《城市建设理论研究：电子版》
2016年06期
刘阳牛萍娟戴靖
针对供热服务问题，北京自来水集团公司启动了“城市二次供热远程监控及生产管理系统”这一民心工程。决心定把一次管网与二次管网一并纳入集团的监控服务网路之中，因此，投资建设了这个二次供热监控系统。该监控系统于2009年2月起设计，报批规模为1045处，主要负责检测各二次供热子站的运行状态及实时监控数据，由PLC数据采集子站、ADSLVPN专网、上位机系统、高清晰DLP大屏等组成，用于服务每座高层市民的二供设施。
一、下位系统详尽描述
依照二次供热系统须要，下位各二次供热检测子站需采集进水压力、进水流量、进水水箱差压、高位水箱差压、变频泵频度、出厂水压力、出厂水流量、电力信息等模拟量参数及泵运行讯号、报警讯号、站内报案讯号等，并通过ADSL网路上传至调度中心监控主站。并预留远程控制讯号接入点。同时，对于重要的检测子站还需上传子站内实时视频讯号到调度中心视频监控终端。同时故障讯号的上传优于其它讯号的上传，当出现故障讯号时，下位监控终端将主动将故障讯号发送至调度中心，便于调度中心操作人员及时的对故障进行响应。
二、上位系统详尽描述
（一）上位系统主要硬件设备功能说明
上位监控系统由两台后置机、两台操作员站、图像监控站、大屏工作站、报表工作站、工程师站、两台数据服务器、网络发布服务器、域控制服务器、交换机及复印机、DLP大屏等组成。后置机、各工作站、各服务器都通过非屏蔽双绞线联接到交换机上，组成上位系统以太网路。
1、前置机
后置机通过VPN集中器接入二次供热ADSL+VPN网路与各二次供热子站进行数据通信，将各子站数据上传到后置机。考虑到系统的稳定及可靠性，设置两台后置机互为备用运行。后置机通过专线光纤网路及路由器等设备接入二次供热GPRS+VPN网路与水景式供热设备进行数据通信，采集各供热设备数据。
2、操作员站
在上位系统结构中后置机作为SCADA服务器，操作员站作为SCADA顾客端。操作员站通过调度中心以太网路与后置机进行数据通信。通过这些方法可以充分借助两端硬件环境的优势，将任务合理分配到顾客端和服务端来实现，增加了系统的通信花销。
设置两台操作员站以热备方法运行。
3、图像监控站
在重要的二次水厂设一套视频监控系统，图象监控站将子站视频监控系统上传的现场实时图象进行显示并按照须要进行视频储存。
4、大屏工作站
大屏工作站联接DLP大屏、操作员站及图象监控站，对DLP大屏进行控制管理。
5、报表工作站
通过调度中心以太网调用数据服务器显存储的各二次供热子站运行数据，完成日常调度生产、管理报表的复印及管理。
6、工程师站
通过监控组态软件开发版在线或离线更改画面、设定系统功能。
通过服务器运行的网路发布软件，应用浏览器显示和剖析系统运行信息。进行日常的文档管理。
7、数据服务器
服务器上运行SQLServer数据库软件，维护系统的实时与历史数据，具有调度中心数据库房的功能，为网路上的数据剖析、统计等应用功能提供实时的与历史的数据信息。
8、网络发布服务器
WebServer网路发布软件建立在谷歌InternetInformationServer之上，通过与SQLServer、操作员站运行的监控组态软件的集成，WebServer提供了发送信息所必需的全部性能，容许企业内部网路的用户通过标准顾客应用程序—浏览器来显示和剖析系统运行信息。
9、域控制服务器
设定系统的安全策略和初审机制，设定操作人员访问网路的权限。
10、硬件防火墙
二次供热调度监控中心要接入办公管理系统，以便捷管理人员远程监视二次供热系统运行情况，而办公管理系统是一个相对开放的系统大屏操作站和地理信息系统工作站，为保证二次供热调度监控系统安全、可靠运行，在调度中心与办公管理系统之间安装一台硬件防火墙，以减少调度中心受网路功击的概率。
（二）中心点调度管理功能详尽说明
远程监控中心实现对二次供热子站远程实时检测及在线控制，站点视频图象实时采集显示，数据储存、网络发布、调度管理功能以及子站泵组管理功能等。同时留有与地理信息系统的数据交换及远期数据上传至集团调度中心的数据插口。
实时监控系统功能详尽说明：
1、实时数据显示功能
2、工艺图显示功能
3、直观图显示功能
4、趋势图显示功能
5、报警显示功能
6、自动生成调度报表功能
7、用户帮助及维护功能
8、内置帮助文档大屏操作站和地理信息系统工作站，可随时进行查询
9、紧急停机功能
数据储存功能详尽说明：
远程监控中心站对其从各远程站采集到的各类数据，根据其不同类型、名称、属性、时序等特点分类，构建各类必须的数据库。将实时数据按一定时间间隔记录到这种数据库中。以这种数据库中的数据为基础，可进行数据的查询、统计及剖析。数据库软件选用SQLServer，安装在数据服务器中。为保证数据的完整，两台数据服务器以热备方法运行，当主数据服务器出现故障时，数据将手动储存到从数据服务器中，而当主数据服务器恢复后，数据会手动从从数据服务器中恢复到主数据服务器中。
网路发布功能详尽说明：
网路发布软件通过与数据服务器、操作员站运行的监控软件及I/OServer的集成，完成发送信息所必需的全部性能，容许企业内部网路（或互联网）的用户通过标准顾客应用程序——InternetExplorer（WEB浏览器）来显示实时变化的监控系统各运行参数。
网路发布须要进行权限管理，不同权限用户的登录其所能访问的画面是不同的。
调度管理系统功能详尽说明：
调度中心站对其从各远程站采集到的各类数据，根据其不同类型、名称、属性、时序等特点分类，构建各类必须的数据库。将实时数据按一定时间间隔记录到这种数据库中。以这种数据库中的数据为基础，可进行数据的查询、统计及剖析。
网路发布服务器将监控软件的实时数据、实时画面和历史数据发布到局域网，管理人员用通常的网路浏览器即可在局域网浏览到生产的实时数据和历史数据及现场画面。
调度管理系统的主要功能有：
1、数据统计剖析对历史数据进行统计剖析，指导科学调度。包括：
a、报警查询：主要实现对各站点工艺参数的报案时间、报警参数、报警内容等进行查阅。
b、周期数据查询：可通过按站点（或参数）查询，获得一段时间内符合查询条件的参数数值。
c、周期数据统计剖析
d、高峰数据统计剖析
e、小时数据统计剖析
f、历史整点数据查询
g、同一参数不同时段比较并通过图形形式进行直观显示
h、不同参数同一时段比较并通过图形形式进行直观显示
i、参数报案查询统计
j、报警频度查询统计
k、报警频度查询统计
l、人工数据补报
m、自动报表生成
n、日志文件录入、存储、查询及管理功能
子站泵组管理功能详尽说明：
构建专门的子站泵组管理数据库，用于记录子站泵组的信息，包括泵组机型、规格等信息，同时记录泵组的运行时间、维护记录等信息。可以在远程监控中心设置各泵组的维护时间，当泵组运行时间抵达维护时间后，远程监控中心系统显示提示信息。提示监控人员需安排进行泵组的维护工作。提供便于操作的人机插口界面便捷管理人员添加、修改、删除泵组管理数据库信息。
三、经济效益剖析
使用方效益：预计使用单位，因使用本系统提升管理效率而降低的值勤、巡检人员，每年约300人，每年降低人员、行政等支出720万。因使用本系统，及时发觉紧急状况，挽回损失，每年约40亿元。
研发方效益：本系统应用北京市二次供热，总值469亿元，收益94亿元。以每年承接一个项目估算，预期可获得年产量500亿元，收益100亿元。
