北京地鐵能耗統(tǒng)計與監(jiān)測平臺建設(shè)采用B/S架構(gòu)，選擇了Hadoop技術(shù)框架和分布式集群處理技術(shù)，利用其高容錯性、高吞吐量等優(yōu)勢，通過多樣化的數(shù)據(jù)接口，從多個數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一整合，為多個平臺與系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。平臺產(chǎn)品強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘與分析能力，實現(xiàn)了能耗數(shù)據(jù)分析與展示，對地鐵能耗進(jìn)行預(yù)測，為制定節(jié)能減排的改進(jìn)方案提供數(shù)據(jù)支持。

　　創(chuàng)新型及先進(jìn)性

　　第一，適用于軌道交通行業(yè)。針對軌道交通行業(yè)多信息系統(tǒng)的現(xiàn)況，大數(shù)據(jù)平臺從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)分析、可視化展現(xiàn)進(jìn)行了定制和優(yōu)化，使得大數(shù)據(jù)平臺可以支持多通信協(xié)議，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的加工、存儲和應(yīng)用。

　　第二，支持各種數(shù)據(jù)采集通信協(xié)議。不同軌道交通信息系統(tǒng)所支持的信息傳輸協(xié)議不一樣，對此億雅捷大數(shù)據(jù)平臺專門針對軌道交通行業(yè)的信息通信協(xié)議，開發(fā)了相應(yīng)的專用接口，可以支持通用工業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議（Modbus），實時數(shù)據(jù)采集模式（MQ），離線數(shù)據(jù)采集（FTP）以及其他常見的數(shù)據(jù)接入方式。通過上述多口協(xié)議的應(yīng)用，使得億雅捷大數(shù)據(jù)平臺產(chǎn)品可以更好地集成軌道交通行業(yè)的數(shù)據(jù)，從而建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉儲平臺，為用戶提供豐富的應(yīng)用服務(wù)。

　　第三，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉儲平臺。軌道交通行業(yè)信息系統(tǒng)眾多，億雅捷大數(shù)據(jù)平臺產(chǎn)品以搭建統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉儲平臺為理念，產(chǎn)品方案在設(shè)計時就考慮到建立地鐵信息系統(tǒng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉儲平臺，實現(xiàn)多樣化的數(shù)據(jù)接口。使用Hadoop技術(shù)統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)，使得軌道交通行業(yè)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)各個分離的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，從而找到數(shù)據(jù)間的相互聯(lián)系，對數(shù)據(jù)挖掘出更有價值的信息，避免了數(shù)據(jù)孤島的出現(xiàn)。

　　第四，強(qiáng)大的分析功能。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集接口使得平臺產(chǎn)品可以接入綜合性的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合其強(qiáng)大的分析功能模塊，可以充分發(fā)揮數(shù)據(jù)融合后的價值，為業(yè)務(wù)應(yīng)用、分析決策提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。應(yīng)用分類、聚類、回歸等不同模型算法，實現(xiàn)能耗分析、預(yù)測、預(yù)警，有利于更為精細(xì)化和動態(tài)的測算城市軌道交通能源消耗。通過對北京地鐵能耗設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘，建立數(shù)學(xué)模型，分析地鐵能耗變動因素，預(yù)測在不同環(huán)境因素下的地鐵能耗，深度發(fā)掘能耗和相關(guān)因素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為決策提供支撐。

　　第五，支持海量數(shù)據(jù)存儲。大數(shù)據(jù)平臺性能方面，可實現(xiàn)TB級數(shù)據(jù)動態(tài)采集、處理和存儲管理，目前每天處理數(shù)據(jù)1億條，每日新增數(shù)據(jù)1G。按照遠(yuǎn)期規(guī)劃22條線路，能耗數(shù)據(jù)存儲10年，平臺配置了100TB的磁盤陣列。

　　應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容

　　應(yīng)用系統(tǒng)，包含了以下功能模塊的具體內(nèi)容：

　　1. 數(shù)據(jù)查詢模塊。依據(jù)北京地鐵能源分類、分項、分戶模型，實現(xiàn)按線網(wǎng)或按單位的能源數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、外用能的查詢和展示。2. 統(tǒng)計分析模塊。依據(jù)北京地鐵能源分類、分項、分戶模型，以折線圖、柱狀圖、堆疊圖、餅圖等方式實現(xiàn)負(fù)荷、能耗的類比、同比環(huán)比、占比、排名分析。提供按小時、日、周、月、季度、年及自定義時段數(shù)據(jù)統(tǒng)計。3. 電能質(zhì)量分析模塊。實現(xiàn)表計數(shù)據(jù)的查詢及實現(xiàn)電能質(zhì)量參數(shù)如電壓、電流、功率、諧波分析等實時數(shù)據(jù)查詢，并按時間查詢電能質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)，推進(jìn)電能質(zhì)量的改善和治理。400V饋出不參與電能質(zhì)量分析。4. 碳排放管理模塊。通過對北京地鐵能源消費和碳排放進(jìn)行統(tǒng)計與監(jiān)測，能夠科學(xué)地測算各單位的碳排放量，能夠為未來北京地鐵開展節(jié)能量交易和碳交易提供規(guī)范的、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。5. 報警與事件模塊。實時監(jiān)測地鐵全線網(wǎng)各線路的用能情況，根據(jù)預(yù)設(shè)的能耗報警條件對用能超限區(qū)域進(jìn)行報警，提醒對報警區(qū)域及時干預(yù)，降低能源浪費。設(shè)置在能耗發(fā)生報警以后，如電功率越限、用水量超限等事件發(fā)生后，能源管理信息系統(tǒng)能夠通過短信、郵件、自動彈出等方式通知相關(guān)人員。6. 輔助決策模塊。實現(xiàn)計劃管理、指標(biāo)分析、節(jié)能項目效果驗證等輔助決策功能。7. 能源報表模塊。提供自定義報表的目錄自定義，支持增加、修改、刪除功能，同時支持按權(quán)限分配目錄權(quán)限，以樹形結(jié)構(gòu)展示。8. 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊。展示能耗分類分項字典清單，系統(tǒng)默認(rèn)分類見分類分項模型。實現(xiàn)能耗字典的新增、修改，啟用或禁用，不支持能耗字典的刪除。能耗分類分項信息包含：能耗分類分項編碼，名稱，單位，轉(zhuǎn)標(biāo)煤系數(shù)、實時量或累積量，轉(zhuǎn)二氧化碳系數(shù)。9. 專題分析模塊、采用時間序列分析、聚類分析等數(shù)據(jù)挖掘算法對針對牽引力單耗、動力能耗專題、車站能耗三個主題進(jìn)行分析。10. 數(shù)據(jù)可視化模塊。通過大屏可視化設(shè)計，采用EChart等可視化技術(shù)，將北京地鐵能耗平臺關(guān)鍵信息通過大屏可視化的方式展現(xiàn)出來。

　　建設(shè)成效及經(jīng)驗總結(jié)

　　該項目取得了如下成效：第一，節(jié)能示范意義顯著。北京地鐵能耗統(tǒng)計與監(jiān)測平臺是全國第一個基于大數(shù)據(jù)平臺的智能城市軌道交通路網(wǎng)級能源管理系統(tǒng)。第二，建立了能源管理體系架構(gòu)。平臺實現(xiàn)了能耗信息的線網(wǎng)級、線路級、車站級三級管理，三級監(jiān)測?；谀芎慕y(tǒng)計與檢測平臺可以實時動態(tài)掌握多個維度能源消耗和使用情況，為運營管理提供第一時間的數(shù)據(jù)支撐。第三，提升了信息化管理水平。平臺整合了能耗數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量、運營信息、設(shè)備運行及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了能源及相關(guān)數(shù)據(jù)最大限度的整合。在線監(jiān)測近10萬個數(shù)據(jù)點；包括13條線路共計9167塊表計數(shù)據(jù)，全網(wǎng)行車和客流信息，7條線路照明、通風(fēng)空調(diào)、電扶梯主要用能設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)?；谏鲜鰯?shù)據(jù)構(gòu)建的地鐵能耗大數(shù)據(jù)平臺，可以全面實時掌握全路網(wǎng)的能耗使用消耗情況，總結(jié)分析出能源使用消耗的特征，同時可以按照時空維度分類分項維度等預(yù)測出北京地鐵能耗未來的發(fā)展趨勢等。另外，本系統(tǒng)平臺的建成，為公司的全量數(shù)據(jù)倉庫提供了關(guān)于設(shè)備運行狀態(tài)、能耗、運行時長、相關(guān)客流等優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)。第四，提升了設(shè)備設(shè)施管理水平。通過建立完成分類、分項和分戶能耗統(tǒng)計模型，實現(xiàn)北京地鐵能源管理問題診斷、潛力挖掘及政策效果評價。建立相關(guān)的配套管理制度，對能耗系統(tǒng)的管理維護(hù)、運行使用進(jìn)行了指導(dǎo)，提升了設(shè)備設(shè)施的管控水平。

　　建設(shè)經(jīng)驗總結(jié)如下：第一，能耗監(jiān)測體系建設(shè)具有重大意義。能耗監(jiān)測提升了能源管理的時效性和精準(zhǔn)性，是能源管控精細(xì)化信息化的重要保障。第二，持續(xù)推進(jìn)信息化建設(shè)任重道遠(yuǎn)。信息化工作是一項持續(xù)的工作，未來隨著數(shù)據(jù)的積累，能耗平臺應(yīng)該持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘與分析工作，找到更多能耗分析和應(yīng)用的挖掘方向，發(fā)揮整個大數(shù)據(jù)平臺價值。第三，信息化平臺的建設(shè)需要考慮未來的發(fā)展。信息化平臺的建設(shè)需要具有可擴(kuò)展性，即通過很少的改動甚至只是硬件設(shè)備的添置，就能實現(xiàn)整個系統(tǒng)處理能力的線性增長，實現(xiàn)高吞吐量和低延遲高性能，在系統(tǒng)擴(kuò)展成長過程中，軟件能夠保證旺盛的生命力。數(shù)據(jù)平臺模型建設(shè)是項目的核心，數(shù)據(jù)模型的好壞影響整個數(shù)據(jù)平臺未來的性能和擴(kuò)展性，是大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)和長期發(fā)展的指南。它描述了企業(yè)眾多復(fù)雜業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，是構(gòu)建企業(yè)統(tǒng)一視圖的基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)成功與否，在很大程度上取決于是否有一個穩(wěn)固的、全面的、靈活的數(shù)據(jù)模型。

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