【摘要】隨著云南省高速公路建設的迅速發展，截止2017年底，云南省高速公路通車里程已達4837.5公里，龐大的高速公路網形成了、快捷的公路快速運輸網絡，可以降低運營車輛油耗，但同時，高速公路在自身運營過程中，眾多的收費站、服務區、隧道、停車場、維護工區、充電站、食堂、宿舍區等配套設施，每年在運行過程中會消耗大量的電能，產生巨額的電費，高速公路運營管理單位已成為能源消耗大戶。如何降低能耗、降低運營成本、在保持服務水平的基礎上將“耗能大戶”變成 “節能大戶”，樹立良好社會形象，為社會節能減排做貢獻;降低高速公路運營管理單位能耗成本，為企業帶來切實的經濟效益，是目前高速公路運營能耗管理的一個思考發展方向。

關鍵詞：高速公路；能源監控；節能減排；智能費控

1  引言

目前高速公路的能源監管屬于粗放式的能源管理，由于能源消耗成本占總運營成本比例不大，對能源管理的重視程度不夠.能源數據方面只有總的能耗數據(月繳費賬單、年繳費賬單)，缺乏各部分詳細的能耗數據,無法根據具體的能耗制定有針對的節能措施，降低運營能耗成本。通過對智慧能源監控管理平臺系統設計與研究，實現高速公路用能設施的能源信息釆 集、能耗分析、異常監控和智能費控等能源管控業務，實現高速公路運營在保障安全用電的基礎上實現節約用電，降低運營成本，實現效益創收。

2  公路智慧能源監控管理平臺主要功能

公路智慧能源監控管理平臺主要由后端服務平臺和前端用戶交付平臺組成，平臺后端包含了可視化數據服務、數據釆集 Adapter實時接收處理、數據清洗稽核持久化、第三方系統集成接口，平臺前端通過可視化技術，提供直觀的數據交付效果，讓非技術人員能夠清晰明了的讀懂能耗數據。

2.1  后端服務平臺主要功能如下

(1) 數據釆集Adapter接收處理服務，使用MultiProcess和 NMQT技術提供皴據接收服務,Multi Process可同時為不同類型的數據采集Adapter提供分布式接收及處理服務，保障了服務的高可用性和可擴展性，通過NMQT實時通信技術，解決了傳統實時通信技術(比如:UDP、Socket)準確性低、資源占用大等缺點。

(2) 數據清洗稽核持久化服務，基于PostgreSql數據庫對象存儲、表繼承、時序數據結構等多方優點,使用JSON對象進行數據存儲，解決傳統關系型數據庫,數據存儲量大、CRUD效率低下等缺點，能夠支持T級數據的秒級CRUD。

(3) 第三方系統集成接口服務,系統間的接口實現技術選用 Web技術和支持HTTP標準的消息隊列技術，接口釆用統一技術 實現和標準的數據類型，系統接口、業務流程應具備前瞻性，充 分考慮到將來的業務擴展，能夠比較容易被重用和擴展。

2.2  前端用戶交付平臺主要功能如下

(1)  能耗全局視圖，通過圖表的形式展示能耗總體情況、接入到系統的設備運行情況、監控指標點實時數據、各個區域負荷多維度查詢對比可視化。

(2)  監測點實時數據視圖，實時查看用能設備運行狀態，各監測點相應負荷、電量、示數、電壓、電流、功率因數、需量等指標數理，并提供對各個監測指標使用曲線、圖標等方式進行可視化展示。

(3)  能耗納管視圖，根據國家能耗標準，將不同類型的用能數據轉換成標準能耗數據進行統一管理,通過系統實時釆集和第三方系統集成，掌握不同類型的用能數據，并提供統計分析報，能夠有效的實現對各種能源系統的分布式監控和集中納管。

(4)  數據分析報表，各監測點數據(比如：分路用能數據、電量統計數據、負荷分析數據、分時電量數據、線路用電損耗數據、報裝數據)支持日、月、年時間和設備類型、設備指標多維度查詢圖表展示以及報表導出打印，為節能管理提供技術支撐和數據支撐。

(5)  經營分析視圖，將平臺釆集到的能耗數據和第三方系統集成的能耗數據,進行大數據分析統計(比如:分項能耗數據、能耗排名數據、能耗評價數據、能耗成本數據)，根據管理機構需要提供多種維度的統計圖表并支持導出打印；為節能管理提供技術支撐和數據支撐。

(6) 異常監控視圖，能夠監測各指標的電壓異常、電流異常、 負荷超載、功率因數異常、溫度異常等告警信息,并進行可視化展示;能夠對用能設備進行存活監測、運行狀態監測并根據相應算法提供設備預計機制。

3  公路智慧能源監控管理平臺實現

如圖1平臺基于Task分布式集群架構，該設計基于松耦合的方式，滿足服務管理平臺的可管理性、便捷性、可擴展性、安全性的要求。架構模式方面，釆用先進的、成熟的、可擴展的、組件式的多層云架構模式，并結合大數據、微服務等技術，共同構成能源監控管理平臺總體架構。

數據釆集Adapter使用主從服務實現，主要實現網絡監測、監聽地址、數據自檢、數據自檢心跳。首先由主服務進行網絡環境監測，如果網絡不正常，則每隔周期進行循環監測，網絡正常后，進入釆集地址監聽，如果地址不正確,則每隔周期進行循環監聽，地址正確后，啟動數據自動檢測服務，自動進行數據更新檢測，同時有主服務進行自檢服務心跳檢測，如果心跳消失，則從新進入初始化環節,啟動新的監測服務。

數據采集Adapter獲取到數據后，進行數據類型檢查，類型不正確，則重新獲取，類型正確后進行數據校驗,校驗不通過，數據拋棄,校驗通過，交由數據解析服務進行數據處理，同時發布一個數據解析完成主題,NMQT服務監聽到數據解析完成后，同時進行三項操作:①發布數據持久化主題進行數據持久化操作和備份操作，②日志存儲操作，③發布客戶端渲染主題,將數據發送到客戶端進行數據渲染；客戶端渲染結束后需要關閉Web- Socket 套接字和連接會話。

4 安科瑞能耗監測平臺

4.1 平臺架構

4.2 平臺主要功能

4.3 設備配置

5  結語

建立基于智慧能源監控管理平臺的開發路線，以平臺需求分析和分布式系統設計要求為基礎,實現公路行業的能耗管理，能耗數據實時監測與用電異常報警與自動化運維,對能耗數據進行挖掘,為節能減排、企業降本增效提供科學化的決策支持。平臺可對路段范圍內所有能耗情況進行監控及管理，根據分路測點情況對每個用電回路的能耗數據進行整理，實現用能情況的實時監測與分析，實現用能的統一管理和監控,為實現能源考核、用能監測等建立能源管理體系提供依據,提升整體管理水平。在平臺運行過程中，通過對監測數據的能耗分析,找到更多設備用能管理薄弱環節,通過節能改造、管理優化等措施的實施，進一步降低用戶成本，提升用戶效能，降低運營成本。

[1]徐曉耘，左松林,倪妍妍.基于微服務架構的電力營銷信息系統研究[J].信息技術,2019(2):160-166.

[2]李貴文，馮興林，公路智慧能源監控管理平臺系統設計分析

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