本發(fā)明涉及數(shù)字孿生，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、現(xiàn)階段，數(shù)字孿生技術已經(jīng)得到了廣泛的應用和發(fā)展，能夠針對物理世界中的物體，通過數(shù)字化的手段構建一個仿真模型，借此來實現(xiàn)對物理實體的了解、分析和優(yōu)化。數(shù)字孿生技術充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。

2、但對于企業(yè)來說，缺乏通過數(shù)字孿生技術實現(xiàn)對園區(qū)照明、水電表、空調(diào)等多種用能設備的直接對接和精細化管理模式，缺乏能耗數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電數(shù)據(jù)、碳自愿減排數(shù)據(jù)、碳排數(shù)據(jù)的智能轉(zhuǎn)換、三維可視化展示以及數(shù)據(jù)分析能力，缺乏對降碳規(guī)劃精準推演的能力，缺乏對碳市場精準評估能力?；谖锫?lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析應用能夠有效解決企業(yè)、園區(qū)等用能單位的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字孿生仿真模擬模塊、能碳數(shù)據(jù)分析模塊和碳市場分析模塊；物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊采集物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)，其中，物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)包括樓宇物聯(lián)數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)設備包括樓宇物聯(lián)設備；數(shù)字孿生仿真模擬模塊通過對樓宇物聯(lián)數(shù)據(jù)分析，完成對樓宇物聯(lián)設備真實位置的可視化展示，實現(xiàn)對樓宇物聯(lián)設備的實時控制，同時進行能碳數(shù)據(jù)展示；能碳數(shù)據(jù)分析模塊對物聯(lián)網(wǎng)設備采集到的數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合數(shù)字孿生模型對數(shù)據(jù)進行虛擬同步降碳推演，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)預測一定時間內(nèi)的碳排放量；結(jié)合用能情況形成節(jié)能報告以及碳排報告；碳市場分析模塊通過碳市場實時碳價的獲取、分析，針對企業(yè)用能碳排情況提供最優(yōu)的投資方案。

4、基于上述技術方案，更進一步地，所述物聯(lián)網(wǎng)設備至少包括水電表裝置、空調(diào)裝置、照明裝置以及光伏裝置；其中，水電表裝置、空調(diào)裝置、照明裝置以及光伏裝置分別對應有相應的傳感器。

5、基于上述技術方案，更進一步地，所述樓宇物聯(lián)數(shù)據(jù)至少包括門禁情況、空調(diào)情況、水電表情況、光伏設備情況以及照明情況。

6、一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析方法，采用一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括以下步驟：獲取物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理，依據(jù)預設的通信協(xié)議，傳輸至平臺支撐層；數(shù)據(jù)在平臺支撐層進行預處理后，傳輸至數(shù)據(jù)中臺；數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中臺進行整合、存儲、計算和共享之后，將數(shù)據(jù)傳輸至應用系統(tǒng)層；經(jīng)過應用系統(tǒng)層處理后的數(shù)據(jù)被送達至綜合服務層進行解析、驗證和處理；數(shù)據(jù)在綜合服務層被封裝成為適合傳輸?shù)母袷剑鬏斨劣脩襞c終端層。

7、基于上述技術方案，更進一步地，所述預處理包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密。

8、基于上述技術方案，更進一步地，所述數(shù)據(jù)中臺包括數(shù)據(jù)采集平臺和能碳數(shù)據(jù)分析平臺。

9、基于上述技術方案，更進一步地，根據(jù)應用系統(tǒng)層的需求，被抽取為傳輸相關數(shù)據(jù)準備下一步的傳輸；在數(shù)據(jù)傳輸時，根據(jù)傳輸協(xié)議以滿足數(shù)據(jù)中臺與應用系統(tǒng)層間的數(shù)據(jù)交換需求。

10、基于上述技術方案，更進一步地，應用系統(tǒng)層根據(jù)實際需求獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在應用系統(tǒng)層中被用于智慧管理、智慧控制和降碳決策；其中，智慧管理包括門禁管理、會議室管理、照明管理、設備管理、能碳管理和資產(chǎn)管理；智慧控制包括照明控制、用水節(jié)流、三維模型仿真控制和門禁控制；降碳決策包括降碳報告、碳排報告和碳市場分析。

11、基于上述技術方案，更進一步地，數(shù)據(jù)在綜合服務層中進行數(shù)據(jù)挖掘處理，其中，數(shù)據(jù)挖掘是利用物聯(lián)網(wǎng)設備實時采集園區(qū)的能源消耗和碳排放數(shù)據(jù)，對采集到的原始數(shù)據(jù)進行清洗，去除重復、錯誤、不完整的數(shù)據(jù)，將不同格式、不同單位的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式和單位，將來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行集成，形成完整的能碳數(shù)據(jù)集；并通過構建分類分項的能耗數(shù)據(jù)多維分析模型，對能碳數(shù)據(jù)進行深度分析，了解園區(qū)不同時間段的能源消耗和碳排放情況，利用預設的統(tǒng)計分項和節(jié)能規(guī)則，對重點高能耗設備進行智能診斷，提出能效診斷及優(yōu)化建議。

12、基于上述技術方案，更進一步地，在傳輸過程中，綜合服務層運用哈希算法添加數(shù)據(jù)完整性校驗機制，通過計算并比對數(shù)據(jù)的哈希值來確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，同時提供實時傳輸、批量傳輸和消息隊列三種靈活的傳輸方式，以適應不同場景需求進行合理變換。

13、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

14、(1)本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析應用通過對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字孿生仿真模擬模塊、能碳數(shù)據(jù)分析模塊、碳市場分析模塊的綜合管理，能夠?qū)崿F(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)可視化展示到數(shù)據(jù)分析推演到報告生成到投資方案生成的能碳數(shù)據(jù)全生命周期的精細化管理。

15、(2)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法打破應用場景單一性，可以橫跨不同行業(yè)，如能源、制造業(yè)、交通等各垂直行業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)場景自適應切換；支持modbus、mqtt等多種數(shù)據(jù)采集，保證系統(tǒng)具備更高的可擴展性；融合控排企業(yè)、園區(qū)等不同領域數(shù)據(jù)，進行全方位數(shù)據(jù)整合，并通過對結(jié)構化數(shù)據(jù)、半結(jié)構化數(shù)據(jù)、非結(jié)構化數(shù)據(jù)等多方面數(shù)據(jù)融合，結(jié)合數(shù)字孿生提高系統(tǒng)可視化程度；數(shù)據(jù)庫使用國產(chǎn)化數(shù)據(jù)庫人大金倉，提高數(shù)據(jù)存儲的安全性；結(jié)合24個行業(yè)標準針對能源使用轉(zhuǎn)化碳排進行極小誤差計算；通過碳市場實時碳價的獲取、分析，保證投資方案的真實性。

技術特征：

1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于：包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字孿生仿真模擬模塊、能碳數(shù)據(jù)分析模塊和碳市場分析模塊；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于：所述物聯(lián)網(wǎng)設備至少包括水電表裝置、空調(diào)裝置、照明裝置以及光伏裝置；其中，水電表裝置、空調(diào)裝置、照明裝置以及光伏裝置分別對應有相應的傳感器。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于：所述樓宇物聯(lián)數(shù)據(jù)至少包括門禁情況、空調(diào)情況、水電表情況、光伏設備情況以及照明情況。

4.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于：采用權利要求1-3任一項所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括以下步驟：

5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于：所述預處理包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)加密。

6.根據(jù)權利要求4所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)中臺包括數(shù)據(jù)采集平臺和能碳數(shù)據(jù)分析平臺。

7.根據(jù)權利要求4所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于：根據(jù)應用系統(tǒng)層的需求，被抽取為傳輸相關數(shù)據(jù)準備下一步的傳輸；在數(shù)據(jù)傳輸時，根據(jù)傳輸協(xié)議以滿足數(shù)據(jù)中臺與應用系統(tǒng)層間的數(shù)據(jù)交換需求。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于：應用系統(tǒng)層根據(jù)實際需求獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在應用系統(tǒng)層中被用于智慧管理、智慧控制和降碳決策；其中，智慧管理包括門禁管理、會議室管理、照明管理、設備管理、能碳管理和資產(chǎn)管理；智慧控制包括照明控制、用水節(jié)流、三維模型仿真控制和門禁控制；降碳決策包括降碳報告、碳排報告和碳市場分析。

9.根據(jù)權利要求4所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于：數(shù)據(jù)在綜合服務層中進行數(shù)據(jù)挖掘處理，其中，數(shù)據(jù)挖掘是利用物聯(lián)網(wǎng)設備實時采集園區(qū)的能源消耗和碳排放數(shù)據(jù)，對采集到的原始數(shù)據(jù)進行清洗，去除重復、錯誤、不完整的數(shù)據(jù)，將不同格式、不同單位的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式和單位，將來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行集成，形成完整的能碳數(shù)據(jù)集；并通過構建分類分項的能耗數(shù)據(jù)多維分析模型，對能碳數(shù)據(jù)進行深度分析，了解園區(qū)不同時間段的能源消耗和碳排放情況，利用預設的統(tǒng)計分項和節(jié)能規(guī)則，對重點高能耗設備進行智能診斷，提出能效診斷及優(yōu)化建議。

10.根據(jù)權利要求4所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于：在傳輸過程中，綜合服務層運用哈希算法添加數(shù)據(jù)完整性校驗機制，通過計算并比對數(shù)據(jù)的哈希值來確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，同時提供實時傳輸、批量傳輸和消息隊列三種傳輸方式，以適應不同場景需求進行合理變換。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生碳數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及方法，涉及數(shù)字孿生技術領域。系統(tǒng)包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字孿生仿真模擬模塊、能碳數(shù)據(jù)分析模塊和碳市場分析模塊。方法包括獲取物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)，依據(jù)預設的通信協(xié)議，傳輸至平臺支撐層；數(shù)據(jù)在平臺支撐層進行深度解析并預處理后，傳輸至數(shù)據(jù)中臺；數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中臺進行整合、存儲、計算和共享，將數(shù)據(jù)傳輸至應用系統(tǒng)層；經(jīng)過應用系統(tǒng)層處理后的數(shù)據(jù)被送達至綜合服務層進行解析、驗證和處理；數(shù)據(jù)在綜合服務層被封裝成為適合傳輸?shù)母袷?，并傳輸至用戶與終端層。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)可視化展示到數(shù)據(jù)分析推演到報告生成到投資方案生成的能碳數(shù)據(jù)全生命周期的精細化管理。

技術研發(fā)人員：李生祿,萬仁明
受保護的技術使用者：普天通信有限責任公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17