中国铁路上海局集团有限公司杭州房建公寓段
摘要：我段水电能源消耗主要用于办公消耗、单宿使用消耗、公寓接待消耗。根据2018年的实际使用数据，我段每季度平均用电232.2万度电，产生费用160万元；用水5.7万吨，产生费用25万。两项合计费用为185万。这对于我段而言是一笔不小的成本支出，需要加强日常管理，才能合理控制能耗。而在现管理模式中，却存在能耗数据不准确、分配能耗易超额、资源浪费难发现等问题，造成能耗成本难控制的结果。本文以现管理中存在的问题出发，运用物联网加大数据管理理念，通过研发智能水电管理模型，以解决能耗管理中存在的问题，最终达到控制成本、节支降耗的目的。
关键词：能耗管理；物联网；大数据；智能水电管理系统
铁路总公司近年来一直运用信息化手段致力于新系统的开发，来强化各项管理工作，去解决管理中存在的问题。究其原因是通过信息化手段，不仅可以降低用人成本，提高管理效率，还能解决原管理模式中难以解决的问题。我段也积极响应，陆续开发了铁路巡检系统和智慧请修系统。利用系统管理，加强了段对巡检质量的把控；解决了原电话请修服务过程中手续繁杂效率低的问题，实施效果均非常突出。故能耗管理亦可借鉴这些运用信息化技术手段的成功案例，以解决能耗管理中存在的问题。
1、现能耗管理存在的问题及造成问题的原因
1.1能耗超额难管控
根据集团公司要求，单位本年度的目标能耗值需根据集团公司分配能耗值的95%来设定。我段2018年实际共产生能耗费用729.95万元，已经超过了我段2018年设定的目标能耗值。此数据虽未超集团公司分配指标，但已经非常接近了，稍不控制就会超额。若再不解决管理现状问题，不仅会超指标、被考核，还会极大地增加单位的成本支出，难以完成节支降耗的目标。
主要原因是现能耗使用数据只能通过月度发票信息获取，因抄表、发票开具人员均由不同单位人员组成，故造成各点位抄表时间与发票上报时间不同，还经常出现发票上报延迟的情况。这就导致了发票数据并不能直观体现单位时间内车间的实际用量，就很难通过发票数据对车间每月的能耗情况进行管理和考核，车间能耗使用超额了也很难自查自改。最终导致车间能耗使用难以管控，造成能耗超额的现状。所以必须要做到采集数据的统一性，数据统一性包含1、数据采集、上报时间的统一2、数据采集方式的统一。优点就是统计的数据标准，可以以数据为依据，实施管理。
1.2能耗异常难发现
根据2018年统计数据，金华地区5月的用水量是平时用量的4.5倍，这是通过5月发票数据跟以往数据进行对比才发现的。虽然发现数据异常后第一时间联系相关单位去现场解决了漏水的问题，但却造成了资源浪费的事实。
主要原因是数据对比只能通过下个月发票来了才能进行，才能发现能耗异常的情况，若发票寄送不及时，还会继续拖延发现问题的时间，必定导致能耗资源浪费的结果。所以必须要做到数据读取的时效性，要极大缩短获取数据的时间，才能在数据发生异常时，在第一时间发现并做出相应措施来避免资源浪费的发生。
1.3转供回收不及时
我段出租的房子，由承租户使用产生的水电能耗部分即为转供部分。按管理要求，转供部分应每月统一回收一次，现管理中却经常每季、甚至半年回收一次，且存在部分承租户拖欠费用的行为。
主要原因是我段转供点点多线长，且位置分散。每次跑各点现场抄表记录数据都需花费大量时间，且转供点抄表的职责均由科目负责人一人负责，科目负责人还分管着其他好几项工作，时间和精力都难以分配，故导致了现转供点能耗费回收不及时、回收效率低的现状。关于承租户拖欠费用的情况，也只能发催款通知书告知这一种方式，并无其他更好的制约手段。
1.4数据处理不准确
我们对2018年1140个统计数据与发票数据进行了对比，发现有83个数据存在误差，准确率为92.7%。数据采集方式不统一已经造成数据不够直观了，再加上统计的准确率也不能保证100%准确，就让数据的偏差值更大了，若要将能耗数据进行分析对比时，分析结果也就更不能反应实际问题了。
主要原因是每月接近处理上百张发票，且处理发票的步骤较多，再加上又是人工统计数据，就难免会出现数据录入错误的情况。
2、根据问题原因提出解决方案
2.1更换智能水电表
通过更换智能水电表，即可实现数据自动读取功能，解决因抄表、发票上报时间不同，造成数据分析不标准的问题，保证数据读取的统一性，是后续通过数据实施管理的前提。且读取数据不再受空间距离约束，使数据获取方式变得简单高效，极大地提升转供能耗回收的效率。同时将获取最新数据的时间从30天缩短至30分钟，保证数据读取的时效性，是第一时间发现能耗异常的必要条件。其他未能通过更换硬件设备解决的问题，需配合软件功能的实现解决。
2.2搭建软件平台
搭建软件平台是为了接入智能水电读取的数据，配合软件功能的设定，即可实现数据自动统计，从而规避人工统计的弊端，提高数据准确率。在系统对标准额度进行设定，将自动统计的数据与标准额度进行对比，即可自动分析数据得出结论，从而实现用数据对车间能耗使用情况进行管理与考核。在软件功能中设计远程断源功能，即可有效制约承租户拖欠费用的情况。
3、方案实施
3.1市场调查和投入成本分析
硬件部分：通过对市面上已有的智能水电表调查研究，发现现有的硬件技术已经完全可以满足功能上的需求。更换一只智能水电表的价格为460元（含硬件费+配件费+施工费+调试费），经统计我段现水电表数量共125只。故全部更换的费用为5.75万元。
软件部分：同时对网络上现有的智能水电管理系统进行研究对比。发现现有的管理系统一般只满足远程抄表、远程缴费、远程控制通断功能，并不包含数据汇总、数据分析、数据超额提醒及相关管理功能，且购买现有软件的费用均在10万元以上。在考虑到现有软件在功能上并不能完全满足我段的管理需求，且投入成本较大。故联系了软件开发公司进行沟通，最终确定我们负责软件功能设计，软件公司负责开发，此方案的费用为5万元。
故最终硬件加软件合计费用为10.75万元。
3.2更换硬件设备
在更换前，我们对硬件型号进行了逐一确认，最终确定DDS5168型电表和NB-IOT水表符合要求，满足数据自动读取、远程传送功能。随后我们联系了硬件厂家，对41只电表和84只水表，在2019年6月完成了硬件更换工作。
3.3软件功能设计
根据管理现状及需求，我们对对软件功能设计了6大模块。
3.3.1标准额度设定：一是年度能耗值设定。设定好全段全年的目标能耗值，并将能耗值分批给各车间，各车间就能掌握本车间全年的目标能耗值数据。同时设定硬件统一的读数时间，比如设定每月月末统一读数，来保证数据读取的统一性。
二是能耗超额提醒设定。通过实际能耗用量对比分配能耗用量的比值，来做出相应提醒。比如车间实际用量达到分配用量的90%，就用黄色提醒，若超过分配用量，就用红色进行警告，目的就是提醒车间月度用量不要超额度。因能耗受季节影响，故系统会自动将当月实际用量余额，自动补增至下月分配用量额度。其次是将前半小时用量与现在的用量进行对比，并做出相应提醒。增幅超过30%，用黄色提醒，超过50%用红色警告，目的是能第一时间发现能耗异常的情况，避免资源浪费发生。
三是能耗使用评分设定。通过实际用量与分配用量的比值进行评分。目的是用分数对全段各车间每月的能耗情况进行排名。
3.3.2车间能耗使用数据统计：一是各车间能耗使用数据。各车间均有两张表，分为实时统计与月度统计。实时统计即自动统计每半小时的能耗数据，目的是在发生能耗异常情况的时候，用黄色和红色给予提醒与警告。月度统计即统计每月月末自动读取的数据，方便车间与科目负责人掌握车间实际用量。
二是全段月度能耗数据汇总。将全段各车间月度的实际用量汇总至一张总表，在表格中记录各车间每月能耗的实际完成情况，接近分配额度用黄色提醒，超过用红色警告。对超额的车间要求自查原因，填写并上传超额分析。还对每个车间月度能耗使用情况进行了评分，每半年进行一次考评，半年度累计排名前三的车间给予奖励，超额的车间纳入考核。
三是转供能耗使用数据统计。对各转供点每月产生的能耗数据进行统计，并在统计表中设计远程断源功能。若发生承租户欠费的情况，可使用此功能对承租户进行有效制约。
四是对各转供点每月产生的能耗数据进行汇总。
五是扣除转供部分能耗数据统计。全段月度能耗减去转供月度能耗即为全段每月实际产生的能耗值与支出的成本。
3.3.3发票数据统计：统计方式跟车间能耗使用数据统计相同，每月统计一次。利用OCR图像技术自动识别发票信息，通过户号识别与系统户号对应，将数据统计至对应的车间。目的是对比全年自动读取能耗数据与发票统计能耗数据是否存在差异，若存在差异，可将自动读取的能耗数据作为依据对有疑问的发票数据提出质疑，避免单位为错误的数据买单，规避不正确的成本支出。
3.3.4人员架构设定：编辑人员架构，设定职能权限。
3.3.5转供部分缴费管理：提供承租户缴费平台，汇总转供部分缴费记录。
3.3.6图表数据对比：数据通过图表的形式进行对比，便于更直观进行数据分析。
3.3.7手机端微信小程序：承租户绑定账户后，缴费只要通过手机即可完成。科目负责人也可不受时间、地点的限制，随时对欠费的承租户在手机上操作切断能源。
4、效果检查
系统于2019年7月投入使用，以7-12月数据为观察期进行效果对比。效果一：2019年三、四季度能耗较一、二季度能耗降低54.67万元。效果二：19年实际能耗费比目标能耗费减少20.06万元，比18年实际能耗费用降低71.14万元！扣除投入成本10.75万元，要比18年实际能耗费减少60.39万元。效果三：通过智能水电表自动采集数据，掌握最新数据的时间从原来的30天缩短为现在的30分钟，极大地提升了数据处理的时效性。且通过系统自动统计数据，解决了原人工统计数据的弊端，不仅降低了人工成本，准确率也从原来的92.7%提升至现在的100%。
结语
通过研发的智能水电管理系统，解决了原管理模式中，能耗超额难管控、能耗异常难发现、数据处理不准确、转供回收不及时等问题。并通过效果检查，确实降低了单位运营成本，产生了经济效益。为我段各项管理工作步入信息化技术时代，积累了更多经验，使我段管理水平更上一个台阶。
参考文献：
[1]智能水电管理系统的功能