一、系統(tǒng)上云的必要性
近年來，集中供熱自動化水平總體在提高，自動控制在熱網(wǎng)運行管理中發(fā)揮著越來越大的作用?；谝患壘W(wǎng)及熱力站監(jiān)控的SCADA系統(tǒng)已在熱企普遍部署和應(yīng)用，針對熱損最高的二級網(wǎng)（約占全網(wǎng)熱損的70~80%），也應(yīng)該加速部署二級網(wǎng)全自動監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)二級網(wǎng)水力和熱力平衡，幫助企業(yè)節(jié)能降耗和提高勞動生產(chǎn)率。實施二級網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的難點在于：
(1) 由于建設(shè)年代、敷設(shè)方式等因素造成管網(wǎng)設(shè)施情況和監(jiān)控裝置安裝環(huán)境較為復(fù)雜，施工改造困難；(2) 末端熱用戶分散、數(shù)量龐大，自控系統(tǒng)采控、計算分析壓力大；
(3) 供暖建筑條件（使用功能、節(jié)能、非節(jié)能）多樣性，室內(nèi)供暖系統(tǒng)形式的多樣性，同一管網(wǎng)末端供暖設(shè)備型式不同（如散熱器、地暖），不利于實現(xiàn)平衡調(diào)節(jié)和差異化供熱。
隨著云服務(wù)在B2B領(lǐng)域的成功應(yīng)用，其優(yōu)異的云計算能力，可為智慧供熱提供可靠的PaaS和IaaS服務(wù)?；谠品?wù)的二級網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，具有如下優(yōu)勢：
(1) 硬件投入少、運維成本低；
(2) 解除因末端熱用戶分散、數(shù)量龐大，對自控系統(tǒng)采控、計算、分析的壓力；
(3) 更廣泛的兼容各種物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，實現(xiàn)復(fù)雜工況下的數(shù)據(jù)上傳；
(4) 可創(chuàng)建AI模型，實現(xiàn)二級網(wǎng)高精度平衡調(diào)節(jié)和差異化供熱；
(5) 支持SCADA系統(tǒng)集成，具備升級為企業(yè)級智慧供熱系統(tǒng)的能力。
基于云服務(wù)的智慧供熱系統(tǒng)
二、甄選數(shù)據(jù)通信鏈路
二級網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)需要在供暖建筑熱力入口和末端用戶安裝智能調(diào)節(jié)閥、熱表和室溫儀等智能裝置，其數(shù)據(jù)上云的通信技術(shù)，應(yīng)遵循技術(shù)先進、高性價比、網(wǎng)絡(luò)完善、數(shù)據(jù)安全的原則。
目前，4G和 NB-IoT是三大運營商全面支持的通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋好，安全有保障，可根據(jù)系統(tǒng)工藝情況組合使用。在進行樓宇或單元熱用戶之間的平衡調(diào)節(jié)、實現(xiàn)用戶室溫采集時，可采用NB-IoT通信方式，解決位置分散和入戶施工問題；在進行樓宇內(nèi)末端熱用戶之間的平衡調(diào)節(jié)時，其位置集中且數(shù)量眾多，可通過RS485或CAN總線將設(shè)備集中接入邊緣計算裝置，進行數(shù)據(jù)解析和治理，然后通過4G網(wǎng)絡(luò)與云端通信。
采用NB-IoT技術(shù)的理由：
(1) 廣覆蓋，提供改進的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)提升100倍覆蓋區(qū)域的能力；
(2) 具備支撐連接的能力，NB-IoT一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；
(3) 更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機時間可長達(dá)5年；
(4) 更低的通信成本，單個接連不超過20元/年。
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
三、實現(xiàn)無人干預(yù)的平衡調(diào)節(jié)
二級網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)主要解決樓宇或單元熱用戶之間的水平失調(diào),以及樓宇內(nèi)末端熱用戶之間的水平及垂直失調(diào)問題，通過控制策略指揮智能調(diào)節(jié)閥工作，以供熱系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的所有熱用戶為調(diào)節(jié)對象，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的水力和熱力平衡。實踐中采用的方法如下：
(1) 系統(tǒng)采用基于回水溫度相對一致法進行平衡調(diào)節(jié)；
(2) 對處在樓宇特殊位置、停熱、未入住等典型用戶，進行正負(fù)溫度偏差設(shè)定，實現(xiàn)差異化供熱；
(3) 在調(diào)節(jié)過程中采用暖虎AI，實現(xiàn)：
2 自動找到系統(tǒng)最不利點，在確保其閥門全開的情況下，調(diào)至系統(tǒng)阻力最小的平衡狀態(tài)；
2 自動識別二級管網(wǎng)阻力特性和系統(tǒng)誤差，控制回水溫度相對偏差達(dá)到0.5～0.8℃；
2 二級網(wǎng)自主調(diào)節(jié)，不依賴于一級網(wǎng)、熱力站和氣候等參數(shù)條件。
基于回水溫度一致法單元調(diào)節(jié)前后對比
四、需要解決的安全問題
企業(yè)普遍擔(dān)心一旦系統(tǒng)上云，會出現(xiàn)各種安全問題，下面給出國家在網(wǎng)絡(luò)安全等級保護方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：2019年5月13日，網(wǎng)絡(luò)安全等級保護制度2.0標(biāo)準(zhǔn)（簡稱等保2.0標(biāo)準(zhǔn)）正式發(fā)布，于2019年 12月1日開始實施。
GB/T22239-2019《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求》
GB/T25070-2019《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護安全設(shè)計技術(shù)要求》
GB/T28448-2019《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護測評要求》
可見，遵循了等保2.0標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)實施的基于云服務(wù)的二級網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，是可以實現(xiàn)熱網(wǎng)安全運行的。應(yīng)重點采用以下技術(shù)措施：
(1) 采用NGFW、WAF、KSV等聯(lián)合防護保，從訪問安全、傳輸安全、入侵檢測、防病毒等方面來解決網(wǎng)絡(luò)安全問題；
(2) 通過對光纖交換機、域控服務(wù)器、存儲機等關(guān)鍵設(shè)備雙活配置，以及按業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)重要等級劃分的核心域和DMZ域等手段保障系統(tǒng)安全；
(3) 采用軟件接口加密、訪問身份識別和時間控制等策略，在線備份和離線備份容災(zāi)體系確保數(shù)據(jù)安全；
(4) 對閥門開度、溫度、壓力、通訊異常等進行預(yù)警和處置，實現(xiàn)供熱安全。
在實踐中為用戶提供了兩種解決方案，一是推薦使用中能暖虎云及應(yīng)用服務(wù)，二是用戶提供云空間，由我們部署軟件搭建系統(tǒng)。
五、二級網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)
二級網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是面向集中供熱領(lǐng)域，服務(wù)于供熱企業(yè)和熱用戶，以平衡調(diào)節(jié)、室溫均等為原則，對供暖建筑入口、末端用戶的溫度和熱量進行全面監(jiān)控的平臺。本平臺涵蓋了企業(yè)級二級網(wǎng)智慧供熱所需的必要監(jiān)控功能，依托暖虎賬號管理系統(tǒng)，可為平臺管理人員、實施人員、運維人員、企業(yè)管理者等各類權(quán)限用戶配置業(yè)務(wù)，并能確保系統(tǒng)設(shè)備不會發(fā)生未經(jīng)授權(quán)的操控。
2 核心業(yè)務(wù)：
(1) 二級網(wǎng)監(jiān)控；
(2) 供熱質(zhì)量評價。
2 產(chǎn)品特點：
(1) 云端部署，可接入千萬數(shù)量級的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，兼容多廠商產(chǎn)品；
(2) 支持三大網(wǎng)絡(luò)運營商4G和NB-IoT通信；
(3) 具有設(shè)備和用戶認(rèn)證安全識別機制，防止未經(jīng)授權(quán)的操控；
(4) 通過多類型用戶、多權(quán)限管理機制，配置多場景業(yè)務(wù)；
(5) 先進的調(diào)控策略，指揮智能調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的水力和熱力平衡；
(6) 面向?qū)ο蟮闹悄芊治瞿Ｊ剑蓪Ξ?dāng)前檢索的任意結(jié)果進行統(tǒng)計和分析；
(7) 二維GIS直觀展示供熱系統(tǒng)調(diào)控水平與區(qū)域供熱質(zhì)量；
(8) APP支持WIFI、掃碼、藍(lán)牙操控物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，具有查詢、分析功能。
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