近年来随着日照城市建设的高速发展，供热负荷发展迅速。2020-2021采暖季日照电厂热力公司供热范围内直管热力站已达到767个。目前热力站大都采用人工监控，一方面浪费人力；另一方面出现事故隐患时巡检、操作人员难以及时发现，易造成设备事故。同时，各热力站都独立运行，难以达到供热系统整体最佳状态，易造成水力失衡影响供暖效果，从而引发连锁反应，造成能源的极大浪费。再一方面供热调度部门需要了解每个小区热力站的温度、压力等基本供热运行参数，并根据实时运行参数调节供热运行负荷。基于以上需求，为解决相关问题并提高工作效率、降低人工成本，我们就需要不断加强供热系统自动化的建设，在感知和执行层利用机器设备代替人的操作，最终达到在供热的全环节利用机器辅助或替代人类智慧，这不仅满足了供热生产便捷操作、节约人力的需求，也满足了供热系统安全、高效运行的需要。

　　随着第四次工业的发展，以云计算、大数据、物联网、移动互联网为代表的新一代信息技术正在加速向工业领域渗透融合，工业云、工业互联网、智能设备逐步成为工业发展新基础。同时随着人民生活水平的不断提高，人们对热的需求更加多样化，这就要求我们不断提高供热系统对动态热负荷需求的灵活相应能力，实现“按需舒适供热”，想要实现这一点就需要我们不断提升设备的自动化水平，同时借助“互联网＋”技术改造供热产业，推动移动互联网、大数据、云计算、物联网等技术与供热行业进行全方位、全系统的深度融合，充分发挥大数据、云平台在供热资源配置中的优化和集成作用，推动科技进步、效率提升和组织变革，最终满足了提升供热产业创新力和生产力的需要。

　　控制层包括在每个热源、热网、换热站、热用户等现场安装的各种自控硬件设备（例如PLC控制设备、计量设备、温控设备、系统参数检测设备等），这些设备可以采集现场数据，为智慧供热的大数据分析提供数据来源及控制依据。智慧控制层与上层数据通信方式采用多种通信方式。

　　应用层主要功能是将底层数据进行采集和储存，主要设备包括核心交换机和云服务器。核心交换机是通信网络的主干，流量通常非常庞大。因此在每个交换机上设置多个千兆以太网接口，保证通信网络性能。虚拟化云平台基于超融合架构，构架于云服务器之上。它是以虚拟化技术为核心，将计算、储存、网络等虚拟资源整合到一台标准服务器中，形成基准架构单元。

　　信息化中心层主要功能是通过现代化的大数据算法、人工智能技术，将庞大的实时数据、历史数据进行计算分析，对供热运行进行实时监控，分析指导供热系统的指挥调度。供热指挥调度信息可展示在不同的设备终端。其中，平台客户端设置在供热调度中心，主要是供热运维管理人员根据各自的岗位职责对现场供热指令进行实时管理。在基于手机的终端平台，领导层和决策层均可以经过授权后，通过手机APP进行供热数据浏览、历史数据调取等，及时处理相关业务。另外，供热数据也可上传至外链平台等第三方监控平台，方便进行统一指挥调度。

　　随着公司供暖规模的扩大和热用户对供热服务需求的日益增多，以实现供热管网平衡、节能降耗为目的，在大数据、云计算的基础上建立供热负荷预测模型，搭建智慧化供热管控系统。智慧供热管控系统是以管网运行数据为核心，实现用热单位及居民室内温度、管网压力、流量、温度等参数数据汇聚管理，做出可视化的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理供热系统的整个生产、管理和服务流程，最终达到安全供热、平衡供热、节能降耗、降低漏损的供热目标，提高供热企业的供热服务水平和业务管理水平。系统具备管网地理信息、负荷预测、全网平衡、能耗管理、智慧评价、多平台融合等多项功能模块。

　　1. 地理信息模块：具备管网台账功能，集成供热管网建设年代、定位、走向、埋深、管径、 保温材质、焊缝、弯头、三通、变径、阀门、补偿器等基础信息。利用地理信息系统，可实现对供热管网的管理、运行分析等功能。

　　2. 负荷预测模块：基于历史天气工况数据、热网运行数据，建立供热量、室内温度、室外气象的用热负荷模型，跟随用热实际负荷滚动更新预测模型。充分考虑天气工况、管网老旧程度、建筑类型、建筑蓄散热特性、热网升温延迟、热计量小区行为节能等因素，保证模型预测结果与实际用热规律的一致性，自动提取供热运行规律，形成用于运行调节的运行调度参数并不断优化，精确调度供热系统。

　　3. 全网平衡模块：依据负荷预测建议值自动进行全网调度，按照能耗计量点实测值与预测目标的偏差自动调节一次网流量。

　　在热源供热能力充足的条件下，根据负荷预测数据进行热源热量调度，确定调整各热力站控制参数和控制策略，自动进行全网平衡调节，将热源生产热量按用户需求分配到各热力站，实现“均衡输送、按需供热”。在热源不足或热源负荷跟不上波动较大时，全网平衡不受热源负荷变化影响，将整个热网的热量平衡地分配到各热力站。

　　4. 能耗管理模块：通过统计分析热源、热力站的热量、水耗、电耗情况，计算出水、电、热的单耗和累计单耗情况，依据能耗统计结果和单耗指标对不同供热站（热力站）进行能耗排行和能耗对比，并将比对结果以报表、柱状图等形式展示，对超标区域（小区）进行问题分析。通过能耗预测，比对预测值和计划值，如果预测值超出能源配额或行业水平，则进行报警提示。

　　5 智慧评价模块：科学的生产运营智慧评价模块，以实现度评价运营管理工作，定期评价自动给出评价意见，及时对生产运营的进行监管和调整。该模块是建立供热运营管理评价体系，确定评价项目，细化评价指标及权重，最终形成度、多因素的综合评测指标。依托企业内信息系统获取基础数据，先确定单因素评价指标，再进行度、多因素的综合评测。智慧评价模块可连续监测生产运行工作，并可按预定周期自动生产评价报告。评价报告内容包括不限于：本期综合评价分数及分数构成；近期各评价指标的趋势；评价建议等。

　　6全面监控：全面监控是智慧供热的基础模块，是保证执行的重要环节。模块提供给监控人员一种一次性浏览全局热力站状态的视角。具体功能包括：

　　6.1公司生产实时监测信息，包括：热源产热信息、管网输配系统的运行监测和平衡状况监测、换热站运行状态及该站二网平衡指标、报警及报警处理状态信息、视频信息等;

　　6.2经营、收费等多部门的信息集成，包括：实际供热面积、入网面积、用户统计信息、客户投诉信息、室温统计情况、室温调控状况、楼栋用热情况、管网检修状态信息等。

　　6.3以实时报表和图形相结合的方式，展现各类数据，可以根据用户需求进行动态组态，实时监测画面可以通过色彩变化、声音等方式，突出显示用户显示不同的监控参数及监控热力站。实时报表每10秒动态刷新一次，提供导出excel的功能。

　　智慧化供热管控系统可以实现对接计量平台、收费系统、客服系统、七要素气象站等外部系统，通过中间数据库定时提取数据，经过分析比对，实现以下功能：

　　7.3显示工单信息，今日呼叫量，今日工单量，今日投诉量,今日完成量，昨日呼量，昨日工单量，昨日投诉量，昨日完成量等关键信息。

　　智能热网手机APP是智能热网产品线的一部分，是智能热网四种应用终端（PC、信息墙、3D全息、手机）的一种。手机APP适用于4~6寸屏的主流手机终端，采用手机竖版方式进行信息浏览。主要应用对象包括热力企业管理人员、生产运行调度及运行维护人员。企业管理人员及运行调度人员还可通过手机APP进行截图并通过“分享”功能分享到其预先设定的微信圈中。

　　实现对系统点表的采集和显示，包括主要运行参数：一次网供回水温度、压力；一次网供回水瞬时、累积流量和供水热量；一次网电动温度调节阀开度；二次网供回水温度、压力；除污器前、后压力；二次网供水瞬时、累积流量；二次网补水累积流量，瞬时流量；水箱液位；水泵运行状态（运行停止、频率、电流等）、故障报警等数据，并具备上述参数历史数据记录功能。

　　热力站AR巡检系统，利用AR增强现实功能，将视频的“现实”与虚拟的“增强”信息结合起来，使监控人员在实时监控画面上能够直观了解目标信息。不仅反应了现实场景中的信息，而且在“现实”的基础上，在实时监控画面中添加设备信息、监控内容、运行参数、摄像机的经纬度、方位角，标注目标的名称、地址、联系方式等信息，帮助监控人员了解监控画面中的视频信息及时有效地处理视频画面中捕捉到的异常情况、突发事件。

　　无人机辅助巡检系统系统是借助无人机搭载高清航拍摄像技术，结合无人机控制软件实现对供热管网巡检区域进行自动巡航，到达管网连接处自动悬停多角度拍照，并且挂载红外热成像监测传感器，对供热管网进行全方位的扫描监测，发现潜在泄漏点，及时锁定隐患位置并且抓取隐患点的视频画面，根据无人机现场的情况反馈，安排维修人员前去现场处理隐患事故。该系统不仅可以解决热力管护工作当中存在的人员无法达到的盲区问题，并且可以实现供热管网运行系统的泄漏检测以及温度监测功能等等。

　　搭建的基于大数据云平台的智慧供热管控系统能够基于实时数据的持续学习、持续优化，并改进推理算法，而不是固定不变的理式，避免了人为经验的不准确，可以持续的、最大程度的利用好供热的数据，通过负荷预测、供需预测、多目标优化模型，可以保证供热系统的精准调控，从而能够提高供热生产运行调控决策的科学性和及时性,减少热能浪费提升系统综合能效，保障供热系统运行状态的高效性。

　　城镇供热事关城镇居民的人身及财产安全,实现供热系统的安全稳定运行是智慧供热的重要价值体现。本套调控系统通过AR现实增强技术能实时监控换热站、设备间的运行情况，极大减少了巡检维护人员的工作量；借助管网地理信息模块，当发生管网异常时，可快速在管网地理信息中定位并发出提醒，并能够自动判断事件等级，快速调取相关的应急预案，能够显著提升应急事件及运行故障的处置能力，借助物联感知系统全面及时地掌握供热运行中存在的危险因素,闭环跟踪监督安全相关工作的执行情况。同时系统具有在线和连续的综合评估和分析能力，能对供热生产的节能、安全、高效、舒适运行提供定性和定量分析，能够预测可能发生的运行风险，并提出风险解决方案，避免大规模事件发生，从而极大提升供热生产的安全性和可靠性。

　　本系统能够运用信息通信技术感测、分析、整合供热企业运行中各核心系统的关键信息,从而对各种需求做出智能响应,实现全面感知、智慧融合,大幅提升供热企业管理水平;能够使政府主管部门实现基于大数据的供热行业优化治理。同时该系统能够优化热能源结构，提高了能源保障水平，起到了维护社会稳定、促进社会经济发展的作用。能源结构调整完成后，供热用煤量、污染物排放大幅度减少，同时减轻了城市交通、运输的压力，降低噪声污染，为居民营造和谐、文明、优美的生活环境创造了良好的条件。

　　2018年日照热力公司共有直管小区570个，直管人员74个，平均一人直管约8个小区。预计到2021年底直管小区小区数量增加至835个热力站，智慧化供热管控系统项目开始实施后，热力站实现远程监控，直管人员巡检的压力大大减小，在直管人员数量保持不变的情况下，平均一人可直管11个小区，节省了直管人员33个，占比44%。按照日照市城镇平均工资5235元/ 月计算，每月减少工资支出17万元左右，减少了企业的运营成本，为企业的提质增效做出了贡献。

　　智慧供热管控系统使供热企业的营运形式、服务形式、管控形式及赢利形式发生改变。营运形式由经验驱动变为数据驱动，服务形式由被动服务变为主动服务，管控形式由事后处理变为事前数据预。