【正文】 天津工業(yè)大學(xué) 節(jié)約型校園建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)與數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān) 需求 及 技術(shù)參數(shù) 一、 節(jié)約型校園建筑能耗監(jiān)管 系統(tǒng)建設(shè) 需求 節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng) 整體 需求 該系統(tǒng)是建設(shè)節(jié)約型校園的核心軟件， 主要 包括 能耗監(jiān)管分析系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺、節(jié)能管理預(yù)測專家系統(tǒng)、電能耗監(jiān)管分析系統(tǒng)、公共用電能耗監(jiān)管分析系統(tǒng)、水耗監(jiān)管分析系統(tǒng)、消防管網(wǎng)用水監(jiān)管分析系統(tǒng)、 燃?xì)饽芎谋O(jiān)管分析系統(tǒng)、 供熱監(jiān)控管理分析系統(tǒng)、 能耗審計監(jiān)管分析系統(tǒng)、預(yù)付費管理系統(tǒng) 、路燈軟硬件控制系統(tǒng) 等綜合管理分析平臺。 軟件系統(tǒng)架構(gòu) 要求 （ 1） 分布式應(yīng)用架構(gòu) 學(xué)校的管理體制相對松散，校內(nèi)人員流 動大，各部處與院系之間具有相對獨立性。針對這樣的高校的行業(yè)特點， 要求 節(jié)約型校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)整體采用松散耦合、分布式的應(yīng)用架構(gòu)。 不同的業(yè)務(wù)類型，采用的數(shù)據(jù)存儲方法和訪問結(jié)構(gòu)不同，因此分布式的軟件架構(gòu)，各個應(yīng)用系統(tǒng)擁有獨立的數(shù)據(jù)庫及處理過程，系統(tǒng)和系統(tǒng)之間采用接口調(diào)用的方式完成，靈活易修改，使得子系統(tǒng)的更新不至于影響到整體。 （ 2） 面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù) 利用 面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù)著重于開發(fā)構(gòu)成應(yīng)用程序“業(yè)務(wù)對象”的可重復(fù)使用的組件，利用這些組件，像搭積木一樣的建立分布式應(yīng)用程序。在異構(gòu)分布環(huán)境下為不同機器上的應(yīng) 用提供了互操作性，并無縫地集成了多種對象系統(tǒng)；另一方面， 大大加快了軟件開發(fā)的速度，降低了軟件開發(fā)和再開發(fā)的成本。 高校的需求變化相當(dāng)頻繁，當(dāng)需要實現(xiàn)新的需求的時候， 充分利用 面向組件的應(yīng)用程序更易于擴展 這一特點， 提供一個新的組件，而不去影響那些和新需求無關(guān)的組件。這些特點使得面向組件的開發(fā)降低了該系統(tǒng)長期維護的成本，這是一個非常實際的問題。 （ 3） 面向服務(wù)的接口框架 系統(tǒng)支持 SOA 的集成架構(gòu)，應(yīng)用組件 應(yīng) 廣泛采用先進的 Web Service接口。 系統(tǒng)將服務(wù)接口、實現(xiàn)、部署、調(diào)用完全分離，通過配置的形式靈活的 組裝，綁定，既能夠?qū)Ω黝惙?wù)應(yīng)用的訪問接口分散開發(fā)，同時又可以集中控制服務(wù)訪問權(quán)限，實現(xiàn)服務(wù)訪問審計。 各服務(wù)模塊 之間， 以及 服務(wù)與后端應(yīng)用程序之間能夠可靠地相互通信 ，在服務(wù)的調(diào)用方面 支持多種傳輸協(xié)議以及多種通信模型，傳輸協(xié)議包括HTTP、 HTTPS、 JMS 等 協(xié)議，通信模型 則提供 同步和異步通信 。 能夠持久有效 的 保護和管理服務(wù)， 提供對服務(wù)調(diào)用的 安全、審核 和 日志 管理。 知識產(chǎn)權(quán)要求 需要向用戶提供所有應(yīng)用軟件的全套開發(fā)技術(shù)文檔 和 程序源代碼， 主要包括可運行的系統(tǒng)、技術(shù)文檔、系統(tǒng)維護說明、系統(tǒng)培訓(xùn)資料以及有關(guān)系 統(tǒng)接口的技術(shù)說明等 雙方共享知識產(chǎn)權(quán)。 應(yīng)用程序的開發(fā)和運行結(jié)構(gòu) 要求 系統(tǒng)開發(fā)及運行結(jié)構(gòu)基于后臺數(shù)據(jù)庫的三層架構(gòu)，即 Web 服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 ： Web 層負(fù)責(zé)對應(yīng)用的展示，應(yīng)用層封裝業(yè)務(wù)邏輯，數(shù)據(jù)庫服務(wù)層提供聯(lián)機事務(wù)處理。在三層架構(gòu)基礎(chǔ)上，采用 MVC（ ModelView Controller）加上服務(wù)容器的體系架構(gòu)，支持各層之間的松耦合，從而做到服務(wù)到業(yè)務(wù)流程 的 可配置和可重構(gòu)。將其它應(yīng)用包裝為服務(wù)，有效、無縫地接入到服務(wù)容器，實現(xiàn)與其它應(yīng)用程序集成。 可視化開發(fā)環(huán)境，集分析、設(shè)計、構(gòu)造（開發(fā) /編譯 /測試 /打包）、部署等于一體，從需求分析、設(shè)計到代碼自動生成，均在統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境中完成，實現(xiàn)開發(fā)過程的自動化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，保證從需求到實現(xiàn)的一致性和可追蹤性。 標(biāo)準(zhǔn)化 要求 （ 1） 需求調(diào)研分析過程的標(biāo)準(zhǔn)化：采用標(biāo)準(zhǔn)的需求調(diào)研分析工具，如UC 數(shù)據(jù)調(diào)研分析工具、軟件需求說明編制工具等； （ 2） 設(shè)計與開發(fā)過程標(biāo)準(zhǔn)化：設(shè)計與開發(fā)按照《 GBT85672022 計算機軟件文檔編制規(guī)范》，采用面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計方法，遵循 UML 設(shè)計規(guī)范等； （ 3） 系統(tǒng)組件標(biāo)準(zhǔn)化：數(shù)據(jù)訪問服務(wù)、信息門戶、身份管理、身份安全審計 、等組件均采用相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，可以與其它符合規(guī)范的第三方平臺與應(yīng)用實現(xiàn)對接； （ 4） 系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化：數(shù)據(jù)訪問接口、應(yīng)用集成接口、身份認(rèn)證接口均采用相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，方便第三方應(yīng)用的接入； （ 5） 信息規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化：信息規(guī)范采用《國家經(jīng)濟信息系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范》、《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 信息分類編碼規(guī)定》（國標(biāo) GB702686）和教育部公布的《高等學(xué)校管理基本信息集》（教信息 [1994]1 號）等； （ 6） 運行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)支持 Windows平臺，支持 Web Sphere、 Tomcat等多種應(yīng) 用服務(wù)器，支持 SQL 等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，充分適應(yīng)各類主流運行環(huán)境； （ 7） 信息安全標(biāo)準(zhǔn)化：安全策略、密碼與安全設(shè)備選用、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、安全管理等設(shè)計符合我國信息安全法律法規(guī)。 安全性 要求 （ 1） 數(shù)據(jù)安全性 系統(tǒng)數(shù)據(jù)是整個系統(tǒng)的核心，是保障系統(tǒng)正常運行的重要部分，如何保證數(shù)據(jù)安全性是系統(tǒng)在設(shè)計上必須充分考慮的問題。 在軟件方面需要 通過以下 幾 方面 實現(xiàn) 數(shù)字節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)安全： ? 數(shù)據(jù)庫安全策略 數(shù)據(jù)庫安全可以分為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全。系統(tǒng)安全包括在系統(tǒng)級別上，控制數(shù)據(jù)庫的存取和使用機制，如有效的用戶名 /密碼組合、用戶模式對象的可用磁盤空間數(shù)量、用戶的資源限制。系統(tǒng)安全機制檢查用戶是否被授權(quán)連接數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫審計是否是活動的，用戶可以執(zhí)行哪個系統(tǒng)操作。數(shù)據(jù)安全包括在模式對象級別上，控制數(shù)據(jù)庫的存取和使用的機制，如哪個用戶有權(quán)存取指定的模式對象，在模式對象上允許每個用戶采取的動作，每個模式的審計動作。 ? 數(shù)據(jù)自身安全性 所有存儲在 數(shù)字節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng) 數(shù)據(jù)都經(jīng)過加密存放在系統(tǒng)，杜絕各種可能對數(shù)據(jù)的直接非法訪問和篡改。在系統(tǒng)的二級服務(wù)器上的數(shù)據(jù)也都具有校驗，防止被惡意篡改后上送到 管理終端 。所有數(shù)據(jù)在經(jīng)過各個節(jié)點環(huán)節(jié)時都是一個自動備 份的過程，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，可以在各個節(jié)點層次上將數(shù)據(jù)還原恢復(fù)。 ? 備份策略 如果系統(tǒng)遭受硬件或存儲 媒體 故障，則 “備份 ”工具可以保護數(shù)據(jù)免受意外的損失。 系統(tǒng)必須提供可靠的備份策略 。 完整性 要求 在 保障硬件和軟件的穩(wěn)定性 基礎(chǔ)上 ，從應(yīng)用系統(tǒng)角度出發(fā)，進一步提高系統(tǒng)的高穩(wěn)定性。實現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)庫和本地庫的自動切換功能，使應(yīng)用系統(tǒng)在遭遇網(wǎng)絡(luò)故障時能夠自動的切換到本 地數(shù)據(jù)庫上，不影響數(shù)據(jù)的正常讀取和存儲；終端設(shè)備的大容量內(nèi)置存儲模塊設(shè)計，在系統(tǒng)的下層網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，依然可以正常運行。 應(yīng)用系統(tǒng)中采用異常捕捉機制，大量的異常捕捉陷阱最大程度的捕獲系統(tǒng)運行過程可能遇到的各種異常情況，并針對具體的異常采取具體的應(yīng)對措施，避免因異常而導(dǎo)致系統(tǒng)的數(shù)據(jù)災(zāi)難和中斷運行；系統(tǒng)終端都設(shè)計自動檢測和故障報警功能，讓管理人員和使用人員能夠及時發(fā)現(xiàn)并報修解決問題。 另外軟件系統(tǒng)需要保證從智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)傳送的數(shù)據(jù)完整和實時性。 可擴展性 要求 數(shù)字節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng) 是一個大型的管理系統(tǒng)，如果在方案設(shè) 計時沒有考慮系統(tǒng)的擴展 性 ，那么系統(tǒng)將很難適應(yīng)將來學(xué)校后續(xù)信息化建設(shè)的需要，還有 可能導(dǎo)致學(xué)校的信息建設(shè)重復(fù)投資和資金浪費現(xiàn)象。此外，還需要充分考慮 數(shù)字節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng) 與其他系統(tǒng)之間的接口連接，方便與第三 方 軟硬件和系統(tǒng)進行集成。 可擴展性主要要求如下 ： （ 1）專為 數(shù)字節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng) 提供定制開發(fā)的應(yīng)用擴展工具，如管理系統(tǒng)定制工具、數(shù)據(jù)分析定制工具、工作流程定制工具，加上校園數(shù)據(jù)中心、中間件等。 （ 2）原子化結(jié)構(gòu)設(shè)計 系統(tǒng) 要 采用原子化結(jié)構(gòu)設(shè)計，所有具體業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)全部是對基礎(chǔ)模塊的整合、調(diào)用，系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)校的具體要求， 采用搭積木的方式方便快速地構(gòu)建具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)。 （ 3）通用規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議 系統(tǒng)上層網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議采用當(dāng)前流行的標(biāo)準(zhǔn)通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議： TCP/IP，使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和可以非常簡單地擴充，并方便與其它系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)信息交換；下層網(wǎng)絡(luò) 滿足 TCP/IP、 CAN 總線、 485 總線等多種通訊方式，并借助系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)通訊模塊包可以很容易的實現(xiàn)與第三方終端設(shè)備連接通訊，從而大大降低系統(tǒng)對終端設(shè)備的依賴性，擴大用戶的選擇范圍。 （ 4）標(biāo)準(zhǔn)開放式的數(shù)據(jù)接口 在建設(shè) 數(shù)字節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng) 之前學(xué)校各個部門已經(jīng)開發(fā)使用了各種業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，為了保 護學(xué)校原先投資，節(jié)約的建設(shè)成本，同時也是保證現(xiàn)有部門業(yè)務(wù)的平滑過渡，系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)開放數(shù)據(jù)接口供第三方應(yīng)用系統(tǒng)使用，通過提供函數(shù)、過程以及遠(yuǎn)程服務(wù)等多種方式極大的方便了與其他系統(tǒng)之間的集成。 廠商提供智能表具的統(tǒng)一管理 開發(fā) 平臺 ,管理平臺具有二次開發(fā)功能，在廠商支持下，校方能進行自主系統(tǒng)開發(fā)，自主開發(fā)系統(tǒng)校方享有獨立知識產(chǎn)權(quán)。 其它要求 （ 1）與天津工業(yè)大學(xué)預(yù)留數(shù)字化校園系統(tǒng)集成接口：實現(xiàn)與數(shù)字化校園的無縫對接，利用現(xiàn)有統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)，在數(shù)字化校園的信息門戶實現(xiàn)不同帳戶可以擁有不同的權(quán)限來管理或查詢 相關(guān)節(jié)能監(jiān)測數(shù)據(jù)。并實現(xiàn)節(jié)能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)校內(nèi)其他系統(tǒng)共享。 （ 2） 能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有宿舍電能管理系統(tǒng)的完美對接，實現(xiàn)對宿舍電能數(shù)據(jù)的接收、分析與展示。 （ 3） 與已建校園一卡通系統(tǒng)集成對接：系統(tǒng)繳費實現(xiàn)能按指定寢室、指定用戶實現(xiàn)一卡通繳費。 （ 4）提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)關(guān)協(xié)議接口，支持多廠家計量表具，實現(xiàn)平臺網(wǎng)關(guān)與設(shè)備的無關(guān)性，便于后續(xù)計量表具的單獨采購。 （ 5）系統(tǒng)開發(fā)完成后，必須向天津工業(yè)大學(xué)提供項目開發(fā)相關(guān)文檔、與數(shù)字校園預(yù)留的接口文檔等。 （ 6） 投標(biāo) 單位要有高校節(jié)能 綜合管理 平臺 （主要包括：電能監(jiān)管系統(tǒng)、供水監(jiān)管系統(tǒng)、 能 源監(jiān)管 專家系統(tǒng)、能耗審計分析系統(tǒng) 、 公共用電能耗監(jiān)管系統(tǒng) ） 的開發(fā)經(jīng)驗，并具有 3 個以上 成功 的 高校節(jié)能 綜合監(jiān)管 平臺應(yīng)用案例 ，其中最少有一所學(xué)校屬于住建部和教育部立項的建筑節(jié)能示范高校 。 1 時間要求 :2022 年 12 月 15 日前完成系統(tǒng)的主要功能 。 1 投標(biāo) 單位資質(zhì)要求：獲得 ISO9001:2022 質(zhì)量管理體系 認(rèn)證 ； CMMI 3 級以上 能力成熟度模型集成 評估；是 國家規(guī)劃布局內(nèi)重點軟件企業(yè) ；獲得過國家信息安全服務(wù)證書 ， 軟件企業(yè)認(rèn)定證書 ， 工業(yè)和信息化部 認(rèn)定的 計算機系統(tǒng)集成 證書 2 級（含 2 級）以上 等高水平資質(zhì)證明 。 二、 數(shù) 據(jù)網(wǎng)關(guān)要求 技術(shù)要求 (1) 具有低功耗嵌入式系統(tǒng) /微控制器結(jié)構(gòu)，最大電源消耗小 于 10W， 工作溫度： 5～ 60℃，相對濕度： 0～ 90﹪ ； (2) 支持 DL/T 645199 CJ/T 1882022 通信規(guī)約和技術(shù)條件； (3) 支持兩種數(shù)據(jù)采集模式：數(shù)據(jù)中心指令采集和主動定時采集，且定時采集的時間間隔可以秒為單位進行配置，其范圍為 60 秒 — 86400秒（一天）； (4) 具有實時時鐘和自動同步功能； (5) 具有存儲至少 2 周歷史數(shù)據(jù) (按 60 分鐘保存 1 次數(shù)據(jù)計算 )的能力； (6) 具有識別和傳輸計量裝置運行狀態(tài)的能力； (7) 具有高可靠性，平均無故障時間 不少于 10 萬小時； (8) 具備 1 個 10/100Mbps 以太網(wǎng)絡(luò)接口； (9) 具有 1 個隔離的 RS485 總線接口，按照 32 臺計量裝置配置，確保系統(tǒng)實時性、可靠性； (10) 具有遠(yuǎn)程傳輸功能： 支持校園網(wǎng)絡(luò) 遠(yuǎn)程傳輸能耗數(shù)據(jù)。傳輸方式為： ? 網(wǎng)絡(luò)層使用 IP 協(xié)議； ? 傳輸層使用 TCP/UDP 協(xié)議； ? 加密層使用點對點加密協(xié)議。 功能要求 (1) 支持多種類型的計量裝置進行數(shù)據(jù)采集，包括電能表（含單相電能表、三相電能表、多功能電能表）、水表、燃?xì)獗怼幔ɡ洌┝勘淼取? (2) 智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和計量裝置之間采用符合各相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。對于電能表，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 6451997《多功能電表通信規(guī)約》執(zhí)行。對于水表、燃?xì)獗砗蜔幔ɡ洌┝勘?，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CJ/T 1882022《用戶計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》執(zhí)行。 (3) 支持 最大 不少于對 32 臺計量裝置進行數(shù)據(jù)采集。 (4) 支持根據(jù)數(shù)據(jù)中心命令采集和主動定時采集兩種數(shù)據(jù)采集模式，且采集周期可以從 60 秒到 1 天靈活配置。 (5) 支持對能耗數(shù)據(jù) 15 天以上的存儲。 (6) 應(yīng)支持?jǐn)帱c續(xù)傳功能，即如因傳輸網(wǎng)絡(luò)故障等原因未能將數(shù)據(jù)定時遠(yuǎn)傳，則待傳輸網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)應(yīng)利用存儲的數(shù)據(jù)進行斷點續(xù)傳。 (7) 智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān) 與 數(shù)據(jù)中心 之間 支持 AES 點對點 加密 通訊，密鑰管理由數(shù)據(jù)中心 平臺統(tǒng)一管理 。 (8) 支持向多個數(shù)據(jù)中心（服務(wù)器）并發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)。 (9) 具備本地配置和管理功能 (專用接口配置與 升級 維護等 )。 (10) 支持?jǐn)?shù)據(jù)中心 平臺一體化 配置和管理功能。 (11) 支持對數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)故障的定位和診斷，并支持向數(shù)據(jù)中心上報故障信息。 三 、 建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng) 及數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān) 性能指標(biāo) 序號 模塊劃分 基本功能需求 能耗監(jiān)管分析系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺 完成統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺；公共數(shù)據(jù)庫平臺；能耗采集平臺：基于工業(yè) 實時 Web 服務(wù)、國際標(biāo)準(zhǔn) OPC 服務(wù)、現(xiàn)場設(shè)備組態(tài) 等 為核心技術(shù) ，實時采集各項能耗數(shù)據(jù)并寫入公共數(shù) 據(jù)平臺，為上層各個應(yīng)用提供堅實可靠的數(shù)據(jù)支撐；統(tǒng)一通訊平臺：包括Emai