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浅谈基于大数据云平台的智慧城市

发布时间: 2021-05-11  点击次数: 52次

孟洋

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:本文通过对大数据云平台的智慧城市架构进行分析,探索如何应用大数据技术才能进一步推进城市智慧化的发展,使其城市的各个领域都可以被大数据所包围,通过一定的分析并提出相关的建议,让大数据更好地为智慧城市的建设提供强有力的依靠。

关键词:智慧城市;大数据云平台;数据挖掘

 

0 引言

    智慧城市是指随着科学技术的发展和进步,科技和城市管理融合在一起,通过对城市的经济、社会、文化等进行相应的创新,进一步使人们的生活产生舒适感,形成良好的创新型城市生态系统。大数据云平台等对智慧城市的发展带来一定的帮助。通过引入科学技术使城市之间进一步创新可以让人们感受到智慧城市给人们带来的优势和便利,使得更多得人更加倾向于智慧城市的发展。

 

1 智慧城市的信息体系组成

1.1  智慧城市的技术组成分析

    在大数据的发展背景下,智慧城市进行建设的过程需要更多的是科学技术的帮助和支持。智慧城市发展过程中对大数据进行相应的采集和综合分析,可进一步实现对系统数据的采集,对数据进行传输并储存,同时还对其进行加密保护。

    智慧城市主要是结合数据、网络、云平台和移动通信等相应的技术,进一步对其进行相关内容的应用。智慧城市反映出的是一个城市的动态资源。城市之间的各种信息的来源进行挖掘,渗透出事物的规律和本质的特性。通过相应的技术处理,可以对片面碎乱繁杂的数据进行详细地汇集、挖据和分析,从中提取出有用的资源,进而为城市的发展和社会的服务提供一定的依据。物联网通过光电技术的发展,可以将物与物之间进行相链接,使得整个城市的发展起到一定的促进作用。如果想将物联网产生的海量数据形成比较实用的信息,需要通过云计算平台进行相应的压缩和传验以及编辑处理,使数据能够进行清楚地分类。在城市建设中这些信息能够为智慧城市的发展提供一定的数据支持,通过数据做出数据分析,使城市之间的资源配置等问题变得合乎常理。

    总之,大数据在智慧城市建设的过程中提供了一定的可能,而物联网也是起到了十分重要的作用,它主要是进行数据传输,进而提供一个信息传送的平台。云计算平台是管理系统,只有使它们进行相互的配合和应用,才能推进智慧城市大系统的进一步形成。

1.2  智慧城市信息系统的结构分析

    城市信息数据系统对智慧城市的建设起到一定的促进作用。此系统可以对大数据进行相应的分析,同时还可以对智慧城市的形成、运作、发展进行详细记载,它的发展速度和城市数据化的范围以及未来的发展有着十分密切地联系。

 

    智慧城市的信息系统是基于大数据时代下众多领域的中其中一方面的内容。它可以提供城市完整的信息,与各种通信设备及相应的技术等进一步实现了互联互通,通过收集城市之间的各种各样的数据。进一步构成了城市的脉络,为智慧城市的建设提供了相对关键的基础条件。

 

2 大数据推动智慧城市的建设

    在智慧城市发展的过程中,数据起到十分重要的作用,各种各样的数据存在智慧城市的建设中,比如地理空间的数据、行业之间的数据等,这些数据能够为智慧城市建设提供一定的帮助。如何对这些各种各样的数据进行有效的存储和管理及分析,是智慧城市建设中需要解决的重要问题。利用计算机技术、信息技术等使得计算机系统能够针对更多复杂的数据进行自主的分析和研究,以便于城市管理者人员也能够提出一定的解决对策。目前,对各种各样的数据进行相应的存储、分析和管控是智慧城市建设中需要及时进行解决的问题,对于这些问题同样也是大数据时代需要重点关注的问题,从智慧城市的建设来说,主要分为两类。一类是政府主要进行领导的建设,另一类是企业作为主要领导的建设。政府带头的建设主要是对基础数据的搜集、管理等一系列工作,使政府变为智慧政府以及公共的平台。对于企业带头的建设主要是行业之间的应用,因此建设的方向是智慧行业方面,比如说智慧交通等。尽管政府和企业之间的存在着不一样的地方,但二者应该进行相互协调,形成一个有机的整体。政府带头的建设对基础平台的搭建的工作相对重视,企业带头的建设对于实际应用方面重视程度比较高。

 

3 智慧城市的关键技术

    通信网络基础设备顺利的完成以及数字化建成之后,为了适应时代的发展进步,各个城市开始进行相应的改进和应用此技术。新的信息技术的引进进一步促进了社会的发展和创新,为使城市的发展向更深层次的智慧城市方向发展提供了一定的可能。对于智慧城市来说,云计算技术、大数据技术,还有物联网技术等做出了十分重要的贡献,这些技术的组合为智慧城市的发展起到一定的促进作用。

3.1 云计算技术

    云计算平台在智慧城市中扮演着十分重要的角色,这是一个十分关键的系统。通过物联网的飞速发展可以对海量数据进行相应的采集,但是需要一个更加重要的存储和计算的平台来对其下一步的管理和操作。云计算平台在这里进行重要的工作,它通过虚拟化的技术来对资源进行一定的调配,对城市之间的数据信息进行相应的挖掘 , 对海量的数据进行合理的存储使得资源能够进行共享,这样一来使智慧城市的建设中服务更加简单化。云计算平台通过提供一定的服务促进智慧城市的建设。

3.1.1 储存技术

    传统存储主要是通过集中存储服务器中的数据完成相应的存储工作,但这种存储的服务器群提供的空间是有限的,进而满足不了一定的要求,然而云计算通过对数据进行分布式的存储,对于不同类型的存储服务器进行相关的组合,使其能够扩展出合理的存储空间,同时可以实现对存储资源进行快速共享的功能。目前在云计算的发展过程中,云计算分布式的存储系统应用是比较广泛的,凭借它们高传输率等优势进一步得到人们的认可。

3.1.2 虚拟技术

    对于计算机应用硬件间的物理层来说,虚拟技术的应用对其进行了一定的突破,可以实现对物理资源进行集中的管理和弹性的配置,使系统能够满足相关资源基础设施的虚拟化、平台的虚拟化还有对应用程序的虚拟化的问题。云计算科学的运用虚拟化的技术,对很多的计算能力进行大量的综合和利用,能够对计算资源进行一定的调整和管理,这样可以实现对资源的有效利用。云计算虚拟化技术的应用一方面是能够提高资源的合理利用的效率,另一方面是在使用的过程中可以节约一定的经济成本,更重要的是使系统自身的计算速度更加高效,为云计算系统计算效能的提升提供一定的基础。

3.1.3 网络技术

    云计算推动了网络的有效运转。传统的网络往往都是先是从用户身上,然后是到服务器设备,再返回到用户的一系列互动的模式。然而对于云计算平台下的网络依据新技术的开发和合理的应用,在充分提高网络信息有效性的基础上,实现了资源配置等方面的问题。

3.2 大数据技术

    通过城市的一系列资源的配置和网络的发展可收集到大量的数据,这些数据经过一定的技术进行处理后,通过数据挖掘和信息的分析从中找出有效的资源,并依据这些有效的资源在城市建设中做出科学合理的对策。

3.2.1 数据挖掘技术

    智慧城市的建设过程中,需要从物联网等电子通信网络中收集更多的资源到云计算管理平台上,这些数据往往具备时效性的特点。数据挖掘的技术主要是通过此技术手段将这些数据进行相应的转换,转换成建设智慧城市中需要用到的有用的信息资源。数据挖掘主要是运用分布式的技术对数据进行分析,通过多种方法来实现对数据的智能的应用。数据挖掘的对象一般是包括数据仓库、多媒体数据库、移动通信网络、物联网等。

3.3 物联网技术

    物联网技术把大量的传感器潜入到系统中以获取各种信息数据,进一步通过移动通信实现物与物之间的连接。物联网为智慧城市的建设起到一定的支撑作用。网络感知技术在物联网中比较重要的技术,在物联网的系统中,通过传感器等在计算机平台完成对的挖掘和有效利用。信息处理过程也是相当重要,可对获取的电信号进行一定的调整,降低干扰的影响。

 

4 应用大数据推进城市智慧城市建设的方式

4.1 制定标准,严格控制

    对政策方面需要加强引导,强化统筹协调的重要性,各部门之间需要协调配合,进而激发企业与政府之间的活力,从而营造一个良好的氛围。还可以成立相关的大数据发展工作小团队,对大数据发展的工作进一步重视起来,建立大数据管理的机构,明确相应的权利和义务,实现各行业之间的业务协同工作。同时还可以积极鼓励企业的参与,政府和企业之间进一步加强配合。

4.2 加强数据保护的重要性

    保证城市稳定是保证智慧城市能够稳定发展的前提条件,因此加强数据保护的工作变得越来越重要。在不断深入大数据的应用的同时,必须建立安全的防护措施,加大网络信息的安全,采用安全可靠的技术等进一步保障数据安全,从而能够促进数据资源的规范使用,保证城市的稳定运作。

 

5 安科瑞变电所电力运维云平台

5.1 概述

    按照国家电网公司的统计,10kV及以上供电电压等级的工商业用户有200万户以上,此类“用户侧变配电所”产权归电力用户所有(工商企业、住宅小区、学校、医院等),虽然数量众多,但是日常的运行维护工作比较传统,普遍存在以下痛点:

      人工成本高:人工巡视、纸质记录、电话沟通,缺乏智能化的手段

      工作效率低:巡视频率低、巡检任务无法定位、巡检过程不标准规范、巡检缺陷缺乏闭环跟踪;

      安全隐患:有些用电单位无专业维护电工、无法即时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等难题;

      抢修时间长:变电所设备种类较多,在分布上也比较分散,无法即时识别和定位故障信息,需要用户通知后到现场确认;

      运行大数据缺少分析:有些用户未有数据汇总分析平台,甚至未安装电力仪表导致运维人员对现场电力参数信息不了解,无法确定电力系统是否正常运行。

5.2 应用场所

5.3 云平台架构

    我司的运维平台综合运用综合保护装置、多功能电力仪表、母排及线缆测温装置、 变压器温控仪、视频摄像头、水浸烟雾、温湿度、门磁等多种传感器统一接入变电所现场的边缘计算网关,经边缘计算网关将数据封装、压缩、加密后上传至云平台。实时集中监测所有变电所用电情况、统一调度运维巡检安排,线上线下联动;实现用户侧变配电所的24小时无人值守,全面监测各配电回路运行状态,即时定位故障,降低安全风险。通过手机APP下发运维任务到人员手机上,并通过GPS跟踪运维执行过程。将企业集团/高等院校内广泛分布的变电所集中统一管理,提高运维效率、提高故障响应速度,即时发现运行缺陷并做消缺处理。为售电企业提供电能集抄服务,即时掌握用户用电量情况,避免偏差考核;响应泛在电力物联网的政策,增加客户粘性,为后期的增值服务开展做准备。


 

5.6 产品介绍

5.6.1 AM5SE系列微机综合保护装置

功能:

(1)保护功能:主变差动保护功能、主变后备保护、三段式过流带方向带电压闭锁、三段式过流、零序电流保护、过电压、

(2)低电压保护、大功率电机保护、高压电动机综合保护、PT并列功能、非电量保护、并网逆功率保护、检同期功能

(3)测量功能:保护电流、测量电流、零序电流、母线电压、零序电压4-20MA输出、直流测量

(4)通讯功能:提供RS485通讯接口,RS232维护接口,IRIG-B对时接口、USB升级接口,RJ45网口接口

(5)故障录波功能:保护动作时触发录波,可以记录故障前8个周波后四个周波的数据

(6)控制回路:自带操作回路,防跳功能

(7)GPS校时功能:提供时钟同步接口,接收GPS校时信号

应用:

35kV及以下电压等级的变配电站及设备的保护测控功能,至少包括35kV进线/主变压器(一般容量2000kVA以上)/PT/母联、10kV进线/馈线/配电变压器(一般容量2000kVA以下)/高压电动机/高压电容器/母联/PT等设备的保护和自动控制功能

5.6.2 ASD300系列智能操控装置

功能:

(1)一次动态模拟图指示及自检带电显示、闭锁及自检

(2)核相、强制加热、强制照明

(3)语音防误提示

(4)人体感应及柜内照明、已带电语音播报

(5)分合闸、远方就地、储能转换开关

(6)分合闸回路完好指示/电压测量

(7)预分预合闪光指示

(8)断路器分合次数统计

(9)RS485串行通讯接口

(10)开关柜节点无线测温

(11)全电参量测量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq

应用:

35KV高压及以下中置柜,手车柜,环网柜

5.6.3 ARTM-Pn无线测温装置

功能:

(1)接收多60个ATE100/200/300/400

(2)3U3I电参量测量

(3)实时测温功能

(4)RS485通讯接口,通过标准的MODBUSRTU协议实现组网功能

(5)具备自检功能

(6)超温、高温、相间温差报警、温度突变量告警功能

应用:

变电站、配电室、箱变等

5.6.4 APM810系列多功能电力仪表

功能:

(1)准确度等级:有功电能0.5S级,无功电能2级

(2)测量功能:三相电压、三相电流、分相及总有功功率、分相及总无功功率、分相及总视在功率、分相及总功率因数、频率、需量

(3)电能计量:分相及总双向电能、四象限无功电能

(4)电能质量监测:2-63次分次谐波、总(奇、偶)谐波测量、电压波峰系数、电话波峰因子、电流K系数测量

(5)输入输出:2路开关量输出(选配MD82模块多可扩至8路)及2路开关量输入(选配MD82模块多可扩至26路),开关量输出可配置为报警输出或远程遥控,DO用作报警输出时可自由关联报警内容

(6)SD卡存储功能:用于电参量、电能、谐波等数据定时存储,波形存储等功能

应用:

适用于电力系统、工矿企业、公用设施、智能大厦等需要电力监控的场合

5.6.5 DTSD1352导轨式电能表

功能:

(1)测量功能:三相电流、电压、功率、频率、总正反向有功电能统计、总正反向无功电能统计;

(2)准确级精度:有功0.5S

(3)电流信号接入:直接接入10(80)A经CT接入1(6)A

(4)电压信号:100V380V

(5)通信:RS485接口,支持MODBUS-RTU或者DL/T645通讯协议

应用:

适用于机关和大型公建中对电能的分项计量,也可用于企事业单位作电能管理考核。

5.6.6 ADW300无线智能仪表

功能:

(1)测量功能:三相电流、电压、功率、频率、总正反向有功电能统计、总正反向无功电能统计;

(2)电能质量:电压、电流不平衡度,电压、电流总谐波及2-31分次谐波

(3)需量:大电流、功率需量及实时电流,功率需量

(4)准确级精度:0.5s级ADW300外置互感器型1级

(5)电流信号规格:100A输入,经互感器输入,5A二次互感接入

(6)通讯方式:RS485、LORA无线通讯、NB-IOT无线通讯、4G无线通讯

应用:

ADW300方便用户进行用电监测、集抄和管理,可灵活安装在配电箱中,可用于电力运维、环保监管等在线监测类平台中。

5.6.7 ARCM300系列电气火灾监控仪表

功能:

(1)测量:单回路剩余电流、4路温度、电压、电流、功率、频率、功率因数、视在电能、四象限电能

(2)保护:剩余电流、温度、过流等

(3)报警:声光报警,支持消音、复位操作

(4)开关量:1路继电器输出、4路开关量输入

(5)通讯方式:RS485、NB-IOT无线通讯、4G无线通讯

应用:

适用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。

5.6.8 ANET智能网关

功能:

(1)数据采集(支持串口、以太网,只需配置即可兼容支持标准电力规约的各类仪表)

(2)数据上传(支持往上海分类分项能耗平台、宁夏电力需求侧平台、江苏电力运维平台、浙江电力运维平台上传数据)

(3)边缘计算(灵活的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、断点续传、数据加密、4G路由)

(4)远程管理(远程配置、远程升级、远程监视)

应用:

泛在电力物联网、能耗系统平台、电力需求侧管理平台、第三方云平台、预付费系统、运维系统平台、电力监控平台、能源综合管理平台

为电力运维企业提供线上运维服务平台,实时集中监测所有变电所用电情况、统一调度运维巡检安排,线上线下联动。

将企业集团/高等院校内广泛分布的变电所集中统一管理,提高运维效率、提高故障响应速度;

响应泛在电力物联网的政策,增加客户粘性,为后期的增值服务开展做准备;

为售电企业提供电能集抄服务,即时掌握用户用电量情况,避免偏差考核;

5.9 访问方式

下载网页版:www.acrelcloud。。cn

 

5.10典型案例

6 结语

    智慧城市是顺应时代发展的必然产物。智慧城市运用高新技术的发展,对资源进行有效的整合,进一步使资源配置优化发展。未来的发展过程中,智慧城市的明天会更美好。 

 

参考文献:

[1]严波,孙斌.大数据背景下智慧城市建设探析[J].前沿,2015,000(012):19-23,36.

[2]黄鹏.基于大数据云平台的智慧城市[J].电子技术与软件工程,2020, 176(06):161-163.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.

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