大数据可视化平台系统（112页4万字数字孪生能源互联网大数据云平台建设方案）

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建设内容

建设内容

需求分析

能源，是指能够获取利用的能量资源。如果按照使用类型分类可分为常规能源和新能源，常规能源包括：水、电、汽油、蒸汽、煤炭、石油、天然气等资源

新能源包括：太阳能、地热能、核能、风能、海洋能、生物质能和聚变能等

现状：

①能源约束突出，能源效率低

②能源消耗大，环境压力加大

③能源管理体系不完善，无明确能源标准

采取策略

为适应文明演进、社会进步的新趋势、新要求，从根本上解决文明前行的动力困扰，实现能源的安全、稳定、清洁和永续利用。智慧能源通过不断技术创新和制度变革，在能源开发利用、生产消费的全过程和各环节持续打磨，建立和完善符合可持续发展要求的能源技术和能源制度体系，从而呈现出的一种全新能源形式。简而言之，智慧能源要实现拥有自组织、自检查、自平衡、自优化、等功能，满足系统、安全、清洁和经济要求的能源形式。

"智慧能源"是实现城市节能减排和保障城市持续发展、创新、经济增长的基础环节；充分利用物联网、云计算等新一代信息化技术将各种能源关联起来，进行智能化开发、开采、输送及使用的能源平台，利用先进技术打造能源体系统一标准，围绕能源产生、能源传输、能源存储、能源消费、能源转换全面建设智慧能源生态，持续优化改造革新体系内容，从根本上解决全问题。

方案目标

智慧能源生态总体建设目标——实现“七化”，从减少浪费、提高利用率、保护环境、闭环生态、商业价值、社会服务等角度综合实现，达到管理节能的目的。

• 能耗数据化

对能源资源消耗数据进行采集、使其以数据的形式展示出来。

• 数据可视化

在采集数据的基础上，通过综合计算、对比分析等方式，从管理角度使数据更具有可视化。

• 节能指标化：

通过制定合理的节能指标化体系，实现定额管理。

• 管理动态化

在数据可视化的基础上更进一步进行加强管理，实现“可预测”的管理效果。

• 决策科学化

提供节能监管决策数据的支持，便于领导科学决策。

• 服务人性化

平台不仅提供管理的功能，更作为服务平台提供人性化的能源管理服务。

• 架构中台化

通过物联网、分布式、微服务技术、大数据、云平台、智能推荐等一系列先进技术打造业务中台、技术中台、数据中台的“三台一体化”模式，对智慧能源上层建设形成有效支撑。

1. 智慧能源解决方案
2. 架构说明
3. 整体架构

结合物联网技术，在各实体能源站装置传感器、数据采集模块，将采集数据汇入软件平台，构建平台级别架构体系，形成业务中台、技术中台、数据中台，打造三台一体整体布局。

业务中台

沉淀业务通用能力，以服务化形式提供公共业务组件，为企业快速变化业务场景提供专业、稳定、高效、安全的共享服务，提升前端应用开发效率，快速响应创新需求，实现业务创新，数据共享和业务能力协同。

技术中台

中台技术是由平台化架构发展演化而来，延续了平台架构的高聚合、低耦合、数据高可用、资源易集成等特性再结合微服务方式，将企业核心业务下沉至基础设施中，基于前后端分离模式，为企业打造一个连接一切，赋能于人，形成共享生态体。

数据中台

提供数据获取与存储、数据计算与处理、数据共享与写作、数据应用与价值探索以及数据服务与服务运营等全链路一站式数据服务能力，紧密贴合业务，探索业务场景中价值，助力企业数字化、智能化转型。

1. 技术架构

本平台技术架构，主要提供五项能力：

1. 多语言聚合能力：通过构建微服务模式，服务之间形成统一接口，可同时支持Java、C 、python等多种计算机语言，做到开发语言不受限，可根据不同业务场景使用最合适技术。
2. 强大数据处理能力：数据中心及存储层可提供结构化、非结构化、半结构化等多种类型数据综合处理能力，加入数据中心引入大数据组件为数据处理层添加巨量数据处理能力，可同时离线、在线处理数据，做持久化存储，打造仓湖一体结构等等，做到全类型数据，全覆盖处理的能力。
3. 容器化部署模式：轻量级弱隔离模式可充分利用服务器资源，同时不再受部署环境限制，通过打包的Docker镜像，可以实现一处部署，多处使用的效果。
4. 物联网能力：通过感知层，支持监控视频、数据模块、各种传感器等物联网设施的接入，可通过有线、无线网络通信；拥有交互设备能力，同时支持多种物联网协议：ModBus、TCP、MQTT等。以webservice或包装的restful接口，规范各类型不同设备标准化，拥有统一接口标准，对接物联设备不再受限；并可对设备网络及设备进行可视化管理。
5. 以springcloud技术为主导的微服务结构，可以更精准地制定优化服务方案，提高系统的高可用性、可维护性、服务伸缩性；更适于互联网时代，做成周期、迭代周期更短。
6. 物理拓扑

物理拓扑部署结构特点有：

1. 让应用服务进一步抽离为服务节点，应用服务通过调用服务节点来实现整体系统，不但让系统充分解耦，又可以使服务之间紧密相连。
2. 形成微服务，微服务之间达成有效调用，完成消息传输。
3. 多点部署可充分保障服务安全，内外网隔离，网络防护，形成高可用结构，达到故障转移、负载均衡和灾备恢复能力。
4. 添加搜索引擎集群、缓存集群、数据库读写分离的做法，能承载高并发的写入、访问压力；达到承载高并发、巨量数据吞吐，物联网采集数据保证时序性，易扩展，持久化存储多备份的能力。

建设内容智慧能源-运营平台

①节能运营

将实际能耗值与能耗标杆值进行对比，通过数据分析模型观测运行曲线和能耗趋势、优化运行参数、对超标值进行监控并及时发出节能操作指令，对于超标值进行干预、管控，提升能源利用率。

②数据分析

在能源数据采集的基础上，综合气象、能耗数据等，利用大数据和大样本分析方法，将获取的数据进行智能分类、整理、计算，存入对应的数据库单元（建立统一能耗预判值），建立能耗标杆；通过挖掘数据深层次隐藏规律，深度需求发现、客户价值挖掘、负荷预测等推断，为决策做支持。

对电能、煤气、水、蒸汽等各种能源介质的实时计量数据按工序给出各个能源介质的每日或月的消耗量/发生量/回收量的统计信息并形成日报、月报、年报。

③虚拟能源

通过可视化以及3D建模技术，模拟实际场景，为客户带来切身体验和直观感受，以此来推动能源产业宣传；同时通过虚拟现实直观形式有助于新人培养。

④能源计划

建立能源网络模型或能源控制模型，保证能源供需平衡，编制能源供需计划。根据生产经营计划作出能源消耗计划和外购计划。

⑤能源调度管理

主要实现满足能源工艺系统特点的分散控制和集中管理，对运营管理工作行程有效支撑。

⑥能耗对标管理

通过对年度、季度的整体综合能源数据统计与分析，对产品单耗、厂级能耗、工序能耗进行多角度、多纬度的分析，掌握与同行业先进水平的差距，及时进行工艺优化及设备改造。

⑦能源审计

统计系统采集到的能源数据和相关资料，分析企业使用运行中能源消耗的现状，找出企业节能的薄弱环节，拟定出节能改造目标，提交业主组织评审，确立企业节能改造目标。

⑧成本考核管理

通过能源管理系统的计划过程、平衡预测、各主要工序的能源生产和消耗情况的监控与分析，实现了能源的工序成本核算，将企业各工序、设备的用能成本进行分类，将用能转换为实际成本，建立客观的以数据为依据的能源成本消耗评价体系。

智慧能源-监控平台

①能源监测

对各种能源系统供应、消耗（水、电、气等等）进行在线能源监测，实时掌控能耗水平和能源使用效率，提供大数据基础。通过能源流程图（包括电力系统运行图、煤气管网运行图、水系统运行图、热力系统运行图、冷风系统运行图、氧氮氩气体系统运行图等）监控画面、趋势、报警等方式实时监控能源生产运行状态。

②巡检维护

对设备运行参数进行分析，全方面诊断设备"健康"状态，及时对"亚健康"状态设备进行维修、维保。以增加设备安全性、提高节能效率以及延长设备寿命。

③设备管理

通过对企业设备统一分类，以唯一标识体系为纽带，建立企业生产设备管理整体框架，实现设备台账管理、检修管理、缺陷管理、变更管理等，实时掌握设备的状态及设备运行效率，及时淘汰落后设备，避免生产重大事故。

④报警中心

形成企业安防体系，通过视频监控对人力隐患、火灾、在能源系统异常和事故时，企业通过集中监控作出及时、快速和准确的处置，把安防隐患、系统故障所造成的影响控制在最低限度，确保企业稳定平稳运行，防患于未然。同时可对一段时间内设备运行时的报警信息进行统计查询，能显示单台设备的详细报警信息，并具备报警确认功能。可作任意时段、任意工序的报警统计。

⑤环境排放监测

建立企业废水、废气、废物等污染物排放监测，建立污染物排放及回收机制。重点统计企业主要污染物排放量，与国家标准进行对比，将超标信息以报警信息的形式通过系统提示或手机短信、邮件等形式通知给用户。污染物排放数据可按标准实时上报给相关部门。

通过数据模型，分析挖掘技术，提供数据环境相关依据，构建治理方案，做好污染物再利用循环体系，充分利用同时减少环境污染。

智慧能源-商业平台

①商业模式

商业平台构建商业模型，通过可视化方式明确商业模式，为金融、市场、项目、销售、运营、用户等等多方面形成商业模式，充分整合资源，服务明确化、智能化、高效化，企业发展、经济效益最大化。

售卖一体化

②托管服务

构建托管服务体系，包括设备托管、负荷托管、电费托管等服务内容，

设备托管：通过监控、维护、客服、抢修几个步骤，形成7*24小时服务体系，通过专业化服务团队包括但不限于客服队伍、运维队伍、工程队伍结合平台功能实现实施自动化、提高效率、节约成本的模式；通过按年支付服务费方式，提供用能监控管理、设备运维抢修、打包售卖服务、客户投诉处理全周期体系③智慧服务

设备托管

负荷托管

收费托管

④能源交易

结合平台基础，为用户提供：大用户直供，能源批发，能源团购，能源定制，互济交易等多种交易模式方法，满足不同用户不同需求，打造能源市场统一化标准。

⑤金融服务

提供与多家金融机构、资本机构结合方式，结合金融体系从投资、储蓄、结算、保险、银行、金融信息咨询等多种金融服务能力，为交易打造基础，为企业发展客户需求提供金融与发展的服务内容。

智慧能源-客服平台

①业务受理

提供信息通知、投诉建议、业务咨询方面为客户规划咨询、信息化建设、解决方案定制等对接与处理。

②客户管理

对用户档案管理，定期执行客户关怀与回访，及时捕捉客户需求与潜在问题；同时为用户推送账单，费用精准化、透明化。

③后台服务

通过人力采集信息，形成数据分析记录、为运营与平台数据分析挖掘提供数据基础。对平台系统维护提供协助支持，维护平台稳定。

1. 智慧能源-管理后台

①系统管理

对平台基础的管理，包括用户、账户信息、组织结构、角色、权限管理、数据模板、流程定制等等平台的基础功能执行管理与调配，管理平台各方面标准实行统一配置与管理。

②网络管理

对企业平台的物联、无线、光纤、有线等多种网络及设备进行统一管理，监测网络情况、带宽、费用等情况的管理。

③数据备份

用户手动或系统自动备份保存各项数据；当发生特殊情况导致数据丢失时，可自动导入最近的备份数据进行数据恢复，避免特殊情况出现数据丢失导致的各项损失。

1. 方案优势

优势一、“三台一体化”的架构布局，让平台拥有了从多个角度迅速伸缩、灵活整改的能力，实现充分整合多方面资源，随时响应实际愿景。

优势二、分布式微服务模式，提供全面灾备恢复能力、熔断、降级、分流能力，可应变各种使用场景变化情况，让平台保证7*24小时全面感知；同时实现无感知升级改造。

优势三、强大数据治理能力：离线/在线计算，数据湖、数据仓库构建仓湖连通，集市展示让结构数据、非结构数据、半结构化数据、物联数据等有效形成数据资产，提供无上限数据处理、存储能力；同时机器学习、深度学习、神经网络的添加在巨量数据资产加持下，让平台引擎具备“学习”能力，为平台合理进化持续自动优化形成基础支持。

优势四、满足多种不同终端，即个人电脑、手机、Ipad 等不同的终端访问，支持多种主流浏览器；同时系统支持个性化需求，用户可根据自己的喜好配置不同的展现形式，满足不同人群的需求。

优势五、灵活全面的架构基础，为业务提供有力支撑：

①灵活可靠的物联对接能力，让能源数据接入具备有效保障，为整个平台做好初始数据基础，让平台第一步坚实无比。

②标准统一化的构建模式，让多领域能源体系形成信息闭环，多种能源组合化，信息透明、共享化，形成一套平台多处使用的模式。

③实时性、精准化、高稳定性让运营、管理、服务达到随时随地、细致的定位问题、解决问题，充分保障生态运行稳定。

④信息化向数字化、智能化迈进过程中，数据的价值发挥最大化：

√减少环境污染，形成资源再利用效果

√帮助用户减少浪费，挖掘节能空间

√减少能源管理环节，优化能源管理流程，建立客观的能源消耗评价体系

√降低运行能耗，提高管理效率

√提高设备性能，延长设备寿命，消除设备管理的不完好因素

√加快故障监测和异常处理能力，为建筑运行的安全可靠性提供了保障

√智能化子系统资源共享，协调工作，高效节能的运行

√实现管理者及时掌握能耗总体情况，为决策提供良好引导，让商业能力、服务能力得到本质提升

篇幅限制，不再一一赘述。

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