一、系統(tǒng)上云的必要性
近年來(lái)，集中供熱自動(dòng)化水平總體在提高，自動(dòng)控制在熱網(wǎng)運(yùn)行管理中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用?；谝患?jí)網(wǎng)及熱力站監(jiān)控的SCADA系統(tǒng)已在熱企普遍部署和應(yīng)用，針對(duì)熱損最高的二級(jí)網(wǎng)（約占全網(wǎng)熱損的70~80%），也應(yīng)該加速部署二級(jí)網(wǎng)全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二級(jí)網(wǎng)水力和熱力平衡，幫助企業(yè)節(jié)能降耗和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。實(shí)施二級(jí)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的難點(diǎn)在于：
(1) 由于建設(shè)年代、敷設(shè)方式等因素造成管網(wǎng)設(shè)施情況和監(jiān)控裝置安裝環(huán)境較為復(fù)雜，施工改造困難；(2) 末端熱用戶分散、數(shù)量龐大，自控系統(tǒng)采控、計(jì)算分析壓力大；
(3) 供暖建筑條件（使用功能、節(jié)能、非節(jié)能）多樣性，室內(nèi)供暖系統(tǒng)形式的多樣性，同一管網(wǎng)末端供暖設(shè)備型式不同（如散熱器、地暖），不利于實(shí)現(xiàn)平衡調(diào)節(jié)和差異化供熱。
隨著云服務(wù)在B2B領(lǐng)域的成功應(yīng)用，其優(yōu)異的云計(jì)算能力，可為智慧供熱提供可靠的PaaS和IaaS服務(wù)。基于云服務(wù)的二級(jí)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，具有如下優(yōu)勢(shì)：
(1) 硬件投入少、運(yùn)維成本低；
(2) 解除因末端熱用戶分散、數(shù)量龐大，對(duì)自控系統(tǒng)采控、計(jì)算、分析的壓力；
(3) 更廣泛的兼容各種物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下的數(shù)據(jù)上傳；
(4) 可創(chuàng)建AI模型，實(shí)現(xiàn)二級(jí)網(wǎng)高精度平衡調(diào)節(jié)和差異化供熱；
(5) 支持SCADA系統(tǒng)集成，具備升級(jí)為企業(yè)級(jí)智慧供熱系統(tǒng)的能力。
基于云服務(wù)的智慧供熱系統(tǒng)
二、甄選數(shù)據(jù)通信鏈路
二級(jí)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)需要在供暖建筑熱力入口和末端用戶安裝智能調(diào)節(jié)閥、熱表和室溫儀等智能裝置，其數(shù)據(jù)上云的通信技術(shù)，應(yīng)遵循技術(shù)先進(jìn)、高性價(jià)比、網(wǎng)絡(luò)完善、數(shù)據(jù)安全的原則。
目前，4G和 NB-IoT是三大運(yùn)營(yíng)商全面支持的通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋好，安全有保障，可根據(jù)系統(tǒng)工藝情況組合使用。在進(jìn)行樓宇或單元熱用戶之間的平衡調(diào)節(jié)、實(shí)現(xiàn)用戶室溫采集時(shí)，可采用NB-IoT通信方式，解決位置分散和入戶施工問(wèn)題；在進(jìn)行樓宇內(nèi)末端熱用戶之間的平衡調(diào)節(jié)時(shí)，其位置集中且數(shù)量眾多，可通過(guò)RS485或CAN總線將設(shè)備集中接入邊緣計(jì)算裝置，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和治理，然后通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)與云端通信。
采用NB-IoT技術(shù)的理由：
(1) 廣覆蓋，提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)提升100倍覆蓋區(qū)域的能力；
(2) 具備支撐連接的能力，NB-IoT一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬(wàn)個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；
(3) 更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)5年；
(4) 更低的通信成本，單個(gè)接連不超過(guò)20元/年。
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
三、實(shí)現(xiàn)無(wú)人干預(yù)的平衡調(diào)節(jié)
二級(jí)網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)主要解決樓宇或單元熱用戶之間的水平失調(diào),以及樓宇內(nèi)末端熱用戶之間的水平及垂直失調(diào)問(wèn)題，通過(guò)控制策略指揮智能調(diào)節(jié)閥工作，以供熱系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的所有熱用戶為調(diào)節(jié)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的水力和熱力平衡。實(shí)踐中采用的方法如下：
(1) 系統(tǒng)采用基于回水溫度相對(duì)一致法進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)；
(2) 對(duì)處在樓宇特殊位置、停熱、未入住等典型用戶，進(jìn)行正負(fù)溫度偏差設(shè)定，實(shí)現(xiàn)差異化供熱；
(3) 在調(diào)節(jié)過(guò)程中采用暖虎AI，實(shí)現(xiàn)：
2 自動(dòng)找到系統(tǒng)最不利點(diǎn)，在確保其閥門(mén)全開(kāi)的情況下，調(diào)至系統(tǒng)阻力最小的平衡狀態(tài)；
2 自動(dòng)識(shí)別二級(jí)管網(wǎng)阻力特性和系統(tǒng)誤差，控制回水溫度相對(duì)偏差達(dá)到0.5～0.8℃；
2 二級(jí)網(wǎng)自主調(diào)節(jié)，不依賴于一級(jí)網(wǎng)、熱力站和氣候等參數(shù)條件。
基于回水溫度一致法單元調(diào)節(jié)前后對(duì)比
四、需要解決的安全問(wèn)題
企業(yè)普遍擔(dān)心一旦系統(tǒng)上云，會(huì)出現(xiàn)各種安全問(wèn)題，下面給出國(guó)家在網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：2019年5月13日，網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)制度2.0標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱等保2.0標(biāo)準(zhǔn)）正式發(fā)布，于2019年 12月1日開(kāi)始實(shí)施。
GB/T22239-2019《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》
GB/T25070-2019《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)安全設(shè)計(jì)技術(shù)要求》
GB/T28448-2019《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)測(cè)評(píng)要求》
可見(jiàn)，遵循了等保2.0標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)實(shí)施的基于云服務(wù)的二級(jí)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，是可以實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)安全運(yùn)行的。應(yīng)重點(diǎn)采用以下技術(shù)措施：
(1) 采用NGFW、WAF、KSV等聯(lián)合防護(hù)保，從訪問(wèn)安全、傳輸安全、入侵檢測(cè)、防病毒等方面來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題；
(2) 通過(guò)對(duì)光纖交換機(jī)、域控服務(wù)器、存儲(chǔ)機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備雙活配置，以及按業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)重要等級(jí)劃分的核心域和DMZ域等手段保障系統(tǒng)安全；
(3) 采用軟件接口加密、訪問(wèn)身份識(shí)別和時(shí)間控制等策略，在線備份和離線備份容災(zāi)體系確保數(shù)據(jù)安全；
(4) 對(duì)閥門(mén)開(kāi)度、溫度、壓力、通訊異常等進(jìn)行預(yù)警和處置，實(shí)現(xiàn)供熱安全。
在實(shí)踐中為用戶提供了兩種解決方案，一是推薦使用中能暖虎云及應(yīng)用服務(wù)，二是用戶提供云空間，由我們部署軟件搭建系統(tǒng)。
五、二級(jí)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)
二級(jí)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是面向集中供熱領(lǐng)域，服務(wù)于供熱企業(yè)和熱用戶，以平衡調(diào)節(jié)、室溫均等為原則，對(duì)供暖建筑入口、末端用戶的溫度和熱量進(jìn)行全面監(jiān)控的平臺(tái)。本平臺(tái)涵蓋了企業(yè)級(jí)二級(jí)網(wǎng)智慧供熱所需的必要監(jiān)控功能，依托暖虎賬號(hào)管理系統(tǒng)，可為平臺(tái)管理人員、實(shí)施人員、運(yùn)維人員、企業(yè)管理者等各類權(quán)限用戶配置業(yè)務(wù)，并能確保系統(tǒng)設(shè)備不會(huì)發(fā)生未經(jīng)授權(quán)的操控。
2 核心業(yè)務(wù)：
(1) 二級(jí)網(wǎng)監(jiān)控；
(2) 供熱質(zhì)量評(píng)價(jià)。
2 產(chǎn)品特點(diǎn)：
(1) 云端部署，可接入千萬(wàn)數(shù)量級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，兼容多廠商產(chǎn)品；
(2) 支持三大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商4G和NB-IoT通信；
(3) 具有設(shè)備和用戶認(rèn)證安全識(shí)別機(jī)制，防止未經(jīng)授權(quán)的操控；
(4) 通過(guò)多類型用戶、多權(quán)限管理機(jī)制，配置多場(chǎng)景業(yè)務(wù)；
(5) 先進(jìn)的調(diào)控策略，指揮智能調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的水力和熱力平衡；
(6) 面向?qū)ο蟮闹悄芊治瞿Ｊ剑蓪?duì)當(dāng)前檢索的任意結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析；
(7) 二維GIS直觀展示供熱系統(tǒng)調(diào)控水平與區(qū)域供熱質(zhì)量；
(8) APP支持WIFI、掃碼、藍(lán)牙操控物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，具有查詢、分析功能。
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