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安科瑞 鮑靜君
1.項目背景
智慧城市是以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò )組合為基礎通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、實(shí)現城市服務(wù)、工商業(yè)活動(dòng)在內的各種需求做出智能響應;實(shí)現城市智慧式管理和運行，城市的和諧、可持續成長(cháng)。
智慧城市是由交通、能源、商業(yè)、通信、水、電資源等子系統構成的普遍、相互、彼此影響的整體。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，借助新一代的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、決策分析化等信息技術(shù)，可以將城市中的社會(huì )基礎設施建設涉及到的全部?jì)热葸B接起來(lái)，使得城市更加智慧化，同時(shí)使得城市不同管理部門(mén)和系統之間實(shí)現信息共享和協(xié)同作業(yè)，更合理的利用資源、做出好的城市發(fā)展和管理決策、及時(shí)預測和應對突發(fā)事件和災害。
智慧用電為智慧城市的布局提供了重要的安全基礎，同時(shí)也是建設智慧城市的關(guān)鍵。隨著(zhù)城市建設的迅速發(fā)展，近年來(lái)我電氣火災多發(fā)，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。據統計(圖1)，2011年至2016年，我共發(fā)生電氣火災52.4萬(wàn)起，造成3261人死亡、2063人受傷，直接經(jīng)濟損失92億余元，占全火災總量及傷亡損失的30%以上;其中重特大電氣火災17起，占重特大火災總數的70%。這些事故暴露出建設工程電氣設計、施工，電器產(chǎn)品及其線(xiàn)路使用、維護管理等方面存在突出問(wèn)題。
圖1 全電氣火災統計
《*院安全生產(chǎn)委員會(huì )關(guān)于開(kāi)展電氣火災綜合治理工作的通知》安委〔2017〕4號中明確指出：在全范圍內組織開(kāi)展為期三年的電氣火災綜合治理工作。排查整治電器產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、建設工程電氣設計施工、電器產(chǎn)品及其線(xiàn)路使用管理等方面存在的用電安全隱患和問(wèn)題;同時(shí)*院安委會(huì )辦公室成立由教育、公按、工業(yè)和信息化、民政、住房城鄉建設、交通運輸、商務(wù)、文化、衛生計生、工商、質(zhì)檢、安全監管、電力等相關(guān)部門(mén)參加的電氣火災綜合治理協(xié)調小組，了解掌握并定期通報各地區進(jìn)展情況，組織開(kāi)展督查檢查，研究協(xié)調綜合治理有關(guān)工作，鼓勵社會(huì )單位應用電氣火災監控相關(guān)技術(shù)，提升對電器產(chǎn)品及其線(xiàn)路運行狀態(tài)的監測、預警和處置能力。并且電氣火災綜合治理工作納入2017至2019年度*院對省級政府消防工作考核內容、納入*院安全生產(chǎn)考核和*院安委會(huì )安全生產(chǎn)巡查以及安全生產(chǎn)綜合督查檢查內容;力爭社會(huì )單位電氣使用維護安全水平明顯提升，全電氣火災事故減少。
為強化“科技興安”戰略，建設“智慧安監”，有效預防電氣火災事故，堅決遏制重特大火災事故的發(fā)生，進(jìn)一步提升用電單位安全管理和電氣設備本質(zhì)安全水平。在此背景下山東和遠智能科技股份有限公司針對我用電安全事故頻發(fā)，基于公司十幾年專(zhuān)注于“用電管理”經(jīng)驗，結合大數據分析，研發(fā)設計了一套城市用電安全隱患預警和預防管理系統---智慧用電安全隱患監管云平臺。
2.項目簡(jiǎn)介
智慧用電安全隱患監管云平臺是采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助大數據分析與挖掘，解決智慧城市用電安全問(wèn)題。
圖2 智慧用電安全隱患監管云平臺架構圖
智慧用電安全隱患監管云平臺的設計采用三層架構，感知層是通過(guò)配置電流互感器、剩余電流互感器、溫度傳感器、智慧用電安全傳感終端(涵蓋了電氣火災監控探測器功能)等采集設備;實(shí)時(shí)監測用電全部數據并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)通訊層布置的智能網(wǎng)關(guān)上傳到監管云平臺;經(jīng)過(guò)大數據比對分析(以日、周、月、年同時(shí)期用電情況)，對引發(fā)電氣火災的主要因素( 線(xiàn)纜溫度、電壓、電流、漏電流、電弧危害)進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計預測，實(shí)時(shí)發(fā)現電氣線(xiàn)路和用電設備存在的安全隱患(如線(xiàn)纜溫度異常、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓及漏電、電弧光等)，及時(shí)向安全管理人員發(fā)送預警信息，進(jìn)行隱患排查，達到潛在的電氣火災危險，實(shí)現“防患于未燃”的目的，真正地做到智慧用電安全，智慧城市建設與和諧發(fā)展。
2.1智慧用電安全傳感終端
針對此架構，我公司自主設計JFDTD系列與HYWE系列探測終端。
JFDTD系列探測終端是根據相關(guān)標準專(zhuān)門(mén)針對電氣火災事故頻發(fā)而獨立研發(fā)的智慧用電安全傳感終端探測器，并已取得3C認證證書(shū)，獲得消防產(chǎn)品強制認證;同時(shí)該系列終端正在進(jìn)行CMC認證。雙重認證既增加產(chǎn)品競爭力，更是增加智慧用電安全可靠性。
2.2物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)
智能網(wǎng)關(guān)IOT-G11是集數據采集、存儲、協(xié)議轉換、數據轉發(fā)、網(wǎng)關(guān)為一體的交互產(chǎn)品，實(shí)現傳感終端與云端服務(wù)器間的雙向數據透明傳輸，支持自定義注冊包，支持Socket連接，支持透傳云接入。
目前該網(wǎng)關(guān)采用的是成熟的GPRS技術(shù)，自主設計模塊體積極小且安裝方便。同時(shí)我公司針對近年網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)進(jìn)行了研發(fā)工作，自主設計的LoRa模塊現在已經(jīng)進(jìn)入轉產(chǎn)階段;NB-IOT模塊于今年9月上旬進(jìn)行了測試實(shí)驗;后續該項目的實(shí)施將逐漸采用這兩種低功耗廣域網(wǎng)新興技術(shù)(LPWAN)實(shí)現傳感網(wǎng)絡(luò )數據傳輸。
2.3智慧用電安全隱患監管云平臺
智慧用電安全隱患監管云平臺搭建在阿里云IaaS層服務(wù)器(公司與阿里簽訂服務(wù)器租賃合同，響應政府“企業(yè)上云”號召，屬于“企業(yè)上云內容”的“研發(fā)設計上云”)，平臺以云計算和大數據的理念來(lái)設計，可以分類(lèi)管理所有傳感終端上傳的數據，對測點(diǎn)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測和統計分析，分析與及時(shí)發(fā)現智慧用電安全隱患。
2.4創(chuàng )新性
采用智慧用電安全隱患監管云平臺來(lái)實(shí)現智慧城市用電解決方案，相比于傳統電氣火災解決方案，創(chuàng )新性如下：
(1)突破性創(chuàng )新：一是智慧用電安全傳感終端已經(jīng)取得了3C認證，現增加了取得CMC認證，產(chǎn)品雙重認證提高了市場(chǎng)核心競爭力與安全可靠性。二是云平臺設計是基于我公司提出的“四電合一”設計理念，是以搭建在云端服務(wù)器的監管平臺將電能質(zhì)量參數、電能能耗計量、電氣安全運行參數、電氣設備監測四個(gè)模塊進(jìn)行超低成本集成，經(jīng)過(guò)大數據分析與挖掘，發(fā)現與排查城市用電安全隱患，云平臺的計算機軟件著(zhù)作權已取得。三是該云平臺可以鏈接政府職能部門(mén)、各行業(yè)主管部門(mén)以及其它智慧城市綜合應用系統，形成了預測預警、隱患治理、社會(huì )化服務(wù)和政府信息收集四方聯(lián)動(dòng)的管理新機制，豐富完善了智慧城市建設與管理機制。
(2)功能創(chuàng )新如下：
(I)7*24小時(shí)全天候監控，擺脫了人力工作的局限性、低效性。
(II)APP+短信實(shí)時(shí)推送：當出現報警信息時(shí)，及時(shí)通過(guò)短信方式通知相關(guān)人員;了傳統電氣火災只能現場(chǎng)查看以及隱患不能及時(shí)發(fā)現的弊端。
(III)人性化顯示：界面設置圖形化，更加直觀(guān)展示電氣運行情況;實(shí)現用電“可視化”。
(IV)系統遠程升級維護：通過(guò)云平臺可以更加方便地進(jìn)行遠程的升級維護，節省人力、物力和時(shí)間成本。
圖3 創(chuàng )新性
3.項目市場(chǎng)前景
2017年4月*院安全生產(chǎn)委員會(huì )發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展電氣火災綜合治理工作的通知》安委〔2017〕4號中明確指出在全范圍內組織開(kāi)展為期三年的電氣火災綜合治理工作，在商場(chǎng)市場(chǎng)，賓館飯店;酒吧網(wǎng)吧，娛樂(lè )場(chǎng)所;危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存、使用企業(yè);勞動(dòng)密集型企業(yè)，涉塵、涉氨、噴涂行業(yè);來(lái)料加工企業(yè);醫院、學(xué)校、幼兒園等領(lǐng)域;養老機構及救助福利機構;大、中型規模的建筑領(lǐng)域等場(chǎng)所推廣應用智慧用電安全隱患監管系統(云平臺)。
圖4 市場(chǎng)應用前景
2017年初至今，政府相關(guān)部門(mén)陸續下發(fā)文件進(jìn)行推廣的領(lǐng)域有：教育、醫療、鐵路、煤礦、福利院、文物館等，預計我每年智慧安全用電的市場(chǎng)需求粗估為300萬(wàn)套，并且逐年增加。僅全教育系統(幼兒園、中小學(xué)、高等院校)的潛在市場(chǎng)規模保守估計約百億元以上;同時(shí)隨著(zhù)地方各級安監委、消防支隊等部門(mén)對安委文件的落實(shí)，全范圍內將大力推廣應用智慧用電安全隱患監管云平臺，市場(chǎng)需求將呈現爆炸式增長(cháng)的趨勢。
4.項目產(chǎn)業(yè)化
作為智慧城市建設的一個(gè)重要組成部分，智慧用電安全隱患監管云平臺的推廣與應用具有著(zhù)巨大戰略意義，并逐漸形成智慧用電產(chǎn)業(yè)化的趨勢。
通過(guò)與設備供應商、大數據服務(wù)商、安全運營(yíng)服務(wù)商、應用經(jīng)銷(xiāo)商、相關(guān)電子器件供應商等社會(huì )大中小企事業(yè)單位展開(kāi)深度合作，細化與化解決方案，智慧用電相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈和諧發(fā)展與生態(tài)平衡。
積極加強與政府合作，有效激活智慧用電產(chǎn)業(yè)資源，依托“政府主導、企業(yè)推進(jìn)、行業(yè)并舉”模式，實(shí)現生態(tài)圈內的共贏(yíng)互補，以智慧用電產(chǎn)業(yè)化為利劍來(lái)深化智慧城市建設。
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