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摘要：随着“四型”机场概念的引入，大数据、云计算、人工智能等技术也逐步在机场建设中遍地开花。本文利用大数据和人工智能技术，结合新型通讯设备、物联网设备和云计算设备，构建支线机场能源环境大数据云管控平台，实现对机场设备的主要性能指标和能耗大数据分析，实现能源精细化的按需供给和生产，打造节能环保低碳的绿色、智慧机场。
关键词：智慧机场;绿色机场;云平台;四型机场
引言
能源已成为人类社会不可或缺的基本要素。随着能源日益紧张和环境恶化，获得经济环保的能源策略成了关系人类生存与可持续发展的急迫问题，寻找提高能源利用效率的解决之道成为小到社会家庭，大到企业与政府等全社会的共同责任。各类水、电、气设备与分类能耗是工业设施、社会基础设施与各类建筑建设投资和日常运营成本的主要构成部分之一，如何合理配置和管控能源设施，提高能源利用效率并降低成本，成了一个重要课题。
随着大数据、云计算的技术逐步成熟，基于此的能耗管控系统也应运而生，该系统能够为企业生产管理、计量管理、节能管理提供方向指引，为企业节能减排、节能降耗的实现提供解决方案，具有很高的经济效益和社会效益。
本系统是基于长白山机场二期扩建为背景，针对中小机场设计的一套机电管控云平台系统。
1.机场建筑规模
长白山机场二期扩建所涉及的建筑物按照能源消耗、供给有如下分类：
消耗端建筑包括，T1航站楼，T2航站楼，航管办公综合楼，货运库，公务机楼，公安、安检、物业及旅客服务车库，值班用房，职工食堂，值班用房等20余个单体建筑。
供给端建筑包括，锅炉房，制冷站，中水站，供水站，中心变。
2.机电管控云平台系统设计
2.1 云平台组成
云平台系统由远程集约化节能运行管控平台、大数据中心云服务平台、移动终端管控平台、机电设备节能运行管控平台四部分组成。
①智慧机场管控平台：可通过现场和远程操控，实现发电机组，燃气锅炉，制冷机组，中水系统、供水系统，楼控系统，电力监控系统的智能通讯，互联互通，远程和现场自动调度节能运行。
②大数据中心云服务平台：结合历史数据进行设备主要性能指标和系统能耗分析，指导设备运行。
③移动终端管控平台：通过云计算，在远程管控中心、机场设备运行管理人员移动终端监控设备自动显示设备运行状况，具有受限的控制功能。
④机电设备节能运行平台：能够对大型机电设备实时监控，通过运行历史数据进行大数据分析，对大型机电设备可实时节能调节。
2.2 云平台技术架构
智慧机场管控平台方案的技术架构有五层，分别为现场检测层、现场控制层、互通互联智能通讯层、大数据处理层和远程监控层。
2.2.1 现场检测层
主要由各种现场智能传感器组成，包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量计等。
2.2.2现场控制层：
主要由人机交互界面设备和现场控制器组成。
（1）人机交互界面设备：连接现场控制器、变频器、智能传感器等现场设备，通过输入单元输入操作命令，实现人与机器信息交互。通过多样化的通讯端口，可以与各种设备进行通讯。
（2）现场控制器：检测各种环境信息和设备运行状态，并提供给控制器做出控制决策。控制器既可以接收远程操作命令，也负责将传感器的检测数据上传到服务管理层。
2.2.3互通互联智能通讯层
该层既要负责感知控制层与上层的数据传输，还要实现感知网络与其他通信网络之间的相互转换，实现多种通信方式的融合。
2.2.4大数据处理层
通过运行数据的积累，结合人工智能算法，进行系统设备运行机理模型的参数校正、故障预测、设备主要性能指标和系统能耗分析。
2.2.5远程监控层
由PC和移动终端组成，实现数据与状态的读取、显示及存储，设置各种参数及发送相关控制命令等。
2.3 云平台系统前端设计
机电云平台系统前端设备主要由温度传感器、压力传感器、调节阀、流量传感器、云数据管控现场控制器等设备组成。
2.3.1 供给端前端设备
（1）锅炉房供暖站：生活热水锅炉供回水管道，生活热水锅炉一次、二次侧，供暖系统总供回水管，回水管道上循环泵，烟气回收系统一次二次侧等处安装配套温度、湿度、压力等传感器。
（2）制冷站：机组冷冻供回水，冷冻水管道上循环泵，补水系统，冷冻水供回水管，冷却水供回水管，冷却塔冷却水管道等处安装配套传感器设施。
（3）供水站：供水管道上安装压力传感器，水箱中安装液位传感器。
（4）中水站：中水管道上安装压力传感器。
（5）变电站：变电站出线母线上安装智能电表，传感器接至变电站内电力监控系统，经接口回传至云平台系统集中监控。
2.3.2 消耗端前端设备
（1）机场园区各建筑：在T1、T2航站楼，值班用房，职工食堂等单体建筑在入户井中安装温度，压力传感器，调节阀，热量表，实现分时分温控制。
（2）机场园区各末端不利点：在制冷站，新航站楼内不利点，新航站楼制冷末端，航管办公楼，公务机楼等处，安装流量计，温度，压力传感器。
前端传感器连接至单体内的云数据管控现场控制器，并通过各单体内网络设备实现组网。
2.4 云平台系统后台
监控大厅配置监控拼接大屏、操作台、维修及操作PC设施等。
2.5 云平台系统接口
本系统能够通过通信网关与制冷系统、生活热水系统、供暖系统、中水系统、供水系统、航站楼楼控系统、中心变电力监控系统等进行数据交互，对各系统提供的数据进行实时显示、處理及分析。 考虑到机场的特殊性和云数据的安全性，本项目对系统间的控制权限进行了设定，分为只监不控，既监又控两类。只监不控类：航站楼楼控系统、变电站电力监控系统。既监又控类：制冷系统、生活热水系统、供暖系统、中水系统、供水系统;
2.6云平台系统功能实现
2.6.1 各楼宇末端及分时分温管控
能够结合机场各区域不同的使用属性和使用面积，对T1、T2航站楼等人员密集区域末端实现最不利末端监测控制，提高供热品质，保证人体舒适度。对车库樓等人员稀少区域实现分时分温控制，实行每天不同时间段按照不同温度要求控制运行，避免无谓的能源浪费，从而实现冷暖系统的数据管控。
2.6.2 供暖系统管控
实现多能源联合主从协同控制，采用供热系统发电机组余热优先控制策略，切换时以发电机组余热供暖运行优先，锅炉供暖进行补偿的主从控制。
2.6.3 制冷系统管控
结合室外天气变化和用户需求及全系统运行参数运行。能够实现机组最佳效率主参数控制、系统多流量模态协调控制、补水泵变频定压控制、机组供给系统气候补偿控制和分时分温控制等。
2.6.4 生活热水系统管控
结合机场各区域的需要生活热水的早中晚用水高峰的时间特性，通过现场智能传感器采集上来的数据，计算给出最优控制。
2.6.5 生活供水系统管控
实现生活供水机电设备现场/远现场/远程，保证设备安全稳定运行，实现生活供水液位恒定控制和生活供水恒压控制。
2.6.6 中水系统管控
通过对采集到的中水管网压力参数对比分析，为现场中水系统调节水池中的中水一体化处理设备运行、玻璃钢调节池中的提升泵运行、玻璃钢中水处理设备中电动阀调节器控制、中水变频泵组运行提供决策依据。
2.6.7 电力监控系统管控
采用发电机时序切换控制方法，控制发电机组按需发电。实现发电机组余热供暖系统监测控制，启停控制。
2.6.8 楼宇监测系统管控功能
实现楼宇系统机电设备现场/远程高速以太网通讯，实现故障检测与监控。
3.结论及建议
本文采用机电云平台技术，能够为小型机场提供一套较为完整的能源监控解决方案，真正做到了既能“监”又能“控”，通过数据积累及优化算法，实现对机场设备的主要性能指标和能耗大数据进行分析，对机电设备运营故障预测与诊断;最终实现能源精细化的按需供给和生产，打造节能环保低碳的绿色、智慧机场。
参考文献：
[1]四型机场建设行动纲要（2020年-2035年）.[S].中国民用航空局，2020.
[2]MT/T 5043-2019民用机场智慧能源管理系统建设指南.[S].中国民用航空局，2020.
关键词：智慧机场;绿色机场;云平台;四型机场
引言
能源已成为人类社会不可或缺的基本要素。随着能源日益紧张和环境恶化，获得经济环保的能源策略成了关系人类生存与可持续发展的急迫问题，寻找提高能源利用效率的解决之道成为小到社会家庭，大到企业与政府等全社会的共同责任。各类水、电、气设备与分类能耗是工业设施、社会基础设施与各类建筑建设投资和日常运营成本的主要构成部分之一，如何合理配置和管控能源设施，提高能源利用效率并降低成本，成了一个重要课题。
随着大数据、云计算的技术逐步成熟，基于此的能耗管控系统也应运而生，该系统能够为企业生产管理、计量管理、节能管理提供方向指引，为企业节能减排、节能降耗的实现提供解决方案，具有很高的经济效益和社会效益。
本系统是基于长白山机场二期扩建为背景，针对中小机场设计的一套机电管控云平台系统。
1.机场建筑规模
长白山机场二期扩建所涉及的建筑物按照能源消耗、供给有如下分类：
消耗端建筑包括，T1航站楼，T2航站楼，航管办公综合楼，货运库，公务机楼，公安、安检、物业及旅客服务车库，值班用房，职工食堂，值班用房等20余个单体建筑。
供给端建筑包括，锅炉房，制冷站，中水站，供水站，中心变。
2.机电管控云平台系统设计
2.1 云平台组成
云平台系统由远程集约化节能运行管控平台、大数据中心云服务平台、移动终端管控平台、机电设备节能运行管控平台四部分组成。
①智慧机场管控平台：可通过现场和远程操控，实现发电机组，燃气锅炉，制冷机组，中水系统、供水系统，楼控系统，电力监控系统的智能通讯，互联互通，远程和现场自动调度节能运行。
②大数据中心云服务平台：结合历史数据进行设备主要性能指标和系统能耗分析，指导设备运行。
③移动终端管控平台：通过云计算，在远程管控中心、机场设备运行管理人员移动终端监控设备自动显示设备运行状况，具有受限的控制功能。
④机电设备节能运行平台：能够对大型机电设备实时监控，通过运行历史数据进行大数据分析，对大型机电设备可实时节能调节。
2.2 云平台技术架构
智慧机场管控平台方案的技术架构有五层，分别为现场检测层、现场控制层、互通互联智能通讯层、大数据处理层和远程监控层。
2.2.1 现场检测层
主要由各种现场智能传感器组成，包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量计等。
2.2.2现场控制层：
主要由人机交互界面设备和现场控制器组成。
（1）人机交互界面设备：连接现场控制器、变频器、智能传感器等现场设备，通过输入单元输入操作命令，实现人与机器信息交互。通过多样化的通讯端口，可以与各种设备进行通讯。
（2）现场控制器：检测各种环境信息和设备运行状态，并提供给控制器做出控制决策。控制器既可以接收远程操作命令，也负责将传感器的检测数据上传到服务管理层。
2.2.3互通互联智能通讯层
该层既要负责感知控制层与上层的数据传输，还要实现感知网络与其他通信网络之间的相互转换，实现多种通信方式的融合。
2.2.4大数据处理层
通过运行数据的积累，结合人工智能算法，进行系统设备运行机理模型的参数校正、故障预测、设备主要性能指标和系统能耗分析。
2.2.5远程监控层
由PC和移动终端组成，实现数据与状态的读取、显示及存储，设置各种参数及发送相关控制命令等。
2.3 云平台系统前端设计
机电云平台系统前端设备主要由温度传感器、压力传感器、调节阀、流量传感器、云数据管控现场控制器等设备组成。
2.3.1 供给端前端设备
（1）锅炉房供暖站：生活热水锅炉供回水管道，生活热水锅炉一次、二次侧，供暖系统总供回水管，回水管道上循环泵，烟气回收系统一次二次侧等处安装配套温度、湿度、压力等传感器。
（2）制冷站：机组冷冻供回水，冷冻水管道上循环泵，补水系统，冷冻水供回水管，冷却水供回水管，冷却塔冷却水管道等处安装配套传感器设施。
（3）供水站：供水管道上安装压力传感器，水箱中安装液位传感器。
（4）中水站：中水管道上安装压力传感器。
（5）变电站：变电站出线母线上安装智能电表，传感器接至变电站内电力监控系统，经接口回传至云平台系统集中监控。
2.3.2 消耗端前端设备
（1）机场园区各建筑：在T1、T2航站楼，值班用房，职工食堂等单体建筑在入户井中安装温度，压力传感器，调节阀，热量表，实现分时分温控制。
（2）机场园区各末端不利点：在制冷站，新航站楼内不利点，新航站楼制冷末端，航管办公楼，公务机楼等处，安装流量计，温度，压力传感器。
前端传感器连接至单体内的云数据管控现场控制器，并通过各单体内网络设备实现组网。
2.4 云平台系统后台
监控大厅配置监控拼接大屏、操作台、维修及操作PC设施等。
2.5 云平台系统接口
本系统能够通过通信网关与制冷系统、生活热水系统、供暖系统、中水系统、供水系统、航站楼楼控系统、中心变电力监控系统等进行数据交互，对各系统提供的数据进行实时显示、處理及分析。 考虑到机场的特殊性和云数据的安全性，本项目对系统间的控制权限进行了设定，分为只监不控，既监又控两类。只监不控类：航站楼楼控系统、变电站电力监控系统。既监又控类：制冷系统、生活热水系统、供暖系统、中水系统、供水系统;
2.6云平台系统功能实现
2.6.1 各楼宇末端及分时分温管控
能够结合机场各区域不同的使用属性和使用面积，对T1、T2航站楼等人员密集区域末端实现最不利末端监测控制，提高供热品质，保证人体舒适度。对车库樓等人员稀少区域实现分时分温控制，实行每天不同时间段按照不同温度要求控制运行，避免无谓的能源浪费，从而实现冷暖系统的数据管控。
2.6.2 供暖系统管控
实现多能源联合主从协同控制，采用供热系统发电机组余热优先控制策略，切换时以发电机组余热供暖运行优先，锅炉供暖进行补偿的主从控制。
2.6.3 制冷系统管控
结合室外天气变化和用户需求及全系统运行参数运行。能够实现机组最佳效率主参数控制、系统多流量模态协调控制、补水泵变频定压控制、机组供给系统气候补偿控制和分时分温控制等。
2.6.4 生活热水系统管控
结合机场各区域的需要生活热水的早中晚用水高峰的时间特性，通过现场智能传感器采集上来的数据，计算给出最优控制。
2.6.5 生活供水系统管控
实现生活供水机电设备现场/远现场/远程，保证设备安全稳定运行，实现生活供水液位恒定控制和生活供水恒压控制。
2.6.6 中水系统管控
通过对采集到的中水管网压力参数对比分析，为现场中水系统调节水池中的中水一体化处理设备运行、玻璃钢调节池中的提升泵运行、玻璃钢中水处理设备中电动阀调节器控制、中水变频泵组运行提供决策依据。
2.6.7 电力监控系统管控
采用发电机时序切换控制方法，控制发电机组按需发电。实现发电机组余热供暖系统监测控制，启停控制。
2.6.8 楼宇监测系统管控功能
实现楼宇系统机电设备现场/远程高速以太网通讯，实现故障检测与监控。
3.结论及建议
本文采用机电云平台技术，能够为小型机场提供一套较为完整的能源监控解决方案，真正做到了既能“监”又能“控”，通过数据积累及优化算法，实现对机场设备的主要性能指标和能耗大数据进行分析，对机电设备运营故障预测与诊断;最终实现能源精细化的按需供给和生产，打造节能环保低碳的绿色、智慧机场。
参考文献：
[1]四型机场建设行动纲要（2020年-2035年）.[S].中国民用航空局，2020.
[2]MT/T 5043-2019民用机场智慧能源管理系统建设指南.[S].中国民用航空局，2020.