背景分析

港口區(qū)域廣闊，照明設(shè)備數(shù)量龐大且分布分散，從碼頭前沿的裝卸作業(yè)區(qū)，到后方的倉儲(chǔ)區(qū)域，再到連接各處的道路，各類高桿燈、路燈、投光燈等一應(yīng)俱全。以某大型綜合性港口為例，其照明系統(tǒng)涵蓋數(shù)千盞燈具，每天照明時(shí)長(zhǎng)平均達(dá)10小時(shí)以上，能耗巨大。而且，港口作業(yè)具有明顯的晝夜差異與潮汐特性，不同區(qū)域在不同時(shí)段對(duì)照明需求不同。例如，碼頭前沿在船舶裝卸貨時(shí)需強(qiáng)光照明，而在船舶靠泊等待期間，照明需求可適當(dāng)降低；倉儲(chǔ)區(qū)在貨物搬運(yùn)高峰期照明要求高，夜間貨物存儲(chǔ)時(shí)則可減少照明強(qiáng)度。

痛點(diǎn)剖析

能耗數(shù)據(jù)采集困難：港口照明設(shè)備數(shù)據(jù)多、分布廣，目前主要依靠人工定期抄表，工作量大、效率低下且易出錯(cuò)，無法實(shí)時(shí)掌握能耗動(dòng)態(tài)。

照明控制粗放：多數(shù)港口照明采用定時(shí)開關(guān)或人工手動(dòng)控制方式，無法根據(jù)實(shí)際作業(yè)需求和環(huán)境光照變化靈活調(diào)整照明亮度。如在陰天或多云天氣，自然光不足時(shí)，照明系統(tǒng)不能及時(shí)提高亮度；而在深夜作業(yè)量減少時(shí)，仍保持全功率照明，造成能源浪費(fèi)。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)缺失：缺乏有效的照明設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段，工作人員無法及時(shí)知曉設(shè)備是否故障。往往要等到巡檢人員發(fā)現(xiàn)或作業(yè)人員反饋才進(jìn)行維修，這期間不僅影響作業(yè)安全，還可能因燈具長(zhǎng)期異常工作增加能耗。

能源管理決策缺乏依據(jù)：由于無法準(zhǔn)確獲取實(shí)時(shí)、全面的能耗數(shù)據(jù)，以及對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)了解不足，港口管理人員難以制定科學(xué)合理的能源管理策略。無法分析不同區(qū)域、不同時(shí)段的能耗規(guī)律，難以針對(duì)性地采取節(jié)能措施，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化能源管理。

方案解析

1、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）感知層：在每盞照明燈具或照明配電箱內(nèi)安裝智能電表、電流傳感器、電壓傳感器以及智能控制模塊。智能電表用于精確采集燈具能耗數(shù)據(jù)，電流、電壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路電氣參數(shù)，智能控制模塊則負(fù)責(zé)接收遠(yuǎn)程控制指令，實(shí)現(xiàn)燈具的開關(guān)與亮度調(diào)節(jié)。這些感知設(shè)備通過串口、網(wǎng)口等通信接口與物通博聯(lián)工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)相連。

（2）傳輸層：物通博聯(lián)工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)內(nèi)置4G/5G、Wi-Fi、以太網(wǎng)等多種通信模塊。能夠?qū)崟r(shí)串口一對(duì)多數(shù)據(jù)采集，將照明設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、開關(guān)時(shí)間、工作參數(shù)等對(duì)接到遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)中。此外，網(wǎng)關(guān)還支持邊緣計(jì)算、斷網(wǎng)重連、斷點(diǎn)續(xù)傳、鏈路加密、防火墻等功能。

（3）平臺(tái)層：數(shù)據(jù)上傳至物通博聯(lián)工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)平臺(tái)或港口自建的能源管理平臺(tái)。平臺(tái)對(duì)接收到的能耗數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、存儲(chǔ)、分析與可視化展示。為用戶提供豐富的應(yīng)用功能，如設(shè)備地圖、設(shè)備看板、告警管理、遠(yuǎn)程控制等。

2、功能詳解

（1）能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與分析：物通博聯(lián)工業(yè)網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)采集照明燈具的能耗數(shù)據(jù)，包括有功功率、無功功率、電量等，并上傳至平臺(tái)。平臺(tái)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，生成能耗趨勢(shì)圖、能耗報(bào)表等，幫助管理人員直觀了解不同區(qū)域、不同時(shí)段的能耗情況。例如，通過能耗趨勢(shì)圖可清晰看到碼頭前沿在船舶裝卸作業(yè)高峰期的能耗峰值，以及倉儲(chǔ)區(qū)夜間能耗的降低趨勢(shì)，為能源管理決策提供數(shù)據(jù)支持。

（2）智能照明控制：根據(jù)港口不同區(qū)域的作業(yè)需求和環(huán)境光照變化，在平臺(tái)上設(shè)置照明控制策略。如在碼頭前沿設(shè)置根據(jù)船舶作業(yè)狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度的策略，當(dāng)船舶靠泊開始裝卸貨時(shí)，自動(dòng)提高照明亮度；作業(yè)結(jié)束后，降低亮度。在倉儲(chǔ)區(qū)，利用光照傳感器反饋的環(huán)境光照數(shù)據(jù)，結(jié)合時(shí)間設(shè)定，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光控制，在自然光充足時(shí)自動(dòng)降低燈具亮度，節(jié)約能源。用戶還可通過平臺(tái)遠(yuǎn)程手動(dòng)控制燈具的開關(guān)和亮度，方便靈活管理。

（3）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警：工業(yè)網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)采集照明設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，如燈具的工作電流、電壓、溫度等。平臺(tái)利用數(shù)據(jù)分析算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，如燈具電流過大、溫度過高等，立即觸發(fā)告警機(jī)制，通過短信、郵件、微信等方式通知維護(hù)人員。同時(shí)，管理人員可根據(jù)故障數(shù)據(jù)快速定位故障設(shè)備及故障原因，形成信息化的運(yùn)維工作流程，記錄運(yùn)維日志與執(zhí)行進(jìn)度，保障照明系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（4）能源管理策略優(yōu)化：基于對(duì)能耗數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的長(zhǎng)期分析，平臺(tái)為港口制定個(gè)性化的能源管理策略。例如，根據(jù)峰谷電價(jià)時(shí)段，優(yōu)化照明設(shè)備的用電計(jì)劃，在低谷電價(jià)時(shí)段適當(dāng)增加照明設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，在高峰電價(jià)時(shí)段降低不必要的照明能耗。通過對(duì)不同區(qū)域能耗數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)能耗較高的區(qū)域，針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)備升級(jí)或照明布局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

（5）可視化管理與報(bào)表生成：在物通博聯(lián)工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)平臺(tái)上，以直觀的可視化界面展示港口照明系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況。通過電子地圖定位每盞燈具的位置，并實(shí)時(shí)顯示其能耗、運(yùn)行狀態(tài)等信息。平臺(tái)還可根據(jù)用戶需求生成各類報(bào)表，如日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、季度報(bào)表等，詳細(xì)記錄能耗數(shù)據(jù)、設(shè)備故障次數(shù)、節(jié)能效果等，方便管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，為港口照明系統(tǒng)的長(zhǎng)期管理和優(yōu)化提供依據(jù)。

審核編輯 黃宇