减少千余吨二氧化碳排放，云计算带来的供热行业数字化化变革

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传统的集中供暖采用粗放式的管理方法,平均供给,存在极大的资源浪费,在煤炭供不应求以及“碳中和、碳达峰”的愿景目标下,我国供热行业能源管控迫在眉睫。

日前,东北等十余省陆续发布限电通知,甚至波及居民用电,引起了社会各界的广泛关注,而“电荒”背后的煤炭供需矛盾也逐渐暴露于大众视野之中。面对即将到来的寒冬,无论是东北还是南方城市,在电网压力大、煤炭供应紧缺之下,城市供热都将面临巨大挑战。

一直以来,我国城镇供热主要分布在北方,且主要是集中供热业态。目前,90%的城镇供热都是通过水暖的方式来实现的,即以水为载体,将供热公司生产的热沿着热力管网输送至各个社区,并在小区内通过换热机组将热力主管网的热交换至二次网,再通过二次网在住宅中的循环散热为居民供暖。

传统的集中供暖采用粗放式的管理方法,平均供给,存在极大的资源浪费,在煤炭供不应求以及“碳中和、碳达峰”的愿景目标下,我国供热行业能源管控迫在眉睫。

供热行业的数字化化变革

大部分居民在选购房屋时都会特别留意房间朝向,坐北朝南、南北通透等形容词往往会成为提升价格的筹码,而除了采光、通风外,房间朝向对于温度也有较大影响,但传统的“无差别”集中供热是平均供给,很多时候无法根据房屋朝向、天气温度、住户面积等因素进行科学调节,往往需要依靠个人经验来调节相应阀门,这就会出现屋内过热或温度较低的情况,造成大量的能源浪费。在数字化技术普惠千行百业的今天,供热行业也已经开始了转型升级之路。

作为业内首家在供热行业提供SaaS服务平台的企业,北京智信远景软件技术有限公司(以下简称“智信远景”)在深入行业剖析痛点后,推出了揽月云平台——针对供热企业和热用户提供智慧供热、智慧用热的SaaS服务云平台。

据智信远景CEO张小迎介绍,供热企业业务覆盖的主要应用系统有热源管理系统、热网调度运行系统以及面向用户的收费系统,用户端还有客服、运维等其他反馈系统。这些涉及多终端企业的软件往往是相互独立的,数据无法互联互通,形成了一座座信息孤岛。同时,为推动热计量改造,政府层面投资了近千亿来安装智能终端,随之采集的大量数据如果仅仅用于计费自然是暴殄天物,所以,利用人工智能、大数据挖掘供热数据背后所隐藏的能源分布、资源浪费等问题将成为供热行业数字化的重要应用方向。

此外,集中供热覆盖人口密集区,具有区域性、网络化的特点,所以各个环节的不同设备都需要搭载自控软件并通过连接外网与其他区域的设备通讯,但热力设备厂商的IT运营能力及维护能力参差不齐,很容易遭受病毒攻击。部分厂商在每年3月停暖后便关闭服务器,待到来年冬季时才发现服务器被攻击、数据无法恢复。

针对于此,智信远景推出了揽月云平台,基于稳定可靠的NB-IoT网络,为供热管网中的各种工业设备赋能,可以连接供热管网体系中的所有设备,连接产业链上下游的运维人员、管理人员、暖通专家以及决策者。据介绍,揽月云平台目前已面向城市集中供热企业接入了2,000余个换热站,覆盖供热面积1．2亿平方米左右,累计节能约4,000万千瓦时,折合燃煤50,000吨。

供热行业的智能化升级

随着物联网海量数据爆发以及AI、大数据的快速发展,危险预警、负荷预测等应用愈发成熟。就供热行业而言,供热具有时延性,影响因素非常多,要做到真正按需供热,则需要大量末端设备的数据来支撑预测算法,比如室内温度采集器、智能温度控制器、入户智能控制阀门装置等,而随着物联网设备数据量指数级的增长,在云上进行数据存储与计算已是必然。

作为亚马逊云科技的技术合作伙伴,智信远景依托亚马逊云科技广泛而深入的技术和服务以及全球领先的架构设计方法、实践,也在不断优化云原生揽月云平台。

据智信远景CTO张选潮介绍,揽月云平台完全构架到亚马逊云上后,首先是实现了原有应用的迁移,提高了揽月云平台的稳定性和业务连续性;其次,智信远景利用亚马逊云科技的产品和服务,构建、优化了云原生揽月云平台,加速应用创新;此外,公司利用亚马逊云科技的智能湖仓架构,仅用4周时间就搭建起了数据分析服务,同时使用Amazon S3来存储供热数据,且目前已经接入1．1TB供热数据、700+数据标签,覆盖了供热系统从热源、热网直至房间的所有环节的数据。

具体而言,揽月云平台的系统最外层网关程序以容器方式部署在Amazon EC2上,业务数据通过Amazon S3进行存储,并导入Amazon EMR及Athena进行数据批量处理和查询分析,批量处理后数据进入Amazon RDS进行缓存,最终返回给前端应用,将可视化数据展示给平台使用者。另外,借助Amazon SageMaker构建机器学习模型,实现对供热负荷的智能预测。

供热行业一般在供暖开始后数据量大幅增加,随着供暖结束数据量逐步降低,期间增长率能够达到200%-300%。针对其业务数据周期变化明显的特点,智信远景通过容器化部署,并结合服务注册发现机制,在供暖季开始前增加Amazon EC2的节点,部署更多的应用容器以应对增长的数据处理量,供暖季结束后逐步下线应用节点,实现弹性服务,节省IT成本。

据智信远景CEO张小迎介绍,智信远景联合亚马逊云科技帮助石家庄一拥有1500家住户、占地18万平方米的小区进行了云端管理调控供热,在保证温度舒适的情况下实现节热44%,第一年节约热费57万元,电费5万元,共计节能费用62万元。如果换算为燃煤,相当于减少1,550吨的二氧化碳排放量。

写在最后

如今,业务上云已经成为了各行各业数字化转型的基础,而在云端部署AI、进行大数据分析无疑将为企业数据价值挖掘、业务创新带来更多可能。亚马逊云科技作为云计算领军企业,也将为相关应用创新保驾护航。