智慧用電安全管理系統原理及主要應用范圍

.項目背景

智慧用電安全管理系統:智慧城市是以互聯網、物聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等網絡組合為基礎通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對包括民生、環保、公共安全、實現城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應；實現城市智慧式管理和運行，促進城市的和諧、可持續成長。

智慧城市是由交通、能源、商業、通信、水、電資源等子系統構成的普遍聯系、相互促進、彼此影響的整體。隨著技術的進步與發展，借助新一代的物聯網、云計算、決策分析優化等信息技術，可以將城市中的社會基礎設施建設涉及到的全部內容連接起來，使得城市更加智慧化，同時使得城市不同管理部門和系統之間實現信息共享和協同作業，更合理的利用資源、做出最hao的城市發展和管理決策、及時預測和應對突發事件和災害。

智慧用電為智慧城市的布局提供了重要的安全基礎，同時也是建設智慧城市的關鍵。隨著城市建設的迅速發展，近年來我國電氣火災多發，造成重大人員傷亡和財產損失。據統計（圖1），2011年至2016年，我國共發生電氣火災52.4萬起，造成3261人死亡、2063人受傷，直接經濟損失92億余元，占全國火災總量及傷亡損失的30%以上；其中重特大電氣火災17起，占重特大火災總數的70%。這些事故暴露出建設工程電氣設計、施工，電器產品及其線路使用、維護管理等方面存在突出問題。

《國wu院安全生產委員會關于開展電氣火災綜合治理工作的通知》安委〔2017〕4號中明確指出：在全國范圍內組織開展為期三年的電氣火災綜合治理工作。全面排查整治電器產品生產質量、建設工程電氣設計施工、電器產品及其線路使用管理等方面存在的用電安全隱患和問題；同時國wu院安委會辦公室成立由教育、公an、工業和信息化、民政、住房城鄉建設、交通運輸、商務、文化、衛生計生、工商、質檢、安全監管、電力等相關部門參加的電氣火災綜合治理協調小組，了解掌握并定期通報各地區進展情況，組織開展督查檢查，研究協調綜合治理有關工作，鼓勵社會單位應用電氣火災監控相關技術，提升對電器產品及其線路運行狀態的監測、預警和處置能力。并且電氣火災綜合治理工作納入2017至2019年度國wu院對省級政府消防工作考核內容、納入國wu院安全生產考核和國wu院安委會安全生產巡查以及安全生產綜合督查檢查內容；力爭社會單位電氣使用維護安全水平明顯提升，全國電氣火災事故顯著減少。

為強化“科技興安”戰略，建設“智慧安監”，有效預防電氣火災事故，堅決遏制重特大火災事故的發生，進一步提升用電單位安全管理和電氣設備本質安全水平。在此背景下河南力安測控科技有限公司針對我國用電安全事故頻發，基于公司十幾年專注于“用電管理”經驗，結合大數據分析，研發設計了一套城市用電安全隱患預警和預防管理系統---智慧用電安全隱患監管云平臺。

2.項目簡介

智慧用電安全管理系統云平臺是采用物聯網技術，借助大數據分析與挖掘，解決智慧城市用電安全問題。

圖2 智慧用電安全管理系統云平臺架構圖

智慧用電安全管理系統原理云平臺的設計采用三層架構，感知層是通過配置電流互感器、剩余電流互感器、溫度傳感器、智慧用電安全傳感終端（涵蓋了電氣火災監控探測器功能）等采集設備；實時監測用電全部數據并通過物聯網通訊層布置的智能網關上傳到監管云平臺；經過大數據比對分析（以日、周、月、年同時期用電情況），對引發電氣火災的主要因素( 線纜溫度、電壓、電流、漏電流、電弧危害）進行不間斷的數據跟蹤與統計預測，實時發現電氣線路和用電設備存在的安全隱患（如線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電、電弧光等），及時向安全管理人員發送預警信息，進行隱患排查，達到消除潛在的電氣火災危險，實現“防患于未燃”的目的，真正地做到智慧用電安全，促進智慧城市建設與和諧發展。

2.1智慧用電安全傳感終端

針對此架構，我公司自主設計LFT201-D系列探測終端。

LFT201-D系列探測終端是根據國家相關標準專門針對電氣火災事故頻發而獨立研發的智慧用電安全傳感終端探測器，并已取得3C認證證書，獲得國家消防產品強制認證。認證既增加產品競爭力，更是增加智慧用電安全可靠性。

2.2物聯網智能網關

智能網關是集數據采集、存儲、協議轉換、數據轉發、網關為一體的交互產品，實現傳感終端與云端服務器間的雙向數據透明傳輸，支持自定義注冊包，支持Socket連接，支持透傳云接入。

目前該網關采用的是成熟的GPRS技術，自主設計模塊體積極小且安裝方便。同時我公司針對近年網聯網新技術進行了研發工作，自主設計的LoRa模塊現在已經進入轉產階段；NB-IOT模塊于今年9月上旬進行了測試實驗；后續該項目的實施將逐漸采用這兩種低功耗廣域網新興技術（LPWAN）實現傳感網絡數據傳輸。

2.3智慧用電安全隱患監管云平臺

智慧用電安全隱患監管云平臺搭建在阿里云IaaS層服務器（公司與阿里簽訂服務器租賃合同，響應政府“企業上云”號召，屬于“企業上云內容”的“研發設計上云”），平臺以云計算和大數據的理念來設計，可以分類管理所有傳感終端上傳的數據，對測點信息進行實時在線監測和統計分析，精確分析與及時發現智慧用電安全隱患。

2.4創新性

采用智慧用電安全隱患監管云平臺來實現智慧城市用電解決方案，相比于傳統電氣火災解決方案，創新性如下：

（1）突破性創新：一是智慧用電安全傳感終端已經取得了3C認證，認證提高了市場核心競爭力與安全可靠性。二是云平臺設計是基于我公司安易云念，是以搭建在云端服務器的監管平臺將電能質量參數、電能能耗計量、電氣安全運行參數、電氣設備監測四個模塊進行超低成本

集成，經過大數據分析與挖掘，發現與排查城市用電安全隱患，云平臺的計算機軟件著作權已取得。三是該云平臺可以鏈接政府職能部門、各行業主管部門以及其它智慧城市綜合應用系統，形成了預測預警、隱患治理、社會化服務和政府信息收集四方聯動的管理新機制，豐富完善了智慧城市建設與管理機制。

（2）功能創新如下：

（I）7*24小時全天候監控，擺脫了人力工作的局限性、低效性。

（II）APP+短信實時推送：當出現報警信息時，及時通過短信方式通知相關人員；消除了傳統電氣火災只能現場查看以及隱患不能及時發現的弊端。

（III）人性化顯示：界面設置圖形化，更加直觀展示電氣運行情況；實現用電“可視化”。

（IV）系統遠程升級維護：通過云平臺可以更加方便地進行遠程的升級維護，節省人力、物力和時間成本。

圖3 創新性

3.項目市場前景

2017年4月國wu院安全生產委員會發布《關于開展電氣火災綜合治理工作的通知》安委〔2017〕4號中明確指出在全國范圍內組織開展為期三年的電氣火災綜合治理工作，在商場市場，賓館飯店；酒吧網吧，娛樂場所；危險化學品生產、儲存、使用企業；勞動密集型企業，涉塵、涉氨、噴涂行業；來料加工企業；醫院、學校、幼兒園等領域；養老機構及救助福利機構；大、中型規模的建筑領域等場所全面推廣應用智慧用電安全隱患監管系統（云平臺）。

圖4 市場應用前景

2017年初至今，政府相關部門陸續下發文件進行推廣的領域有：教育、醫療、鐵路、煤礦、福利院、文物館等，預計我國每年智慧

安全用電的市場需求粗估為300萬套，并且逐年增加。僅全國教育系統（幼兒園、中小學、高等院校）的潛在市場規模保守估計約百億元以上；同時隨著地方各級安監委、消防支隊等部門對國安委文件的全面落實，全國范圍內將大力推廣應用智慧用電安全隱患監管云平臺，市場需求將呈現爆炸式增長的趨勢。

4.項目產業化

作為智慧城市建設的一個重要組成部分，智慧用電安全隱患監管云平臺的推廣與應用具有著巨大戰略意義，并逐漸形成智慧用電產業化的趨勢。

通過與設備供應商、大數據服務商、安全運營服務商、應用經銷商、相關電子器件供應商等社會大中小企事業單位展開深度合作，細化與優化解決方案，促進智慧用電相關產業鏈和諧發展與生態平衡。

積極加強與政府合作，有效激活智慧用電產業資源，依托“政府主導、企業推進、行業并舉”模式，實現生態圈內的共贏互補，以智慧用電產業化為利劍來深化智慧城市建設。

5.項目應用典型案例

公司智慧用電安全隱患監管云平臺目前已在濰坊市、杭州市、嘉興、溫州市、衢州市等地區進行了試點應用，并且取得了較好的應用效果。通過對試點場所的用電情況及安全運行進行了實時監控和保護，實現了智慧用電的科學和信息化管理。

6.聯系

企業名稱：河南力安測控科技有限公司

企業地址：鄭州市高新技術開發區總部企業基地22號