云计算和物联网助力供热计量改造

ctingfeng

       近年来，在政府相关部门和政策的积极推动下，热计量改造在我国发展迅速，众多热力公司和相关企业、大学和研究机构、表计公司、软件公司、集成公司积极努力在各地用不同的方式推动热计量改造，力争实现节能减排、保护环境、公平计费的目标，取得了一定的成绩。比如取得了很多一手数据和资料，取得了施工、部署、维护的现场经验，锻炼了相关人员队伍。一些地方和单位的实验结果也表明热计量改造确实能够达到或部分达到政府的目标。但也遇到了不少问题，存在多种困难。笔者认为这是必然的，也是正常的。因为这种改革因为牵涉方方面面，涉及数百万平方公里的区域，涉及政策层面、技术层面、实际操作层面、结果评价层面、投资回报（ROI）层面的多种问题，不可能一蹴而就。       的确，仅从技术、实际操作、投资回报的层面，挑战很多。比如标准不统一，谁家的标准更好？目前是大家各行其道。标准不一，质量也参差不齐。比如对于分户热计量，软件系统、集中器、无线DTU终端、热表等也是看似选择很多，实际好用的未必很多。现在多数地方实际是中小规模测试，甚至只是仅仅部署了热表，还没集抄，或集抄但未计费。有些地方初衷是好的，希望有更多的产品和厂家选择，而选择了数家热表、几个软件系统，目前已经陷入困境。主要是数据不兼容、通信不兼容、报表不兼容、故障报警不一致、操作不一致，给运营和管理带来了很大困难。如果一旦大规模实际投入运行和使用，问题可能更多。包括大容量、多并发、大数据对热力公司的挑战，以及不少热力企业缺乏一支高水平的IT队伍。
      笔者作为一名长期从事ICT（信息和通信技术）行业的老兵，认为如果不从现在开始做长远的规划，提出面向未来的方案，就会给后续的工作造成难以扭转的困境，就好像北京市目前的交通，怎样治理也难于取得较好的效果。在此提出几个问题希望引起热力公司、热表企业、集成公司的思考：你们目前采用的系统、包括软件、通信、数据库，能够支持大系统吗？比如十万只表、百万只表？如果有病毒或黑客入侵，你们的系统还能正常运营吗？抄表时数据能够不丢失吗？很多客户同时访问时还能工作吗？希望能引起业内人士注意。
      云计算和物联网技术应用于供热领域的重要意义
      云计算和物联网是近年国内外信息产业的热点领域，我国政府极其重视，大力扶持。这两者都将在热计量改造和企业创新上发挥积极作用。由各种传感器、无线终端和网络组成的物联网能实现数据采集、远程监控、集中管理、故障报警等，提升企业的效率和管理水平，从而提升企业的竞争力。长远来说，物联网能为企业的科学决策、精细管理提供依据。云计算则是从另外一个层面助力传统企业的创新。云计算不是一种新的、具体的IT技术，它的特点是基于互联网、特别是高速的互联网，能够为众多的用户提供可靠的、方便的、较廉价的服务。用户可以根据自己的需要，选择最适合自己的使用方式，比如按时付费、按需付费、按次付费、按用户数付费。而且系统是弹性的，可伸缩的，灵活的，比如用户数少了，就可以少用，用户数多了，多用。需要更大的存储空间时，向系统申请就好。云计算是一种新型的IT服务，它对于热力企业提供IT基础设施和服务，好比电网公司提供电力服务一样。众所周知，今天几乎已没有企业会自建电厂为自己提供电力服务，因为电力公司会给大家提供更可靠、更廉价、更安全的电力服务。
      为什么热力行业需要云计算呢？热计量改造和今后热力企业的精细管理，一定离不开IT系统的升级和创新。但热力企业如果自己大建机房，投巨资买入服务器、存储设备、防火墙UPS、空调等机房基础设备后，还面临着日常维护管理、升级改造、设备快速折旧、安全等问题，更主要的是IT人才问题，没有一支专业的IT人才队伍，很难想象能够管理好大型的IT基础设施，也无力处理大量棘手的IT问题。所以多数热力企业没必要投巨资在IT基础设施上，也没必要为此而必须维持一支费用不菲的IT队伍。术业有专攻，热力企业专注本业，而IT的事交给专业的IT服务商更明智。从国家的层面，如果热力公司自己不大建机房，交给专业的云计算服务提供商，更能减少财政、纳税人的负担，更能得到可靠的、较廉价的、弹性的、面向未来的服务。云计算正好大显身手。
       北京市计算中心“永丰热云”系统
       北京市计算中心是我国最早的计算中心之一，这几年在工信部和北京市政府的大力支持下，投资数亿元，建成了在国内有影响力的北京工业云平台，为广大的工业企业、服务业企业服务。中心拥有上千台中高端服务器、1.5PB的数据存储，200万亿次的计算能力，还拥有多种高端软件，包括Fluent等可用于流体分析、热力分析的软件。以及3D打印机、3D全景扫描仪等设备，也具备多种高端防火墙、防病毒的安全设备和系统，拥有一支200人的队伍，能够为企业提供有特色的、可靠的、性价比较高的云计算服务。中心还能为企业提供在线培训、流体仿真分析、无线物联网设计、咨询等专业服务。
      中心的“永丰热云”系统已初步建成，热力公司、热表企业无需自建机房，就可能得到一个能支持大容量、多并发、数据安全、传输可靠、故障易查的系统、能支持多种热表、支持多家硬件，一个面向热力公司、热表厂、集成商、硬件商开放的系统。希望这个系统能减低相关企业进行热计量改造的门槛，相关企业很容易进行小规模试点或大规模实验，能节省相关企业的一次性投入。中心的超级计算机可为热力企业提供管网平衡、热效率仿真分析等，热力企业管理流程的变动、新员工的培训也可以编成培训课件，放在云端，提供365X7X24的服务。
      云计算和物联网助力热计量改造
      目前热力公司面临许多挑战，选择哪个标准，选择选择哪家产品或方案，现实的方案能否满足未来大系统的要求。其中标准是基础，架构是关键。基于互联网的云架构应是热力企业的首选方案之一，因为它的试验成本、投入成本、维护成本都较低，能够应对大系统容量的要求，在目前标准未定时，更容易升级改造适应未来的标准。另外物联网特别是无线物联网的应用应该大力提倡，多做应用性的试点、试验。因为传感器网络加上实时监控、仿真分析、智能分析，将为节能、环保提供数据基础和决策依据，是智慧城市的重要组成部分。无线技术和产品呈现了多样化的特点，包括GPRS、3G、ZigBee、Bluetooth、WIFI、EnOcean、6LoWPAN等。比如EnOcean是一种新的无线传输技术，最大的优点就是极低的功耗，可以在1mW的发射功率传输距离约300米，适于绿色节能智能建筑、工业等领域。6LoWPAN（IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetworks的缩写）主要解决物联网设备，特别是处理能力低的小设备的互联互通。EnOcean和6LoWPAN可能与ZigBee展开竞争。无线技术和产品种类多、更新换代较快，其中可靠性、易用性、可扩充性、易维护标准化应作为是否采用的主要依据。频率选择、发射功率也要符合国家无线电管理局的要求。目前热力行业使用无线的一些瓶颈包括无线穿透性、安装和维护的专业性要求、电池供电问题等，但解决的方案也会陆续出台。通信协议的选择和应用也至关重要，关系到数据能否较快捷的、无丢失的传输，通信延迟是否可以接受，可以能否支持大规模的应用等。希望相关政府部门和行业协会能推进相关标准的制定，让热计量改造更加顺畅,相关工作、投资事半功倍。
       展望
      未来的热计量改造将愈来愈精彩，物联网和云计算将大大促进热力企业的创新努力，统一的标准、政府积极的推动、多种技术、多个厂家的参与融合将是热计量改造成功的保证。热力企业现在是、将来也一定是这场变革的主角，为实现节能环保的目标，科学务实的作风、开放合作的态度，为财政和纳税人省钱的原则将使这场改革少走弯路，意义非凡。