CN117495355A - 一种园区全生命周期的智慧管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种园区全生命周期的智慧管理系统,包括设备管理子系统对园区内的各种设备基础数据进行管理;数据采集子系统从各种设备和传感器收集基础数据进行处理;远程监控子系统对园区内的设备和环境进行远程监控;能源管理子系统对园区内的能源使用进行监控和管理;综合展示子系统实现各种数据的可视化展示,帮助用户理解和掌握园区的运行情况。一种园区全生命周期的智慧管理系统利用数字化技术,对园区内的各类数据进行集成、分析、展示和应用,解决了传统的园区管理方式存在的信息孤岛、数据不一致、业务不融合问题,提高了园区管理的效率和智能化水平。

Description

一种园区全生命周期的智慧管理系统
技术领域
本发明涉及数字化技术领域,尤其涉及一种园区全生命周期的智慧管理系统。
背景技术
现有技术中,传统的园区管理方式存在的信息孤岛、数据不一致、业务不融合的问题。为解决传统的园区管理方式存在的问题,利用数字化技术,实现对园区内的各类数据进行集成、分析、展示和应用的系统。
在筹建与规划阶段进行数据收集和分析,提供决策支持,包括地理信息、气候、社区需求;设施布局和规划建议,优化园区设计,降低后期运营成本,对园区的作用如下:
在建设与开发阶段实现工程进度实时监控和报告,确保项目按计划进行;资源和供应链管理,提高建设效率;安全监控,预防和减少建设期间的事故。
在运营与使用阶段实现设施管理,确保园区设施的正常运行和维护;能源和环境监控,优化能源消耗,确保园区的可持续发展;人员和车辆流量监控,提高园区的交通和安全管理;
商业和租赁管理,为园区的商业活动提供支持;事件和应急响应,确保园区在紧急情况下的快速响应。
在改造与升级阶段对园区设施的使用数据进行分析,为改造和升级提供建议;监控改造进度,确保改造工程的高效进行;资源和供应链管理,提高改造效率。
在退役与拆迁阶段进行环境评估,确保园区的安全拆迁;资源回收和循环利用,降低园区的环境影响;监控拆迁进度,确保拆迁工程的高效进行。
发明内容
本发明的目的在于,针对现有技术的问题,提出一种园区全生命周期的智慧管理系统。
一种园区全生命周期的智慧管理系统,包括设备管理子系统、数据采集子系统、远程监控子系统、能源管理子系统、综合展示子系统;
所述设备管理子系统对园区内的各种设备基础数据进行管理;
所述数据采集子系统从各种设备和传感器收集基础数据进行处理;
所述远程监控子系统对园区内的设备和环境进行远程监控;
所述能源管理子系统对园区内的能源使用进行监控和管理;
所述综合展示子系统实现各种数据的可视化展示,帮助用户理解和掌握园区的运行情况。
进一步的,一种园区全生命周期的智慧管理系统,所述设备管理子系统包括设备类型管理模块、设备台账管理模块、设备履历管理模块;
所述设备类型管理模块对园区内的设备进行分类和定义,为备台账管理模块和设备履历管理模块提供基础数据;
所述设备的分类和定义包括类型、名称、描述、分类、采购价格、使用年限、能耗情况;
所述设备台账管理模块对园区内的各种设备建立台账,对设备进行统一管理和记录;
所述设备的统一管理包括基本信息、采购信息、维修记录;
所述设备的记录包括名称、型号、生产厂家、采购价格、采购日期、维修记录;
所述设备履历管理模块对园区内的各种设备的运行情况进行记录和跟踪,对设备的情况进行掌握和操作;
所述设备的情况包括运行状态、故障现象、故障原因、维修记录。
进一步的,一种园区全生命周期的智慧管理系统,所述数据采集子系统包括点位配置模块、远程终端单元配置模块、遥测参数配置模块、遥信参数配置模块、实时计算模块;
所述点位配置模块定义数据采集的地点和设备的参数信息;
所述地点和设备的参数信息包括点位名称、设备ID、通讯协议、通讯速率、通讯端口;
所述远程终端单元配置模块配置远程终端单元的参数信息;
所述远程终端单元的参数信息包括远程终端单元型号、串口地址、波特率、数据位、校验位;
所述遥测参数配置模块配置遥测信号的参数信息;
所述遥测信号的参数信息包括遥测信号类型、单位、量程、变比和报警阈值;
所述遥测信号类型包括温度、湿度、压力;
所述遥信参数配置模块配置遥信信号的参数信息;
所述遥信信号的参数信息包括遥信信号类型、状态描述、报警状态描述;
所述遥信信号类型包括开关状态、故障指示;
所述实时计算模块实现实时的数据自动计算;
所述计算包括根据遥测参数计算能耗、根据遥信参数判断设备的运行状态。
进一步的,一种园区全生命周期的智慧管理系统,所述远程监控子系统包括视频监控模块、SCADA数据模块、设备数据模块;
所述视频监控模块实时查看园区的视频图像,对异常情况进行报警;
所述SCADA数据模块实时收集SCADA数据,监控园区采集的原始数据信息;
所述原始数据信息包括远程终端单元状态、实时遥测数据、实时遥信数据;
所述设备数据模块实时收集设备数据信息,监控设备的运行状态和能耗情况;
所述设备数信息包括电流、电压、转速。
进一步的,一种园区全生命周期的智慧管理系统,所述能源管理子系统包括实时监控模块、综合能耗模块、分项能耗模块、区域能耗模块、设备能耗分析模块;
所述实时监控模块通过实时数据采集监控园区内的能源使用情况;
所述能源包括电力、燃气、水;
所述综合能耗模块对园区内的各个部分的能源使用情况进行统计和分析,获取各个部分的能耗情况;
所述区域能耗模块对园区的各个区域的能源使用情况进行统计和分析,获取各个区域的能耗情况;
所述区域包括办公区、生产区;
所述设备能耗分析模块对每个设备的能源使用情况进行统计和分析,获取设备的能耗情况和节能潜力。
进一步的,一种园区全生命周期的智慧管理系统,所述综合展示子系统包括2D展示模块、3D展示模块;
所述2D展示模块使用GIS技术生成园区的高清2D地图,园区数据呈现可视化,支持多种数据源的接入;
所述园区数据包括设备的分布、能源的使用情况;
所述多种数据源包括实时数据和历史数据;
所述3D展示模块使用GIS和BIM技术,创建园区建筑物和安装设备的3D模型,实现视频数据的接入、数据的统计和分析、控制功能;
所述建筑物信息还包括外观和内部结构;
所述设备信息还包括分布和运行状态;
所述视频数据的接入功能为实现用户通过点击模型中的设备或区域,查看视频信息;
所述数据的统计和分析功能为实现用户通过图表或报表的方式查看数据;
所述控制功能为实现用户通过系统远程控制设备,包括控制开关设备的电源、调整设备的运行参数。
本发明的有益效果:通过一种园区全生命周期的智慧管理系统,利用数字化技术,对园区内的各类数据进行集成、分析、展示和应用,解决了传统的园区管理方式存在的信息孤岛、数据不一致、业务不融合问题,提高了园区管理的效率和智能化水平。
附图说明
图1为系统组成框图。
图2为综合展示子系统的实现框图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如附图1所示,一、子系统及功能模块详细描述:
1.设备管理子系统:
设备管理子系统主要负责对园区内的各种设备基础数据进行管理。
设备类型管理:对园区内的设备类型进行分类和定义,对设备的类型、名称、描述、分类、采购价格、使用年限、能耗情况等信息进行设置,为后续的设备台账管理和设备履历管理提供基础数据支持。
设备台账管理:对园区内的每种设备建立台账,对设备的基本信息、采购信息、维修记录等进行统一管理,记录设备的名称、型号、生产厂家、采购价格、采购日期、维修记录等信息。
设备履历管理:对园区内的每种设备的运行情况进行记录和跟踪,便于对设备的运行状态、维修记录、故障情况等进行全面了解和掌握,对设备的运行状态、故障现象、故障原因、维修记录等信息进操作,快速了解设备的履历情况。
2.数据采集子系统:
数据采集子系统负责从各种设备和传感器收集数据,并进行必要的处理。
点位配置:此模块负责定义数据采集的地点和设备,包括点位名称、设备ID、通讯协议、通讯速率、通讯端口等参数。
RTU配置:RTU远程终端单元配置模块用于配置RTU的参数,如RTU型号、串口地址、波特率、数据位、校验位等。
遥测参数配置:遥测参数配置模块用于配置遥测信号的参数,如信号类型、单位、量程、变比和报警阈值等。
信号类型如温度、湿度、压力等。
遥信参数配置:遥信参数配置模块用于配置遥信信号的参数,包括信号类型如开关状态、故障指示等、状态描述以及报警状态描述等。
信号类型如开关状态、故障指示等。
实时计算:此模块可根据实时数据自动进行计算,例如根据遥测参数计算能耗,或者根据遥信参数判断设备的运行状态等。
3.远程监控子系统:
远程监控子系统主要负责对园区内的设备和环境进行远程监控。
视频监控:通过安装的视频监控系统,可以实时查看园区的视频图像,并对异常情况进行报警。
SCADA数据:通过实时收集SCADA数据,可以监控园区采集到的原始数据,包括RTU状态、实时遥测数据、实时遥信数据。
设备数据:通过实时收集设备数据,可以监控设备的运行状态和能耗情况,例如电流、电压、转速等。
4.能源管理子系统:
能源管理子系统主要负责对园区内的能源使用进行监控和管理。
实时监控:通过实时数据采集,可以监控园区内的能源使用情况,包括电力、燃气、水等能源的使用情况。
综合能耗:通过对园区内所有能源使用情况进行统计和分析,可以得出园区的综合能耗情况。
分项能耗:通过对园区内的各个部分或各个特定设备的能源使用情况进行统计和分析,可以得到各个部分的能耗情况。
区域能耗:通过对园区的各个区域的能源使用情况进行统计和分析,可以得到各个区域的能耗情况;
各个区域如办公区、生产区等。
设备能耗分析:通过对每个设备的能源使用情况进行统计和分析,可以得到设备的能耗情况和节能潜力。
5.综合展示子系统:
综合展示子系统主要负责将各种数据进行可视化展示,帮助用户更好地理解和掌握园区的运行情况。
2D展示:利用GIS技术,系统可以生成园区的高清2D地图,在这个地图上,用户可以看到园区的各种数据,如设备的分布、能源的使用情况等,所有这些数据都以可视化的方式呈现给用户,同时,系统也支持多种数据源的接入,包括实时数据和历史数据,使得用户可以对园区的情况进行全面的了解和分析
3D展示:结合GIS和BIM技术,系统可以创建园区建筑物和安装设备的3D模型。在这个模型中,用户可以看到园区的每一个角落,包括建筑物的外观和内部结构、设备的分布和运行状态等,同时,系统还支持视频数据的接入,用户可以通过点击模型中的设备或区域,查看相关的视频信息,此外,系统还支持数据的统计和分析,用户可以通过图表或报表的方式查看数据,从而更好地理解园区的情况,最后,系统还支持控制功能,用户可以通过系统远程控制设备,如开关设备的电源、调整设备的运行参数等。
二、关键技术实现
1.GIS: 该智慧管理系统利用GIS地理信息系统技术对园区进行2D和3D展示。通过GIS技术,系统可以将各种数据(如设备位置、能源使用情况等)集成到2D地图或3D模型中,为用户提供直观、可视化的数据展示。
2.BIM: 该智慧管理系统结合了建筑信息模型BIM技术,能够创建园区建筑的3D模型,展示建筑物的外观和内部结构,BIM技术还可以模拟园区内的气流、光照等因素,为优化建筑设计和管理提供支持。
3.IOT: 该智慧管理系统利用物联网IOT技术实现设备的远程监控和管理。通过物联网技术,系统可以实时收集并分析各种设备的运行状态、能耗等数据,从而对设备进行有效的管理和优化。
实施例
1.设备管理子系统实施步骤:
步骤1:定义基础数据:根据园区的需求,确定需要监测和控制的设备类型,例如电力设备、照明设备、空调设备等,并定义每种设备的详细信息,如设备名称、类型、制造商、位置等;
步骤2:建立台账履历:为每种类型的设备建立台账,记录设备的详细信息,包括设备名称、类型、制造商、位置、采购日期等,同时记录设备的维护历史记录、故障报告和维修记录等履历信息;
步骤3:设备接入系统:通过数据采集模块将设备接入智慧管理系统,对设备进行实时监测和控制。
2.数据采集子系统实施步骤:
步骤1:选择通讯协议:根据设备的通讯协议,选择合适的通讯协议,例如MODBUS、PROFIBUS等。
步骤2:配置RTU参数:配置RTU的参数,包括RTU型号、串口地址、波特率、数据位、校验位等。
步骤3:配置遥测参数:针对各种传感器和设备,配置遥测信号的参数,如信号类型、单位、量程、变比和报警阈值等。
步骤4:配置遥信参数:针对各种开关量和模拟量设备,配置遥信信号的参数,包括信号类型、状态描述以及报警状态描述等。
步骤5:数据实时采集:通过数据采集模块实时采集各个设备的遥测和遥信信号数据,并进行必要的计算和分析。
3.能源管理模块实施步骤:
步骤1:数据统计和分析:通过实时数据采集模块收集园区内的能源使用情况数据,并进行统计和分析,得出园区的综合能耗情况以及各个区域的能耗情况。
步骤2:分项能耗分析:通过对园区内的各个部分或各个特定设备的能源使用情况进行统计和分析,可以得到各个部分的能耗情况。
:步骤3:能耗优化建议:根据设备的能耗情况和节能潜力,提出能耗优化建议。
4.远程监控子系统实施步骤:
步骤1:视频监控安装和配置:在园区重要位置安装视频监控摄像头,并通过系统对视频监控进行配置和管理,实现视频监控的实时查看和异常情况报警。
步骤2:Scada数据采集和显示:通过数据采集模块采集园区的Scada数据,并在系统中进行显示和监测。
步骤3:设备数据采集和监控:通过数据采集模块采集设备的运行状态和能耗数据,并在系统中进行显示和实时监控。
5.如附图2所示,综合展示子系统实施步骤:
步骤1:收集数据:GIS数据主要来源于地图制作公司或其他地理信息提供商。这些GIS数据包括园区的基础地理信息、建筑物、道路、植被等空间数据,这些数据可以通过地图制作公司的API接口或数据文件:xml、json获取,2D数据主要来源于园区的平面设计图和设备安装施工位置图,3D展示的数据主要来源于建筑物的地理位置、3D模型详细信息和设施设备安装位置、3D模型信息。设备实时数据、报警事件、能耗、统计等数据来源于数据采集和能源管理模块。
步骤2:2D展示界面设计:根据园区的实际情况和需求,设计2D展示界面的布局和样式,包括设备的显示方式、颜色、大小等。通过数据采集模块将实时数据、2D平面图和GIS地图进行整合,展示设备的运行状态、事项等信息。
步骤3:3D展示界面设计:通过BIM模型和GIS数据源获取3D展示所需的数据,使用专业的建模软件如AutoCAD构建3D展示所需的模型。将构建的模型导入到智慧管理系统中,与已有的GIS地图、2D展示界面、视频监控界面、能耗界面和其他统计信息进行集成。通过数据采集模块将实时数据整合到3D模型中,直观地展示设备的运行状态、报警事项、人员活动等信息。
本方案通过一种园区全生命周期的智慧管理系统,利用地理信息系统GIS、建筑信息模型BIM、物联网IoT技术,对园区内的建筑、道路、绿化、水体、管线实体物理对象进行三维数字化建模,形成园区全景三维模型,实现园区空间信息的全局可视化;利用网络化管理平台,对园区内的人员、设备、事件等动态信息进行实时感知和展示,将静态的模型升级为动态的模型,实现园区运行态势的精细洞悉;利用数据分析和挖掘技术,对园区内的规划、建设、运营等各个阶段和领域的业务数据进行整合和分析,形成规建管一体化应用,实现园区业务流程的优化和融合;利用智能化控制和服务技术,对园区内的安防、能耗、资产等各个方面进行智能化控制和服务,形成智能运营管理IOC平台,实现园区资源配置能力、管控能力和执行能力的提升。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种园区全生命周期的智慧管理系统,其特征在于,包括设备管理子系统、数据采集子系统、远程监控子系统、能源管理子系统、综合展示子系统;
所述设备管理子系统对园区内的各种设备基础数据进行管理;
所述数据采集子系统从各种设备和传感器收集基础数据进行处理;
所述远程监控子系统对园区内的设备和环境进行远程监控;
所述能源管理子系统对园区内的能源使用进行监控和管理;
所述综合展示子系统实现各种数据的可视化展示,帮助用户理解和掌握园区的运行情况。
2.如权利要求1所述的一种园区全生命周期的智慧管理系统,其特征在于,所述设备管理子系统包括设备类型管理模块、设备台账管理模块、设备履历管理模块;
所述设备类型管理模块对园区内的设备进行分类和定义,为备台账管理模块和设备履历管理模块提供基础数据;
所述设备的分类和定义包括类型、名称、描述、分类、采购价格、使用年限、能耗情况;
所述设备台账管理模块对园区内的各种设备建立台账,对设备进行统一管理和记录;
所述设备的统一管理包括基本信息、采购信息、维修记录;
所述设备的记录包括名称、型号、生产厂家、采购价格、采购日期、维修记录;
所述设备履历管理模块对园区内的各种设备的运行情况进行记录和跟踪,对设备的情况进行掌握和操作;
所述设备的情况包括运行状态、故障现象、故障原因、维修记录。
3.如权利要求1所述的一种园区全生命周期的智慧管理系统,其特征在于,所述数据采集子系统包括点位配置模块、远程终端单元配置模块、遥测参数配置模块、遥信参数配置模块、实时计算模块;
所述点位配置模块定义数据采集的地点和设备的参数信息;
所述地点和设备的参数信息包括点位名称、设备ID、通讯协议、通讯速率、通讯端口;
所述远程终端单元配置模块配置远程终端单元的参数信息;
所述远程终端单元的参数信息包括远程终端单元型号、串口地址、波特率、数据位、校验位;
所述遥测参数配置模块配置遥测信号的参数信息;
所述遥测信号的参数信息包括遥测信号类型、单位、量程、变比和报警阈值;
所述遥测信号类型包括温度、湿度、压力;
所述遥信参数配置模块配置遥信信号的参数信息;
所述遥信信号的参数信息包括遥信信号类型、状态描述、报警状态描述;
所述遥信信号类型包括开关状态、故障指示;
所述实时计算模块实现实时的数据自动计算;
所述计算包括根据遥测参数计算能耗、根据遥信参数判断设备的运行状态。
4.如权利要求1所述的一种园区全生命周期的智慧管理系统,其特征在于,所述远程监控子系统包括视频监控模块、SCADA数据模块、设备数据模块;
所述视频监控模块实时查看园区的视频图像,对异常情况进行报警;
所述SCADA数据模块实时收集SCADA数据,监控园区采集的原始数据信息;
所述原始数据信息包括远程终端单元状态、实时遥测数据、实时遥信数据;
所述设备数据模块实时收集设备数据信息,监控设备的运行状态和能耗情况;
所述设备数信息包括电流、电压、转速。
5.如权利要求1所述的一种园区全生命周期的智慧管理系统,其特征在于,所述能源管理子系统包括实时监控模块、综合能耗模块、分项能耗模块、区域能耗模块、设备能耗分析模块;
所述实时监控模块通过实时数据采集监控园区内的能源使用情况;
所述能源包括电力、燃气、水;
所述综合能耗模块对园区内的各个部分的能源使用情况进行统计和分析,获取各个部分的能耗情况;
所述区域能耗模块对园区的各个区域的能源使用情况进行统计和分析,获取各个区域的能耗情况;
所述区域包括办公区、生产区;
所述设备能耗分析模块对每个设备的能源使用情况进行统计和分析,获取设备的能耗情况和节能潜力。
6.如权利要求1所述的一种园区全生命周期的智慧管理系统,其特征在于,所述综合展示子系统包括2D展示模块、3D展示模块;
所述2D展示模块使用GIS技术生成园区的高清2D地图,园区数据呈现可视化,支持多种数据源的接入;
所述园区数据包括设备的分布、能源的使用情况;
所述多种数据源包括实时数据和历史数据;
所述3D展示模块使用GIS和BIM技术,创建园区建筑物和安装设备的3D模型,实现视频数据的接入、数据的统计和分析、控制功能;
所述建筑物信息还包括外观和内部结构;
所述设备信息还包括分布和运行状态;
所述视频数据的接入功能为实现用户通过点击模型中的设备或区域,查看视频信息;
所述数据的统计和分析功能为实现用户通过图表或报表的方式查看数据;
所述控制功能为实现用户通过系统远程控制设备,包括控制开关设备的电源、调整设备的运行参数。
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