劉丹
 

　　安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
 

　　摘要：本文通過對大數(shù)據(jù)云平臺的智慧城市架構進行分析，探索如何應用大數(shù)據(jù)技術才能進一步推進城市智慧化的發(fā)展，使其城市的各個領域都可以被大數(shù)據(jù)所包圍，通過一定的分析并提出相關的建議，讓大數(shù)據(jù)更好地為智慧城市的建設提供強有力的依靠。
 

　　關鍵詞：智慧城市；大數(shù)據(jù)云平臺；數(shù)據(jù)挖掘
 

　　0 引言
 

　　智慧城市是指隨著科學技術的發(fā)展和進步，科技和城市管理融合在一起，通過對城市的經(jīng)濟、社會、文化等進行相應的創(chuàng)新，進一步使人們的生活產(chǎn)生舒適感，形成良好的創(chuàng)新型城市生態(tài)系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)云平臺等對智慧城市的發(fā)展帶來一定的幫助。通過引入科學技術使城市之間進一步創(chuàng)新可以讓人們感受到智慧城市給人們帶來的優(yōu)勢和便利，使得更多得人更加傾向于智慧城市的發(fā)展。
 

　　1 智慧城市的信息體系組成
 

　　1.1  智慧城市的技術組成分析
 

　　在大數(shù)據(jù)的發(fā)展背景下，智慧城市進行建設的過程需要更多的是科學技術的幫助和支持。智慧城市發(fā)展過程中對大數(shù)據(jù)進行相應的采集和綜合分析，可進一步實現(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集，對數(shù)據(jù)進行傳輸并儲存，同時還對其進行加密保護。
 

　　智慧城市主要是結(jié)合數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡、云平臺和移動通信等相應的技術，進一步對其進行相關內(nèi)容的應用。智慧城市反映出的是一個城市的動態(tài)資源。城市之間的各種信息的來源進行挖掘，滲透出事物的規(guī)律和本質(zhì)的特性。通過相應的技術處理，可以對片面碎亂繁雜的數(shù)據(jù)進行詳細地匯集、挖據(jù)和分析，從中提取出有用的資源，進而為城市的發(fā)展和社會的服務提供一定的依據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)通過光電技術的發(fā)展，可以將物與物之間進行相鏈接，使得整個城市的發(fā)展起到一定的促進作用。如果想將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)形成比較實用的信息，需要通過云計算平臺進行相應的壓縮和傳驗以及編輯處理，使數(shù)據(jù)能夠進行清楚地分類。在城市建設中這些信息能夠為智慧城市的發(fā)展提供一定的數(shù)據(jù)支持，通過數(shù)據(jù)做出數(shù)據(jù)分析，使城市之間的資源配置等問題變得合乎常理。
 

　　總之，大數(shù)據(jù)在智慧城市建設的過程中提供了一定的可能，而物聯(lián)網(wǎng)也是起到了十分重要的作用，它主要是進行數(shù)據(jù)傳輸，進而提供一個信息傳送的平臺。云計算平臺是管理系統(tǒng)，只有使它們進行相互的配合和應用，才能推進智慧城市大系統(tǒng)的進一步形成。
 

　　1.2  智慧城市信息系統(tǒng)的結(jié)構分析
 

　　城市信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)對智慧城市的建設起到一定的促進作用。此系統(tǒng)可以對大數(shù)據(jù)進行相應的分析，同時還可以對智慧城市的形成、運作、發(fā)展進行詳細記載，它的發(fā)展速度和城市數(shù)據(jù)化的范圍以及未來的發(fā)展有著十分密切地聯(lián)系。圖 2 是智慧城市信息系統(tǒng)的詳細地架構。
 

圖 2
 

　　智慧城市的信息系統(tǒng)是基于大數(shù)據(jù)時代下眾多領域的中其中一方面的內(nèi)容。它可以提供城市完整的信息，與各種通信設備及相應的技術等進一步實現(xiàn)了互聯(lián)互通，通過收集城市之間的各種各樣的數(shù)據(jù)。進一步構成了城市的脈絡，為智慧城市的建設提供了相對關鍵的基礎條件。
 

　　2 大數(shù)據(jù)推動智慧城市的建設
 

　　在智慧城市發(fā)展的過程中，數(shù)據(jù)起到十分重要的作用，各種各樣的數(shù)據(jù)存在智慧城市的建設中，比如地理空間的數(shù)據(jù)、行業(yè)之間的數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)能夠為智慧城市建設提供一定的幫助。如何對這些各種各樣的數(shù)據(jù)進行的存儲和管理及分析，是智慧城市建設中需要解決的重要問題。利用計算機技術、信息技術等使得計算機系統(tǒng)能夠針對更多復雜的數(shù)據(jù)進行自主的分析和研究，以便于城市管理者人員也能夠提出一定的解決對策。目前，對各種各樣的數(shù)據(jù)進行相應的存儲、分析和管控是智慧城市建設中需要及時進行解決的問題，對于這些問題同樣也是大數(shù)據(jù)時代需要關注的問題，從智慧城市的建設來說，主要分為兩類。一類是主要進行領導的建設，另一類是企業(yè)作為主要領導的建設。帶頭的建設主要是對基礎數(shù)據(jù)的搜集、管理等一系列工作，使變?yōu)橹腔垡约肮驳钠脚_。對于企業(yè)帶頭的建設主要是行業(yè)之間的應用，因此建設的方向是智慧行業(yè)方面，比如說智慧交通等。盡管和企業(yè)之間的存在著不一樣的地方，但二者應該進行相互協(xié)調(diào)，形成一個有機的整體。帶頭的建設對基礎平臺的搭建的工作相對重視，企業(yè)帶頭的建設對于實際應用方面重視程度比較高。
 

　　3 智慧城市的關鍵技術
 

　　通信網(wǎng)絡基礎設備順利的完成以及數(shù)字化建成之后，為了適應時代的發(fā)展進步，各個城市開始進行相應的改進和應用此技術。新的信息技術的引進進一步促進了社會的發(fā)展和創(chuàng)新，為使城市的發(fā)展向更深層次的智慧城市方向發(fā)展提供了一定的可能。對于智慧城市來說，云計算技術、大數(shù)據(jù)技術，還有物聯(lián)網(wǎng)技術等做出了十分重要的貢獻，這些技術的組合為智慧城市的發(fā)展起到一定的促進作用。
 

　　3.1 云計算技術
 

　　云計算平臺在智慧城市中扮演著十分重要的角色，這是一個十分關鍵的系統(tǒng)。通過物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展可以對海量數(shù)據(jù)進行相應的采集，但是需要一個更加重要的存儲和計算的平臺來對其下一步的管理和操作。云計算平臺在這里進行重要的工作，它通過虛擬化的技術來對資源進行一定的調(diào)配，對城市之間的數(shù)據(jù)信息進行相應的挖掘 , 對海量的數(shù)據(jù)進行合理的存儲使得資源能夠進行共享，這樣一來使智慧城市的建設中服務更加簡單化。云計算平臺通過提供一定的服務促進智慧城市的建設。
 

　　3.1.1 儲存技術
 

　　傳統(tǒng)存儲主要是通過集中存儲服務器中的數(shù)據(jù)完成相應的存儲工作，但這種存儲的服務器群提供的空間是有限的，進而滿足不了一定的要求，然而云計算通過對數(shù)據(jù)進行分布式的存儲，對于不同類型的存儲服務器進行相關的組合，使其能夠擴展出合理的存儲空間，同時可以實現(xiàn)對存儲資源進行快速共享的功能。目前在云計算的發(fā)展過程中，云計算分布式的存儲系統(tǒng)應用是比較廣泛的，憑借它們高傳輸率等優(yōu)勢進一步得到人們的認可。
 

　　3.1.2 虛擬技術
 

　　對于計算機應用硬件間的物理層來說，虛擬技術的應用對其進行了一定的突破，可以實現(xiàn)對物理資源進行集中的管理和彈性的配置，使系統(tǒng)能夠滿足相關資源基礎設施的虛擬化、平臺的虛擬化還有對應用程序的虛擬化的問題。云計算科學的運用虛擬化的技術，對很多的計算能力進行大量的綜合和利用，能夠?qū)τ嬎阗Y源進行一定的調(diào)整和管理，這樣可以實現(xiàn)對資源的利用。云計算虛擬化技術的應用一方面是能夠提高資源的合理利用的效率，另一方面是在使用的過程中可以節(jié)約一定的經(jīng)濟成本，更重要的是使系統(tǒng)自身的計算速度更加高效，為云計算系統(tǒng)計算效能的提升提供一定的基礎。
 

　　3.1.3 網(wǎng)絡技術
 

　　云計算推動了網(wǎng)絡的運轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡往往都是先是從用戶身上，然后是到服務器設備，再返回到用戶的一系列互動的模式。然而對于云計算平臺下的網(wǎng)絡依據(jù)新技術的開發(fā)和合理的應用，在充分提高網(wǎng)絡信息性的基礎上，實現(xiàn)了資源配置等方面的問題。
 

　　3.2 大數(shù)據(jù)技術
 

　　通過城市的一系列資源的配置和網(wǎng)絡的發(fā)展可收集到大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的技術進行處理后，通過數(shù)據(jù)挖掘和信息的分析從中找出的資源，并依據(jù)這些的資源在城市建設中做出科學合理的對策。
 

　　3.2.1 數(shù)據(jù)挖掘技術
 

　　智慧城市的建設過程中，需要從物聯(lián)網(wǎng)等電子通信網(wǎng)絡中收集更多的資源到云計算管理平臺上，這些數(shù)據(jù)往往具備時效性的特點。數(shù)據(jù)挖掘的技術主要是通過此技術手段將這些數(shù)據(jù)進行相應的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成建設智慧城市中需要用到的有用的信息資源。數(shù)據(jù)挖掘主要是運用分布式的技術對數(shù)據(jù)進行分析，通過多種方法來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的智能的應用。數(shù)據(jù)挖掘的對象一般是包括數(shù)據(jù)倉庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、移動通信網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)等。
 

　　3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術
 

　　物聯(lián)網(wǎng)技術把大量的傳感器潛入到系統(tǒng)中以獲取各種信息數(shù)據(jù)，進一步通過移動通信實現(xiàn)物與物之間的連接。物聯(lián)網(wǎng)為智慧城市的建設起到一定的支撐作用。網(wǎng)絡感知技術在物聯(lián)網(wǎng)中比較重要的技術，在物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)中，通過傳感器等在計算機平臺完成對的挖掘和利用。信息處理過程也是相當重要，可對獲取的電信號進行一定的調(diào)整，降低干擾的影響。
 

　　4 應用大數(shù)據(jù)推進城市智慧城市建設的方式
 

　　4.1 制定標準，嚴格控制
 

　　對政策方面需要加強引導，強化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的重要性，各部門之間需要協(xié)調(diào)配合，進而激發(fā)企業(yè)與之間的活力，從而營造一個良好的氛圍。還可以成立相關的大數(shù)據(jù)發(fā)展工作小團隊，對大數(shù)據(jù)發(fā)展的工作進一步重視起來，建立大數(shù)據(jù)管理的機構，明確相應的權利和義務，實現(xiàn)各行業(yè)之間的業(yè)務協(xié)同工作。同時還可以積極鼓勵企業(yè)的參與，和企業(yè)之間進一步加強配合。
 

　　4.2 加強數(shù)據(jù)保護的重要性
 

　　保證城市穩(wěn)定是保證智慧城市能夠穩(wěn)定發(fā)展的前提條件，因此加強數(shù)據(jù)保護的工作變得越來越重要。在不斷深入大數(shù)據(jù)的應用的同時，必須建立安全的防護措施，加大網(wǎng)絡信息的安全，采用安全可靠的技術等進一步保障數(shù)據(jù)安全，從而能夠促進數(shù)據(jù)資源的規(guī)范使用，保證城市的穩(wěn)定運作。
 

　　5 安科瑞變電所電力運維云平臺
 

　　5.1 概述
 

　　按照電網(wǎng)公司的統(tǒng)計，10kV及以上供電電壓等級的工商業(yè)用戶有200萬戶以上，此類“用戶側(cè)變配電所”產(chǎn)權歸電力用戶所有(工商企業(yè)、住宅小區(qū)、學校、醫(yī)院等)，雖然數(shù)量眾多，但是日常的運行維護工作比較傳統(tǒng)，普遍存在以下痛點：
 

　　人工成本高：人工巡視、紙質(zhì)記錄、電話溝通，缺乏智能化的手段
 

　　工作效率低：巡視頻率低、巡檢任務無法定位、巡檢過程不標準規(guī)范、巡檢缺陷缺乏閉環(huán)跟蹤；
 

　　安全隱患：有些用電單位無維護電工、無法即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題；
 

　　搶修時間長：變電所設備種類較多，在分布上也比較分散，無法即時識別和定位故障信息，需要用戶通知后到現(xiàn)場確認；
 

　　運行大數(shù)據(jù)缺少分析：有些用戶未有數(shù)據(jù)匯總分析平臺，甚至未安裝電力儀表導致運維人員對現(xiàn)場電力參數(shù)信息不了解，無法確定電力系統(tǒng)是否正常運行。
 

　　5.2 應用場所
 

5.3 云平臺架構
 

　　我司的運維平臺綜合運用綜合保護裝置、多功能電力儀表、母排及線纜測溫裝置、 變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門磁等多種傳感器統(tǒng)一接入變電所現(xiàn)場的邊緣計算網(wǎng)關，經(jīng)邊緣計算網(wǎng)關將數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺。實時集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)一調(diào)度運維巡檢安排，線上線下聯(lián)動；實現(xiàn)用戶側(cè)變配電所的24小時無人值守，監(jiān)測各配電回路運行狀態(tài)，即時定位故障，降低安全風險。通過手機APP下發(fā)運維任務到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程。將企業(yè)集團/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理，提高運維效率、提高故障響應速度，即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理。為售電企業(yè)提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；響應泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備。
 

　　5.4 平臺功能
 

      5.5 平臺配置方案
 

 

　　5.6.1 AM5SE系列微機綜合保護裝置
 

　　功能：
 

　　(1)保護功能：主變差動保護功能、主變后備保護、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、零序電流保護、過電壓、
 

　　(2)低電壓保護、大功率電機保護、高壓電動機綜合保護、PT并列功能、非電量保護、并網(wǎng)逆功率保護、檢同期功能
 

　　(3)測量功能：保護電流、測量電流、零序電流、母線電壓、零序電壓4-20MA輸出、直流測量
 

　　(4)通訊功能：提供RS485通訊接口，RS232維護接口，IRIG-B對時接口、USB升級接口，RJ45網(wǎng)口接口
 

　　(5)故障錄波功能：保護動作時觸發(fā)錄波，可以記錄故障前8個周波后四個周波的數(shù)據(jù)
 

　　(6)控制回路：自帶操作回路，防跳功能
 

　　(7)GPS校時功能：提供時鐘同步接口，接收GPS校時信號
 

　　應用：
 

　　35kV及以下電壓等級的變配電站及設備的保護測控功能，至少包括35kV進線/主變壓器(一般容量2000kVA以上)/PT/母聯(lián)、10kV進線/饋線/配電變壓器(一般容量2000kVA以下)/高壓電動機/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設備的保護和自動控制功能
 

 

　　功能:
 

　　(1)一次動態(tài)模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢
 

　　(2)核相、強制加熱、強制照明
 

　　(3)語音防誤提示
 

　　(4)人體感應及柜內(nèi)照明、已帶電語音播報
 

　　(5)分合閘、遠方就地、儲能轉(zhuǎn)換開關
 

　　(6)分合閘回路完好指示/電壓測量
 

　　(7)預分預合閃光指示
 

　　(8)斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計
 

　　(9)RS485串行通訊接口
 

　　(10)開關柜節(jié)點無線測溫
 

　　(11)全電參量測量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq
 

　　應用：
 

　　35KV高壓及以下中置柜，手車柜，環(huán)網(wǎng)柜
 

 

　　功能：
 

　　(1)接收多60個ATE100/200/300/400
 

　　(2)3U3I電參量測量
 

　　(3)實時測溫功能
 

　　(4)RS485通訊接口，通過標準的MODBUSRTU協(xié)議實現(xiàn)組網(wǎng)功能
 

　　(5)具備自檢功能
 

　　(6)超溫、高溫、相間溫差報警、溫度突變量告警功能
 

　　應用：
 

　　變電站、配電室、箱變等
 

 

　　功能：
 

　　(1)準確度等級：有功電能0.5S級，無功電能2級
 

　　(2)測量功能：三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數(shù)、頻率、需量
 

　　(3)電能計量：分相及總雙向電能、四象限無功電能
 

　　(4)電能質(zhì)量監(jiān)測：2-63次分次諧波、總(奇、偶)諧波測量、電壓波峰系數(shù)、電話波峰因子、電流K系數(shù)測量
 

　　(5)輸入輸出：2路開關量輸出(選配MD82模塊多可擴至8路)及2路開關量輸入(選配MD82模塊多可擴至26路)，開關量輸出可配置為報警輸出或遠程遙控，DO用作報警輸出時可自由關聯(lián)報警內(nèi)容
 

　　(6)SD卡存儲功能：用于電參量、電能、諧波等數(shù)據(jù)定時存儲，波形存儲等功能
 

　　應用：
 

　　適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設施、智能大廈等需要電力監(jiān)控的場合
 

 

　　功能：
 

　　(1)測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計、總正反向無功電能統(tǒng)計；
 

　　(2)準確級精度：有功0.5S
 

　　(3)電流信號接入：直接接入10(80)A經(jīng)CT接入1(6)A
 

　　(4)電壓信號：100V380V
 

　　(5)通信：RS485接口，支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協(xié)議
 

　　應用：
 

　　適用于和大型公建中對電能的分項計量，也可用于企事業(yè)單位作電能管理考核。
 

 

　　功能：
 

　　(1)測量功能：三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計、總正反向無功電能統(tǒng)計；
 

　　(2)電能質(zhì)量：電壓、電流不平衡度，電壓、電流總諧波及2-31分次諧波
 

　　(3)需量：大電流、功率需量及實時電流，功率需量
 

　　(4)準確級精度：0.5s級ADW300外置互感器型1級
 

　　(5)電流信號規(guī)格：100A輸入，經(jīng)互感器輸入，5A二次互感接入
 

　　(6)通訊方式：RS485、LORA無線通訊、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊
 

　　應用：
 

　　ADW300方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理，可靈活安裝在配電箱中，可用于電力運維、環(huán)保監(jiān)管等在線監(jiān)測類平臺中。
 

 

　　功能：
 

　　(1)測量：單回路剩余電流、4路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、視在電能、四象限電能
 

　　(2)保護：剩余電流、溫度、過流等
 

　　(3)報警：聲光報警，支持消音、復位操作
 

　　(4)開關量：1路繼電器輸出、4路開關量輸入
 

　　(5)通訊方式：RS485、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊
 

　　應用：
 

　　適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。
 

 

　　功能：
 

　　(1)數(shù)據(jù)采集(支持串口、以太網(wǎng)，只需配置即可兼容支持標準電力規(guī)約的各類儀表)
 

　　(2)數(shù)據(jù)上傳(支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側(cè)平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數(shù)據(jù))
 

　　(3)邊緣計算(靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由)
 

　　(4)遠程管理(遠程配置、遠程升級、遠程監(jiān)視)
 

　　應用：
 

　　泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能耗系統(tǒng)平臺、電力需求側(cè)管理平臺、第三方云平臺、預付費系統(tǒng)、運維系統(tǒng)平臺、電力監(jiān)控平臺、能源綜合管理平臺
 

        5.7 現(xiàn)場應用圖片
 

       展廳現(xiàn)場運維團隊采集箱內(nèi)部圖
 

       高配現(xiàn)場門磁安裝煙感安裝
 

       機安裝漏水檢測安裝低壓柜儀表

 

　　5.8 平臺價值
 

　　為電力運維企業(yè)提供線上運維服務平臺，實時集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)一調(diào)度運維巡檢安排，線上線下聯(lián)動。
 

　　將企業(yè)集團/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理，提高運維效率、提高故障響應速度；
 

　　響應泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策，增加客戶粘性，為后期的增值服務開展做準備；
 

　　為售電企業(yè)提供電能集抄服務，即時掌握用戶用電量情況，避免偏差考核；
 

　　5.9 訪問方式
 

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　　5.10典型案例
 

 

　　智慧城市是順應時代發(fā)展的必然產(chǎn)物。智慧城市運用高新技術的發(fā)展，對資源進行的整合，進一步使資源配置優(yōu)化發(fā)展。未來的發(fā)展過程中，智慧城市的明天會更美好。
 

　　參考文獻:
 

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　　[2]黃鵬.基于大數(shù)據(jù)云平臺的智慧城市[J].電子技術與軟件工程,2020, 176(06):161-163.
 

　　[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.