能效对标网络管理平台的开发与构建
Outline:
张德元1
,
文涵灵2
,
张余3
,
高晓根1
,
戴忠3
,
苟小静3
1. 中国石油西南油气田公司天然气研究院;
2. 成都新度科技开发公司;
3. 中国石油西南油气田公司质量安全环保处
收稿日期：2012-01-28；修回日期：2012-03-13
基金项目：中国石油西南油气田公司科研项目资助“西南油气田公司能效对标体系研究”(20110311-02)
作者简介：作者简介：张德元(1966-)，男，高级工程师，1989年毕业于石油大学石油机械系化工设备与机械专业，目前主要从事天然气开发过程节能技术研究及能耗评价工作。地址：(610213)四川省成都市双流华阳天研路218号天然气研究院。电话：028-85604350。E-mail:
zhang_dy@petrochina.com.cn.
摘要：能效对标网络管理平台是能效对标体系运行的载体和手段，是西南油气田公司能效对标体系研究项目的一个重要组成部分。此平台的开发语言为C#语言，开发平台为.NET平台，数据库服务器采用ORACLE, 力图使系统体系构架优化，系统功能设计满足能效对标体系的实际要求，达到有效支撑能效对标体系运行的目的。
关键词：能效对标 网络管理平台 体系构架 功能设计
Development and construction of the network management platform for energy efficiency benchmarking
Outline:
Zhang Deyuan1
,
Wen Hanling2
,
Zhang Yu3
, et al
1. Research Institute of Natural Gas Technology, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company, Chengdu 610213, Sichuan, China;
2. Chengdu Xindu Technology Development Company, Chengdu 610000, Sichuan, China;
3. Quality, Safety and Environment Protection Department, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company, Chengdu 610000, Sichuan, China
Abstract: The network management platform is a tool for the application of the energy efficiency benchmarking system as well as one of the important parts of the research project named energy efficiency benchmarking system research. The developing language of the network platform is C#, the developing platform is.NET, and the data base server is ORACLE. The system construction is optimized and the system function design is suitable for the requirement of the energy efficiency benchmarking system.
Key words:
energy efficiency benchmarking network management platform system construction function design
中国石油西南油气田公司能效对标管理工作涉及到五个业务领域，分别是油气田开发、天然气净化、轻烃回收、CNG生产与销售以及矿区服务[1]，管理范围覆盖西南油气田公司下辖五大矿区、六大公管中心、重庆净化总厂、输气处等一级次级用能单位、二级次级用能单位、基本用能单元、关键耗能设备。五项业务各有其用能特点，建立的能效对标指标体系既有普遍性又有特殊性，这就使得能效对标工作量大，对标工作存在一定难度，有必要建立一套便于部署和使用的能效对标网络管理平台以支撑能效对标管理工作。
建立能效对标网络管理平台可达到以下5方面的目的：①以电子化手段将能效对标体系进行固化和贯彻；②提高能效对标管理工作的效率；③有助于建立动态能效标杆，使能效对标管理工作真正进入到常态化的自主对标阶段；④能够最大范围地覆盖各级主要耗能单位，满足各级单位参与能耗数据上报及经验交流学习的需要；⑤可以挖掘最佳节能实践案例逐步形成最佳节能实践库，为企业(或单位)提供一个学习先进经验的平台，真正达到促进节能技术进步和节能精细化管理的目的。
1 能效对标网络管理平台架构
1.1 设计目标
能效对标网络管理平台系统设计目标包含以下6个方面：①建立可通过Web网络访问的能效对标信息管理平台；②建立覆盖全面、分类准确的能效对标信息数据库；③完成智能化的能效比对、排序及统计分析；④方便各级用能单位便捷上报能耗记录、节能实践报告等数据；⑤方便管理层通过该系统发布公共信息和其他信息；⑥为管理层提供查询、统计、分析及报告等决策支持应用。
1.2 设计原则
能效对标网络管理平台系统的设计原则包含实用性原则、安全性原则、可靠性原则、先进性原则和可扩展性原则。
实用性原则强调的是网络管理平台必须考虑能效对标管理工作的实际需要，即考虑能效对标组织机构的设置，能效对标的业务需求等, 界面统一友好，安装部署简单，操作方便，从而为能效对标管理业务提供高效率的工作能力。同时，系统应具有较高的可维护性，提供灵活的后台管理及配置功能，支持组织机构、业务数据格式、功能权限等方面的配置手段。
为保障系统的安全性，系统应设置多方面安全控制，即：网络安全、数据库安全和用户安全。即采用网络安全管控、数据完整性及安全性管控、应用系统用户权限相结合的安全手段[3]。
在系统可靠性方面，系统设计了尽可能详尽的故障捕捉及恢复方案，采用容错性设计，避免造成系统的僵死和瘫痪，提高系统的可靠性，以保证系统的高质量、稳定、可靠运行。
在保证系统技术水平成熟性的前提下，还必须考虑先进性。系统采用的技术方案均符合当今计算机技术发展的方向并经实践证明其实用性。数据运行于Oracle9i、10G、11G等平台，开发框架采用.NET4.0平台，系统架构采用B/S模式[4]。
系统采用模块化的设计，保证其具有一定的灵活性。系统还可提供第三方软件的访问接口，使系统具有非常好的可扩展性，从而满足能效对标业务发展的需求。
1.3 系统应用体系构架
根据业务要求和地域范围特点，能效对标网络管理平台将建立在分布式网络环境下，通过系统分析和应用体系架构设计，建立联系紧密、相互协调、层次分明、构成合理、相互支持的系统，实现信息、系统的高度集成和最大程度的业务协作。
系统的应用体系构架如图 1所示。
1.4 系统硬件体系构架
为满足集中部署、分级使用的用户要求及分层的应用体系结构，系统服务器由数据库服务器(简称DS)及应用服务器组(简称AS)构成，其中DS满足系统数据库要求，集中进行数据存储；AS逻辑上分为：业务处理服务器、Web应用服务器。Web应用服务器提供B/S结构系统的服务器支撑[5]。实际实现中可以整合部署以节约成本。
节能节水管理部门、相关基层单位用户都将通过公司的内部网登陆访问本系统，可同时满足各级用户的业务需求。
管理对象分布及硬件体系构架如图 2所示。
技术路线：为满足动态能效标杆和常态化自主对标的需要，必须考虑系统的扩展性和前瞻性。本系统用户端采用B/S模式，开发语言采用C#语言，开发平台为.NET平台；DS采用ORACLE，能为大量的业务数据处理提供支撑；采用DevExpress控件设计功能界面[4]，以提供良好的用户体验。
1.5 B/S模式的系统优势
B/S模式较C/S模式有许多优势，该模式有如下特点：
(1) B/S模式下，客户端软件简单而统一，只需通过浏览器查看信息；
(2) 系统升级只发生在服务器一端，使得系统维护和软件升级变得简单；
(3) 支持Web页面，因而可对所有的应用提供一个公共的应用接口。
2 技术实施框架
能效对标网络管理平台系统在技术上具有以下特点：业务变化的适应性、高度的安全性、大量的并发处理、大容量数据存储处理等。系统的部署框架如图 3所示, 采用了三层C/B/AS/DS结构[5]。
系统软件架构采用数据管理层、业务管理层、业务表现层三个层次。这种模式可以很好地实现瘦客户端，并且具有可伸缩性好、可管理性强、安全性高、软件重用性好等特点，将降低DS的负担并提高性能；同时由于业务功能在业务管理层实现，当业务处理发生变化时只需调整业务管理层的相关构件，将大大提高系统的可管理性。
系统结合Web访问技术，使业务功能可以灵活多样地表现出来，为相关职能部门方便地查询业务开展情况提供便利。
3 系统功能设计
根据西南油气田公司节能管理的实际情况，本能效对标网络管理系统采用用户权限制度，按管理者角色录入数据，按业务类型展示数据，可简化用户的使用复杂度，让用户清晰自己的权限和功能。系统主要功能包括信息发布及管理平台、对标数据上报、能效标杆建立、最佳节能实践库的建立与浏览。
3.1 信息发布与管理平台
本系统提供信息发布功能，方便相关节能管理部发布公共信息，如最新节能节水管理动态、最新标准规范的发布、节能节水培训等。系统的所有用户都可浏览信息内容。
默认情况下，用户登录界面即可浏览到公告信息、新闻信息、行业信息等有价值的内容。
3.2 对标数据上报
根据已经建立并发布的能效对标指标体系的要求，公司能效对标数据的上报应按照业务类型上报，原则上由一级次级用能单位或二级次级用能单位的节能管理人员通过本能效对标网络管理平台上报，上报前应由相关领导审批，并对上报能耗数据的真实性和可靠性负责。
本能效对标网络管理平台实现了上报数据的规范化验证设计，即上报数据必须符合能效对标指标体系预定格式的要求，如果不符合预定格式的要求，系统会拒绝接收，并给出正确输入格式的提示。
同时，系统对对标数据的修改设置了权限，如需对对标数据进行修改，则需取得上一级主管部门的同意，赋予权限后方能修改。
系统设置的数据库将对上报的各业务类型能耗数据进行分类管理，方便有权限的管理部门进行查询。
3.3 能效标杆的建立
能效对标数据上报后，系统将按业务类型形成对标数据库，并根据能效对标指标体系的要求，按业务类型进行横向对标和纵向对标，形成动态的能效标杆。
横向对标系指同一业务类型，不同级别的各级次级用能单位、相同类型的主要用能单元或关键耗能设备的能效对标数据之间的对比，形成能效标杆，从而为各级用能单位提供学习先进经验的平台。横向对标时，系统会以柱状图的形式展示各对标主体之间的能耗情况，从而使建立的标杆更形象和直观。
纵向对比是各用能单位进行节能实践自我总结和分析的一种手段。即同一用能单元(一般为基本用能单元)按时间纵向进行自我对比，以此分析自身各指标状况下历史时间段内能耗指标的趋势变化情况，并发现改善优化的途径。
以某气矿CNG业务为例，在网络管理平台上录入2005年~2009年各CNG站上报的综合能耗数据和CNG生产水单耗数据，对综合能耗指标进行横向对标，对生产用水单耗指标进行纵向对标，其对标结果如图 4所示。
图 4中柱状图反映某统计期内CNG站综合能耗的高低，利于寻找标杆，从而学习标杆单位的先进经验；曲线图分别反映甲、乙、丙、丁4个CNG站生产用水单耗的趋势，有利于CNG站本身总结经验，进一步降低生产用水单耗。
3.4 节能实践库的建立与浏览
本能效对标网络管理平台提供了最佳节能实践报告上报与检索的应用接口。
通常，节能实践报告分为以下类型：节能节水样板站、节能节水“四新技术”应用最佳节能实践、节能节水适应性改造最佳节能实践、节能节水管理最佳节能实践等。最佳节能实践报告上报时须按以上类型上报。
节能实践报告允许录入摘要及核心信息，并在终端用户界面得以呈现，允许上传完整节能实践报告内容。终端用户通过浏览及检索摘要、关键字内容，即可以直接在界面打开文档查阅详细内容，或下载节能实践报告。
为终端用户提供标题检索、单位检索、关键字检索、摘要检索、内容检索等检索方式。
4 结语
能效对标网络管理平台开发与构建的基础是能效对标指标体系的建立。为更好地反映系统能效水平，能效对标指标体系有可能随着生产发展而动态地调整[1]。基于此，本平台开发构建伊始即考虑了系统的扩展性与前瞻性。
同时，系统采用B/S模式开发，向广大基层用户提供Web访问服务，也就是说在客户端不需要逐个部署，降低了实施和维护成本。
因能效对标管理机制涉及到大量的指标换算和数学统计，所以系统设计了大量的自动计算算法和公式。
为应对可能变化的组织机构或数据表单，系统提供了灵活的后台管理程序用以直接配置完成功能权限及业务表单的管理。
能效对标网络管理平台是能效对标管理的一个有效工具，希望籍此能提高能效对标管理工作的效率，从而促进公司相关业务能效水平的提高。
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国家发展和改革委员会资源节约和环境保护司. 重点耗能行业能效对标指南[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2009.
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| [3] |
Paul Dickinson, Fabio claudio Ferrachiati, Kevin Hoffman. ADO. NET高级编程[M]. 北京: 中国电力出版社, 2003.
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| [4] |
秦婧. 精通C#与. NET 4. 0数据库开发——基础、数据库核心技术、项目实战[M]. 北京: 清华大学出版社, 2011: 1.
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| [5] |
程杰. 大话设计模式[M]. 北京: 清华大学出版社, 2007: 12.
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2012, Vol. 41