高速收費站能源數采監測系統方案

時間：2025-04-19 17:18:24

一、背景與挑戰
在我國交通事業蓬勃發展的當下，高速公路作為交通網絡的關鍵骨架，承擔著繁重的運輸任務。而高速公路收費站作為其中重要的節點，每日運營需要消耗大量能源，涵蓋照明、空調、收費設備等多個方面。

當前，部分收費站已在節能減排方面做出努力，如采用 LED 照明、節能空調、太陽能發電等措施，也取得了一定成效，。但整體而言，收費站節能減排工作仍缺乏數字化、信息化手段的支持。隨著高速公路機電設施數量逐年遞增，供電設施不斷更新，不同設備通訊協議各異，使得電力能耗精確計算與管理困難重重，難以實現精細化管理目標。

二、解決方案
（一）系統架構
1、設備層：主要由各類能源設備構成，如照明燈具、空調機組、收費設備以及水、電、氣表等計量儀表。這些設備是能源消耗的主體，也是數據采集的源頭。

2、采集層：以物通博聯能源監測網關為核心。該網關具備強大的數據采集能力，可通過 RS232、RS485、IO 接口等多種接口類型，連接不同類型的傳感器與設備，支持 Modbus、IEC101、IEC104、DLT645、IEC61850 等豐富協議，能夠實現對水、電、氣、熱等各類能源設備數據的高速、穩定采集。同時，網關支持 5G、4G、WIFI、以太網等多種通訊上網方式，可便捷地將采集到的數據上傳至平臺層。此外，其還具備邊緣計算功能，能對采集到的能源消耗數據進行初步處理，減輕云平臺壓力。

3、平臺層：搭建能源監測平臺，用于接收、存儲、分析和展示來自采集層的數據。該平臺可實現對各收費站能源數據的集中管理，通過可視化界面，為管理人員呈現清晰、直觀的能源消耗情況，包括各設備實時能耗、歷史能耗趨勢、不同時段能耗對比等信息，為節能決策提供有力數據支撐。

（二）實現功能
1、能源數據實時采集與監控：物通博聯能源監測網關實時采集各類能源設備的運行數據，如電壓、電流、功率、電量、用水量、用氣量等，并將數據實時傳輸至能源監測平臺。管理人員可通過平臺隨時查看各收費站能源設備的運行狀態和能耗數據，實現對能源消耗的全方位、實時監控。
2、能耗分析與優化：平臺利用采集到的大量歷史數據，運用線性回歸算法等技術，對各收費站的能源消耗情況進行深入分析。通過設定歷史用電分析基線，以年、月等維度進行方差梯度下降仿真，找出耗電異常的設備及時間，并分析原因。同時，通過各月的移動平均計算和協方差比預測總用電趨勢，為節能減排提供精準的數據依據，助力管理人員制定針對性的節能優化策略，如合理調整設備運行時間、更換節能設備等。
3、設備遠程控制與管理：借助物通博聯能源監測網關的遠程控制功能，管理人員可在能源監測平臺上對收費站的能源設備進行遠程啟停、遠程調參等操作。例如，在非高峰時段，可遠程關閉部分不必要的照明燈具或降低空調功率，實現節能目的。此外，通過物通博聯設備管理平臺，還能對遠端的設備和網關進行遠程配置和管理，實時監控設備在線狀態，及時發現并解決設備故障，提高設備維護效率。
4、告警管理：在能源監測平臺上，可根據不同場景、結合歷史數據建立能耗模型，設置告警規則。當網關采集到的數據超出預設閾值時，系統立即通過微信小程序、短信、郵件等多種方式自動通知相關責任人，以便及時采取措施，避免能源浪費或設備故障引發的更大損失，有效提升能耗管理水平。
5、報表生成與導出：平臺可根據用戶需求，自動生成不同時間段、不同設備類型的能耗報表，如日報表、月報表、年報表等，涵蓋能耗數據統計、能耗趨勢分析、節能效果評估等內容。這些報表支持導出功能，方便管理人員進行數據存檔和進一步分析，為節能減排工作的考核與總結提供便利。

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