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基于華為AI技術加持智能供暖系統讓冰城的冬天更溫暖更智慧

腦極體 ? 來源:腦極體 ? 作者:腦極體 ? 2020-09-19 12:25 ? 次閱讀

幾年前網上就有個段子,說北方的冬天是物理攻擊,南方的冬天是魔法攻擊;北方人靠設備過冬,南方人靠肉體硬抗。

作為一枚標準的黑龍江人,這個說法還是頗有道理的。到了南方之后,我會日常發現我是最怕冷的那一個。因為我們有過冬的真正神器:暖氣,以及一年中有半年都是采暖期。

很多山海關以南的南方朋友(對,這就是我們東北人定義的南方)非常羨慕我們的“冬日裝甲”。但其實,在我的真實記憶里,眾多東北人冬天要面對的最大問題,就是暖氣。

老舊小區日常出現的采暖不給力;某戶人家忘給暖氣放氣,導致整棟樓采暖水壓不足;甚至很多時候,暖氣過熱無法調節都是個問題。可能有朋友覺得這是站著說話不腰疼。但如果感受過暖氣賊熱,開窗降溫寒流奔涌,老人孩子馬上感冒的情況,或許就會對北方的暖氣換一個看法。

我記憶里黑龍江的冬天確實是美好的,但也會承認有不少“隱秘的角落”存在其中。因為塞北的冬天里,暖氣是如此重要。而一旦這條防線出現問題,那影響的將是一家人的生活。

所以當我知道在哈爾濱,一個用AI改善供暖的故事時,竟會覺得有幾分恍然:如果鐵子們的暖氣都沒毛病了,那俺們那嘎達不得被羨慕死啊?

9月16日,世界自然保護聯盟、新華網攜手華為帶來了“讓科技與自然共生”主題在線論壇,期間邀請了環保界、科技界、產業界的專家和實踐者,分享了科技應對生態挑戰、守護自然資源的多種實踐——而其中一項最讓我在意的,就是哈爾濱的智慧供暖項目。

好吧,讓我們說說新銳的智能與舊夢中的暖氣,兩件聽上去天差地別事物的相遇。好在所有能給人帶來溫暖的遇見,都不會有一點違和。

幸福冬天里,那些“隱秘的角落”

城市集中供暖系統,這個名詞里充斥著濃郁如東北大地的重工業審美。

而與大批重工業基礎設施一同建設的城市供暖系統,也在歲月如歌之后顯現出了一點點斑駁。當然,今天東北的供暖系統依舊是可以引以為傲的工程,但粗放型的管理方式與運行體系,確實在一些角落里顯示出了問題。

比如上文所述的供暖不均勻問題,這就在現有的供暖體系下很難解決。因為片區采用同一套集中式供暖,但熱力分配到每一個居民區,卻會因為供熱系統、房屋設計、管道老化、設備使用率等多種問題產生最終供暖效果的差異。有的小區太冷,有的小區過熱,這種不平衡實質上是難以消除的。

而另一方面,如今居民對舒適生活的要求也越來越高,暖氣也不是越熱越好。雙職工家庭可能希望白天屋內降低溫度,避免供暖浪費;而家有老人孕婦則希望持續獲得高位供暖。這些需求矛盾在每個居民區都有,這也造成了供暖矛盾勢必出現。

另一方面,供暖本身的能源與環境問題也日益凸顯。不知道有沒有朋友跟我一樣,發現如今冬天的天氣已經大不如前。其中漫長的供暖季與城市化、汽車化并行,可以說是主要原因。還回白山黑水之上的藍天,勢必要從供暖上下功夫。

同時,隨著新樓盤增加、煤炭產業生產優化,供暖所需的煤炭資源日趨緊張,供暖成本不斷上升,最終成為社會與家庭的共同負擔。

這些“隱秘的角落”,構成了東北冬天的另一道風景:供暖帶來的矛盾暗流涌動,并且很難在舊有的城市集中供暖技術框架里得到解決。

那么想要解決這些“隱秘”問題,就勢必需要跳出舊有的技術框架,比如說,啟動人工智能來解決問題。

AI+供暖,要整就整個全套的

供暖系統之所以很難精細化、個性化,是因為供暖本身設計就是一個粗放型系統。一般來說,城市供暖系統由兩個水循環系統組成,也就是俗稱的一級網和二級網。一級網通過高溫水循環,負責將熱力從熱源輸送到換熱站,二級網則通過低溫水循環,將一級網輸送的熱量送至千家萬戶。

這套相對簡單粗放的系統里,問題就處在可控制可調節的“關節”太少了。而想要改變集中式供暖帶來的僵化問題,最好的辦法也就是解耦整個流程。

既然傳統供暖的問題是粗放,那么對供暖體系的革新,就需要精細化和智能化的加入,最好能夠將整個供暖流程置入可控、可調、可智能分析與決策的技術邏輯中。這種模式用技術語言說,就叫全棧全流程智能化,用金融術語說叫一攬子解決方案,用我們東北話說,叫“要整得整個全套的”。

從2019年供暖季開始,哈爾濱太平供熱公司就與華為合作了這樣一個項目,讓AI的能力滲透到小區供暖的各個環節中。這套系統,基于物聯網、大數據、人工智能技術對供暖系統進行了全流程改造,并且進行了大量技術試點。

根據哈爾濱太平供熱有限責任公司生產指揮中心主任楊振興的介紹,智慧供暖體系首先選取了系統應用區10%的居民,在家中安裝室溫采集設備,通過物聯網技術,取得大量真實的室溫數據。由于基于物聯網設備提供,能夠檢測到室溫的長時間變化,避免出現有限測量造成的溫度差異。基于這些數據,智能供暖系統開始了智能化的操作。

基于數據分析,智能供暖系統進駐了哈爾濱兩個小區的800戶居民家中,從而實現實現統一溫度調節和用戶自主溫度調節功能具備。而基于這些設備,供熱公司可以分析出不同居民溫度的相互影響,從而進行進一步的智能調控。

接下來,智能供暖系統還包括在樓棟單元中的遠程單元調節設備,通過人工智能技術的調節,解決了單元間的供熱不平衡問題。以往樓棟單元的不平衡供熱,可以通過人工智能的干預和匹配得到最大效率的優化。

而在換熱站方面,智能供暖系統也在現有的SCADA系統上,疊加了人工智能的調控技術,通過人工智能大腦,指揮全網122座換熱站進行精細化調控,以往站點調節對全網的影響是粗放和模糊的,只能依靠經驗來控制。而在加入AI大腦后,可以計算全網換熱站的數據,進行智能化的合理調配。這也讓換熱站可以變成真正意義上的無人值守。

再向上游走,這些從用戶、單元到換熱站中留存的數據,就可以被用來反推出熱源的生產數據,從而指導熱源生產的合理性分配。由傳統的、粗放式的、基于天氣預報和人工經驗制定按日級的生產計劃,轉換為人工智能系統基于小時級、多時段、多維度環境參數的生產計劃和智能調控。可以基于室外24小時溫度變化,對供熱生產進行實時化調節,實現能效比的最優解。

在上一個采暖季,智能供暖系統通過全面感知、智能決策,以及可視化的管理系統,基于人工智能、物聯網與大數據技術的聚合,實現了一系列產業價值的迸發。期間,在1433萬平方米的熱網內,智能供暖系統覆蓋了換熱站122座、涉及居民6萬6千戶,用戶自主調控覆蓋了21萬平方米的居民區,最終實現了全采暖期節能2.62%,EI投運集中控制期間節能6.8%。全采暖期折合后,共節省標準煤5193噸,減少了碳排放3397噸,減少了CO2的排放12461噸、SO2110噸、NO187噸,城市空氣質量改善作出了重要貢獻。

等到2020到2021采暖期,智能供暖系統預計將新增三個試點小區,涉及40余萬平方米供熱面積,4700余戶居民,并且計劃逐年擴大試點范圍,讓冰城感受到AI的溫暖。

整個看下來,我們會發現基于華為供熱智能體,在哈爾濱投入應用的智能供暖系統,可以實現全網聯動、全流程可控的智能化交接能力。既實現了居民供熱體驗的保障,以及對居民差異化供熱需求的滿足,又實現了節能減排,總體熱量消耗下降。

都說我們東北人過日子不精細,但這筆青山綠水藍天白云的賬,我們心里還是清清楚楚的。

北方的雪,觸摸到時代的溫度

如果說,用一句話形容我們正經歷的技術巨變,那或許可以表達為:依靠技術聚合紅利,激活產業聚合價值。人工智能、大數據、云計算5G、物聯網,這些技術的集體成熟打開了技術融合與協作的全新機遇,將它們巧妙集成于同一個產業需求中,可以有效實現產業智能化升級,帶來提質增效等一系列產業價值。

這股溫暖的觸覺可以從哪里感受到?答案也許就在哈爾濱飄飛的雪花里。作為民生基礎設施重中之重的供暖,與時代的技術變革邂逅,將民生優化、環保提升與產業智能化融合在了一起。在我們積極討論新基建的時候,哈爾濱政府已經在新基建與數字經濟機遇中做出了一個有益探索。

哈爾濱政府相關部門及哈爾濱太平供熱公司,基于華為AI技術完成的智慧供暖合作,雖然目前是試點階段,但已經可以看到產業與社會價值邏輯上的重大變革。我們可以將其總結為哈爾濱AI+供暖的“一箭三雕”:

1、社會價值:居民供暖體驗更優質,供暖效果更平衡準確,供暖自主性極大增強。有效提升了居民的生活體驗與生活質量,確保了民生這個最高價值的實現。

2、環境價值:智慧供暖通過智能數據分析與智能決策,實現了有效的預測性、實時化供暖調節,有效實現了節能減排,帶來了環境價值的巨大提升,讓哈爾濱的藍天更加剔透。

3、產業價值:在廣袤的北方,供暖行業屬于社會支柱性行業,并且具有典型的傳統制造業特征。AI加持智慧供暖,也是探索制造業升級轉型的有益嘗試,為供給側改革與新基建產業探索推開了一扇大門。

技術可以有溫度,技術可以為更多人服務。華為面向“數字包容”話題提出TECH4ALL倡議和長期行動舉措。Tech4ALL正是華為“把數字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織,構建萬物互聯的智能世界”的愿景與使命的體現。

從守護全球熱帶雨林,到保護東北虎回家,再到黃河防汛、哈爾濱供暖,TECH4ALL正在用愈發堅定、跨越、創新的方式,回答人類關于“技術究竟是什么”“技術能為人類帶來”什么的深遠問題。

科技有溫度,城市有溫暖。或許你曾經認為新ICT技術距離你十分遙遠。但就像我發現AI技術原來已經融入了我家鄉的暖氣中一樣,你會在下一個路口,在你生活的必經之處,在那些與你想要幫助的人聯系里,發現ICT技術的價值,發現TECH4ALL的身影。

當時代之風吹起,我們不需要隱秘的角落,而是需要技術把溫暖帶進每一個人的冬天。

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