工作记录仪、智能安全帽，AI智能助力智慧热能物联网平台smarteye

1、抄表难、收费难、缴费难

城市燃气企业商业运营模式就是通过管网输送商品，通过表具进行计量和贸易结算，完成供气、销气和服务的。燃气抄表的精准度、频度和用户缴费的及时率，直接影响到企业的效益和资金回笼率。

由于传统人工抄表效率低下，后台计费系统往往月末待集中进行计费出账，纸质账单分发送达客户后，老百姓才能到达指定营业厅进行缴费，费时费力。AIoT万物智联，智能安全帽生产厂家，执法记录仪生产厂家，智能安全帽、智能头盔、头盔记录仪、执法记录仪、智能视频分析/边缘计算AI盒子、车载DVR/NVR、布控球、室外高精度定位RTK/室内高精度定位UWB/蓝牙信标定位、智能眼镜、智能手电、无人机4G/5G补传系统，多源视频融合~融合通信~安全生产管控平台~大型可视指挥调度平台VMS/smarteye 。

当前青岛能源集团有20多套数据采集系统，不同业务数据分散在各个系统中，目前各企业多套业务系统各自为政，各自建户，新增用户需长期持续进行数据比对工作，重复劳动，工作量大，出错率高，不利于后续服务工作开展，无法协同发挥数据价值。

2、供气和用气安全

对于公共事业企业，管网供销差，输配漏损是企业效益的另一大天敌。管网的物理漏算、表具的计量误差，以及用户偷盗气行为不能及时有效监控带来的输差损失，导致燃气企业损失巨大。

燃气管网又同时关乎燃气安全，管网腐蚀、漏气、压力过大、温度过高及用户的不安全用气行为，需通过实时远程监控，及时解决，才能预防与消除危险。

因此，燃气企业急需技术手段加强管网温度、压力实时监测、用户的用气行为监控，实时对终端异常发出报警，或进行远程管阀控制。

3、阶梯价和节能减排

为促进天然气行业健康发展，充分利用价格杠杆调节区域供需平衡，引导用户节能减排。近年来天然气价格改革不断深化，非居用气价格市场不断放开，居民用气阶梯价也已在全国多地进行实施落地。复杂的计费和频繁的调价需要精准的计量依据，传统的管理模式已经不再适用。

4、互联网+燃气创新服务

物联网、移动互联网、大数据的应用为能源企业的管理与服务提出了更高的要求。部分城市燃气企业已经试水互联网+燃气创新服务，支付方面积极利用企业微信、支付宝、企业APP等新渠道，挖掘海量用户资源，开展燃气保险、燃气灶具增值销售；在安全运营方面，部分企业已开始基于物联网平台的实时数据进行燃气调压设备、换热站设备的预警性维护算法研究及应用，这些为新经济下的燃气供热企业注入了新的活力。

随着物联网技术的发展，迫切需要一个物联网平台来整合和接入生产、运营及经营的数据，来支撑智慧燃气的应用。

按照“万物互联、实时感知”为原则，整合燃气、供热两个领域，将燃热计量表具（含居民用户、工商用户）、管网、燃气场站、换热站、热源等监测物联感知海量设备接入物联网平台smarteye，监测数据实时上传至平台，同时平台具备设备管理、数据管理和其他既有系统接入与分析等功能，并可将设备数据灵活流转到其他服务或消息中间件，实现物联网业务全面运转，提供数据集成、汇总工作，为数据分析、数据研判和决策数据支持。通过物联网、大数据、建模仿真、人工智能、GIS 等技术手段，最终完成与实际物理能源系统“源-网-站-户”全过程相映射的数字化孪生模型的构建，形成集团运营全景图，实现对运营服务的精准管控。打造智慧能源领域标杆产品，建立丰富的能源终端产品模型库，同时为全能源行业 SaaS 平台进行物联设备接入能力和设备管理能力的赋能。

2、系统整体架构

智慧能源物联网平台，支持云边混合能力，主要包括 AIoT 平台，网络层，感知层和数据转发层四层架构，为终端能源设备之间、终端能源设备与上层 SaaS 应用之间的交互提供了整体技术解决方案。如图1所示。

2.1 AIoT 平台层

AIoT 平台南向提供设备接入、鉴权、消息解析和入库、设备控制等服务，北向通过微服务集群和自建 IoT 网关对外提供设备管理服务和 Open API 服务实现第三方系统服务接口。平台也提供 Web 门户以供客户创建和管理产品和设备，此外平台也可以通过规则引擎向第三方应用或者消息队列转发数据；

2.2 网络层

直连设备和网关子设备可以通过 MQTT、HTTP、CoAP、LwM2M 等多种协议以 3G/4G/5G、NB-IoT 等多种通信方式连接到平台；支持 WiFi、蓝牙、zigbee、NFC、opc、modbus 等近场通信网络。

2.3 感知层

包括直连设备、网关设备、网关子设备等多种类型能源终端设备。直连设备和网关设备可以直接与平台连接；网关子设备与网关设备进行连接，通过网关设备实现与平台的对接和数据交互。从而涵盖了热源端，换热站，供热管网阴极保护等多类型多品牌的能源终端设备接入，并实现了能源设备与上层应用的数据交互。

2.4 数据转发层

物联感知云平台提供基于 Kafka 消息队列推送的数据转发和规则引擎功能，将设备相关属性数据和告警事件等信息，以 API 接口等方式，推送到北向 SaaS 管理平台，实现实时告警，实时数据传输，实时设备管理等业务逻辑功能。

3、系统主要功能

平台以能源集团物联感知终端接入为基础，涵盖物产网燃气表、热量表、物联网阴极保护等物联感知设备，实现多品牌物联感知数据汇聚，为保障各类数据独立接入管理，专门为各类场景设备设立的独立分区库表用于接入管理物联感知设备数据，数据汇聚后可同时转各第三方应用平台，构建物联感知设备和数据统一服务体系、支撑能源集团各类业务场景的快速搭建。如图2所示。

数据服务：物联感知平台接入各类感知设备的基础数据和报警数据后，将数据根据平台的接入标准和接口规范，通过统一的API接口传输到数据中台和各第三方应用系统。

3.1感知设备接入

本项目所有设备可通过4G专线、NB-IoT无线蜂窝网络接入、物联感知专线接入，支持MQTT、HTTP行业标准协议接入。提供端到端安全接入认证机制，支持对接入平台的设备进行鉴权、接收设备上报的数据。鉴权方式支持一型一密即每个型号设备具备唯一的鉴权参数，确保所有接入平台的设备都是授信的，避免非法设备接入平台。

1）标准协议接入

目前物联感知平台建设存在建设周期长、重复建设多、互联互通互操作能力差、物联网应用系统开发过程复杂、开发门槛高等问题。针对这些问题，物联感知平台建立一套标准的架构体系，可以屏蔽底层物体差异，为物联网应用呈现统一的服务调用接口，能方便快速地构建物联网应用，实现物联应用快速开发，并保证系统之间的互联互通互操作能力。

2）消息协议管理

针对本项目各物联设备厂商私有协议设备接入，平台提供数据解析功能，支持通过编写协议包实现自定义数据格式（二进制）与标准物模型数据格式之间的转换。

3）网络组件管理

网络组件管理是平台自定义协议插件的信息包装与使用权限配置板块，通过该功能可完成自定义协议插件的信息配置等工作。

4）协议插件与产品匹配

对接协议插件在完成开发后，需将协议与产品进行一对一匹配关联，并完成相关配置，完成平台与设备平台数据联通准备工作。通过完成弹窗中平台、产品、对接说明配置，完成对接中产品与协议插件匹配。

3.2 感知设备管理

1）产品管理

产品支持能源集团使用人员根据设备特点主动创建，具有产品信息使用/查看、物模型、主题、产品元数据、设备元数据定义及订阅管理等权限。

2）设备动态管理

系统可提供基础设备动态管理功能，支持设备添加、编辑、删除、查询、状态监控、批量导入、启用/禁用、设备信息查看、物模型、服务调用、设备元数据等功能。

3）设备分组

平台提供设备分组功能，用于在单个项目下实现自定义的设备资源组合及分组权限控制。分组管理中，可以通过输入分组名称及描述创建分组。

4）物模型管理

物模型是对设备的数字化抽象描述语言，是感知设备接入的核心，描述该型号设备是什么，提供什么感知数据，能对外提供哪些服务。物模型将物理空间中的实体设备数字化，在平台构建该实体的数据模型，帮助用户感知设备数据模型标准化，促进更加便捷的设备数据管理。

5）子设备管理

平台提供通信设备下的子设备管理功能，支持网关设备接入，并支持管理网关与子设备的父子关系。用户在设备拓扑管理页面，可进行关联子设备、解绑子设备，并且同步拓扑关系给网关子设备的操作。

6）设备迁移

平台支持账号下已有产品下设备向其他账号迁移功能，即改变设备所关联账号关系。支持以产品维度进行设备迁出功能，在产品迁出弹窗中选择迁出目标账号、选择产品、迁入迁出说明相关配置，即可完成操作。

3.3 感知数据分发

物联感知平台完成能源集团传感器数据采集后提供数据分发能力，支持HTTP、MQTT推送两种方式。HTTP推送对接流程简单，研发工作较小；MQTT推送采用MQTT消息中间件，通用性强、适用范围广，可同时支持多个应用子系统的数据集成需求；两者相互结合，满足多场景的消息推送需求。

1）规则引擎

规则引擎是提供用户进行数据流转的核心服务，用户可自定义规则，对平台设备所有相关数据进行筛选过滤，并将数据转发至平台通信组件，方便上层应用开发，规则引擎可以分为消息源、消息处理、消息分发三个模块。

2）场景联动

设备场景联动支持通过配置方式完成平台中不同设备之间触发联动的规则设置。

3）通知管理

通过通知配置创建，对应通知模板匹配，关联规则引擎，实现平台向已维护好的本网络内的邮件等形式的设备数据推送功能。

4）告警中心

平台支持将规则引擎中数据推送转发告警通知服务，可预先设置相关设备上行触发数据推送规则，在触发规则后可及时接收告警信息。

1、核心应用

泛协议插件化解析：全域物联感知数据统一标准，平台基于IoT物模型标准，解决不同厂商的同类型物联网设备数据标 准不统一、设备不兼容、应用不互通等痛点问题，为客户后续所使用到的30余类物联网设备实现感知数据统一标准、设备应用即插即用。

多租户独享体验：①基于多租户数据隔离架构和权限控制体系的开放平台，提供统一设备接入与数据共享，将设备与业务应用解耦，灵活衍生场景化应用；②用户在所属账号权限下，通过“物模型”自由定义产品，在可视化界面自助实现“创建产品-设备调试-数据治理-应用开发”。平台的开放性解决了原来每使用一款物联网设备就需要配套一个设备平台的问题。平台支持多租户应用，能源集团公司旗下有很多二级及三级子公司，这些公司的业务又是相互独立的，因此平台的开放性及灵活的权限管理功能对此起到了很好的支撑。

多设备场景联动：跨种类多设备自动化协同：通过场景联动规则配置，当项目数据满足预设条件时，由系统自动执行预定义的业务逻辑，实现对设备的联动控制。为便于第三方应用系统高效对接IoT平台，获取设备上行数据及下行控制，平台提供多种操作方式和数据交互方式。

时序数据库：通过创新的存储设计，并采用无锁设计和多核技术，让数据插入和查询的速度比现有专业的时序数据库提高了10倍以上。

微服务架构：充分考虑今后客户需求升级，技术革新等因素，系统按照业务特点将服务分拆成多个进程服务，当设备接入数量增加或设备上报数据并发量上涨时，可快速对服务进行横向扩展。虽然能源集团用户规模的不断扩大，物联网平台设备的越来越多，目前已接入200万+物联网设备数据，平台通过先进的集群设计，保证了系统处理能力的水平扩展，而且让数据库不再依赖昂贵的硬件和存储设备，不存在任何单点瓶颈和故障。

2、创新亮点

2.1助力提高企业效率和安全运营

燃气热力企业以安全运营为企业第一目标，整合接入各专业业务系统数据，通过数据整合与分析，既可以监测现场设备运行状态，也可以分析运行规律，进而预判，避免出现事故，提高生产安全可靠性。

2.2助力信息资源共享

通过平台的建设，企业可以围绕信息共享和协调工作为目标，解决企业内部应用系统之间的“信息孤岛”问题，避免重复投资，为进一步系统规划和实施奠定基础。

促进数据分析和挖掘：统一的数据采集标准可以为数据分析和挖掘提供更加全面和准确的数据源，有助于发现数据的潜在价值和规律，从而为企业决策提供更加有力的支持。

降低数据管理成本：统一的数据采集标准可以降低数据管理的复杂性和成本，减少数据冗余和重复存储的情况，提高数据管理的效率和效益。

2.3建立科学的管理标准体系

通过建设物联网平台可建立统一的数据采集标准、网络接入标准、安全加密标准，形成企业级的管理标准体系。可以带来如下优点：

提升数据质量：统一的数据采集标准可以确保数据的准确性和一致性，降低数据异常和冗余的情况，提升数据质量。

增强数据安全性：通过统一的数据采集标准，可以制定更加完善的数据安全策略，包括数据的加密、备份、恢复等方面，从而增强数据的安全性。

提高数据可集成性：统一的数据采集标准可以方便地将不同来源的数据进行整合，实现数据的集中管理和共享，提高数据的可集成性。

1、社会效益

提升公共安全：物联网平台能够实时监控燃气热力管道的运行状态，及时发现并预防潜在的安全隐患，确保城市供热的稳定和安全，减少燃气泄漏等事故的发生，提升公共安全。

改善民生：通过物联网技术，燃气热力企业能够更加精准地控制供热温度和供热质量，提高供热效率，为市民提供更加舒适的生活环境，改善民生福祉。

推动绿色发展：燃气热力企业物联网平台的应用有助于降低能耗和减少排放，推动绿色低碳的能源消费模式，促进城市的可持续发展。

提升公共服务水平：借助物联网平台采集的实时数据并共享给营收客服等系统，燃气热力企业可以提供更加智能化、便捷的服务，如在线报修、智能客服等，提升公共服务水平和社会满意度。

2、经济效益

降低运营成本：物联网技术可以帮助燃气热力企业实现远程监控和维护，减少人工巡检的需求，降低运营成本。同时，通过数据分析和优化，可以提高设备的运行效率，进一步降低成本。

提高生产效率：通过实时监控和智能调度，物联网平台可以优化燃气热力的生产和供应过程，提高生产效率，满足市场需求。

拓展业务领域：借助物联网技术的创新应用，可以支撑燃气热力企业拓展新的业务领域，如智能燃气安全报警服务、工业用热等，为企业创造新的增长点。

增强市场竞争力：通过提升运营效率和提供优质服务，燃气热力企业物联网平台可以帮助企业在市场竞争中占据优势地位。

3、推广价值

推动产业转型升级：物联网平台的建设可以帮助企业采集并积累日常运营数据，为数据资产的沉淀打下基础，推动能源产业的数字化转型升级，实现由传统能源向清洁能源、智慧能源的转变。

通过物联网平台通过实时监测、数据分析和智能调度等技术手段，优化燃气热力的生产和供应过程。这不仅有助于降低能耗和减少排放，还有助于提高生产效率，满足市场需求。同时，借助物联网平台，企业可以拓展新的业务领域，如智能家居供暖、工业用热、设备的预测性维护等，为企业创造新的增长点。

物联网平台的推广应用将引领燃气热力企业走向数字化、智能化的发展道路、推动产业的升级发展。通过数据统一采集共享和信息交互，企业可以更好地了解客户需求，提供个性化的服务。同时，借助大数据分析，企业可以优化决策过程，提升运营效率。这将为企业带来更强的市场竞争力，实现可持续发展。

引领行业创新：青岛能源集团燃气热力企业物联网平台的成功应用，建立了国内第一个燃气及热力统一的物联网平台，实现具有较好的示范效应。通过推广燃气热力企业物联网平台的应用，可以引领整个行业不断创新发展，探索新的商业模式和业务领域。

4、物联网平台的标准化实施路径

需求分析：首先需要对物联网平台的标准需求进行分析，包括行业需求、应用需求、技术需求等。这需要深入了解物联网平台的应用场景、技术瓶颈和产业发展趋势，从而确定标准化的重点方向和目标。

标准制定：根据需求分析的结果，制定物联网平台的标准。标准的内容应该包括平台架构、接口规范、数据交换格式、安全和隐私保护等方面的规定。在制定标准的过程中，需要充分考虑兼容性、可扩展性和互操作性等方面的问题。

试验验证：制定完成标准后，需要进行试验验证，如燃气热力行业可以先选择部分小区的物联网燃气表或者热量表进行采集验证，以确保标准的可行性和有效性。试验验证可以采用模拟环境或者实际应用环境，对物联网平台的各项功能和性能进行测试和评估。

推广应用：试验验证通过后，需要将物联网平台的标准在公司或集团层面进行推广应用。可以通过组织培训、宣传推广、总部技术支持等方式，推动物联网平台的标准化应用和发展，从而在整个公司或集团层面全面应用。

反馈优化：在推广应用过程中，需要及时收集反馈信息，对标准进行持续优化和改进。同时，也需要关注物联网平台技术的发展动态和应用趋势，不断更新和完善标准内容，以及借助于新的技术对物联网平台进行升级完善。