智慧型低碳學校管理方案

2021-03-04 04:29:12 字數 4299 閱讀 5650

you can』t manage what you don』t measure. william edwards deming

沒有測量,就沒有辦法管理 w.e. 德明, 管理學的奠基人之一

現代的學校是乙個綜合的社群,使用了大量的現代化的裝置,消耗著相當可觀的能源。沒有乙個教學或者社會活動,看不到使用能源的蹤影。而對能源使用的精細化測量和管理,不但節約了能源的使用,保護環境,而且可以引申出很多的智慧型化的管理概念,使得學校在低碳的理念下,高效率地智慧型化地運作。

對能源管理所建設的基礎設施,如能源管理的物聯網,智慧型電表,能源資料傳輸網路等,可以創造性地應用於更多的管理領域,如教師移動辦公管理,裝置使用及資產管理等。其根本原因,乃在於能源管理的物聯網系統,提供了對無處不在的能源使用的精細測量手段,從而直接地或者間接地提供了用於管理的基本資料。從而為學校的管理者和廣大師生的活動實施職能管理,提供了基本依據和手段。

isockets (格物)物聯網能源管理系統,是北京鼎慶軟體技術****的專利產品。它包括:

若干個安裝於電力裝置的供電埠的格物終端裝置,有機地把電力引數測量,物聯網資料傳輸,和根據測量結果進行的閉環控制整合在一套電路當中,通過inter*** 與伺服器通訊。格物終端外觀也有各種不同的形式,以適應不同使用場景的需要。可以是插線板,pdu,空開,或者牆內電源插座等。

見圖一。

一套管理軟體系統,可以安裝於學校或機關的內部網伺服器上,也可以由能源管理服務公司託管。它對格物終端輸送上來的各種能源使用的資料進行分析和管理,並通過各種智慧型移動終端,如iphone, ipad 實現實時遠端控制,從而實現各種管理策略。

圖一:格物智慧型終端的形態

isockets (格物)物聯網能源管理系統的基本應用概念見圖二。

對物的管理,實際上是對人的管理,是對人的行為的管理。格物物聯網系統管理的基本原則,是一種行為管理,是使用技術手段,實現了對人們行為的監督和規範,從而直接或者間接地對活動進行管理。以節能為例,離開辦公室前關閉飲水機是一種節能的行為,但是在實踐中,80%以上的辦公室的飲水機都是日夜常開的。

安裝格物物聯網插座,可以隨時隨地監測到飲水機是否在開著,可以手動關閉,也可以與簽到系統聯動,下班後自動關閉。這就是使用技術手段,規範人們節能行為的乙個例子。

管理的目的,不是約束人們的活動,而是通過人和物的互動,使得人們的活動更加靈活,更加高效,更加智慧型。格物物聯網系統的管理原則,為人們提供了對物的管理的高階手段,使得各種活動更有趣味性,更加靈活,更加誘人,從而把管理作為一種樂趣,作為一種生活品質的提高。同時這也就刺激了人們從生活品質的需求出發,尋找物聯網管理的更高的層次。

具體說來,在學校的活動中,格物物聯網系統可以提供如下幾方面的管理:

節能管理:通過閉環控制,對各種電器裝置實行遠端檢測,自動執行必要的節能策略;

負荷管理:通過遠端監測回路上用電負荷的變化,**負荷超載的可能,報警並採取必要的控制策略,以保護配電裝置和電網;

能源使用定額管理:精細化的能源政策,不僅杜絕了能源的浪費,而且提高了每乙個人員的節能意識;

資料中心管理:實時監測各種裝置的用電負荷,無人值守,調節機器的配置,與溫度控制聯動,節約大量的能源消耗;

移動辦公管理:提高辦公室空間的使用率;

電化教學及計算機實驗室的個性化管理:與課表和教學/實習內容聯動,不但節約了能源,而且大大地提高了教學效率;

裝置及資產管理:統計每一台教學或實驗裝置的開機時間,合理安排裝置的維修,為裝置配置,購買,計畫等提供基礎資料;

公用裝置的使用管理:實時監測每一台裝置的在用或空閒,提供預約服務,減少師生的等待排隊,同時也減少裝置的空閒。

圖二格物物聯網在學校中的應用示意

這是一種行為節能管理,通過關閉不需要的閒置裝置,可以節約大量的電能。如熱水器可以節約40% 以上。相對於日夜不關的計算機,實行下班關機的自動策略可以節約能源消耗56% 以上。

主要是智慧型配電盤,智慧型插座板,和牆內插座,根據使用的需要和測控的精細粒度決定。

遠端監測的資料為電壓,電流,功率,該裝置使用的總電能,開機和關機狀態等。

定時,定量和實時監控相結合,可以根據組織結構分層次管理。同時,可以通過email 或手機簡訊提醒,社交網路,大屏或者**節能實時顯示等行為管理措施促進節能意識。

控制裝置的開關可以通過繼電器,配電盤上的接觸器,紅外,溫度調節器等直接或者間接的手段。

根據實測結果,幾種典型的裝置的節能效果是非常顯著的。更重要的是,學校賦有教育學生節能低碳,保護環境的責任,培養學生的節能意識的社會效益,乃是學校的基本工作之一。

這是一種技術風險管理,也是智慧型電網的基本組成節點。通過實時監測所有用電裝置的用電負荷和狀態,可以**負荷的變化,對負載超限作出預報和警告,並執行預先制定好的對策,減少負荷,保護用電迴路和變壓器,避免電網的波動。

主要是智慧型配電盤,應該對每乙個主要用電迴路至少安裝一套智慧型配電盤,根據測量的精細粒度決定。

在執行斷電策略的時候,希望對工作和生活的干擾減少到最小。因此,最好在大負荷用電裝置,如空調的接入端也安裝有格物終端如插座或配電盤,從而增加控制的精細程度。

遠端監測的資料為電壓,電流,功率,該裝置使用的總電能,開機和關機狀態等。

優先順序斷電保護,可以先停掉優先順序最低的裝置,如熱水器。可以根據組織結構分層次管理。

大負荷斷電策略,可以先停掉不是必須的最大的用電負荷。

最小干擾策略,可以分時輪流停掉不同的裝置,比如每個樓的熱水器輪流停15 分鐘,空調系統提高溫度一度。

控制裝置的開關可以通過繼電器,配電盤上的接觸器,紅外,溫度調節器等直接或者間接的手段。

對於學校的本地配電網路,它可以有效地減少學校用電的峰值,從而減少電網對學校強行停電的風險,保證學校的正常工作。

對於國家電網,這些措施實際上是智慧型電網配電系統智慧型化的重要組成部分,它是智慧型電網的最後一公里。

可以對單位或者個人規定最大功率,或者總體消耗方面的定額,從而將能源管理與每個人的行為掛鉤,同時也增加了管理的精細粒度。

這是一種經濟計畫管理。計算中心的伺服器絕大多數時間是常開的。遠端控制主要用於無人值守時強制關機和強制開機。

系統的作用主要是對每一台計算機的用電負荷和狀態進行檢測,從而保證所有伺服器的正常執行。同時可以檢測計算中心溫濕度及其他環境引數,從而保證整個計算中心的安全運轉。

主要是帶有溫濕度測量或者其他環境引數測量的智慧型pdu。每乙個pdu 可以有8個單獨測量及控制的電源插口,可以連線8臺計算機裝置。同時pdu 具有溫濕度或其他環境感測器的介面,可以對計算中心的各種環境引數進行測量。

遠端監測的資料為電壓,電流,功率,該裝置使用的總電能,開機和關機狀態等。同時,也可以單獨或者聯合的測量機房或者機架的溫度,濕度等環境引數。

首先,通過與網管軟體的聯合使用,可以真正地實現計算中心的無人值守。對於宕機或者需要重起的機器,可以通過pdu 遠端進行強制斷電和上電重起操作。

通過對每一台伺服器執行狀態的檢測,可以對整個計算中心的運轉情況一目了然。同時,對於一些執行的異常情況,可以實時地報警和遠端做出處理。

由於對每乙個機架的溫濕度都可以單獨測量,可以與機房空調系統聯動,最佳地布置和調節空調的使用,合理控制每乙個機架的溫公升,這將大大地降低了機房的空調的負載,節約大量能源。

無人值守,提高人員的使用效率,提高計算中心的安全係數。

合理使用空調,降低能源消耗。

通過長期的使用,積累了計算機和伺服器的能源指標,對不同的計算機和伺服器,可以建立效能功耗比的技術指標。這就為建設高效低能的計算中心提供了基礎資料。

這是一種新型的教學管理系統,是學校的核心活動。通過與課表系統,教室/實驗室管理系統,以及教案管理系統的聯動,將電化教學裝置或者計算機與教師的教學內容緊密結合起來,提高了教學的效率,減少了教學中不必要的裝置準備時間。

電化教室的裝置由格物插線板控制。同時計算機內以虛擬機器的方式執行,虛擬機器與雲計算相連。可以根據教學內容啟動相應的系統,並根據課表的要求,提前裝載有關的教案和其他輔助教學材料。

遠端監測的資料為電壓,電流,功率,該裝置使用的總電能,開機和關機狀態等,以及虛擬機器的設定。

教室預約,裝置啟用和停止,虛擬機器的內容設定等都是根據課表系統和教師管理系統來控制。

根據課表安排,或者教師的預約日程,系統會自動啟動虛擬機器的伺服器設定,從儲存雲系統中裝載標準的教案,或者由教師上傳需要的材料。

課程開始時,教師簽到後,系統自動啟動所有需要的或者事先預約的教學裝置和計算機的虛擬機器系統,其中已經包括了所有需要的材料。教師可以直接開講,而不需要花費額外的時間去開機,找檔案,配系統等。

課程完成後,教師遷離,所有教案,課堂互動等文件自動儲存在該教師的虛擬機器系統中,並有伺服器儲存為歷史文件。同時,所有教學裝置自動關閉,既節約了能源,也保護了裝置不被非法或過分使用。

此機制也可用於學生使用計算機做試驗等,每個計算機可以完全個性化到符合某乙個學生的特殊需要。

大大降低了教師用於準備教學的時間,根據有關統計,電化教室的裝置準備(連線投影儀,裝載必要的軟體和文件等)花費了至少10% 的上課時間。本方案使得教師可以集中精力教學和與學生交流,提高了教學效率,同時上課也會變得更加有趣。

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