热企在智慧供热及信息化方面的探索

杨永峰，任军首

YANG Yong-feng，REN Jun-shou

（安阳益和热力有限责任公司）

1 建设背景

1.1 企业背景

安阳益和热力有限责任公司为公用事业性国有独资公司，主要职能是负责河南安阳市城市集中供热的建设和经营管理工作。目前公司管理面积约4800 万m2，供热普及率达到92.3%。供热各项经济技术指标位居全省供热行业前三强。近年来公司秉承“科技引领、优良管网、规范管理、一流服务”的发展思路，在推进企业标准化管理、精细化管理及智慧供热建设上做了持续的投入和创新，更加注重技术体系、业务架构和组织保障的同步建设，供热保障能力和服务水平得到了有效的提升。

1.2 行业困境

自动化、智能化、信息化带来的便利，使热企意识到了智慧供热建设的重要性，开始了研究和建设，取得了不错的效果，但是整体依然处于起步阶段，依然面临着很多困难：

①热企管理模式受地域和政策性因素影响较大，个体差异化特征明显，市场上主流供热系统架构固化，变更困难，灵活性差，很难满足热企个性化 需求。

②智慧供热缺乏全局规划，一般热企信息化建设会采取从构建满足部门需求的单个系统开始，经过多年的积累，独立的业务系统很多，但是缺乏整体的管控，孤岛丛生、重复建设现象比比皆是。

③数据共享性差，没有进行数据和通讯协议的标准化设计，没有建设公共数据库及公共组件，致使数据不能融合和综合性利用。

④业务不能有效协同。系统设计与建设范围局限于单个业务，部门之间需要协作共同开展业务时，信息不能及时有效传递，滞后、遗漏、错误现象较多，严重影响企业运转效率。

⑤重系统轻数据。许多热企把信息化等同于系统建设，反而忽略了宝贵数据资源的利用和积累，导致信息化不能为公司决策提供帮助。

2 智慧供热规划

基于上述情况，安阳益和热力对公司智慧供热建设做了整体规划，分为三个阶段：

1）信息化阶段

完成“一个平台，两个中心”建设。即依托云平台搭建公司统一的信息管控平台，建设公司生产和运营两个业务系统群集中心，实现业务系统的全面部署，促使公司资源的深度融合（见图1）。

图1 安阳益和热力智慧供热系统

2）数字化阶段

搭建公司大数据平台，从组织架构、管理制度、操作规范、信息技术、绩效考核等多个维度，对数据模型、数据架构、数据质量、数据安全、数据全生命管理等方面进行梳理，形成公司数字化分析体系。

3）智能化阶段

建设公司专家系统，将人工智能引入供热体系，对供热原理、技能知识，控制方式、行为规律模型化，让供热体系具备自控制，自学习、自优化功能，实现真正意义上的“智慧”。

3 业务架构

依据规划我们设计了公司智慧供热信息系统的业务架构，突出了“统一管控，数据融合”的理念，以建设“一个平台、两个中心”为核心任务，以实现供热的信息化、一体化和智能化为主要目标。智慧供热业务体系内容很多本文只介绍在信息化方面的一些重点任务（见图2）。

3.1 基础建设

基础建设应充分考虑技术引用、公司战略，管理体制的的发展趋势，不但要满足智慧供热架构体系的需求现状，也要考虑扩充性，主要任务包括：

①建立公司云计算中心，采用公有云和本地资源虚拟化相结合的的方式，对计算资源、存储资源、网络资源进行充分整合。借助云计算和虚拟化技术，让物理资源变成逻辑资源，原理上可以实现资源的自由调配和无限扩充，为整个智慧供热体系提供强大的计算能力、扩展能力和安全保障能力。

图2 智慧供热系统的业务架构

②建立公共数据库，实现公共数据和权限的统一管理，为系统的融合奠定基础，公共数据库采用sqlserver，以两个物理节点RAC 集群方式部署，进行了冗余配置和自动故障转移设计，保证在单点故障情况下，系统能稳定 运行。

③网络与信息安全建设，按照国家等保三级要求，对网络通信进行了优化改造和全面升级，热交换站与云平台之间采用专用光纤通讯，应用VLAN 或VXLAN 技术，对办公网络、工控网络及监控网络进行了逻辑隔离，设置了防火墙、行为管理、网闸及日志审计等技术保护实现负载均衡和安全防护。

3.2 应用系统平台的建设

供热系统涵盖的范围很大，从管理角度可分为三类：

1）生产系统

包括热网管理、能耗分析、巡检维护、地理信息、计量管理、供热自控、水力仿真、调度管理等子系统，生产系统寻求满足从供给侧到用户需求侧的有效联动，通过能耗分析、负荷预测、全网平衡、水力优化等实现按需调配、智能控制、精准供热的目的。

2）经营系统

包括收费、客服、稽查、财务、oa、官网、HR 等管理子系统，经营类系统支撑了企业运营管理的需求，对内实现人、财、物的管控，对外做好用户供热服务，是提升热企经济效益和社会效益的业务核心。

3）基础系统

包括公共信息、数据管理、信息安全、决策分析等子系统，该类系统主要是技术支撑型系统和数据应用系统，是保证智慧供热体系标准化、一体化、共享性、安全性的基础类组件。

应用平台及其子系统的建设应遵循“统一规划、分步实施”的原则，关键类的基础类的系统要先上，例如涉及到组织架构和人员的HR 系统、包含热用户信息的收费系统、关系到供热生产的热网及自控系统。这些系统前置建设不但能尽快满足供热核心业务管理需要，而且其建设成果可以被其他系统引用和继承。子系统建设要以需求为导向，把握全局意识，可采用采购成品软件、协作开发或独立研发等模式，确保系统具有实用性、先进行、延展性，并保持不断优化更新，保证需求与功能的 匹配。

3.3 数据治理

在信息化智能化时代，数据已成为公司核心资产和财富，通过快速采集、整理和分析，从繁多的数据中提取到有价值的信息，能有效提升公司决策能力。供热大数据具有数据量大、更新快，种类多等特点，热企数据治理，主要任务对公司数据标准、架构、质量、安全、生命周期等方面进行梳理或持续改进，主要任务包含：

1）建立数据标准体系

定义统一的数据字典、编码规范、交换标准、质量标准，建立公共数据库，各业务系统通过标准通讯协议接口调用，避免了统计口径不一致，业务沟通歧义等问题。

2）梳理各业务数据关系

公司各个业务既独立运行又相互关联，彼此通过数据的共享和传递，实现业务的互联互通。通过梳理数据关系线路，确定其关联主键，确保业务之间的响应和沟通。

3）建立数据模型

数据模型是数据构架中重要一部分，是数据治理的关键。热企数据模型可分为机理模型和分析模型，机理模型包括供热理论模型、流程模型、仿真模型、故障模型等，例如通过综合天气、历史供热、设备、控制方式等信息建立供热控制数学模型，指导调度供热调配。分析模型包括数据采集、挖掘和利用等模型。数据模型应涵盖生产和运营的业务范围，以一种清晰的表达方式记录跟踪供热元素及其变动，并通过关系约束来表达重要的业务规则。数据模型必须在设计过程中保持统一的业务定义，并最大程度上减少冗余，保证结构的延 展性。

4 结语

以自动化、信息化、物联网、大数据、云计算、互联网为代表的新技术推动了供热行业生产方式和管理模式的变革，为企业精细化和多元化发展的提供了有力支撑。在不断的实践中，热企对智慧供热的概念定义、战略理念和建设目标也越来越清晰，但是依然处于探索阶段，尚没有成熟的经验可以借鉴，还有很长的路要走，技术创新和理念革命为智慧供热注入了蓬勃发展的源动力，在国家政策和行业导向下，必将迎来一个爆发的生长期。