秒級應(yīng)用級容災(zāi)，當(dāng)信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)中的內(nèi)網(wǎng)可用區(qū)1和內(nèi)網(wǎng)可用區(qū)2出現(xiàn)物理災(zāi)難或邏輯災(zāi)難不可用時(shí)，災(zāi)備區(qū)數(shù)據(jù)中心在被管理人員授權(quán)后可快速接管業(yè)務(wù)，保障數(shù)據(jù)安全性和業(yè)務(wù)連續(xù)性。

2.2.4 公有云區(qū)

公有云區(qū)用于承載對于基礎(chǔ)資源彈性要求較高的創(chuàng)新應(yīng)用，如客戶服務(wù)業(yè)務(wù)、移動辦公業(yè)務(wù)等。通過信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)云計(jì)算管理平臺對公有云進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心私有云和公有云打通，為未來多集群混合云架構(gòu)打下基礎(chǔ)。

2.2.5 價(jià)值分析

2.2.5.1 項(xiàng)目規(guī)模及復(fù)雜程度分析

寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)是面向公司現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的一次整體升級和優(yōu)化，建設(shè)范圍包含了公司整體數(shù)據(jù)中心的控制網(wǎng)絡(luò)區(qū)、信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)區(qū)、災(zāi)備區(qū)、以及公有云，建設(shè)內(nèi)容涵蓋了計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全、災(zāi)備、大數(shù)據(jù)，項(xiàng)目規(guī)模大，復(fù)雜度高。通過頂層設(shè)計(jì)到分步實(shí)施，系統(tǒng)性的實(shí)現(xiàn)了公司整個(gè)IT基礎(chǔ)架構(gòu)從傳統(tǒng)模式往數(shù)字化模式轉(zhuǎn)型。

2.2.5.2 總體技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)分析

寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)秉承“技術(shù)引領(lǐng)，服務(wù)業(yè)務(wù)” 的理念，充分采用了當(dāng)今先進(jìn)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)技術(shù)，包括了超融合技術(shù)、軟件定義數(shù)據(jù)中心技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、自動化運(yùn)維技術(shù)、下一代災(zāi)備技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，使得整個(gè)數(shù)字化云平臺的技術(shù)先進(jìn)性領(lǐng)先于集團(tuán)對于智能供熱系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施規(guī)范中對于IT基礎(chǔ)架構(gòu)的基本要求。

同時(shí)寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)的可研階段，也對國內(nèi)發(fā)電公司同行如華能、國電、大唐的數(shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)行了行業(yè)分析，汲取并優(yōu)化同行的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和建設(shè)技術(shù)，保證寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)在行業(yè)內(nèi)也具備技術(shù)先進(jìn)性。

2.2.5.3 已獲經(jīng)濟(jì)或社會效益分析

通過寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)，信息中心對于業(yè)務(wù)的交付部署，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的采購+支持模式的轉(zhuǎn)化為自助化服務(wù)模式，大大縮短了業(yè)務(wù)創(chuàng)新的周期，業(yè)務(wù)上線實(shí)現(xiàn)周期從以前的3個(gè)月～半年，提升至1～3天。

通過寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的煙沖式、無法共享的物理資源交付模式向資源池化、資源共享的交付模式轉(zhuǎn)型，極大地提高了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)資源的使用率。業(yè)務(wù)對于資源的利用率從以前10%以內(nèi)提升至70%以上，節(jié)省了不必要的采購成本。

通過寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)人工運(yùn)維向自動化運(yùn)維的基本轉(zhuǎn)型，通過自動化監(jiān)控告警分析、自助服務(wù)運(yùn)營，進(jìn)一步簡化現(xiàn)有繁瑣的IT運(yùn)維工作。這樣釋放了IT人員投入的基礎(chǔ)運(yùn)維精力，有更多時(shí)間以提升業(yè)務(wù)層面的能力，更好地服務(wù)業(yè)務(wù)。通過人員能力提升，從而提高了信息中心的人均效益。當(dāng)前信息中心運(yùn)維工作量相比建設(shè)前減少50%以上。

通過寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)，完善了數(shù)據(jù)中心的災(zāi)備體系建設(shè)，提升了業(yè)務(wù)運(yùn)行的連續(xù)性，為公司持續(xù)經(jīng)營業(yè)務(wù)，保障供熱服務(wù)對象體驗(yàn)滿意度打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)前云計(jì)算平臺的可靠性服務(wù)等級提升至99.99%。

2.2.5.4 推動電力科技進(jìn)步的作用分析

隨著業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)模式向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，業(yè)務(wù)對于信息技術(shù)的要求越發(fā)明顯，兩者已不可分割。業(yè)務(wù)創(chuàng)新對IT基礎(chǔ)設(shè)施也提出更高的要求。除了傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理類業(yè)務(wù)，還出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、客戶服務(wù)業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控、智能預(yù)警業(yè)務(wù)、移動辦公業(yè)務(wù)等，業(yè)務(wù)的多樣性就需要IT基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)施具備更靈活擴(kuò)展性、更豐富的架構(gòu)支撐能力。通過寧夏華電供熱有限公司數(shù)字化云平臺建設(shè)，有效支撐了業(yè)務(wù)的創(chuàng)新，保障了企業(yè)智能供熱系統(tǒng)的建設(shè)、落地和持續(xù)經(jīng)營及演進(jìn)。

3 總結(jié)與展望

本文通過研究智能供熱與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等的結(jié)合點(diǎn)，提出一個(gè)云智能供熱平臺。該平臺以物理熱網(wǎng)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)為輸入，充分融合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈等新型信息化技術(shù)，以此為智能供熱管理人員和決策部門制定政策提供可信的數(shù)據(jù)支撐。云智能供熱平臺將云計(jì)算作為最底層的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者，結(jié)合大數(shù)據(jù)存儲及分析海量數(shù)據(jù)、人工智能通過模型節(jié)能增效、區(qū)塊鏈通過多方共識實(shí)現(xiàn)非可信多方進(jìn)行數(shù)據(jù)共享及業(yè)務(wù)協(xié)同的優(yōu)勢，在保證供熱安全和滿足消費(fèi)者供熱需求的前提條件下，提出了一個(gè)能夠完整閉環(huán)運(yùn)行的全生命周期供熱管理平臺。該平臺與現(xiàn)有的供熱體系相比，信息化處理速度更快、能量消耗更低、熱能使用效率高、供熱產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)處理強(qiáng)，因此本文提出的云智能供熱平臺能夠成為智能供熱的示范性平臺。除此之外，本文提出的云智能供熱平臺能夠滿足未來供熱系統(tǒng)業(yè)務(wù)的橫向擴(kuò)展的需要，從而使得平臺具備更好的擴(kuò)展性和靈活性。未來考慮到云計(jì)算底層基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善和發(fā)展，云智能供熱平臺在設(shè)計(jì)的過程中采用模塊化、可插拔的設(shè)計(jì)機(jī)制，從而可以更好地適應(yīng)未來云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，更快滿足供熱體系智能化的需要。