CN103093297A - 控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统 - Google Patents

Abstract

一种控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，能应用在具有公共基础设施例如饮用水、灌溉和雨水以及照明、废物和环境卫生的公共区域，包括：安装在第一控制中心(1)中的第一计算机(1a)，与多个将被控制的城市服务连接；第二计算机(2a)，安装在用于控制和管理的第二中心(2)中，与第一控制中心(1)的第一计算机(1a)连接，从第一计算机(1a)接收从将被控制的多个服务获得的信息；第三计算机(3a)，安装在用于控制和评估的第三中心(3)中，从第一计算机(1a)接收信息用于获得多个参数以便评估其能量效率，以及；辅助计算机(1b)，安装在第一控制中心(1)中，与第一计算机(1a)关联并与第二和第三计算机通信。

Description

控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统

发明目的

下述发明，如在本说明书题目中所述的，涉及一种控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，该系统用于共享多个服务的城市区域中，以控制所有的服务(公用的和私人的)为主要目的，这是通过装配有第一计算机的本身位于城市化地区的第一控制中心(例如可持续的城市中心)，第一计算机通信到安装在位于提供的城市服务中的第二控制和管理中心的第二计算机，在第二计算机中管理和分析接收到的信息。

因此，将允许可以位于由市议会本身提供的城市服务中的第二控制和管理中心能够通过第二计算机发送用于管理其的必要的命令，甚至能够给提供的一些服务开账单。

发明的另一个目标是获得对分布在住房综合区内的各种住处的能量控制，以便在实现项目描述的措施之后，评估获得的结果并拥有关于城市规划的结论、框架以及配置设计，为此该系统包括安装在位于大学或其他本体内的第三控制和管理中心中的第三计算机，从第一控制中心的第一计算机向其发送消息，由安装在各个住处或房间内的探测器获得。

本发明的另一个目的是通过对能量的合理使用获得可持续发展，通过将第一控制中心用作用于可持续知识的基站中心，基于从对第三控制和评估中心中执行的数据的评估得到的数据，使得能够了解能量效率以及城市持续性，传播和宣传信息，以及培养可持续性。

应用领域

本说明书描述了一种控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特别应用在所有具有多个基础设施和公共通用服务的城市区域中，例如住宅区中。

背景技术

众所周知的，许多住宅结构建在城市区域其中，其中邻里分享多种市政服务，并且其中至少市政大队负责控制不同的服务。

因此，在此种类型的邻里中，试图将市政服务分组在多个控制点中，其中服务控制自动性(诸如例如水、电等)被集中，以及分组在还存在服务控制点的住宅中。

发明内容

本说明书描述了一种控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，应用在装配有公共基础设施的城市区域，在该城市区域中，邻里共享多项服务，例如饮用水、灌溉用水、照明、卫生设备以及其他，该系统包括：

●安装在第一控制中心中的第一计算机，由光纤网络连接到多个城市服务，用于：

●通过水表、流量计、泵和关断阀以及其它能测量pH、混浊性或氯的存在的元件控制饮用水；

●通过接通/关断和消耗仪表控制照明；

●通过关断阀以及水表以及其他可能的元件控制灌溉用水；

●通过水平检测器、泵、关断阀以及其他可能的元件控制雨水；

●通过驱动到聚点的废物的称重控制废物；

●通过安装在多个房子中的用于检测温度的探测器，用于检测风速的风速计和用于控制能量消耗的仪表，以及其他可能的控件控制能量控制；

●通过用于测量风速的风速计，用于测量降雨量的雨量计和温度传感器，以及其他可能的措施，例如太阳照射控制环境控制，

●安装在第二控制和管理中心中的第二计算机，与第一控制中心的第一计算机通信，从第一计算机接收从用于测量与提供的服务相关的参数的多个装置获得的信息，并从第二计算机向第一计算机发送命令以便控制关断阀和泵；

●安装在第三控制和评估中心中的第三计算机，其从第一控制中心的第一计算机接收信息，这样的信息与已由安装在各个家庭中用于能量评定的探测器发送的能量消耗、湿度、以及温度相关，并且；

●辅助计算机，安装在用于特定数据的公共信息的第一控制中心中，与第一计算机相关联并与第二计算机和第三计算机通信，从所述第二计算机和第三计算机接收能够是公共的这样的信息。

在位于城市化区域本身中的安装在第一控制中心中的第一计算机中，通过光纤网络接收从公共和个人服务获得的与测量的方式相关的信息，以向安装在第二控制和管理中心中的第二计算机或安装在第三控制和评估中心中的第三计算机发送所述信息。逻辑上，所有数据通信可由任何常见的媒介即电缆、光纤、无线等实施。

第二控制和管理中心可建立在与提供的和控制的城市服务相关的市政服务中，以便在第二控制和管理中心的第二计算机上接收关于不同的措施的信息，例如分别在饮用水和灌溉的网络中的不同的点处的水的流速的不同测量，从读取不同房子的相应的仪表获得的水或能量的消耗，同时第二计算机向第一控制中心的第一计算机发送适当的命令，以便其作用于相应的功能装置，例如关断阀，被存储和处理的信息可向提供的服务传送适当的命令，所有的这些是为了对提供给住房综合区的邻里的任何服务进行监控、评估、管理甚至直接的开发票。

安装在第二控制和管理中心中的第二计算机可向安装在第一控制中心中的第一计算机和辅助计算机发送信息，以便发送到第一计算机的信息将为机密信息，而发送到辅助计算机的信息将为可提供给公众展示的信息。

安装在第三控制和评估中心并与安装在第一控制中心中的第一计算机通信的第三计算机位于大学或其它本体中，并通过第一计算机接收一些信息，这些信息关于一系列参数，例如温度、湿度以及能量消耗，由探测器从分配在邻里中的各种住所中获得，从而获得其的一系列参数以便评估和能量控制。

因此，在评估在第三控制和评估中心中安装的第三计算机上接收的信息之后，关于能量效率的信息被发送到安装在第一控制中心中的辅助计算机以用于传播，为此在辅助计算机中设置有相应的屏幕，这样的信息对于教学和理解城市化区域的“生物气候学”行为是最有用的教义，这些信息可与其他比较，孩子们对报告的这些信息是很感兴趣的。

饮用水网络具有至少一个主蓄水池，水从主蓄水池被泵到一系列控制蓄水池用于将其驱动到相应的家庭，在网络中的不同点具有测量水质和流速的装置，用于将水质和流速发送到第一计算机，以便与预设值相比较，以便在给定的时间如果高于预设值，则将指示泄漏，接着发送适当的关闭命令到驱动泵和关断阀，还接收家庭中的消耗仪表的读数，并将所述信息传送到第二控制和管理中心的第二计算机，从而能够对每个房子中产生的消耗开账单。

饮用水网络可包括其他元件，例如测量pH，测量氯和混浊性。

因此，从安装在第二控制和管理中心中的第二计算机，可向第一计算机发送适当的命令，以便作用于饮用水供应网络，饮用水供应网络能够例如基于可发生的事故关闭/打开关断阀。

整个社区照明网络的控制和管理被分为多个区域，这些区域装配有相应的用于由第一控制中心的第一计算机读取消耗的仪表，与第一计算机通信，用于通信到第二控制和管理中心的第二计算机，以便了解消耗，以及根据特定时间执行由区段编程的打开/关闭。

由区段执行控制这一事实方便了其分析，这是由于例如控制电灯泡可能的烧坏是很方便的。

为了灌溉而提取的水被引导到至少一个蓄水池筏，在相应的过滤站过滤之后，可以从蓄水池筏被引导到至少一个湖中，从而被控制和管理被分为多个区域的社区灌溉，由安装在第一控制中心中的第一计算机控制消耗，第一计算机通信到第二控制和管理中心中安装的第二计算机，用于对其进行管理以便规划灌溉。

被灌溉的区域包括湿度传感器，并基于湿度传感器，一年的时间以及种植的物种，第二控制和管理中心中安装的第二计算机管理和规划灌溉。

对废物控制和管理基于将不同的家庭与聚点通信的网络，通过吸力抽吸以有机废物和包裹分开的废物到该聚点，以便在这样的聚点将这些有机废物和包裹打包为相应的集装箱用于稍后的称重，根据允许控制和管理它们的收集的日期执行它们的收集。逻辑上，可由任何常用的装置执行称重，并可由光纤网络执行通信。

同样，城市化区域具有至少一个水箱，水箱可装配有水平传感器，对于雨水收集流，通过管子流至水箱中，在水箱中进行倾倒，去除收集的水的第一部分并保持其余部分，通过控制体积、泵操作以及流速分配而作为灌溉用水。测量或操作各种参数的装置基于流量计、泵或关断阀，尽管逻辑上可基于任何其他常用的通信装置，但这些装置通过光纤网络连接。

另外，由于在各个家庭中包括探测器，所述探测器用于获得多个参数并向第一控制中心的第一计算机发送这些参数，从该第一控制中心这些参数将被传送到安装在用于各个房子中的能量评估的第三控制和评估中心中的第三计算机，允许得出关于不同房子中的能量控制的多个结论，以便这些结论返回到安装在第一控制中心中的辅助计算机。

因此，如果在这些参数中有温度，则存在的温度可在城市化区域的不同部分获知，以了解哪部分具有较高的能量效率。

城市地区可具有气象站和一些可选能源(例如至少一个风力涡轮机以及太阳板)，其与第一控制中心的辅助计算机连接用于传播。

为了实施目前作出的描述，以及为了帮助更好的理解发明的特征，一组附图附加到本说明书中，在图中以说明和非限制性的方式示出了发明的最典型性的细节。

附图说明

图1示出了城市化区域的示意图，提供有第一控制中心和第二控制和管理中心以及第三控制和评估中心，代表将在其中执行不同的管理和/或的控制饮用水网络中的多个点。

图2示出了图1的城市化区域的示意图，其中已经示出了一系列灌溉网络的控制点。

图3示出了图1的城市化区域的示意图，其中已经示出了分在多个区段中以控制接通/关断的照明网络的一系列控制点。

图4示出了图1的城市化区域的示意图，其中已经表示了降雨网络的一系列控制点。

图5示出了图1的城市化区域的示意图，其中已经表示了环境控制网络的多个点。

图6示出了图1的城市化区域的示意图，其中已经表示了安装在多个家庭中用于评估其能量效率的多个探测器网络点。

图7示出了图1的城市化区域的示意图，其中已经表示了气象站和一些可选能源。

图8示出了框图的视图，该框图表示在三个控制中心和不同的服务之间存在的连接。

具体实施方式

鉴于前述提及的附图并根据采用的编号，可了解到用于在城市区域内实施的用于控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统是如何由第一控制中心1(可持续城市发展中心)以及设置有第二计算机2a的第二控制和管理中心2和装配有第三计算机3a的第三控制和评估中心3，其中第一控制中心1设置有与在邻里中将被控制的多个服务有关的第一计算机1a，这些服务可为饮用水、照明、灌溉用水、降雨、废物以及能量控制，该系统的第二和第三计算机2a和3a与安装在第一控制中心1中的第一计算机1a通信。

第一控制中心1还装配有辅助计算机1b，其与第一计算机1a相关联，并从第二和第三计算机接收信息，其指的是可以是公共的数据。

因此，安装在第二控制和管理中心2中的第二计算机2a通过任何常规装置(此种情况下将为光纤，但也可使用其它任何方式)与安装在第一控制中心1中的第一计算机1a通信，从其接收从将被控制的多个服务获得的信息，而安装在第三控制和评估中心3中的第三计算机3a通过任何常规装置与安装在第一控制中心1中的辅助计算机1b通信。

正是位于城市化区域4中的安装在第一控制中心1中的第一计算机1a接收信息，该信息从邻里的公共服务和特别服务二者获得，该信息将被递送到安装在第二控制和管理中心2中的第二计算机2a或到安装在第三控制和评估中心3中的第三计算机3a。

另一发面，可在与控制的城市服务有关的市政服务中建立第二控制和管理中心2，该第二控制和管理中心2位于市议会本身，以便监控、评估、管理甚至给任何这样的服务开账单。因此，正是从这些市政服务中可处理任何在饮用水网络中引发的突发事件，例如在相应的控制点7打开/关闭阀门。

逻辑上，根据一些初始编程的数据实施所有这样的通信，并且仅在需要时改变。

同样，可在大学或任何其他本体中建立第三控制和评估中心3，并且第三控制和评估中心3从分布在城市区域内的多个房子5接收一些信息，以便从它们获得一组参数用于评估和能量控制，由此，除了别的之外，其特别可接收关于温度或湿度的信息。

由于第三计算机(3a)也从城市化区域接收信息，例如环境数据，所以可评估邻里的不同街区的能量效率。

因此，在评估了安装在第三控制和评估中心3中的第三计算机3a中接收的信息之后，获得的关于能量效率的数据被发送到安装在第一控制中心1中的辅助计算机1b以便传播，为此将在其中布置相应的屏幕，并且这样的信息对于教育教学(学习)以及理解“生物气候学”行为是有益的，孩子们对报告的这些信息很感兴趣的。

即，包含在辅助计算机1b中的所有信息可在第一控制中心1中存在的计算机屏幕上显示。

以此方式，通过能够检查关于装配有探测器17的不同的家庭的数据，即例如温度、湿度、能量消耗，可确定哪个家庭以具有较高的能量效率及最终整个市区的能量效率

因此，试图建立所有社区服务网络的集成视图，以便定义公共基础设施以收集和传输在控制中心中的数据，其中存储所有服务网络的知识库，其将使得理解和传播邻里的“生物气候学”行为。

因此，逻辑上，任何服务的分配网络可根据非常可变的配置得以实现，在所附的设计中，在不同分配网络中的多个点被表示，以便简化这些点而不用对每个服务网络作出表示。

饮用水供应网络至少具有一个主蓄水池6，从该主蓄水池6向一系列的控制蓄水池泵水以便驱动到相应的家庭5，安装在第一控制中心1中的第一计算机1a在不同的点7控制水的质量、加氯消毒、驱动泵、流速、关断阀或其他参数，为此，其包括相应的控制装置，以及在仪表22中比较的来自不同家庭5的消耗，并将这样的信息发送到安装在第二控制和管理中心2中的第二计算机2a。

在安装在第二控制和管理中心2中的第二计算机2a中，分析从第一计算机1a接收的信息，如果需要，发送致动在饮用水供应网络中的各自的控制点7的相应的泵和/或阀的必要命令。例如，一旦检测到特定地点漏水通过关闭相应的关断阀可对其进行致动，其体现了明显的优势。

对于灌溉系统(图2)，来自相应的动力供应(例如管道或河流)的灌溉分接点9被带到过滤站10以便将其驱动到至少一个蓄水池筏11，从其可被引导至少一个湖12，并且在重力的驱动下可用于灌溉，从而被控制和管理以用于被分为多个区域和各个点13的社区灌溉，以便由安装在第一控制中心1中的第一计算机1a控制消耗，第一计算机1a通信到安装在第二控制和管理中心2中的第二计算机2a从而对该消耗进行管理，以便规划灌溉。

因此，将被灌溉的区域包括湿度传感器，并且依赖于年的时间以及种植的物种，从控制和管理中心2管理和计划灌溉。

另一方面，通常的社区照明网络的控制和管理(图3)被分为带有多个控制点8的多个区段以由安装在控制中心1中并通信到安装在第二控制和管理中心2中的第二计算机2a的第一计算机1a通过合适的仪表控制消耗，第二计算机2a用于控制和电源管理以及由区段进行的不同发光体的接通/关断。

废物控制和管理基于将不同的家庭5连接到至少一个聚点21的网络，通过吸力抽吸以有机废物和包裹分开的废物到该聚点，以便在这样的聚点将这些有机废物和包裹压缩为相应的集装箱用于稍后的称重，根据编程的数据，按照时间段(time band)由控制中心1控制和管理其收集。

同样，由检测装置，例如传感器，控制在网络中的可能的废物聚集，以便当检测到存在废物的增加时，可激活系统用于收集废物。

因此，我们具有自动收集，避免了手工收集及其带来的所有不便，具有巨大的便利性，可以按照兴趣确定收集的时间段。

所以，可利用该数据，基于此可确定何时产生的废物更多，以便可以每次比预定时间短地执行收集。因此，当检测到在收集点21有大量的聚集时，可执行通过抽吸废物而进行的收集，这可发生在收集的数量可能增加的特定的日期。

同样，城市化区域4具有至少一个水箱14(图4)，在描述的对象中具有两个水箱14，一些雨水通过管子流(pipe flow)到水箱14中，通过适当的控制装置控制分配网络的不同点15的流速、分配泵的操作以及体积而用于灌溉用水。

城市化区域4的多个点16(图5)可具有控制环境的一些装置，以便可以知道，例如风速和风向、湿度或温度，由第一控制中心1监控这样的数据，并且为此相应的风速计、温度计和检测器传感器是可用的。

在某一家庭5中(图6)，包括探测器17，其用于获得第一组参数并向第一控制中心1发送第一组参数，从第一控制中心1将第一组参数传送到第三控制和评估中心3，用于不同家庭的能量评定。可如此测量温度、湿度、功耗等，从而允许确定是否这些满足城市计划、建筑设计和结构。

另外，不同家庭5的水表22将通信到第一计算机1a，发送关于消耗的信息，通过被报告到第二计算机2a，该信息甚至可以被从控制和管理中心2直接开账单。类似的，其他服务可具有相同的方式，因此例如家庭5中的能量损耗可传送到第一计算机1a，第一计算机1a通信到第二计算机2a，并且从控制和管理中心对所述服务开账单。

另外，城市化区域4(图7)可具有一些替换的能量，例如风力涡轮机18，以及光伏板19，以及气象站20，以便获得的信息将被发送到第一控制中心1的辅助计算机1b中，从而允许其传播并充当有用的教学工具，特别是对于孩子，将可以以实用的方式传播这些教学。

附图图8示出了在安装在不同控制中心中的计算机之间存在的通信，可看到关于提供的特定的服务的发票如何从第二控制和管理中心发送到家庭5，该第二控制和管理中心一般安装在提供的城市服务，例如城市当局的市议会中。

同样，可仅以机密的方式为提供的服务管理获得的信息，或者可得到获得的信息以便在作为可持续知识库的第一控制中心1中传播。

Claims (9)

1.一种用于控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，能应用于装配有公共基础设施的城市区域，在城市区域中邻里共享多项服务，例如饮用水、灌溉用水、照明、环境卫生，其特征在于该系统包括：

●安装在第一控制中心(1)中的第一计算机(1a)，由光纤网络连接到多个城市服务，用于：

●通过安装在该网络的不同点(7)处的水表、流量计、泵和关断阀控制饮用水；

●通过接通/关断和消耗仪表控制照明；

●通过安装在该网络的不同点处的关断阀以及水表控制灌溉用水；

●通过安装在该网络的不同点处的水平检测器、泵、关断阀控制雨水；

●通过被携带到聚点的废物的称重控制废物；

●通过安装在多个房子中的用于检测温度的探测器，用于检测风速的风速计和用于控制功耗的仪表控制能量控制；

●通过用于测量风速的风速计，用于测量降雨量的雨量计和温度传感器控制环境控制，

●安装在第二控制和管理中心(2)中的第二计算机(2a)，与第一控制中心(1)的第一计算机(1a)通信，从第一计算机(1a)接收从用于测量与提供的服务相关的参数的多个装置获得的信息，并从第二计算机(2a)向第一计算机(1a)发送命令以便控制关断阀和泵；

●安装在第三控制和评估中心(3)中的第三计算机(3a)，其从第一控制中心(1)的第一计算机(1a)接收信息，这样的信息与由安装在各个家庭(5)中用于能量评定的探测器(17)发送的能量消耗、湿度、以及温度相关，并且；

●辅助计算机(1b)，安装在用于特定数据的公共信息的第一控制中心(1)中，与第一计算机(1a)相关联并与第二计算机(2a)和第三计算机(3a)通信，从所述第二计算机(2a)和第三计算机(3a)接收能够是公共的这样的信息。

2.根据权利要求1所述的控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特征在于，位于城市化区域(4)本身中的安装在第一控制中心(1)中的第一计算机(1a)通过光纤网络接收二者均从私有服务和公共服务获得的关于一些家庭的能量控制和市政服务的信息，从而将关于市政服务的信息发送到控制和管理中心(2)的第二计算机(2a)，而关于能量控制的信息被发送到第三控制和评估中心(3)的第三计算机(3a)。

3.根据权利要求1和2所述的控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特征在于，第二控制和管理中心(2)位于与提供的城市服务相关的市政服务中，并且在第二计算机(2a)上接收的信息与市政服务的不同措施相关，例如分别在饮用水以及灌溉用水网络的不同的点(7)和(13)获得的的水的流速，从读取不同家庭(5)中的仪表获得的水或能量的消耗，同时第二计算机(2a)将向第一控制中心(1)的第一计算机(1a)发送适当的命令，以便作用于起关断阀作用的相应的装置。

4.根据权利要求1和2所述的控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特征在于，第三控制和评估中心(3)的第三计算机(3a)位于大学或其它组织中，并从第一控制中心(1)的第一计算机(1a)接收信息，该信息关于由特定家庭(5)中包括的探测器(17)获得的多个参数，例如温度、湿度以及能量消耗，用于基于从这些参数获得的值进行能量评定。

5.根据权利要求1所述的控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特征在于，饮用水供应网络具有至少一个主蓄水池(6)，水从主蓄水池(6)被泵到一系列控制蓄水池以便将水驱动到相应的家庭(5)，在该网络的不同点(7)提供用于测量水质和流速的装置，以发送所述水质和流速通过光纤网络到第一控制中心(1)的第一计算机(1a)，以将所述水质和流速发送到第二计算机(2a)，以便将其与预定参数比较，使得如果在任何给定时间高于预定参数，则将指示泄漏，接着进行到发送适当的命令以关闭驱动泵和关断阀，还从家庭(5)中的消耗仪表接收读数并将该信息传达到第二控制和管理中心(2)的第二计算机(2a)，从而能够给在每个房子(5)中产生的消耗开账单。

6.根据权利要求1所述的控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特征在于，社区照明系统的控制和管理通常被分为多个区域，这些区域装配有相应的仪表，用于由与该仪表相连接的第一控制中心(1)的第一计算机(1a)读取该消耗，第一计算机(1a)通信到第二控制和管理中心(2)的第二计算机(2a)以便了解该消耗，以及基于预定时间做出由区段规划的通/断电。

7.根据权利要求1所述的控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特征在于，在过滤站(10)过滤之后，灌溉分接点(9)被驱动到至少一个蓄水池筏(11)，从蓄水池筏(11)能引导到至少一个湖(12)，随后，在多个点(13)中，系统包括用于由第一控制中心(1)的第一计算机(1a)读取该消耗的仪表，第一计算机(1a)通信到第二控制和管理中心(2)中的第二计算机(2a)，并且基于一年的时间以及种植的物种规划该灌溉。

8.根据权利要求1所述的控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特征在于，城市化区域(4)具有至少一个水箱14，雨水通过管子流入水箱中以用作灌溉用水，从而被引导到灌溉用水的储水湖(12)并通过分配网络提供，并提供用于测量各种点(15)的流速的流量计，流量计通信到第一控制中心(1)的第一计算机(1a)，并发送到第二计算机(2a)，在其中如果关于发送的流速的数据没有在预定的参数之内则分析该数据以便行动。

9.根据权利要求1所述的控制和管理集成的城市服务和能量效率的系统，其特征在于，城市化区域(4)具有至少一个与第一控制中心(1)的第一计算机通信的气象站(20)，来自该气象站的数据，例如温度和湿度被发送到第三控制和评估中心的第三计算机(3a)，在其中所述数据能够与来自其它地区的数据一起被分析，用于将数据传输到辅助计算机(1b)以用于传播。

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