7月31日，在“5G物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì )”上，華為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品線(xiàn)副總裁刁志峰表示，“NB-IoT在協(xié)議標準上屬于5G，這一塊的部署可稱(chēng)為5G NB-IoT；此外，投資NB-IoT，就是投資5G。”

NB-IoT全稱(chēng)為窄帶物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，在華為的推進(jìn)下，于2016年6月，在3GPP正式凍結，確立了協(xié)議標準。

NB-IoT具備四大特點(diǎn)：

廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現有的網(wǎng)絡(luò )增益20dB，相當于提升了100倍覆蓋區域的能力；

具備支撐連接的能力，NB-IoT一個(gè)扇區能夠支持10萬(wàn)個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò )架構；

更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機時(shí)間可長(cháng)達10年；

更低的模塊成本，企業(yè)預期的單個(gè)接連模塊不超過(guò)5美元。

為什么智慧供熱應用選擇NB-IoT？

我國北方城鎮供熱被稱(chēng)為區域供熱或者集中供熱，即在人口密集區，建設覆蓋一定居住人口的熱力管網(wǎng)以及支撐該人群取暖熱負荷的集中熱源。以水為載體，將熱源生產(chǎn)的熱沿著(zhù)熱力管網(wǎng)輸送至各個(gè)居住小區，而在小區內建設獨立的二次網(wǎng)循環(huán)系統，通過(guò)換熱機組將熱力主管網(wǎng)的熱交換至二次網(wǎng)，通過(guò)二次網(wǎng)在住宅中的循環(huán)散熱，保證住戶(hù)室內在寒冷的冬季保持溫暖舒適，從而將熱源生產(chǎn)的熱消費掉。因此，城鎮供熱系統有兩大特點(diǎn)：供熱系統網(wǎng)絡(luò )化、覆蓋人口密集區。這兩大特點(diǎn)，決定了城鎮供熱系統在信息化過(guò)程中非常適用基于運營(yíng)商的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò )。即NB-IoT協(xié)議。

運營(yíng)商的蜂窩網(wǎng)絡(luò )覆蓋了全球超過(guò)50%的地理面積，90%的人口，是一張覆蓋完整的網(wǎng)絡(luò )。因此，基于運營(yíng)商的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議非常適合包括城鎮供熱在內的城市公共事業(yè)服務(wù)的信息化建設。

(圖片來(lái)源：瑞典N(xiāo)xity)

當前，5G作為我國國家戰略，5G網(wǎng)絡(luò )的建設走在世界各國之前，三大運營(yíng)商已經(jīng)完成NB-IoT協(xié)議在現有4G網(wǎng)絡(luò )中的部署，全國范圍內已經(jīng)可以商用。而在5G網(wǎng)絡(luò )中，本身就包含NB-IoT協(xié)議。因此可以說(shuō)，在中國，基于NB-IoT協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)完全可以商用。

NB-IoT云控閥

在智慧供熱中如何應用

在城鎮供熱若干年的信息化進(jìn)程中，換熱站自控以及熱力管網(wǎng)的水力計算一直是核心業(yè)務(wù)系統。系統管理控制的思路是熱源的負荷預測，以及一次管網(wǎng)的熱負荷分配。而隨著(zhù)智慧供熱概念的提出，以及互聯(lián)網(wǎng)、大數據、云服務(wù)等新技術(shù)的推動(dòng)，城鎮供熱企業(yè)作為傳統工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，已經(jīng)可以改變看天生產(chǎn)的粗獷管理方式，通過(guò)信息化系統，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，熱消費側的各種設備數據采集精確把握用戶(hù)用熱需求，通過(guò)實(shí)時(shí)控制設備來(lái)實(shí)現真正意義上的按需供熱，達到二次網(wǎng)水力平衡調節，減少過(guò)量供熱的浪費現象，不但能夠大幅節能，而且為北方城市的冬季減霾做出貢獻。

基于末端控制的調節思路如下圖：

過(guò)量供熱：頂底邊用戶(hù)用熱需求不同，供熱不均

解決方案：通過(guò)智能云控閥(NB-IoT)調節達到用熱平衡，按需供熱。

智能云控閥作為末端能效調節設備，不僅僅能夠節能增效，相當程度上也能夠提升供熱公司針對熱用戶(hù)的服務(wù)功能，在實(shí)現更精細的用戶(hù)管理基礎上，大限度地減少人力成本。

服務(wù)更專(zhuān)業(yè)

智能云控閥不僅僅具備流量調節功能，同時(shí)采集熱用戶(hù)回水溫度，結合熱用戶(hù)所在換熱站的運行數據，例如二次網(wǎng)供溫、循環(huán)泵運行頻率，二次網(wǎng)供壓等數據，在云端進(jìn)行運算，讓運維人員更了解用戶(hù)，了解熱用戶(hù)的實(shí)時(shí)用熱情況，從而提升熱用戶(hù)的體驗和感受。

管理更規范

智能云控閥同時(shí)具備鎖閉閥的一切功能，因此，與供熱公司的繳費系統、客服系統結合，可以通過(guò)云控閥實(shí)現更精細，更規范的管理。例如對于欠費用戶(hù)，可以通過(guò)閥門(mén)限制熱用戶(hù)的用熱，控制室溫，達到催繳的目的。對于報停用戶(hù)，可有效的關(guān)斷熱供給，進(jìn)一步減少熱浪費。

運維成本更低

智能云控閥作為一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備，基于運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )，保持永久連接狀態(tài)，運維人員通過(guò)Web，手機APP隨時(shí)可以到達該設備。從而大大減少運維人員跑用戶(hù)、跑站、與用戶(hù)當面溝通等高運維成本。

智慧供熱給供熱行業(yè)帶來(lái)的變革

所謂智慧供熱，即利用當今先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云服務(wù)等產(chǎn)品技術(shù)，改變傳統供熱企業(yè)粗放的生產(chǎn)及管理運營(yíng)方式，提高能源利用效率，實(shí)現數據支撐下的按需供熱，大大減少過(guò)量供熱等能源浪費。要知道，我國北方城市一個(gè)冬天的供熱能源消耗，和英國全國一年所有能源消耗相當。只有熱用戶(hù)用熱、供熱企業(yè)供熱更精細、更智慧，讓每一份熱發(fā)揮價(jià)值，我們才能真正建設節約型社會(huì )，才能讓人們享受冬日溫暖的同時(shí)，還大家青山綠水。

如何利用物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數據等先進(jìn)技術(shù)，我們認為，首先，要改變供給側節能的思路，從末端控制著(zhù)手，每棟建筑的建筑年代、建筑特性、節能保溫效率、每戶(hù)家庭的面積、朝向、用熱習慣等都不相同，因此，必須對每戶(hù)家庭熱供給進(jìn)行調節控制，才能真正實(shí)現按需供熱，不浪費每一份熱。而當前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，云服務(wù)技術(shù)，為我們實(shí)現真正的智慧供熱提供了可能。

每一戶(hù)家庭的入戶(hù)管道上加裝基于NB-IoT協(xié)議的智能云控閥，每個(gè)智能閥都通過(guò)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )連接云端，向云端調度控制服務(wù)上傳數據，并響應指令，進(jìn)行用熱調節。根據該家庭的面積、朝向、天氣影響、甚至用戶(hù)行為習慣等參數，根據用戶(hù)實(shí)際用熱需求實(shí)時(shí)調節家庭用戶(hù)的熱供給，讓用戶(hù)在滿(mǎn)足室內舒適恒溫的基礎上充分節能。

由于供熱系統的時(shí)延特性及網(wǎng)絡(luò )化特征，末端進(jìn)行調節后，對應的二次網(wǎng)系統，換熱站各個(gè)設備也需要實(shí)時(shí)隨動(dòng)，即換熱站也需要根據小區實(shí)際用熱從一次管網(wǎng)取熱，一次管網(wǎng)熱供給通過(guò)換熱站中的一次網(wǎng)電動(dòng)調節閥門(mén)完成，由智慧供熱平臺通過(guò)云端向換熱站中的控制系統下發(fā)指令，完成調節。一次管網(wǎng)中的每個(gè)小區，即每個(gè)換熱站根據實(shí)際用熱需求調節后，參數繼續向上反饋，由云端智慧大腦通知熱源生產(chǎn)系統(DCS)，這樣，熱源系統得到的生產(chǎn)負荷接近實(shí)際需求，具有實(shí)時(shí)數據支撐的精確調度目標。通過(guò)整個(gè)云端智慧大腦對于完整供熱網(wǎng)絡(luò )環(huán)節的實(shí)時(shí)調節和調度。完成智慧的按需供熱。如下圖：

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)設備在城鎮供熱領(lǐng)域的普及，以及城鎮供熱智慧大平臺的建設，未來(lái)城鎮供熱必將發(fā)展成為一個(gè)智慧的、全覆蓋的、實(shí)時(shí)可控的、高效節能的城市公共事業(yè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò )。一個(gè)連接整個(gè)管網(wǎng)設備，連接所有運維人員、管理人員、決策人員的智慧大系統。

智慧供熱發(fā)展路線(xiàn)圖

城鎮供熱作為一個(gè)高度復雜的大延時(shí)系統，僅僅依靠系統各個(gè)環(huán)節的人力經(jīng)驗實(shí)現智慧化管理是很難的。因此，大數據及AI(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )及機器學(xué)習)將會(huì )發(fā)揮巨大作用。

基于物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)等技術(shù)，我們能夠實(shí)現城鎮供熱系統的實(shí)時(shí)監測與控制，那么，如何讓系統更智慧，就需要更多的數據積累，需要大數據與機器學(xué)習等AI技術(shù)的應用。例如對于熱用戶(hù)的室溫推測，對于熱用戶(hù)室溫影響的因素很多：

戶(hù)內供熱數據：戶(hù)型、面積、朝向、采暖方式(地熱、)回水溫度等

相鄰用戶(hù)數據：左鄰、右鄰，及上下相關(guān)熱用戶(hù)的戶(hù)內數據

小區建筑數據：小區所在維度、小區入住率、建筑外墻保溫數據等

氣象信息：歷史溫度數據、實(shí)時(shí)溫度數據、天氣預報數據，陰晴日照數據、風(fēng)速等

可以看到，以上多種數據對建筑用熱需求均有影響。因此，引入大數據及AI技術(shù)應用是非常必要的。智慧供熱系統需要不斷的積累、完善，通過(guò)對系統內各種歷史數據、天氣變化、以及不同建筑用熱特征等積累數據進(jìn)行自學(xué)習，建立相應的模型，采用機器學(xué)習的優(yōu)化算法，不斷完善，讓系統更智慧。

實(shí)際上，大數據技術(shù)應用并不是只應用于數據大，而是需要滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：

數據在一定的范圍內足夠完整

小區供熱二次管網(wǎng)涉及到的換熱站、機組、樓前設備、戶(hù)內設備監控數據，熱用戶(hù)繳費數據，熱用戶(hù)戶(hù)型、面積、朝向以及居住人口等用熱數據等組成了一個(gè)完整的供熱、用熱系統，并且我們現有的技術(shù)手段，能夠收集和獲得這些數據。

數據能夠持續不斷產(chǎn)生

城鎮供熱系統中，各個(gè)設備的數據是具備生長(cháng)性的，這些設備上的數據源源不斷地生成，而且不僅是物聯(lián)設備數據，系統中運維人員的行為數據，決策人員的操作數據等，都會(huì )進(jìn)入云平臺進(jìn)行數據復用，產(chǎn)生價(jià)值。(攬月云平臺僅數千個(gè)換熱站設備數據，18-19采暖季數據記錄突破100億條)

因此，城鎮供熱系統完全具備大數據的應用基礎，而作為一個(gè)綜合性、復雜的、具備顯著(zhù)時(shí)延特點(diǎn)的大數據系統，基于大數據的AI技術(shù)，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )與機器學(xué)習，將會(huì )在這個(gè)領(lǐng)域大展身手。讓系統中的每個(gè)閥門(mén)、每個(gè)泵等受控設備的每一次調控，背后都是通過(guò)AI學(xué)習過(guò)的虛擬專(zhuān)家的智慧決策，這才是真正意義上的智慧供熱。

我們期待大數據及AI技術(shù)能夠在城鎮供熱及其他社會(huì )公共事業(yè)服務(wù)領(lǐng)域廣泛應用，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的應用，降低社會(huì )綜合成本，為建設真正節約型城市和社會(huì )出力。