一种能源管理系统及跨系统交互方法与流程

1.本发明属于能源管理系统技术领域，尤其是涉及一种能源管理系统及跨系统交互方法。


背景技术：

2.随着科技发展日新月异，地铁智慧车站平台等上级系统应运而生，需要对地铁各系统进行数据接入的工作，但是将所有系统的数据接入，效率比较低而且资源占用大，目前采用的方式就是智慧车站平台等上级系统直接采集下级各系统分析后的数据，主要实现对各系统进行展示和控制命令的下发功能。现有能源管理系统传统上与智慧车站等其他上级系统进行数据转发，是通过消息队列或者是规约报文通信方式实现数据交互功能，但随着现有的能源管理系统接入设备规模庞大，采集数据项日趋繁杂，采集数据项由传统的用电，用水，用气数据，上升到客流量，温度，湿度，二氧化碳浓度等传感器数据，短时间内产生海量数据，已经无法满足将所采集的数据都及时传送到上级系统，并且上级系统不一定需要短时间内采集到的所有数据，而且也不必要，故有必要将现有系统采集到的数据根据实际场景的需求进行筛选，有选择的上传到智慧车站平台等上级系统。
3.一般跨系统交互采用的方案是两个系统之间开发一套基于c/s架构的通信程序，不断进行数据交互，适用于建立长链接传输的场景；本专利因能源管理系统无需上传所有实时采集的数据给智慧车站等上级系统，所传数据由智慧车站等上级系统决定，根据系统特点和功能要求，数据交互模块采用b/s架构，不用单独开发通信程序，只增加交互模块，在里面增加各接口即可，开发灵活，扩展方便。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种能源管理系统及跨系统交互方法，以解决现有的能源管理系统没有转发数据的功能或者是需要在原系统中修改大量程序增加数据交互的功能，开发特定的通信程序的问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种能源管理系统跨系统交互方法，包括以下步骤：
7.s1、上级系统与能源管理系统进行通信及设备绑定操作；
8.s2、能源管理系统均采用被动传送方式或主动传送方式将数据报文发送给上级系统；
9.s3、上级系统根据接收的数据报文后对应的新增用于数据报文交互的通信模块；
10.s4、上级系统的通信模块通过不同的通信方式实时获取能源管理系统的数据报文，并根据数据报文信息创建对应的设备档案资料。
11.进一步的，步骤s4中不同的通信方式包括：http通信方式或websocket通信方式。
12.进一步的，步骤s2中被动传送方式为：上级系统不定时下发获取能源管理系统中的数据报文指令，能源管理系统按照数据报文指令采集相对应的数据报文并向上级系统回
复数据报文；
13.进一步的，步骤s2中主动传送方式为：上级系统下发一次采集数据报文指令，采集数据报文指令中包含定时上传数据项和时间信息，能源管理系统定时主动根据采集数据报文指令向上级系统回复数据报文。
14.进一步的，步骤s1中上级系统与能源管理系统设备绑定操作包括以下方法：
15.s101、上级系统以http通信方式向能源管理系统下发获取线路信息的控制指令，能源管理系统以json格式回复线路信息，上级系统根据获取的线路信息分别建立线路数据结构；并继续向能源管理系统获取线路信息中的车站信息，能源管理系统回复指定线路的车站信息；
16.s102、上级系统根据获取的车站信息在线路数据结构内创建对应的车站数据结构；上级系统创建车站数据结构完成后，继续向管理系统获取的车站信息中的车站id信息；能源管理系统回复指定车站id信息中的能耗类信息；
17.s103、上级系统根据获取的能耗类信息在对应的车站数据结构内创建能耗类型数据结构；上级系统创建能耗类型数据结构完成后，继续向能源管理系统获取能耗类型id信息，能源管理系统回复指定的能耗类型id信息的能耗分类细类数据；
18.s104、上级系统根据获取的能耗分类细类数据在对应的能耗类数据结构内创建能耗分类细类数据结构；上级系统创建能耗分类细类数据结构后，继续向能源系统获取耗分类细类id信息；能源管理系统回复指定的能耗分类id信息中的表计设备数据；
19.s105、上级系统根据获取的表计设备数据，在对应的能耗分类细类数据结构内创建表计设备数据结构；上级系统创建完表计数据机构后，继续向能源管理系统获取表计设备id信息，能源管理系统回复指定的表计设备id信息的表计设备id属性集数据；
20.s106、上级系统根据获取的表计设备id属性集数据，在对应的表计设备数据结构中创建表计设备属性数据结构。
21.进一步的，线路信息包括各线路名称，各线路id，其中线路id是能源管理系统中唯一确认编号，包括两位数。
22.进一步的，各线路数据包括车站名称、车站id，车站id是能源管理系统中位移确认编号，包括五位数字，前两位是车站所属线路的线路id，后三位是车站编号。
23.进一步的，各车站数据包括能耗类信息，包括能耗类型id、能耗类型分析对象id，能耗类型id是能源管理系统中唯一确认编号，是包括两位数字，依照能耗类型不同来编号；能耗类型对象id是能源管理系统中唯一确认编号，包括七位数字，前五位为车站id和后两位能耗类型id组成，可以通过该id号可以直接查询对应的分析对象的数据。
24.进一步的，各能耗类信息数据包括能耗细类id、能耗细类对象id，能耗细类id包括四位数字，前两位为能耗类型id和后两位为编号数字，是能源管理系统中唯一确认编号，用于对能耗细类进行编号；能耗细类对象id包括九位数，前面七位为能耗对象id，后两位为编号数字；通过能耗细类对象id直接查询对应的分析对象的数据。
25.一种能源管理系统，包括：多个线路，每个线路均包括多个车站，多个车站均包括能耗类型数据模块，每个能耗类型数据模块包括多种能耗类型数据，每个能耗类型数据包括多个能耗细类类型数据，每个能耗细类类型数据包括多种表计设备数据，表计设备数据包括多种表计属性集数据，多种表计属性集数据形成表格；
26.能耗类信息包括空调，照明，牵引，动力，用水，燃气，扶梯用电分类信息；
27.为能耗类信息的下一级子类，其中能耗类信息中照明用电分类信息对应的能耗细类类型数据包括：应急照明，公共区照明，区间照明用电分类信息；
28.表计设备的数据为能耗细类类型数据的下一级子类，包括车站内各种智能计量表计设备，智能计量表计设备包括站厅照明配电箱电表，站台配电箱电表的用电信息；
29.表计属性集包括：智能计量表计设备的名称、设备id、属性，其中属性包括实时/历史数据、摇信/遥测/遥控数据、属性id、数据时间、数值、可控制标志信息、资料新建标志信息、所属回路信息。
30.相对于现有技术，本发明所述的一种能源管理系统及跨系统交互方法具有以下有益效果：
31.本发明所述的一种能源管理系统及跨系统交互方法，在多系统传输数据的时候，本专利采用与传统跨系统通信前在各自系统中人为建立和维护通信数据结构，而是无需事先手动在其他系统中配置能源管理系统中线路结构和设备信息，且在后期设备档案资料维护上也无需人为在上级系统中配置，上级系统自动通过能源管理系统传输的数据获取创建或更新对应设备档案资料，设备档案资料能够及时并自动进行维护更新。
附图说明
32.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
33.图1为本发明实施例所述的一种能源管理系统及跨系统交互方法流程图；
34.图2为本发明实施例所述的能源管理系统数据结构图；
35.图3为本发明实施例所述的能耗分析结构流程图。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
40.一种能源管理系统跨系统交互方法，包括以下步骤：
41.s1、上级系统与能源管理系统进行通信及设备绑定操作；
42.s2、能源管理系统均采用被动传送方式或主动传送方式将数据报文发送给上级系统；
43.s3、上级系统根据接收的数据报文后对应的新增用于数据报文交互的通信模块；
44.s4、上级系统的通信模块通过不同的通信方式实时获取能源管理系统的数据报文，并根据数据报文信息创建对应的设备档案资料。
45.步骤s4中不同的通信方式包括：http通信方式或websocket通信方式；http通信方式用于临时性数据获取，通信完毕后释放连接，减少系统负荷；websocket通信方式用于长链接，主要是能源管理系统定时上传数据给智慧车站平台等上级系统，减少系统负荷。两种通信方式，可以根据实际需要选择。
46.步骤s2中被动传送方式为：上级系统不定时下发获取能源管理系统中的数据报文指令，能源管理系统按照数据报文指令采集相对应的数据报文并向上级系统回复数据报文；
47.步骤s2中主动传送方式为：上级系统下发一次采集数据报文指令，采集数据报文指令中包含定时上传数据项和时间信息，能源管理系统定时主动根据采集数据报文指令向上级系统回复数据报文。
48.如图1所示，步骤s1中上级系统定时与能源管理系统设备绑定操作包括以下方法：
49.1)智慧车站平台以http方式下发获取线路信息；智慧车站平台等上级系统首先向能源管理系统通过通用接口获取网级线路的信息；
50.2)能源管理系统json格式回复线路信息。线路信息包括各地铁线路名称，线路id；其中线路id是能源管理系统中唯一确认编号，包括两位数字；
51.3)智慧车站平台建立线路级数据结构；智慧车站平台收到步骤2)回复的json数据，建立线路级数据结构；
52.4)智慧车站平台下发获取线路id信息；智慧车站平台通过接口和线路id获取下一级的信息；
53.5)能源管理系统回复指定线路id的车站信息；能源管理系统回复json数据，包括车站名称，车站id；其中车站id是能源管理系统中唯一确认编号，包括五位数字，前两位是车站所属地铁线路的线路id，后三位是车站编号；
54.6)智慧车站平台建立车站数据结构；智慧车站平台获取到json数据后建立车站数据结构；
55.7)智慧车站平台下发获取车站id信息；智慧车站通过接口和车站id获取下一次数据；
56.8)能源管理系统回复指定车站id的能耗类型信息；能源管理系统回复json数据，包括能耗类型名称，能耗类型id以及能耗类型分析对象对象id；能耗类型是根据现场能耗设备的种类和属性进行设置，如空调通风，照明，牵引，动力，用水，燃气等，能耗类型id是能源管理系统中唯一确认编号，包括两位数字，依照能耗类型不同来编号；能耗类型对象id是能源管理系统中唯一确认编号，包括七位数字，前五位为车站id和后两位能耗类型id组成，
可以通过该id号可以直接查询对应的分析对象的数据；
57.9)智慧车站平台建立能耗类型数据结构；智慧车站平台获取到json数据后建立能耗类型数据结构；
58.10)智慧车站平台下发获取能耗类型id信息；智慧车站平台通过接口和能耗类型id获，和车站id，或者直接通过对象id，可以进一步获取能耗分类细类数据信息；
59.11)能源管理系统回复指定能耗类型id的能耗分类细类数据；能耗分类细类数据包括能耗细类名称，能耗细类id，能耗细类对象id；能耗细类是对能耗类型进一步进行分类，如能耗类型中照明，其能耗细类进一步分为应急照明，公共区照明，应急照明；细类id包括前两位为能耗类型id和后两位为编号数字共四位，是能源管理系统中唯一确认编号，是对能耗细类进行编号；能耗细类对象id包括九位数字，前面七位为能耗对象id，后两位为编号数字；可以通过能耗细类对象id直接查询对应的分析对象的数据；
60.12)智慧车站平台建立能耗分类细类数据结构；
61.13)智慧车站平台下发获取能耗分类细类id信息；智慧车站平台等上级系统向能源管理系统通过接口中能耗细类类型id，和车站id，或者直接通过能耗细类对象id，可以进一步获取所属表计设备的详细信息；
62.14)能源管理系统回复指定能耗分类细类id的所述的表计设备数据；表计设备数据分为设备名称，设备id；设备id包括十一位数字，是能源管理系统中唯一确认编号，前面九位是能耗细类id，后两位为编号数字。
63.15)智慧车站平台建立表计数据结构；
64.16)智慧车站平台下发获取表计设备id信息；智慧车站平台向能源管理系统通过接口中表计设备id可以获取表计的属性集。
65.17)能源管理系统回复指定表计设备id属性集数据；表计属性集是包括表计设备所属的多个属性id；通过属性id可以获取表计数据结构，包括实时/历史，遥信/遥测/遥控，数值，时间，是否可控标志，资料新建标志；其中属性id包括十三位数字，是能源管理系统中唯一确认编号，前面十一位是表计设备id，后两位为编号数字。
66.18)智慧车站平台建立表计属性数据结构；并将获取的表计设备属性存入表计属性数据结构内。
67.智慧车站平台等上级系统向能源管理系统通过接口中属性id可以获取某表计设备中的某属性数值，也可以根据属性id对可控表计设备下发控制命令。上述所有id命名都包含上级层次信息，通过id值也可以定位到所属各级别信息，方便智慧车站平台等上级系统建立层次型数据结构。
68.智慧车站平台等上级系统每次启动程序后依照上述接口依次获取下级系统中的数据结构，同时上级系统定时启动加载能源管理系统数据结构任务，如果加载到表计端属性值中资料新建标志为1的时候则更新资料信息，否则不进行任何操作。智慧车站平台等上级系统更新表计级别以上采用id对比方式是否增加新的资料或者删除旧的资料信息，表计属性是根据资料新建标志位决定是否更新属性。能源管理系统当传输完表计属性数据后会将资料新建标志位设为0。
69.智慧车站平台等上级系统建立了能源管理系统数据结构，可以进一步通过各id值获取能源管理系统中对应设备和对象的数据。智慧车站平台等上级系统对能源管理系统下
发采集数据报文中包含是否需要定时上送或者是单次响应数据报文信息，能源管理系统根据信息进行相应操作。上述能源管理系统数据结构，已经针对于表计设备进行分类，无需智慧车站平台等上级系统对表计设备进行分类。所属线路id，车站id，能耗类型和能耗细类中的对象id均可以获取小时，日，月，季度和年的能耗统计数据，也可以获取对应id的对比，同比和环比数据。通过表计设备id可以获取所有的属性值集合数据，也可以通过属性id精确获取某表计设备的某属性值。智慧车站平台等上级系统针对自身需求，专注自身的显示功能以及分析控制策略，下发对设备的控制命令。
70.该种数据结构不仅限于智慧车站平台等上级系统与能源管理系统之间的数据交互，还包括pscada系统与智慧车站平台等上级系统，bas与智慧车站平台等上级系统，综合监控系统与智慧车站平台等上级系统之间建立数据结构模型，用于传输数据。
71.如图3所示，智慧车站平台等上级系统更新了能源管理系统数据结构后，采用两种接口获取能源管理系统各级数据，第一种是采集表计设备的数据接口，第二种是表计设备外所有上级对象的数据接口。获取除表计设备外所有上级数据，可以通过不同方式对表计设备外所有上级对象进行数据进行分析。智慧车站平台等上级系统可以按照回路和能耗类型两种分类方式对不同结构数据进行采集要求。按照能耗类型，可以进一步分为两种小类，一种是按照车站为主，展示车站的所有能耗类型数据，另一种是按照能耗类型为主，展示所有车站的能耗数据，可以直接一次性获取多个对象中的数据。
72.如图2所示，一种能源管理系统，包括：多个线路，每个线路均包括多个车站，多个车站均包括能耗类型数据模块，每个能耗类型数据模块包括多种能耗类型数据，每个能耗类型数据包括多个能耗细类类型数据，每个能耗细类类型数据包括多种表计设备数据，表计设备数据包括多种表计属性集数据，多种表计属性集数据形成表格；
73.能耗类信息包括空调，照明，牵引，动力，用水，燃气，扶梯用电分类信息；
74.为能耗类信息的下一级子类，其中能耗类信息中照明用电分类信息对应的能耗细类类型数据包括：应急照明，公共区照明，区间照明用电分类信息；
75.表计设备的数据为能耗细类类型数据的下一级子类，包括车站内各种智能计量表计设备，智能计量表计设备包括站厅照明配电箱电表，站台配电箱电表的用电信息；
76.表计属性集包括：智能计量表计设备的名称、设备id、属性，其中属性包括实时/历史数据、摇信/遥测/遥控数据、属性id、数据时间、数值、可控制标志信息、资料新建标志信息、所属回路信息。
77.本专利能源管理系统与传统大数据量通信报文不同的是，依据系统数据量分布情况，
①
大部分进行分析数据交互，少量进行表计设备数据交互；
78.②
并采用被动和主动送传的方式将数据报文发送给智慧车站平台等上级系统；
79.③
通过模块化新增数据交互的功能，满足于上级系统进行数据交互基础；
80.④
采用建立基于b/s架构中的http通信方式或者websocket通信方式和获取数据；
81.⑤
智慧车站平台等上级系统定期与能源管理系统之间首先进行的设备绑定操作。
82.智慧车站平台等上级系统可以取消定时数据报文任务。能源管理系统依据智慧车站平台等上级系统的命令进行相应数据报文响应。满足上述新功能需求，就要保证上级系统和智慧车站平台系统之间建立一套数据交互机制。本专利采用主要是针对于在既有的能源管理系统上，通过模块化新增数据交互的功能，满足于上级系统进行数据交互基础。
83.现有能源管理系统与上级系统数据交互，是通过在其他系统上根据能源管理系统中的线路结构和设备信息，创建对应设备档案资料，用于采集和显示能源管理系统中能耗设备中的数据。本专利中，智慧车站等上级系统无需与能源管理系统一直建立长链接，在需要指定的数据时候，可以采用建立基于b/s架构中的http通信方式或者websocket通信方式和获取数据。
84.智慧车站平台等上级系统与各系统采用统一接口进行数据交互，数据交互均采用json格式进行数据交互，满足现场实际需要。智慧车站平台等上级系统定期与能源管理系统之间首先进行的设备绑定操作。
85.具体实施例如下：
86.智慧车站等上级系统与各系统采用统一接口进行数据交互，数据交互均采用json格式进行数据交互，满足现场实际需要。智慧车站定期与能源管理系统之间首先进行的设备绑定操作。
87.智慧车站等上级系统首先向能源管理系统通过通用接口获取网级线路的信息，包括线路名称(如杭州地铁4号线，杭州地铁7号线等)，线路id；如：
88.上级系统：[{"method":"getline"}]
[0089]
能源管理系统：[{"name":"杭州地铁4号线","lineid":"04"},{"name":"杭州地铁7号线","lineid":"07"}]
[0090]
然后通过线路id获取该线路底层所属车站信息，包括车站名称，车站id；如：
[0091]
上级系统：[{"method":"getstation","lineid":"04"}]
[0092]
能源管理系统：[{"stationname":"彭埠站","stationid":"04001"},{"stationname":"火车东站","stationid":"04002"},{"stationname":"浦沿","stationid":"04018"}]
[0093]
然后通过车站id获取能耗类型信息，包括能耗类型名称，id以及对象id，能耗类型是根据现场能耗设备的种类和属性进行设置，如空调通风，照明，牵引，动力，用水，燃气等；如：
[0094]
上级系统：[{"method":"gettype","stationid":"04001"}]
[0095]
能源管理系统：[{"typename":"空调用电","typeid":"01","objid":"0400101"},{"typename":"照明用电","typeid":"02","objid":"0400102"},{"typename":"扶梯用电","typeid":"03","objid":"0400103"}]
[0096]
通过能耗类型id，和车站id，或者直接通过对象id，可以进一步获取能耗分类细类数据；如：
[0097]
上级系统：[{"method":"getdetailtype","stationid":"04001","typeid":"02"}]
[0098]
能源管理系统：[{"detailtypename":"应急照明","detailtypeid":"01","objid":"040010201"},{"detailtypename":"公共区照明","detailtypeid":"02","objid":"040010202"},{"detailtypename":"应急照明","detailtypeid":"03","objid":"040010203"}]
[0099]
通过能耗细类类型id，和车站id，或者直接通过细类对象id，可以进一步获取表计设备的详细信息，如设备名称，设备id；如：
[0100]
上级系统：[{"method":"getmeter","stationid":"04001","detailtypeid":"02"}]
[0101]
能源管理系统：[{"metername":"站厅照明配电箱1","mpid":"04001020201"},{"metername":"站厅照明配电箱1","mpid":"04001020202"},{"metername":"站台照明配电箱1","mpid":"04001020203"}]
[0102]
通过表计设备id可以获取表计设备的属性集，设备属性集包括实时/历史，遥信/遥测/遥控，数值，时间，是否可控标志，新建或更新档案信息标志等信息。智慧车站分别按照各层次对象建立能耗模型，根据设备级别的新建或更新档案信息标志定时维护设备信息；以上各级别类想均有能耗类型，如：
[0103]
上级系统：[{"method":"getmeter","mpid":"04001020202"}]
[0104]
能源管理系统：[{"class1":"实时","class2":遥信","description":"表计状态","attrid":"0400102020201","datatime":"2021-10-2016:30:00","data":"1","iscontrolledflag":"0","isnewflag":"1"},{"class1":"历史","class2":遥测","description":"正向有功总电能示值","attrid":"0400102020202","datatime":"2021-10-2016:30:00","data":"2354.86kwh","iscontrolledflag":"0","isnewflag":"1"},{"class1":"实时","class2":遥控","description":"开关","attrid":"0400102020203","datatime":"2021-10-2016:30:00","data":"1","iscontrolledflag":"1","isnewflag":"1"}]
[0105]
通过属性id可以获取某表计设备中的某属性值，每一种类型的属性有唯一的编号，将编号加入到表计设备id中组成属性id，如：
[0106]
上级系统：[{"method":"getmeterattr","attrid":"0400102020202"}]
[0107]
能源管理系统：[{"class1":"历史","class2":遥测","description":"正向有功总电能示值","attrid":"0400102020202","datatime":"2021-10-2016:30:00","data":"2354.86kwh","iscontrolledflag":"0","isnewflag":"1"}]
[0108]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。