摘要：
介绍了某大型机场通过智慧能源管控系统实现节能减排、提高能源利用效率、提升管理运营水平。机场智慧能源管控系统以物联网、自动控制等技术为支撑，以机场生产运行、旅客服务数据深层次联动为基础，整合机场电、水、气、暖等能源相关系统，实现机场能耗的实时感知、智能控制、源荷平衡等功能。 关键词：智慧机场、四型机场、能源管控
1.项目背景
近期随着民航业四型机场、智慧机场的提出，民用机场随着旅客吞吐量的逐年攀升，能源的需求量也与日俱增，同时机场的运营压力激增。那么节能降耗将成为企业自身可持续发展的必经之路，不断倒逼着企业进行优化升级。
发动机支撑架以往机场能源管理过程中，往往存在用能监控子系统分散，系统之间无关联，各个系统产生
的监控信息存在信息孤岛的问题，造成统一管理困难、没有形成整体效益的优势。结合政策背景及《民用机场智慧能源管理系统建设指南》[1]（以下简称《指南》）标准支撑，某国际机场按照A类机场（吞吐量4000万次）标准，全面启动智慧能源管理系统的设计，构建全机场能源大运控、大服务体系，覆盖能源生产—转换—存储—配送—消费区域，实现“电、冷、热、水、气”等能源一体化管控，实现各供能/用能子系统与“智慧管控”高度融合。
智慧能源管控平台管理范围涉及机场整个区域，通过前期对各部门、各系统的调研梳理，确定涵盖范围包括：航站区、飞行区、货运区、工作区等区域。管控能源介质包括电、冷、热、水（中水、雨水、污水、自来水）、燃气。智慧能源管控平台接入的各区域子系统有：能耗计量系统、智能配电监控系统、充电桩管理系统、建筑设备监控系统、智能灯光控制系统、登机桥监控系统、微环境监控系统、冷源控系统、污水处理管控系统、燃气远程计量及调压系统。
2.解决方案
SmartME机场智慧能源管控平台以大数据采集、特征主成因分析、能源函数拟合、可视化
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能源交互、基于神经网络自我学习的管理系统平台，用于建立机场能效评估指标体系，实施精细化、科学量化能源管理，寻机场能耗漏洞，帮助机场管理人员制定节能整改措施，提高能源使用效率。
SmartME机场智慧能源管控平台将机场各地区，包含航站楼（含能源中心），飞行区、货运区、工作配套建筑等的变配电、照明、空调、供热、供气等各能源使用状况，实行集中监视、管理的系统。利用计算机技术和现场能耗计量设备组成一个综合的能源管理神经网络，建设一个能源数据平台管理系统，实现机场在能源方面的科学化管理和智能调度。
2.1硬件架构
某国际机场从区域上总体可分为：航站楼（含能源中心），飞行区、货运区、工作配套建筑等，本项目中需计量的能源主要包括电、水、燃气、冷量、热量等，另有部分数据可从机场其他子系统中获取。现场数据通过光纤网络方式汇聚于中心交换机，并由光纤网络转发至能源管控系统；第三方系统数据通过OPC协议转发至采集工控机，采集工控机的数据通过光纤网络使用自定义的TCP协议上传到能源管控系统数据库。
为了满足能源管理系统对机场能耗的在线监测计量和运行管理的需求，能源管理系统采用分层分布、开放式结构设计，按间隔单元划分、模块化设计。主要分为系统主控层、通讯层和现场设备层三个层次来实现系统组成结构，在确保系统运行安全性、可靠性的同时，最大化系统的可扩展性以及对各种能源计量测控装置的接入能力。
某国际机场能源管控平台硬件架构组网示意图如下所示：
图1 某国际机场能源管控平台硬件架构组网示意图
主控层
本项目系统主控层由能源管控平台软件SmartME、SmartIOServer智慧物联网数据平台、LED小间距全面屏、数据采集服务器、数据库服务器、应用服务器、Web服务器、对时服务器、工作站、磁盘阵列、UPS电源等相关硬件设备组成。实现整个系统的全面能源监控、分析和管理。
通讯层
本项目通讯层主要由通讯管理机、工控机、通讯服务器、光纤收发器、光纤环网组成，构建能源数据平台管理系统信息通信网络，在通讯传输网络的基础上，将现场各个末端设备、系统与数据中心进行有序连接，实现实时能源数据及节能控制系统与数据中心的信息交互。将数据上传至数据中心集中监控，与其他应用系统既保持相对独立，又保持必要的联系，便于系统管理和资源共享。
设备层
本项目现场设备层主要由现场电表、水表、热量表、流量计以及各类感知元器件组成,现场计量器具配置齐全，满足三级计量[2]，通过数据采集器将各类能源业务监控系统和旅客信息系统中数据通过OPC、BACnet、Modbus、TCP等各类接口协议读取，实现数据分类、分项监测。
2.2软件架构
汽车投影本平台软件采用SOA架构进行设计，将所有功能应用抽象为一系列组件，每个组件实现特定的业务，且具有低耦合、高内聚的特点。在项目应用过程中，功能模块由组件搭积木的方式组装实现，可灵活快速的满足机场能源管理的需求，后续用户也可通过组态功能进行定制功能二次开发。
本平台采用B/S架构，方便用户随时随地通过浏览器访问系统，支持IE、Firefox、Chrome等主流浏览器，支持Windows、Android、iOS操作系统。系统软件支持Oracle、DB2、SQL Server等主流关系型数据库，支持ODBC标准数据库和OPC/DDE等多种外部通信接口，可实现与外部其他相关专业应用系统的互联互通。
某国际机场智慧能源管控平台软件架构如下所示：
图2 某国际机场智慧能源管控平台软件架构图
数据采集层
通过智能电表、水表、燃气表、能量表、温湿度传感器等设备采集各种能源消耗及环境数
据；通过Modbus TCP、OPC、WebAPI等标准接口协议从第三方系统等中获取数据；通过手动录入的方式获取机场建筑能耗数据、设备运行状况、客流量数据、环境数据等。
数据支撑层
投票箱制作数据支撑层是将采集到的实时数据存储至实时数据库，并由实时数据库根据预先建立的智能化数据模型生成相应的数据仓库，对海量的数据进行数据清洗、抽取、调校，进行数据报表定时生成、权限分配管理、系统配置、计量仪表管理等各种能源数字化服务，供能源管理系统进行数据分析评估、预测、调控等。
NFJ防静电不发火地面静压试验业务层
主要包含智慧能源管控平台功能模块，涵盖能源全景监控及实时展示、能源优化调控、符合功率预测、能源计量与管理、智能运维等各个环节。
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