基于泛在电力物联网的智慧城市建设及发展研究

韦 珺，郭恩玥

（中海石油环保服务（天津）有限公司，天津 300457）

世界经济和科技正在以高速度持续发展，城市建设进程不断加快，全球城市集中了全球约50%的人口[1]。但是城市的快速发展也引起了能源、社会、环境、交通等一系列各式各样的问题，各国政府都在努力积极探索现代智能化的各项技术，信息相关技术的快速发展、发电技术尤其是新能源技术这几年取得的进展，对新型智慧城市全面的建设起到了至关重要的作用。“智慧城市”建设通过融合新一代的信息化技术，对数据进行智能化整合，实现信息共享，从而切实提高城市建设和发展水平，实现城市的和谐发展。在此智能化背景下，能源互联概念日益兴起，电力物联网概念应运而生。泛在电力物联网正是作为物联网在能源领域的一个具体展现，也随着物联网的快速发展，被重点关注。

泛在电力物联网就是通过把控电力系统各项环节利用现代化的人工智能技术、高速移动通信技术、全面智能感应采集技术，将电力系统内的各个设备和环节充分连接，并通过全面感知和智慧化的处理技术，展开应用和服务[2]。泛在电力物联网的发展，能够助推电网提高管理效率和安全，最大限度地发挥电力网的优势。为了建设世界一流能源互联网企业，为建设网络强国做好基础。国家电网公司在“两会”期间，积极响应国家号召，提出要全面推进“三型两网”基础网络的现代化建设。泛在电力物联网是物联网等相关项目持续发展的重要基础之一，其应用和发展关系到我国电网技术甚至社会经济的可持续发展。

泛在电力物联网在智慧城市建设的进程中起到了重要的支撑作用，它支撑智慧城市建设过程中与能源应用和管理相关的各项服务。泛在电力物联网将城市各行业和城市生活中的能源使用和管理综合起来，通过专业应用平台持续交换能源信息，是城市大数据管理、综合应用的平台。智慧城市与泛在电力物联网本身的发展是不可分割的。本文通过分析泛在电力物联网自身的应用特点及其在智慧城市建设进程中的各项应用，提出相关的发展建议，为智慧城市的建设提供参考。

1 基于泛在电力物联网的智慧城市建设

在整个地球上的所有城市中，其拥有的50%人口创造了全球80%的GDP，同时也消耗了75%的自然资源和能源，产生了75%的全球碳排放。如此庞大的数据，非常值得重视。面对能源短缺和环境污染，以及交通拥堵等一系列城市发展的严重问题，各个国家都需要积极主动地探索智能型技术，以及先进的信息技术，为新能源的发展提供支持，这也是建设智慧城市的根本含义。

“智慧城市”的建设离不开泛在电力物联网的发展。近两年以来，基于泛在电力物联网技术的智慧城市建设取得了长足的进步，尤其是在智慧城市社区建设、智慧城市园区建设和智慧城市安全建设等几个方面取得了很大的进展。

1.1 基于泛在电力物联网的智慧城市社区建设

智慧社区的概念是综合运用现代化的各种技术手段，将区域内地理、人、物、环境等相关信息，通过建设综合管理平台，对相关内容进行统一管理，提供公共服务及各项商业服务等资源。其特点与泛在电力物联网的优势相吻合。在国家各项政策和要求的不断推进下，我国国家智慧城市的相关试点数量已经超过500个。其主要内容围绕智能家居、智能社区安防、智能物业等几个主要的方面，相互配合协作，打造立体的智慧社区形式（见图1）。上海市静安区于2017年底开始建设“社区大脑”，将大数据与社区精细化管理相结合，建设了社区综合平台，整合了街面巡查、监督寻访、非机动车停放、独居老人生命体征检测等多个应用场景，发挥了重要作用[3]。广州天河区采用配网储能装置，实现了在用电低谷时储能，用电高峰期释放的智能化用电，极大地提高了供电能力。林和街华新智慧社区已经实现了集政务管理、街道治理、门禁、居民信息一体化整合至一个平台，居民在一处输入信息，全平台可以共享。此外其居民生活已经可以通过该平台进行网上购物、送货到家、个人的水电煤气缴费享受家庭综合服务，感受立体化智慧社区服务[4]。重庆市针对公租房的管理实施了“云端计划”和“大数据行动计划”，对公租房居民的信息实现了智能化的管理，采用“智能狗”的方式进行门禁和手机APP应用，提升了小区的安全性[5]。

图1

1.2 基于泛在电力物联网的智慧城市园区建设

智慧园区建设综合利用现有的信息与通信技术，通过终端的传感器对现场情况进行检测和感知，利用智能化的数据平台对数据进行分析及控制，统筹园区内的资源，实现对于园区内需求的智能化响应，加大园区智能化、自动化的管理，提高园区的管理效率和质量，打造和谐、可持续发展的立体化园区（见图2）。通过与园区内的配电网进行融合，通过数据中心配合分布式思想的电站布置，打造立体式的能源网结构，优化用电结构和强化智能化控制，打造绿色智慧园区[6]。当前的智慧园区以多层应用为基础，以智能中枢为核心打造适用于园区的全方位综合管理云平台，通过全方位的传感器汇集火警、安保、照明等系统信息，对园区的办公、食物、仓储区域进行实时的监控与管理，提升管理效率和质量。威海物联网产业园依托利用云计算技术，系统性地建设了综合管理云平台，对园区的各项活动进行统筹管理、处理与存储，消除信息孤岛，使园区的智能管理达到了新的高度[7]。其智慧办公管理系统实现了企业应用软件的统一，可以支持个人电脑、手机、平板电脑等多种设备接入。物业管理系统实现对园区内容进出人口和车辆等信息的采集及实施监控。物流系统汇集园区内各方企业的物流信息（车、货、人、仓储）内容于同一个平台，通过系统的智能分析，实现高效的配送服务，降低物流成本，提高效率[8]。总体来说，当前我国智慧城市园区的建设已经实现了物联网与计算机平台相关内容的结合，处于迈向新阶段的过渡时期，未来将会在综合管理、全数据整合、智慧处理等方面有进一步的发展。

图2

1.3 基于泛在电力物联网的智慧城市安全建设

安全，是城市政府为城市当中居民、企业所提供的基本保障（见图3）借助泛在电力物联网，对智慧城市建设安全主要在两个方面有较大的帮助。首先是实体安全方面，主要包括了公共安全、消防、医疗卫生、交通、应急管理等领域。如在公共安全方面，通过数据整合和智能管理，对城市的交通运营情况和公共卫生等方面的智能监控与控制。在应急管理方面，通过终端的监测手段和大数据融合，快速地发现应急问题，并进行一定程度的自动处理[9]。在城市消防方面，借助无线网络传感技术及消防感知模块，通过对用电、用水和用气的实施检测，加强对各类建筑和工业的监控，建立全方位的消防服务，在保障人民生活方面发挥更大的作用[10]。其次主要体现在泛在电力物联网信息方面的安全，包括基础设施安全，信息的采集和传递由于建设密集、数据量大，自身和传递的准确度将对最终的智慧管理起到重要作用。另外，由于泛在电力物联网的信息包括城市及用户个人隐私的许多关键信息，如何保护这些信息（尤其是用户的信息）不被泄漏，需要伴随在建立泛在电力物联网和智慧城市的全过程[11]。

图3

2 结束语

当前泛在电力物联网在智慧城市建设的进程中起到了重大作用，尤其是伴随着5G网络的发展，未来会有更广泛的发展潜力。面对复杂、使用范围广、工程量大的泛在电力互联网应用，需要我们秉承合作共赢、优势互补、共同发展的理念。为了推动智慧社区在智能化服务方面的进一步提升，提高智慧园区内各企业的效率，以及智慧城市的现代化建设安全能够得到有效的保障，结合当前的发展现状，未来有三方面应该受到更多的重视：一是在应用泛在电力物联网建设智慧城市的过程中应该注意政府和企业的沟通，交流各自的成果和行业信息，避免各地大量重复建设实验；二是在建设过程中应更加注重实用性，不能盲目地将各种新技术生硬的应用，背离了初衷；三是始终要把安全放在首要位置，注重信息采集、传递的准确，同时要保障信息应用的安全。

总而言之，泛在电力物联网建设是一个创新、开放、复杂、宏大的社会大工程，需要树立开放、合作、共赢、共享的理念，投入更多的社会资本和吸引各类市场主体参与建设和价值创造，促进产业链上下游共同发展，打造共建、共治、共赢的能源互联网生态圈，使全社会共享发展成果，促进人类命运共同体的长远发展。