徐　靜，邱慧芳，李慶來[.上海東浩蘭生智慧科技有限公司，上海　0007；.東浩蘭生(集團)有限公司，上海　00040]

在建筑運營過程中，各種自動化及智能系統(tǒng)產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，包括室內(nèi)外環(huán)境、客流、交通、設備運行、能耗等方向，這些數(shù)據(jù)往往在使用過一次后便被丟棄或僅僅存儲在服務器中乏人問津，其潛在價值無法被充分利用。上海國家會展中心總建筑面積 147 萬 m2，其中有 40 萬 m2的室內(nèi)展廳、10 萬 m2的室外展場，以及配套 15 萬 m2的商業(yè)中心和 18 萬 m2的辦公設施，截至目前是世界上面積第二大的建筑單體和會展綜合體。本文就上海國家會展中心通過建設設施管理綠色云平臺系統(tǒng)，利用云計算、分布式處理技術以及海量數(shù)據(jù)存儲等大數(shù)據(jù)技術，對自動化及智能系統(tǒng)進行集成并對其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行采集、存儲及分析，分析的結(jié)果將為國家會展中心的設施設備管理提供幫助，使其運營更高效、更環(huán)保、更安全。

1　光伏發(fā)電系統(tǒng)收益優(yōu)化

上海國家會展中心太陽能光伏發(fā)電一期工程利用屋頂面積 3 萬余 m2，建設約 3 MWp 屋頂并網(wǎng)光伏電站。光伏組件將太陽光能轉(zhuǎn)換成直流電，通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，之后經(jīng)由升壓變壓器升壓并將電力輸送到電網(wǎng)。系統(tǒng)接入方式為自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。未來光伏二期工程考慮采用光伏發(fā)電+儲能+充電的系統(tǒng)形式。光伏發(fā)電的波動性較大，配置儲能起到平抑出力、跟蹤調(diào)度發(fā)電以及削峰填谷的作用。由于儲能電池的成本較高，儲能系統(tǒng)容量與光伏發(fā)電功率相比較小，當光伏發(fā)電量較大而用電負荷較小，且儲能系統(tǒng)也已充滿時，多余的發(fā)電量將會上網(wǎng)。光伏發(fā)電量用于建筑、新能源汽車充電以及上網(wǎng)分別會產(chǎn)生不同的經(jīng)濟收益，因此可利用大數(shù)據(jù)分析，對用電負荷以及光伏發(fā)電量進行預測，提高光伏發(fā)電帶來的經(jīng)濟收益。

1.1　用電需求預測

上海國家會展中心的光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電量主要用于建筑以及為新能源汽車充電。建筑負荷分為 3 種類型：展館、辦公以及商業(yè)。首先對影響建筑用電負荷的因素進行分析。天氣及氣候是影響建筑用電的重要因素，主要體現(xiàn)在空調(diào)負荷上。此外，展館和商業(yè)負荷受有無展會以及展會規(guī)模影響；辦公負荷受出租率影響。

其次是用于分析的數(shù)據(jù)來源，通過氣象網(wǎng)站、國家會展中心的會展運營系統(tǒng)、客流統(tǒng)計系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)及物業(yè)管理系統(tǒng)收集所需的數(shù)據(jù)信息，如開放的展館面積、實時參展人數(shù)、各系統(tǒng)或區(qū)域用電量統(tǒng)計等。

最后，利用大數(shù)據(jù)建立起用電量預測模型，對國家會展中心的短期用電量進行預測。新能源汽車充電量由充電汽車數(shù)量決定。展會與無展會期間充電車的數(shù)量以及充電量信息可從停車場管理系統(tǒng)以及充電樁管理系統(tǒng)中獲取。將數(shù)據(jù)進行篩選分析并建立起短期充電量預測模型。

1.2　光伏發(fā)電量預測

光伏發(fā)電功率主要受到太陽輻射量和環(huán)境溫度的影響。通過建立預測太陽輻射量和溫度以及光電轉(zhuǎn)換功率預測模型，可得到光伏發(fā)電量的預測數(shù)據(jù)。太陽輻射量受到季節(jié)、天氣以及空氣質(zhì)量的影響。短期的溫濕度、云量、空氣質(zhì)量等天氣信息都可從氣象網(wǎng)站獲得，結(jié)合光伏系統(tǒng)太陽輻射測量儀測得的實時太陽總輻射數(shù)據(jù)，可建立起短期太陽輻射量預測模型。

光電轉(zhuǎn)換功率預測需考慮組件轉(zhuǎn)換效率、溫度修正等因素，但當光伏系統(tǒng)設計方案以及逆變器選型確定時，其僅受到溫度修正的影響?？赏ㄟ^廠商得到溫度修正系數(shù)。通過分析光伏發(fā)電歷史數(shù)據(jù)對光電轉(zhuǎn)換預測模型進行比較與修正。

1.3　收益預測及優(yōu)化

通過負荷預測以及光伏發(fā)電量預測，可將光伏發(fā)電供應和電力需求量進行匹配，結(jié)合建筑用電價格、新能源充電價格以及光伏發(fā)電上網(wǎng)價格，運用管理手段與商業(yè)運營策略，將光伏發(fā)電量收益最大化，見圖1、圖2。

圖1　光伏發(fā)電量預測

圖2　光伏發(fā)電與市電占比預測

2　客流系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析

2.1　客流統(tǒng)計技術

傳統(tǒng)的客流統(tǒng)計技術包括紅外線感應客流統(tǒng)計、重力感應客流統(tǒng)計、三輥閘客流統(tǒng)計以及目前流行的視頻分析客流統(tǒng)計。紅外線感應客流統(tǒng)計包括紅外對射方式、紅外反射方式等設備，其主要的實現(xiàn)方式是對從紅外感應區(qū)域經(jīng)過的人體，切斷或阻擋紅外線，使其電阻產(chǎn)生變化；或是通過檢測人體發(fā)出的 10 μm 左右的特定紅外線來判斷人體數(shù)量。其缺點是：由于紅外光極易受到外界因素干擾，會使統(tǒng)計數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差；對于比較寬的門口，多人同時經(jīng)過的時候容易產(chǎn)生漏數(shù)現(xiàn)象；由于其本身技術原因，紅外方式無法很好地判斷顧客是進入或是出去，只能統(tǒng)計有多少人經(jīng)過，因此數(shù)據(jù)采集的單一性會影響客流分析的結(jié)果。

重力感應主要是在地板上安裝重力感應裝置，當人體踩踏過去的時候，計算客流人數(shù)。安裝相對要求較高、成本高，而且穩(wěn)定性方面存在一定問題。三輥閘方式主要采用機械方式，人員進入相關場所需要經(jīng)過翻滾閘口，翻滾閘每滾動一次，記錄一個進出人員。缺點是需要在出入口處安裝三輥閘機器，缺乏美觀性，且便利性不夠，無法快速進出。視頻分析技術利用視頻處理、圖像處理、模糊識別等技術，對攝像頭拍攝到的進出人流進行分析并統(tǒng)計數(shù)據(jù)。其缺點是系統(tǒng)成本較高，對攝像頭安裝位置具有一定要求，無法適應國家會展中心展館出入口數(shù)量眾多、由于建筑設計使得攝像頭安裝條件受限的情況。

上海國家會展中心通過實現(xiàn)全場館的網(wǎng)絡覆蓋，為參觀人員提供免費 WIFI，通過手機接入 WIFI 統(tǒng)計客流信息。該技術優(yōu)勢是：通過定位算法，穩(wěn)定實現(xiàn) 3～5 m 定位精度、局部區(qū)域達到 1 m 的位置精度；不僅能統(tǒng)計實時客流數(shù)量，還能統(tǒng)計駐留時間、返場次數(shù)、觀眾特性等信息，為展會的高效有序運行提供數(shù)據(jù)支持。

2.2　客流信息統(tǒng)計分析

(1) 客流監(jiān)測。對實時及累計客流數(shù)量進行統(tǒng)計及分析，分析指標包括人流數(shù)量、駐留時間、重復訪客數(shù)、客流密度、展位客流及覆蓋客流等。根據(jù)實時客流數(shù)量及位置信息形成分布熱力圖，直觀觀察客流分布狀況。

(2) 報警監(jiān)測。通過設置客流數(shù)量報警上限，對展館人數(shù)及展位人數(shù)進行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)展館或熱門展位人數(shù)超過報警設定值，系統(tǒng)自動發(fā)出警報，通知運營管理人員采取相應措施，避免人流過密引發(fā)安全問題。

(3) 客戶分析。客流統(tǒng)計系統(tǒng)不僅能對數(shù)量進行統(tǒng)計分析，還能對手機提供的信息進行統(tǒng)計分析。通過對觀展人員的來源地、年齡分布、性別比例等信息進行分析，可更好地幫助會展以及展商了解潛在客戶。

3　結(jié)　語

上海國家會展中心通過建立設施管理云平臺，對建筑系統(tǒng)運行及會展運營過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進行深入挖掘與分析，提高建筑運行效率，降低運行成本，提升會展服務水平，為展會及參觀者提供更安全、更舒適、更高效的場所。

參考文獻：

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