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供熱行業痼疾得解!他們用一朵智慧的“雲”做到了

“供熱是一個能耗非常高的行業。2018年,我國北方城市採暖的所有能耗相當於英國全年所有能耗的總和。”談起供熱行業的現狀,北京智信遠景軟體技術有限公司(以下簡稱“智信遠景”)CEO 張小迎這樣告訴記者。

 為什麼供熱企業更適用雲服務?

眾所周知,我國是全球最大的集中供熱應用國家。每年11月左右,為解決我國北方居民冬季採暖的基本生活需求,北方城市就會進行集中供熱。集中供熱也叫區域供熱,是指在某一個區域內,由一個唯一的熱源,向區域內所有居民區進行供熱。傳統供熱行業一直都屬於高能耗、高排放、高投入、低效率的行業,不僅二氧化碳排放量非常高,而且管理方式粗放,浪費也很嚴重,節能、減排空間非常大。近年來,在“碳達峰、碳中和”戰略的引領下,供熱行業的低碳轉型成為大勢所趨。

智信遠景就是一家以降低社會綜合成本為發展使命,在城市能源領域應用智慧物聯網技術,助力產業最佳化,改善城市生態的高新科技企業,面向供熱運營企業,提供供熱管網系統執行監測、安全保障、智慧排程的雲服務解決方案。

張小迎表示,智信遠景是第一家在供熱行業提供SaaS服務的企業,之所以採用雲,主要是考慮到:供熱企業通常需要自建IT系統來服務兩三百萬平方米的居民區。如果只部署線下的伺服器,一方面投資的成本會很高,另一方面供熱企業往往缺乏專業的IT人才來維護這套系統。“我們曾經遇到過這樣一個案例:由於熱力公司的服務系統只在每年的供暖季節使用4-5個月,在第二年的供暖季初期,就會遇到伺服器無法啟動,資料庫也需要修復的情況,非常耗費時間和精力。而我們提供雲服務,一方面能幫助小型供熱企業降低投資成本,另一方面也會降低他們的維護成本。”

供熱行業數字化轉型的挑戰

為了給供熱企業提供更好的服務,智信遠景總結了供熱行業面向數字化轉型時面臨的挑戰:

其一,系統獨立,多個數據孤島需要整合:供熱企業主要應用熱源管理、熱網排程執行和使用者收費三種系統,但這些系統都是獨立存在的,資料沒有互聯互通。而且,大量的熱計量裝置並沒有按量結算,但這些裝置也會產生大量資料,該怎樣把這些資料應用起來?“我們考慮把它部署到雲端,做大資料的運算和人工智慧的賦能,提高這個行業的管理水平。” 張小迎談到。

其二,傳統控制軟體面臨效能的挑戰:由於集中供熱覆蓋人口密集區,有區域性、網路化特點,所以各個環節的裝置都有一些自控軟體,這些軟體也需要連線外網。但供熱企業的IT運維能力普遍不高,如果這些軟體是部署在供熱企業自己的伺服器上,就會有中病毒和木馬的風險。“有些伺服器在第二年的供暖季無法啟動就是因為中了病毒。”

其三,缺乏專業人才,需要更多的人力和物力。

其四,需要先進的技術來應對海量的智慧裝置:智慧供熱是智慧城市中一個很重要的環節,供熱管網上有各種各樣的閥、泵、計量表、溫度壓力感測器等裝置,如果讓這些裝置聯網、智慧化,到了雲端以後,裝置的數量就會指數級增長,要管理和調控海量的裝置就必須用雲和人工智慧等技術來解決。

打造安全、舒適、節能的雲平臺

為此,智信遠景推出了攬月雲平臺,這是一個針對供熱企業和熱使用者提供智慧供熱、智慧用熱的SaaS服務雲平臺。平臺基於運營商穩定可靠的NB-IoT網路,為供熱管網中的各種工業裝置賦能,是一個連線供熱管網所有裝置、所有運維人員、管理人員、暖通專家、決策者的智慧系統。

張小迎介紹,該平臺主要涉及安全、舒適和節能三個層面:

在安全方面,智信遠景在攬月雲平臺上把從熱源到換熱機組再到末端使用者的所有工業裝置連線到雲端,對裝置系統的安全執行進行監測和告警,還可以實現預測性運維。

在舒適方面,在過去的供熱季裡,很多使用者家裡的熱量是不均衡的,有的家裡溫度不夠,有的家裡溫度過高,供熱企業也沒法調節。智信遠景可以透過攬月雲平臺,用物聯網技術、智慧化裝置調節每個使用者的熱供給情況,保證每個使用者家裡的舒適性。

在節能方面,智信遠景結合行業經驗的智慧調控演算法,基於機器學習的人工智慧調控演算法,實現了節能。目前,攬月雲平臺面向城市集中供熱企業的應用中接入2,000多個換熱站,覆蓋供熱面積1。2億平方米左右,累計節能約4,000萬千瓦時,摺合標準燃煤50,000噸。

攜手亞馬遜雲科技,讓雲平臺更智慧

智信遠景CTO 張選潮告訴記者,在與亞馬遜雲科技合作之前,智信遠景面臨著兩個很重要的挑戰:

一是研發、運維的雙重壓力。由於攬月雲系統架構完全由智信遠景的技術團隊自己安裝、最佳化、維護,技術團隊不但要負責開發工作,還要在運維方面投入大量精力,保證為客戶提供的服務的穩定性和連續性,在研發和運維的雙重壓力下,技術團隊已經不堪重負。

二是如何快速應用新技術。當智信遠景的技術團隊意識到,透過引入機器學習模型,能夠更好的解決行業痛點時,就立刻投入研發,在每一個環節都投入了大量時間,但是模型效果無法令人滿意,還需要繼續研究,所以希望能快速有效的引入新技術。

2019年9月,智信遠景開始和亞馬遜雲科技合作。張選潮表示,之所以選擇亞馬遜雲科技,是因為亞馬遜雲科技的彈性服務可以減輕計算壓力,機器學習能力可以實現智慧排程,眾多開箱即用的功能可以降低運維成本。

2020年5月,智信遠景成為亞馬遜雲科技的合作伙伴。2020年9月,智信遠景完成了攬月雲平臺的整體遷移。依託亞馬遜雲科技廣泛而深入的技術和服務,領先的架構設計方法和實踐,智信遠景不斷最佳化雲原生攬月雲平臺,實現應用創新和業務轉型升級,以更最佳化的解決方案賦能熱力行業轉型。

據張選潮介紹,由於使用了Amazon EKS、Amazon RDS、Amazon Athena等產品,攬月雲平臺的穩定性和業務連續性得到了提高,研發人員不需要再投入基礎架構的運維,有更多的精力投入到研發中。

第二,利用亞馬遜雲科技的產品和服務,雲原生的攬月雲平臺得到最佳化,可以加速應用創新。利用Amazon EKS容器服務,對原有應用進行雲原生改造,縮短了版本迭代和上線時間,版本釋出上線完全不需要系統維護人員參與,程式碼提交後3分鐘內即可自動完成構建和釋出,迭代速度得到了很大提升。

第三,在資料價值方面,智信遠景採集了供熱行業各個環節的資料。使用Amazon S3來儲存供熱資料,透過Amazon Glue、Amazon Athena構建資料倉庫,還用Amazon Lambda的無伺服器服務來做各層資料倉庫的資料轉換和計算。利用亞馬遜雲科技的智慧湖倉架構,只用4周時間就搭建起了資料分析服務。目前Amazon S3中已經接入1。1TB供熱資料,700+資料標籤,覆蓋了供熱系統從熱源、熱網直至使用者所有環節的資料,與BI結合能夠快速提供資料分析服務挖掘資料洞察,輔助業務決策。

由於使用了成熟的託管服務產品,所以智信遠景把時間主要是花在構建資料倉庫的邏輯架構和資料轉換的程式上。這個資料倉庫是機器模型資料的基礎,透過Amazon S3做資料來源,利用Amazon SageMaker,兩週時間就使機器學習模型上線了三個最主要的模型:毛刺資料檢測、負荷預測和熱力站調控,實現了快速構建,使攬月雲平臺實現了毛刺資料的別和剔除,保證對換熱站負荷的準確預測與智慧調控,提升產品在市場上的競爭力。

張選潮表示,“亞馬遜雲科技眾多開箱即用的託管服務幫助智信遠景降低了運維成本,使智信遠景將更多精力投入到核心業務研發中,將產品功能釋出週期由3個月縮短至1個月。實現攬月雲SaaS交付模式,打造智慧、便捷、利於管理的平臺,可以更好地服務客戶。”

據張小迎介紹,石家莊正定縣的盛世華安小區就是透過攬月雲平臺實現用熱改造成功的典型例子。該小區一期共9棟樓,建築面積18萬平方米,擁有住戶1500家,智信遠景幫助其進行雲端管理調控供熱,在保證溫度舒適的情況下實現節熱44%,第一年節約熱費57萬元,電費5萬元,共計節能費用62萬元。如果換算為燃煤,相當於減少1550噸的二氧化碳排放量。

張小迎還表示,未來攬月雲平臺將進軍公共建築節能、中央空調系統智慧化,以及分散式能源等領域,將持續整合人工智慧、機器學習等技術。智信遠景也將與亞馬遜雲科技展開更深入的合作,共同為客戶創造更大的價值,助力“碳達峰、碳中和”。