基于电信行业的智慧双碳平台建设方案

朱 建，陈 宁，韩万里，赵潇雨

（中博信息技术研究院有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

当前运营商公司缺乏统一的碳排放管理平台来实现双碳业务流程，因此要适配不同地区的碳排放核算办法，采用不同地区的排放模型和排放因子。通过与周边系统数据集成，形成碳排放全业务数据，根据政府行业的要求，出具不同的报表，同时结合企业业务数据出具不同的精细化管理报表[1]。

1 系统建设目标

（1）建设一体化全流程、全数据、精细化、合规化的符合电信行业双碳智慧平台。

（2）实现碳排放全生命周期管理系统，从碳配额管理，碳数据汇聚、收集和录入，碳预测，碳统计，碳交易等，做到全自动、全过程、全闭环管理。

（3）建立统一的碳排放因子库，支持不同行业、不同省份、不同标准的核算办法。

（4）建立全碳数据汇聚平台。通过统一数据接口，从能耗系统、HANA系统，网管系统抓取电费能耗数据、财务数据和业务数据。

（5）支持从全省、地市公司、区县、局站、基站不同维度的统计分析碳排放相关的数据。通过碳排放预测、计算精细化分析碳数据，为碳减排提供数据支撑。

（6）根据政府及行业要求，出具相应的监督披露报表，确保数据正确性，规避政府监管风险。

2 系统框架设计

系统设计采用MVC模式，核心思想就是使开发的智慧双碳管理平台的数据、业务逻辑与功能组织等相分离，使每部分的开发人员能够选择或改变某一层的结构。系统分为数据展现层、业务逻辑层、数据加工层、数据接入层和基础设施层，其中，业务层中的流程引擎采用Activiti，实现双碳全流程闭环管理，业务层包括碳监测、碳检查、碳核算、碳数据管理、碳核查、碳交易等相关业务流程。图1为系统框架设计图。

图1 系统框架结构图

（1）数据展现层。数据展示层主要是可视化视图，提供PC端和移动端的可视化展现，用来从不同维度进行相应的数据分析，重点指标展示和驾驶舱展示，提供各级公司领导层查看相应的可视化分析。包括碳排放强度、碳排放总额、实时排放量、排放量预测、排放趋势分析。

（2）业务逻辑层。实现了双碳全流程业务闭环管理，从碳核查、碳监测、碳核算，以及碳交易管理，提供了对相关业务数据的查询、统计和分析功能，同时提供相关基础数据的配置和管理，包括用户管理、角色管理以及排放因子设置等。

（3）数据处理层。数据处理层主要通过对碳排放相关数据进行加工、清洗、转换、集成，最后加载到预定义的数据模型中，成为分析处理、数据挖掘的基础。模型支持不同系统预置不同的分析和核算模型，支持实时计算和预测[2]。

（4）数据接入层。平台提供统一的数据接入层，用来接收外部系统的业务数据，数据接口支持SOA标准协议，同时针对大数量接口支持文本等格式，支持对接电信内部系统和外部系统的数据接入。

（5）基础设施层。基础设施层提供数据库、操作系统和应用服务器，支持容器化部署，系统资源提供动态横向自动扩展，提升资源使用效率。

3 功能模块设计

系统主要模块分为碳监测、碳核算、碳核查、碳交易、报表管理、数据分析、基础设置、系统管理、知识库管理以及统一接口等模块。图2为系统功能架构图。

图2 系统功能架构图

（1）碳监测模块。该模块主要对包括不限于碳排放源、化石燃料设施、主要耗电设施设备、活动数据和排放因子的确认。企业应按照排放核算方法对获取活动水平及排放因子数据的规定制定监测计划，并按制定的计划开展相关参数的监测工作。

（2）碳核算模块。该模块主要根据国家及地方政府或者行业协会制定的碳排放核算和报告指南指定的计算方式，并依据相应的检测数据和确定的排放因子核算二氧化碳排放量。

（3）碳核查模块。该模块负责对第三方服务机构对参与碳排放权交易的碳排放单位提交的温室气体排放报告进行核查，以确保碳排放单位提交的排放数据有效。

（4）碳交易模块。碳交易是温室气体排放权交易的统称，温室气体排放权交易以每吨二氧化碳当量为计算单位。碳交易支持自愿减排CCER（Chinese Certified Emission Reduction，国家核证自愿减排量）交易和盈余配额CEA（Chinese Emission Allowance，中国碳排放配额）两种模式。

（5）报表管理模块。该模块提供账户管理、报表表样的定义、取数公式定义、取数逻辑设置、报表查看、报表审核、报表导入和导出功能。支持国家及地方政府或者行业协会制定相应报表以及企业要求的自定义管理报表。

（6）数据分析模块。模块主要针对建立的数据模型和业务数据，根据不同的维度，为用户提供不同的业务数据分析，包括同比分析、环比分析、驾驶舱、排放预测、杜邦分析预测；分析的指标包括排放强度、排放总量、碳交易额等。

（7）基础设置模块。该模块负责针对双碳业务模块的配置，提供平台系统层的相关功能，包括化石燃料参数配置、能源场景设置、电力热力因子配置、蒸汽热焓表、局站电表配置、温室气体定义及当量配置。

（8）系统管理模块。该模块提供平台系统层的相关功能，包括组织管理、角色管理、权限管理、账号管理、日志管理、任务管理、服务注册、接口管理。

（9）知识库管理模块。该模块包括栏目管理、内容管理、知识问答、积分管理、专家库等模块，通过分词及全文检索等技术实现关键词的快速检索。

（10）统一接口模块。系统提供标准的统一接口和方案，对外提供接口服务或调用外部服务；交换数据包括业务数据和基础配置数据；电信运营商内部系统包括能耗系统、收入管理系统、主数据系统、前端业务系统。

4 系统关键技术

4.1 采用SOA实现本系统与其他系统的数据共享

运营商已经部署了一些内部管理应用系统，如能耗系统、财务系统、收入系统、主数据系统等。本系统设备的部分信息可与其他系统实现数据共享，如本系统可从能耗系统读取相关电费、水费、汽油费用等信息，从主数据系统获取成本中心、利润中心、机房、局站等信息；从收入系统获取不同业务类型收入信息用来计算碳排放强度；也需要与外部政府网站系统交互相应碳排放数据，具体的系统交互接口如图3所示。为了保证整个系统内部以及系统与外部系统方便、可靠地接口，实现系统的规范性、开放性、扩展性、业务独立性，系统采用SOA来实现数据的共享，充分考虑接口所涉及的各个系统的应用扩展情况，使之能灵活地满足系统的业务需求，保证接口数据在接口所涉及的各个系统间的一致性。设计接口管理平台其主要目标就是对注册的服务进行管理，管理项目包括服务配置、服务注册以及服务管理等，通过管理保证各个功能服务正常运行，稳定、安全地完成响应各服务请求，为外围系统的调用提供较好的接口服务平台，以满足跨业务系统的调用等。

图3 系统接口交互图

4.2 基于Activiti的业务内部流程设计

运营商双碳业务流程包括碳排查、碳数据、碳监测、碳核算、碳核查和碳交易6个环节，因此需要强大的流程引擎来实现相关业务流程开发。

系统采用Spring和Activiti来完成系统业务逻辑层的功能，Spring用于实现一般业务逻辑的读取、设置等，Activiti用于实现碳排放闭环管理业务流程的控制和执行。系统在进行业务审批的每个节点时，通过按照业务审批的执行状态，可分为 “草稿中”“运行中”“已完成”等状态，通过执行调度任务来不断在这些状态间变化。Activiti对管理流程调度任务进行细化，把调度任务分为独立的单元，Activiti拓扑将元组导向任务调度单元，经任务调度单元进行处理后，发送流给其他任务调度单元处理或者直接输出结果。对于一些复杂的双碳管理业务逻辑来说，往往需要由多个任务调度单元配合完成数据处理。

4.3 基于可视化配置的碳核算计算引擎

ISO 14064标准根据世界标准化组织（ISO）、世界资源研究所（WRI）和世界可持续发展工商理事会（WBCSD）制定的《温室气体核算标准》，对温室气体核算与报告设定了三个“范围”（范围1、范围2和范围3）。范围1排放是来自公司拥有和控制的资源的直接排放。范围2排放是指企业由购买的能源（包括电力、蒸汽、加热和冷却）产生的间接排放。外购电力是其最大的温室气体排放源之一，也是减少其排放的最主要机会。范围3排放是指报告公司价值链中发生的所有间接排放（不包括在范围2中）。根据国家核算要求，目前只统计范围1和范围2碳排放。考虑到后期的扩展性，应为系统开发可配置的碳核算计算引擎。

前端使用Draggable技术，Draggable是基于Sortable.js的VUE组件，用以实现拖曳功能。可拖曳元素包括排放源组合、排放源和数学计算符号。排放源是具体定义的产生碳排放的排放对象，如购买电力消耗、燃烧柴油排放等，可以通过别名和后台定义的取数逻辑实现对应关系；排放源组合是通过系统定义的组合变量，用来将不同排放源元素进行合并。

后端使用阿里QLExpress规则引擎进行逻辑处理和结果计算。实现将业务决策从应用程序代码中分离出来，并使用预定义的语义模块编写业务决策。系统通过对数学表达式解析后，根据定义的排放对象和取数逻辑，将表达式全部转换成数字的四则运算，再通过QLExpress脚本引擎计算出实际的碳排放量。

5 结束语

本文详细介绍了基于电信运营商行业的智慧双碳平台解决方案，重点分析了运营商双碳业务的的重点和难点。本方案详细介绍了运营商关于双碳管理的业务规范说明和标准功能，从形成双碳业务全流程管理，以及碳排查、碳核算、碳核查以及碳交易方面分析了全碳数据平台的数据来源和外系统交互，并且根据国家行业和企业要求定义了数据的应用范围和相应的报表需求。同时介绍了基于电信行业和双碳业务多个技术难点，并分别对关键核心技术进行描述。本方案覆盖了IPCC定义的范围1和2的碳排放，后续会考虑范围3的碳排放，并也会根据国家行业的要求不断优化方案。