旅顺基地智慧园区管理系统

概要设计

 

 

 

作者：熊力 15102785928（微信同号）

 

一、项目概况

平台软件用于大连华锐重工旅顺基地大数据指挥中心项目，未来可扩展到大连华锐重工其它基地（泉水、中革等），同时也作为智能配电系统的软件平台，实现智能配电相关控制监测目标。

作为未来旅顺基地公共管理平台，需要集成监控、能源、门岗、运维等多模块业务，为便于日常管理和处理紧急事件，主要实现目标包括：

1.通过信息化手段替代传统人工，实现门岗、站房少人化、无人化值守，实现人员优化；

2.通过AI智能识别业务场景、实时在线监测并预警，实现费用能源等费用优化和降低；

3.搭建指挥调度中心，实现厂区公共区域的各业务集中管控，实现综合效率提升。

 

二、发展趋势

传统园区由于不同产业、企业、系统、设备之间存在信息不能共享等问题，智慧化应用水平低，忽视了技术与人的互动，信息化与园区有机整体难协调，公共数据难互通，用户感知度较差。同时传统园区缺乏统一、高效、便捷的集中式管理，应用可扩展性差、事故预警难以实现。随着园区人数增长、设备增多、能耗增加等，园区管理的难度越来越大，特别是传统园区的管理方式无法从全面整合、互联互通的全局视角去管理园区。

目前，我国智慧园区的发展正处于快速发展期，从传统园区向智慧化园区过渡，智慧园区的发展还处于初级阶段，园区的智慧化元素较少，很多园区基础设施和园区管理服务还处于分散状态，并未形成集约效应，有些所谓的智慧园区与传统园区并无不同，智慧园区建设还有较大的上升空间，需不断的注入新的活力与技术。国家出台了多项政策来推进智慧园区的建设与发展，目前园区正在逐渐从信息化向智慧化、科技化、人工智能化转变。主要体现如下：

1）网络全覆

随着物联网、光网络、WIFI6、5G 等技术的发展，网络全覆盖在园区信息化建设中已成为园区具备的基本要素。未来，随着各大园区逐步完善基础设施建设，有线与无线融合、多种接入方式、随时随地、无所不在的网络是园区信息化发展的坚实基础。

2）平台集约化

通过平台的集约效果、数据的集中共享，园区的管理和经营将从分散向集约化转变。统一入口、统一认证、统一标识、统一解析，统一数据共享，将所有的园区垂直子系统集成在一个运营管理平台上，实现真正的大平台概念，为园区提供一站式的服务。

3）应用智慧化

随着物联网、人工智能等技术的不断成熟和规模应用，将来在园区的智慧化发展中可以发挥出更大的作用。利用传感技术采集各项数据，更有效地达到监测目的，帮助园区及时做好防范和治理工作。

4）运营专业化

社会分工越来越细化，参与信息化运营的主体和运营模式也越来越趋向多样化。需要与各类提供商进行合作展开共同运营。提供商包括设备提供商、内容提供商、服务提供商、平台提供商等一系列服务外包机构。

建设目标

随着互联网、物联网、大数据、云计算及 5G、人工智能等技术发展，智慧园区建设提出了更高的要求，打破数据孤岛，将园区各种业务系统全联接，各类业务数据全汇聚，实现统一的数据标准和语言，拉通各种业务系统能力共享，将所有的园区垂直子系统集成在一个运营管理平台上，实现园区可视、可管、可控，业务全数字化、系统全联接、数据全融合。

 

总体目标

建设园区运营管理统一的数字平台，平台向下通过物联网平台、系统集成平台实现所有子系统的接入管理，向上通过服务方式为应用提供数据与业务开放的访问接口，打造统一、开放、可灵活扩展的园区管理应用底座；进行园区业务数据治理，形成标准的数据主题库，通过国家工业互联网标识解析体系建立人、车、物、事件等统一标识，实现跨区域、跨行业、跨应用间数据的互联互通；业务上实现园区

综合态势、综合安防、人员车辆管理、能耗管理、环境空间及设备设施管理；通过碳管理功能模块对园区经济社会发展以及碳排放相关重点要素数据进行系统梳理和全量汇聚，建立园区碳排放指标体系和碳管控应用；基于国家工业互联网标识解析二级节点为园区拉通产业供应链上下游数据共享，利用工业互联网服务模式为园区企业、园区产业化发展提供通用的、可复制性的数字化赋能智慧化应用体系。 

具体目标：

1）智慧园区运营管理运营中心：在园区业务和数据平台和各应用全面贯通的基础上，搭建统一Portal，形成业务、应用、权限、日常任务的统一入口，实现园区运营管理人员完整、及时、互动的信息感知和处理。

2）综合安防：实现园区高清监控全覆盖，结合 GIS 系统实现可视化管理，做到看得清；提升系统智能化水平，变被动响应为主动防御，多种技防手段提升控制力度，预防事故出现，实现早预防； 将园区各安防子系统进行融合，打破原有的烟囱式管理，各系统间充分联动，实现快速联动统一控制。同时安防平台具备一定的应急响应及指挥调度能力，能快速调度园区安防人员处理，实现快速处置。

3）便捷通行：聚焦在园区办公的人员包括员工、访客的体验提升，聚焦在园区物业和运营人员的管理效率的改进两个方面，从门禁、闸机、访客、一卡通等系统打通和联动，结合大数据平台、IOT 平台、视频监控平台、GIS 平台等新技术和新平台的应用，支撑人员无感通行、实现园区人流安全进出、访客记录可追踪等功能。

4）能效管理：实现能效可视化管理，能源利用清晰可见，建立完善的能耗强度、能效值、能耗量等KPI 指标体系，全面掌握园区能源动态；通过优化前后数据对比可视化展示，准确获取园区各用能单位或设备的节能收益。

5）移动 APP：作为承载智慧园区各种智慧化应用的统一移动入口，提供了综合安防、人员通行、等模块，并能开放接口，承接更多业务的扩展。根据角色划分，员工可以随时随地接入，查询、处理事务，管理人员进行跟踪流程，可视化管理，提升员工体验和管理效率。

6）碳管理：通过碳管理功能模块对园区经济社会发展以及碳排放相关重点要素数据进行系统梳理和全量汇聚，建立园区碳排放指标体系和碳管控应用，为场景化业务应用提供通用的、可复制性的基础能力支撑。依托零碳智慧操作系统的能源转型、应用转型和数字化转型三大核心能力转型保障零碳智慧园区建设目标顺利推进和愿景落地。

三、设计原则

1）标准化：整个智慧园区综合管理系统的设计符合国家标准或国际标准。系统软件、硬件均采用标准化设计，提供开放的接口，可与不同供应商的设备及软件系统互联互通。

2）稳定性：智能网关采用嵌入式实时Linux操作系统和专用的硬件结构，性能稳定可靠，保证系统整体的稳定，尤其适合在环境比较复杂、可靠性要求较高的环境中运行。WEB平台采用J2EE业内专业级的开发框架，满足大数据采集、大容量数据存储和高并发的数据访问请求。

3）经济性：系统开发运行平台均采用当今最为通用的各种操作系统和开发工具，充分利用了我们在其它监控领域中成功应用的中间件和模块，大大减少在系统平台方面的投入，具有极高的性价比。

4）先进性：基于组态软件的设计理念，以一套通用平台，解决能源数据采集、现地SCADA监控、云平台数据分析、手机App运维管理。四维一体的解决方案推动园区智能化。

5）扩展性：整个系统具有进一步扩展功能的能力，可以很好的适应现代智能管控的需求。保证用户在系统上进行有效的开发和使用，并为今后的发展提供一个良好的环境。可充分利用和保护现有网络资源便于当前以及以后的扩建；平台服务器具备扩展和堆叠能力，便于不同级别的中心整合与扩建，系统必须具有很强的监控点数、存储空间扩容能力。

6）实用性：以实时数据库为依托，可多用户多画面实时监控、远程控制、可连接多种报警设备完全满足用户的监控要求。

7）安全性：平台监控系统安全性在管理中是关键问题之一，安全性分为数据安全和信息安全，在上述三方面有如下要求：

n 数据安全：对数据进行多级别、分布式的存储，数据不容易受到破坏。数据的AES加密机制，保证数据在网络传输过程中的安全，不会被截获、篡改和利用

n 信息安全：所有配置信息、管理信息、日志信息均存放在中心数据库，实行信息集中管理；

n 分级授权：对下属管理员的应用功能、访问范围进行授权。由下属管理员对所属机构操作员的应用功能、访问范围进行授权和管理。

四、总体架构

智慧园区综合管理平台采用分层部署的思想，其硬件架构自上向下分为应用管理层、通讯传输层和设备采集层。

n 应用管理层

应用管理层是系统的核心组成部分，所有实时监测数据、告警情况等都在该层进行集中展示、分析、处理，提供友好的人机界面及工作窗口供用户使用。该层软硬件包括：数据及应用服务器、工作站、UPS、平台软件、数据库软件等。为使园区的管理人员更好的管理维护，将数据上传至智慧园区综合管理云平台，提供云平台接入申请、报表服务、数据查询等功能。

n 网络通讯传输层

网络通讯传输层是连接应用管理层与设备采集层的中间连接部分，负责把分散的数据上传到应用管理层。同时，该层也是系统与其他智能化系统对接的中间接口，实现系统之间的数据共享。该层设备包括：智能通讯网关、工业网络交换机、电源模块等。

n 设备采集层

设备采集层主要由各种仪表组成，完成平台中各系统所需的数据采集，是整个平台的基础。该层设备主要包括：多功能电力监控仪、微机保护、变压器温控器、水表、气表及其他能源计量终端、环境安防类传感器、视频设备、门禁设备、地磅设备等。

五、软件架构

本平台软件架构基于数据可靠性高、系统可扩展性强、用户易操作的原则进行设计；平台软件自底向上分为采集层、存储层、支撑层、应用层、展示层，如下图所示：

n 采集层

完成平台所需的各类数据采集，支持硬件设备采集、第三方系统数据对接以及人工录入等方式；

n 存储层

完成平台内各类数据的存储，数据按照其用途及特性分别保存至基础信息库、实时数据库、历史数据库以及业务数据库等，通过分库、分表、索引等方式保障数据访问性能，通过敏感数据加密、访问权限控制、异地备份等措施保障数据安全；

n 支撑层

提供支撑平台业务功能的各类基础服务，包括数据校验、数据抽取、自动备份、主备冗余、报表引擎、权限管理等；

n 应用层

提供给用户使用的各类功能业务，包括数据分析、统计报表、报警管理、运维管理、视频查看等；

n 展示层

用户与平台进行交互的媒介，支持通过Web浏览器、APP等方式访问系统。