一、背景與挑戰(zhàn)

在我國交通事業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，高速公路作為交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵骨架，承擔(dān)著繁重的運(yùn)輸任務(wù)。而高速公路收費(fèi)站作為其中重要的節(jié)點(diǎn)，每日運(yùn)營需要消耗大量能源，涵蓋照明、空調(diào)、收費(fèi)設(shè)備等多個(gè)方面。

當(dāng)前，部分收費(fèi)站已在節(jié)能減排方面做出努力，如采用 LED 照明、節(jié)能空調(diào)、太陽能發(fā)電等措施，也取得了一定成效。但整體而言，收費(fèi)站節(jié)能減排工作仍缺乏數(shù)字化、信息化手段的支持。隨著高速公路機(jī)電設(shè)施數(shù)量逐年遞增，供電設(shè)施不斷更新，不同設(shè)備通訊協(xié)議各異，使得電力能耗精確計(jì)算與管理困難重重，難以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理目標(biāo)。

二、解決方案

（一）系統(tǒng)架構(gòu)

1、設(shè)備層：主要由各類能源設(shè)備構(gòu)成，如照明燈具、空調(diào)機(jī)組、收費(fèi)設(shè)備以及水、電、氣表等計(jì)量儀表。這些設(shè)備是能源消耗的主體，也是數(shù)據(jù)采集的源頭。

2、采集層：以物通博聯(lián)能源監(jiān)測網(wǎng)關(guān)為核心。該網(wǎng)關(guān)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集能力，可通過 RS232、RS485、IO 接口等多種接口類型，連接不同類型的傳感器與設(shè)備，支持 Modbus、IEC101、IEC104、DLT645、IEC61850 等豐富協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)對水、電、氣、熱等各類能源設(shè)備數(shù)據(jù)的高速、穩(wěn)定采集。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)支持 5G、4G、WIFI、以太網(wǎng)等多種通訊上網(wǎng)方式，可便捷地將采集到的數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)層。此外，其還具備邊緣計(jì)算功能，能對采集到的能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，減輕云平臺(tái)壓力。

3、平臺(tái)層：搭建能源監(jiān)測平臺(tái)，用于接收、存儲(chǔ)、分析和展示來自采集層的數(shù)據(jù)。該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對各收費(fèi)站能源數(shù)據(jù)的集中管理，通過可視化界面，為管理人員呈現(xiàn)清晰、直觀的能源消耗情況，包括各設(shè)備實(shí)時(shí)能耗、歷史能耗趨勢、不同時(shí)段能耗對比等信息，為節(jié)能決策提供有力數(shù)據(jù)支撐。

（二）實(shí)現(xiàn)功能

1、能源數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控：物通博聯(lián)能源監(jiān)測網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)采集各類能源設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電壓、電流、功率、電量、用水量、用氣量等，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至能源監(jiān)測平臺(tái)。管理人員可通過平臺(tái)隨時(shí)查看各收費(fèi)站能源設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對能源消耗的全方位、實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2、能耗分析與優(yōu)化：平臺(tái)利用采集到的大量歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用線性回歸算法等技術(shù)，對各收費(fèi)站的能源消耗情況進(jìn)行深入分析。通過設(shè)定歷史用電分析基線，以年、月等維度進(jìn)行方差梯度下降仿真，找出耗電異常的設(shè)備及時(shí)間，并分析原因。同時(shí)，通過各月的移動(dòng)平均計(jì)算和協(xié)方差比預(yù)測總用電趨勢，為節(jié)能減排提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)依據(jù)，助力管理人員制定針對性的節(jié)能優(yōu)化策略，如合理調(diào)整設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、更換節(jié)能設(shè)備等。

3、設(shè)備遠(yuǎn)程控制與管理：借助物通博聯(lián)能源監(jiān)測網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程控制功能，管理人員可在能源監(jiān)測平臺(tái)上對收費(fèi)站的能源設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停、遠(yuǎn)程調(diào)參等操作。例如，在非高峰時(shí)段，可遠(yuǎn)程關(guān)閉部分不必要的照明燈具或降低空調(diào)功率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。此外，通過物通博聯(lián)設(shè)備管理平臺(tái)，還能對遠(yuǎn)端的設(shè)備和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置和管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備在線狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備故障，提高設(shè)備維護(hù)效率。

4、告警管理：在能源監(jiān)測平臺(tái)上，可根據(jù)不同場景、結(jié)合歷史數(shù)據(jù)建立能耗模型，設(shè)置告警規(guī)則。當(dāng)網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，系統(tǒng)立即通過微信小程序、短信、郵件等多種方式自動(dòng)通知相關(guān)責(zé)任人，以便及時(shí)采取措施，避免能源浪費(fèi)或設(shè)備故障引發(fā)的更大損失，有效提升能耗管理水平。

5、報(bào)表生成與導(dǎo)出：平臺(tái)可根據(jù)用戶需求，自動(dòng)生成不同時(shí)間段、不同設(shè)備類型的能耗報(bào)表，如日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等，涵蓋能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、能耗趨勢分析、節(jié)能效果評估等內(nèi)容。這些報(bào)表支持導(dǎo)出功能，方便管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)存檔和進(jìn)一步分析，為節(jié)能減排工作的考核與總結(jié)提供便利。

審核編輯 黃宇