构建智慧城市供热大脑

当前,全球信息技术呈加速发展趋势,信息技术在国民经济中的地位日益突出,信息资源也日益成为重要的生产要素。IBM在2009年提出“智慧城市”的概念,并引起了全世界的关注。智慧城市运用信息和通信技术手段感测、整合、分析城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、能源、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。2014年,国务院发布《国家新型城镇化规划(2014-2020)》,提出“推进智慧城市建设,统筹城市发展的物质资源、信息资源和智力资源利用,推动物联网、云计算、大数据等新一代信息技术创新应用,实现与城市经济社会发展深度融合”。截至2017年4月,中国100%的副省级城市、87%的地级以上城市,总计超过500个城市,均已明确提出或正在建设智慧城市,杭州城市大脑项目也于2017年正式启动。

智慧城市供热系统是智慧城市的重要子系统,构建智慧城市供热大脑是践行“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念的典型范例,也是加快新型城镇化建设、推动能源生产和消费革命的关键环节。

  • 智慧城市供热大脑是什么?

智慧城市供热大脑是以现有的供热系统为基础,依靠物联网、传感测量、大数据、云计算和人工智能等技术,实现供热系统运行调度智慧化决策,提升系统安全性、可靠性和经济性的类脑系统架构。智慧城市供热大脑依托于物联感知(类脑感受系统),通过类脑的神经元网络将供热系统中各要素(包括供热信息系统,供热基础设施,热用户等)和自然各要素(包括温度,湿度,太阳辐射等)链接起来,通过建模仿真和调控执行(云反射弧),实现对供热系统的认知、分析、决策、反馈和优化。智慧城市供热大脑旨在促进“物理世界”和“信息世界”不断交互,从而实现供热信息、物理系统的相互映射、融合调控。

  • 智慧城市供热大脑的组成

智慧城市供热大脑由感觉神经系统、云计算模块、人工智能模块三部分组成。

感觉神经系统(物联感知)由各种传感器组成,这些传感器把供热系统的数据不断传送到信息空间,在信息空间汇聚成一幅供热系统的“全息投影”,为供热大脑的决策提供基础数据支撑。

云计算模块是智慧城市供热大脑的中枢神经系统。云计算模块利用数据挖掘、机器学习、聚类分析等技术,对来自“感觉神经系统”的数据进行处理、分析,将其转化成“有价值”的信息和知识,进而实现供热系统源侧及用户侧的负荷预测、故障诊断、用户趋势及关联性分析等功能。

人工智能模块是供热系统智慧化的灵魂。其核心是基于云计算的数据信息基础,通过机器学习、智能优化等算法,权衡供热系统运行的安全性、可靠性、经济性等目标,“思索”出运行调度的最优策略。在信息系统中确定优化调度方案后,通过信息物理系统融合调控,将优化方案执行到物理层的设备中,实现精准调控。

智慧城市的实现需要强有力的科学技术支撑,建设中产生的问题既是机遇,也是挑战。智慧城市供热大脑是智慧城市的重要组成部分,针对各类核心技术我们需要加快攻坚克难的脚步,才能更好地推动智慧服务产业的发展,普及智慧服务应用,让城市更加科学、高效、低碳和安全地运行。我们相信“以人为本”的智慧城市,终有一天会实现。